WO2018042564A1 - 蛍光体ホルダー、光源装置および該光源装置を備えた投写型表示装置 - Google Patents

蛍光体ホルダー、光源装置および該光源装置を備えた投写型表示装置 Download PDF

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輝政 小林
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Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社
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    • G03B21/2006—Lamp housings characterised by the light source
    • G03B21/2013—Plural light sources

Definitions

  • the present invention relates to a phosphor holder, a light source device, and a projection display device including the light source device.
  • Projection display devices that project images are known.
  • a light source device including a laser light source for a projection display device.
  • a light source device disclosed in Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-166804 includes a first laser light source that emits laser light, and a fluorescence unit that emits fluorescence by laser light emitted from a second laser light source. And a condensing element for synthesizing and outputting the laser light emitted from the first laser light source and the fluorescence generated by the fluorescence unit.
  • Patent Document 1 discloses a pedestal on which a light collecting element is fixed in order to attach the fluorescent unit to a pedestal in a state where the fluorescent unit and the light collecting element are closer to each other and to suppress contact between the fluorescent unit and the light collecting element.
  • a fluorescent unit and a guide member, and the fluorescent unit is detachably attached to the pedestal.
  • the guide member attaches the fluorescent unit to the pedestal from the first position and the first position.
  • the fluorescent unit can be positioned to the second and third positions where the fluorescent unit is brought close to the light collecting element.
  • the guide member includes a first guide portion, a second guide portion, and a third guide portion, and the first guide portion has a fluorescent unit at the first position and the second position.
  • the second guide unit guides the fluorescent unit to the second position and the third position and restricts the fluorescent unit guided to the second and third positions from approaching the light collecting element.
  • derived to the 3rd position moving away from a condensing element is disclosed.
  • Fluorescence is generated by irradiating the phosphor formed on the phosphor wheel with laser light as excitation light, but the formation surface on which the phosphor is formed is perpendicular to the incident excitation light. If there is not, variation occurs in the emission direction of the generated fluorescence. As a result, the intensity of the output light of the light source device that synthesizes the fluorescence varies, and the hue of the output light also varies because the ratio of the fluorescence in the output light varies, and the projection display device that uses the light source device The image light also changes in hue.
  • the fluorescent unit is attached to the pedestal in a state where the fluorescent unit and the condensing element are closer to each other, and contact between the fluorescent unit and the condensing element can be suppressed.
  • a structure for making the formation surface on which the phosphor is formed perpendicular to the incident excitation light is not particularly disclosed.
  • the present invention realizes a phosphor holder, a light source device, and a projection display device including the light source device, in which a forming surface on which the phosphor is formed is perpendicular to incident excitation light.
  • the phosphor holder of the present invention is a phosphor holder attached to the holder mounting surface of the light source device, A pedestal, A plurality of phosphor holder mounting surfaces respectively provided at a plurality of locations on the outer periphery of the pedestal and projecting in a first direction with a predetermined height from the periphery; A base provided substantially in the center of the surface of the pedestal in the first direction; A motor provided on the base and having a rotation axis substantially orthogonal to an in-plane direction of the pedestal; A phosphor wheel in which a phosphor rotating by the motor is formed; A plurality of adjustment shims provided on the plurality of phosphor wheel mounting surfaces and in contact with the holder mounting surface.
  • the light source device of the present invention is a light source device having a holder mounting surface to which the phosphor holder is mounted, The phosphor mounting wheel can be inserted through the holder mounting surface, and an opening smaller than the cushion is formed.
  • the projection display device of the present invention includes the light source device described above.
  • the formation surface on which the phosphor is formed can be perpendicular to the incident excitation light.
  • FIG. 7A and 7B are diagrams for explaining a method for determining the thickness of the adjustment shim 202, in which FIG.
  • FIG. 7A is a side view of the phosphor holder 111 at the time of attachment, and FIG. It is a side view which expands and shows a state. It is a block diagram which shows the structure of one Embodiment of the projection type display apparatus provided with the light source device shown in 1st Embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of an embodiment of a light source device 100 according to the present invention.
  • the light source device 100 includes a blue laser light source 101, a red laser light source 102, a blue laser light source 103, dichroic mirrors 104 to 106, condensing lenses 107 to 110, a phosphor holder 111, a motor. 112 and a phosphor wheel 113.
  • the blue laser light emitted from the laser light source 101 goes to the dichroic mirror 104 via the condenser lens 107, and the red laser light emitted from the laser light source 102 goes to the dichroic mirror 104 via the condenser lens 108.
  • the dichroic mirror 104 reflects blue light and transmits red light.
  • the blue laser light emitted from the laser light source 101 and the red laser light emitted from the laser light source 102 are combined by the dichroic mirror 104 and are combined. Head to 106.
  • Laser light source 103 is a laser light source for excitation, and emits blue laser light as excitation light toward dichroic mirror 105.
  • the dichroic mirror 105 reflects blue light and transmits green light.
  • the blue laser light emitted from the laser light source 103 is reflected by the dichroic mirror 105 and fluoresced as excitation light through the condenser lenses 109 and 110.
  • a phosphor (not shown) is formed on the surface of the phosphor wheel 113 on which the blue laser light emitted from the laser light source 103 is incident. This phosphor generates green fluorescence when irradiated with excitation light, and is emitted from the phosphor wheel 113.
  • the emitted green fluorescence passes through the condenser lenses 110 and 109 and the dichroic mirror 105, and is dichroic. Head to mirror 106.
  • the dichroic mirror 106 reflects blue light and red light and transmits green light, and emits blue laser light emitted from the laser light source 101, red laser light emitted from the laser light source 102, and emitted from the phosphor wheel 113.
  • the green fluorescence thus synthesized is synthesized by the dichroic mirror 106 and emitted to the outside of the light source device 100.
  • the dichroic mirrors 104 to 106 and the condenser lenses 107 to 110 function as a combining optical system.
  • the phosphor wheel 113 is rotated by a motor 112, and the motor 112 is attached to a base 115 on the phosphor holder 111.
  • the base 115, the motor 112, and the phosphor wheel 113 are integrally attached to the phosphor holder 111, and the phosphor holder 111 is a fluorescent light that is a part of the casing of the light source device 100.
  • the body holder mounting surface 114 is detachably mounted using a mounting member such as a screw.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the phosphor holder 111.
  • the phosphor holder 111 is provided with a base 115 at a substantially central portion of a pedestal 205, which is a rectangular flat plate member.
  • Phosphor holder mounting surfaces 201-1 to 201-4 having a protruding shape are provided.
  • the plurality of phosphor wheel mounting surfaces 201-1 to 201-4 are arranged around the center of the phosphor wheel 113.
  • An adjustment shim 202 for adjusting the thickness is attached to the phosphor holder attachment surfaces 201-1 to 201-4 by a shim fixing screw 203.
  • a frame-shaped cushion 204 is attached around the base 115 so that the base of the phosphor holder 111 is made slightly smaller.
  • the phosphor wheel 113 can be inserted into the phosphor holder mounting surface 114 shown in FIG. 1, and an opening (not shown) smaller than the cushion 204 is formed.
  • the cushion 204 has a deformable elasticity, and when the phosphor holder 111 is attached to the phosphor holder mounting surface 114, dust or dust is removed from the gap between the phosphor holder 111 and the phosphor holder mounting surface 114. It is provided to prevent dust from entering the light source device 100 and stray light from entering the light source device 100.
  • the formation surface on which the phosphor is formed may be perpendicular to the incident excitation light. This is important for stabilizing the intensity and hue of output light as a light source device.
  • FIG. 3 is a view showing a state in which the phosphor wheel 113 is attached.
  • the phosphor wheel 113 is attached to the motor 112 so that the incident surface of the laser light emitted from the laser light source 103 which is excitation light is perpendicular to the rotating shaft 301 of the motor 112 indicated by a one-dot chain line.
  • the optical axis of the laser light emitted from the laser light source 103 incident on the phosphor wheel 113 is parallel to the rotation axis 301 of the motor 112 in the design specification.
  • the synthesis of the fluorescence shown in (1) and the laser light from another laser light source is performed stably.
  • the in-plane direction of the phosphor wheel 113 is ideally parallel to the in-plane direction of the pedestal 205, but in practice, the phosphor wheel 113 is attached to the motor 112, and the motor 112 is attached to the base 115.
  • the light source device 100 is manufactured so that the laser light emitted from the laser light source 103 is perpendicularly incident on the pedestal 205 on which the base 112 is provided, and further on the holder mounting surface 114 to which the pedestal 205 is attached.
  • the phosphor holder 111 is attached to the holder attachment surface 114 of the light source device 100.
  • the required accuracy is within ⁇ 0.2 mm at any location of the phosphor wheel 113 with respect to the design value, and the phosphor wheel 113 is indicated by an arrow B beyond this range.
  • the output of the light source device 100 may vary greatly. This variation is caused by the inclination of the phosphor wheel 113 with respect to the pedestal 205, but if the distance between the phosphor wheel 113 and the condenser lens 110 changes from the design value, the intensity of the output light also varies. .
  • the phosphor wheel 113 is attached to the motor 112 provided on the base 115 of the phosphor holder 111. Since the error of the base 115 and the motor 112 itself is about ⁇ 0.7 mm, these errors are canceled, and Adjustment to make the excitation light incident surface of the phosphor wheel 113 perpendicular to the excitation light is necessary. In the present embodiment, the above adjustment is performed by the adjustment shim 202.
  • FIG. 4 to 7 are diagrams for explaining a method for determining the thickness of the adjustment shim 202 performed in the present embodiment.
  • the distance A between the phosphor holder mounting surface 202 and the excitation light incident surface of the phosphor wheel 113 shown in FIG. 3 is measured at a plurality of locations.
  • FIG. 4 is a diagram showing a location where the distance A is measured. The measurement of the distance A is performed on the phosphor holder mounting surfaces 201-1 to 201-4 provided at four places.
  • the distance is measured using a laser measuring instrument 501 as shown in the perspective view of FIG. 5 and the side view of FIG.
  • the laser measuring device 501 measures the distance by irradiating a laser beam for distance measurement perpendicularly to the pedestal 205.
  • a phosphor 401 is formed on the outer periphery of the phosphor wheel 113.
  • a distance AMB1 from the laser measuring device 501 to the measurement point MB1 which is substantially the center of the phosphor holder mounting surface 201-1 is measured.
  • the laser measuring instrument 501 or the pedestal 205 is moved to a position on the straight line connecting the approximate center of the phosphor wheel 113 and the measuring point MB1 and directly above the measuring point MF1 on the phosphor 401, and the laser measuring instrument 501 is moved.
  • a distance A1 that is a difference between the distance AMB1 and the distance AMF1 is obtained.
  • the distances A2 to A4 related to the phosphor holder mounting surfaces 201-2 to 201-4 are obtained in the same procedure.
  • the distance from the pedestal 205 near the phosphor holder mounting surfaces 201-1 to 201-4 to the excitation light incident surface of the phosphor wheel 113 is equal to the design value and uniform.
  • the thickness of the adjustment shim is determined so that it becomes a thing.
  • the design value from the pedestal 205 to the excitation light incident surface of the phosphor wheel 113 is 50 mm
  • the height of the phosphor holder mounting surfaces 201-1 to 201-4 is 2 mm
  • the distances A1 to A4 are 47.5 mm, respectively.
  • adjustment shims 202 having heights of 0.5 mm, 0.4 mm, 0.3 mm, and 0.2 mm are respectively provided on the phosphor holder mounting surfaces 201-1 to 201-4.
  • the adjustment shim 202 is actually a combination of a 0.5 mm thick shim and a 0.1 mm thick shim, and the phosphor holder mounting surface 201-1 has a 0.5 mm thick shim.
  • One sheet of phosphor holder mounting surfaces 201-2 to 201-4 uses 4 to 2 shims having a height of 0.1 mm and is attached together by shim fixing screws 203.
  • FIG. 7A is a side view of the phosphor holder 111 at the time of attachment
  • FIG. 7B is an enlarged side view showing a state in the vicinity of the phosphor holder attachment surface 201-1.
  • the phosphor holder mounting surfaces 201-1 to 201-4 of the phosphor holder 111 are in contact with the holder mounting surface 114.
  • This contact state will be described by taking the phosphor holder mounting surface 201-1 as an example and referring to FIG. 7B.
  • the shim fixing screw 203 and the cushion 204 protrude from the adjustment shim 202 toward the holder mounting surface 114. Yes.
  • a recess for accommodating the shim fixing screw 203 is formed at a position corresponding to the shim fixing screw 203 on the holder mounting surface 114, and the cushion 204 is deformed. Therefore, the phosphor holder mounting surface 201-1 is brought into contact with the holder mounting surface 114 by the adjustment shim 202 mounted on the phosphor holder mounting surface 201-1.
  • the thickness of the adjustment shim 202 formed on the phosphor holder mounting surfaces 201-1 to 201-4 is determined so as to offset the error of the inclination of the phosphor wheel 113 and the distance to the condenser lens 110. Therefore, in the light source device 100 of the present embodiment, the formation surface on which the phosphor 401 of the phosphor wheel 113 is formed is perpendicular to the incident excitation light, and the light source device in which the fluorescence is synthesized. The intensity of the output light does not fluctuate, and the hue of the output light does not fluctuate because the ratio of the fluorescence in the output light fluctuates.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a projection display device including the light source device shown in the first embodiment.
  • the projection display device 1100 includes a light source 1101 including the light source device described in the first embodiment, an optical engine unit 1102, an image forming unit 1103, and a projection lens (projection optical system) 1104. .
  • the image forming unit 1103 includes display devices 1105 to 1107 that modulate light according to an image signal, and has a function of forming an image based on light emitted from the optical engine unit 1102.
  • the display devices 1105 to 1107 digital micromirror devices (DMDs) that are reflective display elements are used.
  • the image forming unit 1103 includes three display devices 1105 to 1107 corresponding to red light, green light, and blue light.
  • the projection lens 1104 has a function of projecting light emitted from the image forming unit 1103 onto a screen 1109 and displaying the image as an image.
  • the projection display apparatus 1100 includes a cooling device for cooling the DMD of the image forming unit.
  • the image light of the projection display device 1100 that uses the light source device 1101 is also stable in hue. Will be.

Abstract

蛍光体が形成される形成面を、入射される励起光に対して垂直とするもので、光源装置のホルダー取り付け面に取り付けられる蛍光体ホルダーであって、矩形平板状の台座と、前記台座の外周部の複数個所にそれぞれ設けられ、周囲よりも所定高さ第１の方向に向けて突出する複数の蛍光体ホルダー取り付け面と、前記台座の前記第１の方向となる面の略中央に設けられたベースと、前記ベース上に設けられ、回転軸が前記台座の面内方向と略直交するモーターと、　前記モーターにより回転する蛍光体が形成された蛍光体ホイールと、前記複数の蛍光体ホイール取り付け面に設けられ、前記ホルダー取り付け面に当接する複数の調整シムと、を有する。

Description

蛍光体ホルダー、光源装置および該光源装置を備えた投写型表示装置
　本発明は、蛍光体ホルダー、光源装置および該光源装置を備えた投写型表示装置に関する。
　画像を投写する投写型表示装置が知られている。また、レーザー光源を備える光源装置を投写型表示装置に用いることが提案されている。
　特許文献１（特開２０１５－１６６８０４号公報）に開示される光源装置は、レーザー光を出射する第１のレーザー光源と、第２のレーザー光源から発せられたレーザー光により蛍光を発する蛍光ユニットと、第１のレーザー光源から出射されたレーザー光と蛍光ユニットにて発生した蛍光を合成して出力するための集光素子を備えている。
　蛍光ユニットから集光素子へ達する蛍光の量は、蛍光ユニットと集光素子との間の隙間が狭いほど多くなる。特許文献１には、蛍光ユニットと集光素子とをより近づけた状態で蛍光ユニットを台座に取り付けるとともに蛍光ユニットと集光素子との接触を抑制するために、集光素子が固定される台座と、蛍光ユニットと、ガイド部材と、を備え、蛍光ユニットは、台座に着脱可能に取り付けられるものとされ、ガイド部材は、台座に対して蛍光ユニットを、第１の位置と、第１の位置よりも蛍光ユニットを集光素子に近づける第２および第３の位置と、へ位置決め可能とする。そして、ガイド部材は、第１のガイド部と、第２のガイド部と、第３のガイド部と、を含み、第１のガイド部は、第１の位置と第２の位置とに蛍光ユニットを誘導し、第２のガイド部は、第２の位置と第３の位置とへ蛍光ユニットを誘導するとともに第２および第３の位置へ誘導された蛍光ユニットが集光素子に近づくことを規制し、第３のガイド部は、第３の位置に誘導された蛍光ユニットが集光素子から遠ざかることを規制する構成が開示されている。
特開２０１５－１６６８０４号公報
　蛍光は、蛍光体ホイールに形成された蛍光体に励起光となるレーザー光を照射することにより発生するが、蛍光体が形成される形成面が、入射される励起光に対して垂直となっていない場合には発生した蛍光の出射方向にばらつきが生じてしまう。この結果、蛍光が合成される光源装置の出力光の強度に変動が生じ、また、出力光における蛍光の割合が変動することから出力光の色合いも変動し、光源装置を使用する投射型表示装置の映像光も色合いが変動したものとなる。
　特許文献１に開示される光源装置では、蛍光ユニットと集光素子とをより近づけた状態で蛍光ユニットを台座に取り付けるとともに蛍光ユニットと集光素子との接触を抑制することができるものとなっているが、蛍光体が形成される形成面を、入射される励起光に対して垂直とするための構造については特に開示されていない。
　本発明は、蛍光体が形成される形成面を、入射される励起光に対して垂直とする、蛍光体ホルダー、光源装置および該光源装置を備えた投写型表示装置を実現する。
　本発明の蛍光体ホルダーは、光源装置のホルダー取り付け面に取り付けられる蛍光体ホルダーであって、
　台座と、
　前記台座の外周部の複数個所にそれぞれ設けられ、周囲よりも所定高さ第１の方向に向けて突出する複数の蛍光体ホルダー取り付け面と、
　前記台座の前記第１の方向となる面の略中央に設けられたベースと、
　前記ベース上に設けられ、回転軸が前記台座の面内方向と略直交するモーターと、
　前記モーターにより回転する蛍光体が形成された蛍光体ホイールと、
　前記複数の蛍光体ホイール取り付け面に設けられ、前記ホルダー取り付け面に当接する複数の調整シムと、を有する。
　本発明の光源装置は、上記の蛍光体ホルダーが取り付けられるホルダー取り付け面を備えた光源装置であって、
　前記ホルダー取り付け面には、前記蛍光体ホイールが挿通可能であり、前記クッションよりも小さな開口が形成されている。
　本発明の投写型表示装置は、上記の光源装置を備えている。
　上記の構成を備える本発明においては、蛍光体が形成される形成面を、入射される励起光に対して垂直とすることが可能となる。
本発明による光源装置１００の一実施形態の構成を示す概略図である。 図１中の蛍光体ホルダー１１１の構成を示す斜視図である。 図２中の蛍光体ホイール１１３の取り付け状態を示す図である。 調整シム２０２の厚みを決定する手法を説明するための図である。 調整シム２０２の厚みを決定する手法を説明するための図である。 調整シム２０２の厚みを決定する手法を説明するための図である。 調整シム２０２の厚みを決定する手法を説明するための図であり、（ａ）は、取り付け時の蛍光体ホルダー１１１の側面図、図７（ｂ）は蛍光体ホルダー取り付け面２０１－１近傍の状態を拡大して示す側面図である。 第１の実施形態に示した光源装置を備えた投写型表示装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
　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、本発明による光源装置１００の一実施形態の構成を示す概略図である。光源装置１００は、図１に示されるように、青色のレーザー光源１０１、赤色のレーザー光源１０２、青色のレーザー光源１０３、ダイクロイックミラー１０４～１０６、集光レンズ１０７～１１０、蛍光体ホルダー１１１、モーター１１２および蛍光体ホイール１１３から構成されている。
　レーザー光源１０１から出射した青色のレーザー光は集光レンズ１０７を介してダイクロイックミラー１０４へ向かい、レーザー光源１０２から出射した赤色のレーザー光は集光レンズ１０８を介してダイクロイックミラー１０４へ向かう。ダイクロイックミラー１０４は、青色光を反射し、赤色光を透過するもので、レーザー光源１０１から出射した青色のレーザー光とレーザー光源１０２から出射した赤色のレーザー光はダイクロイックミラー１０４により合成されてダイクロイックミラー１０６へ向かう。
　レーザー光源１０３は、励起用のレーザー光源であって、励起光としての青色のレーザー光をダイクロイックミラー１０５へ向けて出射する。ダイクロイックミラー１０５は青色光を反射し、緑色光を透過するもので、レーザー光源１０３を出射した青色のレーザー光は、ダイクロイックミラー１０５により反射され、集光レンズ１０９、１１０を介して励起光として蛍光体ホイール１１３に入射する。蛍光体ホイール１１３の、レーザー光源１０３が出射した青色のレーザー光が入射する面には蛍光体（不図示）が形成されている。この蛍光体は、励起光の照射により緑色の蛍光を発生するもので、蛍光体ホイール１１３にて発生し、出射された緑色の蛍光は、集光レンズ１１０、１０９、ダイクロイックミラー１０５を通ってダイクロイックミラー１０６へ向かう。
　ダイクロイックミラー１０６は、青色光と赤色光を反射し、緑色光を透過するもので、レーザー光源１０１から出射した青色のレーザー光、レーザー光源１０２から出射した赤色のレーザー光、蛍光体ホイール１１３より出射された緑色の蛍光はダイクロイックミラー１０６により合成されて光源装置１００の外部に出射される。このように、ダイクロイックミラー１０４～１０６と集光レンズ１０７～１１０は合成光学系として作用する。
　蛍光体ホイール１１３は、モーター１１２により回転するもので、モーター１１２は蛍光体ホルダー１１１上のベース１１５に取り付けられている。このように、蛍光体ホルダー１１１には、ベース１１５、モーター１１２、および、蛍光体ホイール１１３が一体的に取り付けられており、蛍光体ホルダー１１１は、光源装置１００の筐体の一部である蛍光体ホルダー取り付け面１１４にネジなどの取り付け部材を用いて着脱自在に取り付けられている。
　図２は、蛍光体ホルダー１１１の構成を示す斜視図である。
　蛍光体ホルダー１１１は、矩形状の平板部材である台座２０５の略中央部にベース１１５が設けられたもので、台座２０５の各辺の略中央付近となる外周部には、周囲よりも所定の高さ突出した形状の蛍光体ホルダー取り付け面２０１－１～２０１－４が設けられている。換言すると、前記複数の蛍光体ホイール取り付け面２０１－１～２０１－４は、前記蛍光体ホイール１１３の中心の周囲に配置されている。
蛍光体ホルダー取り付け面２０１－１～２０１－４には、厚さを調整するための調整シム２０２がシム固定ネジ２０３により取り付けられている。また、ベース１１５の周囲には、蛍光体ホルダー１１１の台座を一回り小さくした枠形状のクッション２０４が取り付けられている。
　図１に示した蛍光体ホルダー取り付け面１１４には蛍光体ホイール１１３が挿通可能であり、クッション２０４よりも小さな開口（不図示）が形成されている。クッション２０４は、変形可能な弾性を有するものであり、蛍光体ホルダー１１１が蛍光体ホルダー取り付け面１１４に取り付けられているときに、蛍光体ホルダー１１１と蛍光体ホルダー取り付け面１１４の隙間から、塵や埃が光源装置１００内に侵入すること、および、迷光が光源装置１００内に侵入することを防ぐために設けられている。
　上述したように、蛍光体ホイールを用いて発生させた蛍光を他のレーザー光と合成する光源装置では、蛍光体が形成される形成面を、入射される励起光に対して垂直とすることが光源装置としての出力光の強度や色合いの安定化に重要となる。
　図３は、蛍光体ホイール１１３の取り付け状態を示す図である。
　蛍光体ホイール１１３は励起光であるレーザー光源１０３から出射したレーザー光の入射面が、１点鎖線で示されるモーター１１２の回転軸３０１と垂直となるようにモーター１１２に取り付けられている。本実施形態の光源装置１００は、設計仕様では蛍光体ホイール１１３に入射するレーザー光源１０３から出射したレーザー光の光軸は、モーター１１２の回転軸３０１と平行とされ、この状態のときに図１に示した蛍光と他のレーザー光源からのレーザー光の合成が安定して行われる。蛍光体ホイール１１３の面内方向は理想的には台座２０５の面内方向に平行であるが、実際には、蛍光体ホイール１１３はモーター１１２に取り付けられ、モーター１１２はベース１１５に取り付けられるため、レーザー光源１０３から出射したレーザー光は、ベース１１２が設けられる台座２０５、さらには、台座２０５が取り付けられるホルダー取り付け面１１４に対して垂直に入射するように光源装置１００は作製される。
　蛍光体ホルダー１１１は、図３に示すように光源装置１００のホルダー取り付け面１１４に取り付けられるが、このとき、台座２０５と蛍光体ホイール１１３の励起光入射面までの距離、この距離と同様に、蛍光体ホルダー取り付け面２０１－１～２０１－４と蛍光体ホイール１１３の励起光入射面までの距離Ａが蛍光体ホイール１１３のいずれの箇所においても一定であれば励起光は蛍光体ホイール１１３の入射面に垂直に入射されていることとなる。実際上、要求される精度としては、設計値に対して蛍光体ホイール１１３のいずれの箇所においても±０．２ｍｍ以内とすることであり、この範囲を超えて蛍光体ホイール１１３が矢印Ｂに示すように変動し、発生した蛍光の出力方向が破線に示されるように変動すると、光源装置１００の出力が大きく変動する虞がある。この変動は蛍光体ホイール１１３の台座２０５に対する傾きに起因する変動であるが、蛍光体ホイール１１３と集光レンズ１１０との距離が設計値から変わると、やはり、出力光の強度が変動してしまう。
　蛍光体ホイール１１３は、蛍光体ホルダー１１１のベース１１５に設けられたモーター１１２に取り付けられるが、ベース１１５およびモーター１１２自体の誤差が、±０．７ｍｍ程度あるため、これらの誤差をキャンセルし、かつ、蛍光体ホイール１１３の励起光入射面を励起光に対して垂直とするための調整が必要となる。本実施形態では、上記の調整を調整シム２０２により行う。
　図４ないし図７は本実施形態で行われる調整シム２０２の厚みを決定する手法を説明するための図である。まず、図３に示した蛍光体ホルダー取り付け面２０２と蛍光体ホイール１１３の励起光入射面までの距離Ａの測定を複数の箇所で行う。
　図４は、距離Ａの測定を行う箇所を示す図である。距離Ａの測定は４か所に設けられた蛍光体ホルダー取り付け面２０１－１～２０１－４に対して行われる。
　距離の測定は、図５の斜視図、図６の側面図に示すように、レーザー測定器５０１を用いて行われる。レーザー測定器５０１は、台座２０５に垂直に測距用のレーザー光を照射して距離を測定する。
　図４に示すように、蛍光体ホイール１１３の外周部には蛍光体４０１が形成されている。測定手順としては、蛍光体ホルダー取り付け面２０１－１については、レーザー測定器５０１から蛍光体ホルダー取り付け面２０１－１の略中央部となる測定点ＭＢ１までの距離ＡＭＢ１を測定する。次に、蛍光体ホイール１１３の略中心部と測定点ＭＢ１を結ぶ直線上であって、蛍光体４０１上である測定点ＭＦ１の直上までレーザー測定器５０１若しくは台座２０５を移動させ、レーザー測定器５０１から測定点ＭＦ１までの距離ＡＭＦ１を測定する。続いて、距離ＡＭＢ１と距離ＡＭＦ１との差となる距離Ａ１を求める。以下、同様の手順にて蛍光体ホルダー取り付け面２０１－２～２０１－４に関する距離Ａ２～Ａ４を求める。
　次に、距離Ａ１～Ａ４の測定結果に基づき、各蛍光体ホルダー取り付け面２０１－１～２０１－４近傍の台座２０５から蛍光体ホイール１１３の励起光入射面までの距離が設計値に等しく均一なものとなるように調整シムの厚みを決定する。例えば、台座２０５から蛍光体ホイール１１３の励起光入射面までの設計値が５０ｍｍ、蛍光体ホルダー取り付け面２０１－１～２０１－４の高さが２ｍｍ、距離Ａ１～Ａ４がそれぞれ、４７．５ｍｍ、４７．６ｍｍ、４７．７ｍｍ、４７．８ｍｍの場合、蛍光体ホルダー取り付け面２０１－１～２０１－４にはそれぞれ高さ０．５ｍｍ、０．４ｍｍ、０．３ｍｍ、０．２ｍｍの調整シム２０２がシム固定ネジ２０３により取り付けられ、蛍光体ホルダー１１１は図２に示した状態となる。なお、調整シム２０２は、実際には厚さ０．５ｍｍのシムと厚さ０．１ｍｍのシムを組み合わせたものであり、蛍光体ホルダー取り付け面２０１－１には厚さ０．５ｍｍのシムが１枚、蛍光体ホルダー取り付け面２０１－２～２０１－４には高さ０．１ｍｍのシムが４～２枚使用され、シム固定ネジ２０３により纏めて取り付けられている。
　調整シム２０２の取り付けの後、蛍光体ホルダー１１１は光源装置１００のホルダー取り付け面１１４に図１に示すように取り付けられる。図７（ａ）は、取り付け時の蛍光体ホルダー１１１の側面図、図７（ｂ）は蛍光体ホルダー取り付け面２０１－１近傍の状態を拡大して示す側面図である。
　ホルダー取り付け面１１４には蛍光体ホルダー１１１の蛍光体ホルダー取り付け面２０１－１～２０１－４が当接する。この当接状態について蛍光体ホルダー取り付け面２０１－１を例とし、図７（ｂ）を参照して説明すると、シム固定ネジ２０３およびクッション２０４が調整シム２０２よりもホルダー取り付け面１１４側に突出している。ホルダー取り付け面１１４のシム固定ネジ２０３に対応する箇所にはシム固定ネジ２０３を収容する窪みが形成され、クッション２０４は変形する。このため、蛍光体ホルダー取り付け面２０１－１は、蛍光体ホルダー取り付け面２０１－１上に取り付けられた調整シム２０２によりホルダー取り付け面１１４に当接する。
　蛍光体ホルダー取り付け面２０１－１～２０１－４に形成される調整シム２０２の厚さは上記のように、蛍光体ホイール１１３の傾きや集光レンズ１１０までの距離の誤差を相殺するように決定されているため、本実施形態の光源装置１００においては、蛍光体ホイール１１３の蛍光体４０１が形成される形成面が、入射される励起光に対して垂直となり、蛍光が合成される光源装置の出力光の強度に変動が生じることはなく、また、出力光における蛍光の割合が変動することから出力光の色合いも変動しないものとなる。
　第２の実施形態
　図８は、第１の実施形態に示した光源装置を備えた投写型表示装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
　投写型表示装置１１００は、第１の実施形態で説明した光源装置を備えた光源１１０１と、光学エンジン部１１０２と、画像形成ユニット１１０３と、投写レンズ（投写光学系）１１０４とを有している。
　画像形成ユニット１１０３は、画像信号に応じて光を変調する表示デバイス１１０５～１１０７を備え、光学エンジン部１１０２から出射された光に基づいて画像を形成する機能を有している。本実施形態では、表示デバイス１１０５～１１０７として、反射型表示素子であるデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）が用いられている。さらに、本実施形態では、画像形成ユニット１１０３は、赤色光、緑色光、および青色光に対応した３つの表示デバイス１１０５～１１０７を備えている。投写レンズ１１０４は、画像形成ユニット１１０３から出射された光をスクリーン１１０９などに投写して、画像として表示する機能を有している。
　また、投写型表示装置１１００は、画像形成ユニットのＤＭＤを冷却するための冷却装置を備えている。
　上記の構成を備える本実施形態の投写型表示装置は、光源１１０１の出力光の強度および色合いが安定していることから、光源装置１１０１を使用する投射型表示装置１１００の映像光も色合いが安定したものとなる。
　１００　　光源装置
　１０１～１０３　　レーザー光源
　１０４～１０６　　ダイクロイックミラー
　１０７～１１０　　集光レンズ、
　１１１　　蛍光体ホルダー
　１１２　　モーター
　１１３　　蛍光体ホイール
　２０５　　台座
　１１５　　ベース
　２０１－１～２０１－４　　蛍光体ホルダー取り付け面
　２０２　　調整シム２０２

Claims (10)

  1. 光源装置のホルダー取り付け面に取り付けられる蛍光体ホルダーであって、
    　台座と、
    　前記台座の外周部の複数個所にそれぞれ設けられ、周囲よりも所定高さ第１の方向に向けて突出する複数の蛍光体ホルダー取り付け面と、
    　前記台座の前記第１の方向となる面の略中央に設けられたベースと、
    　前記ベース上に設けられ、回転軸が前記台座の面内方向と略直交するモーターと、
    　前記モーターにより回転する蛍光体が形成された蛍光体ホイールと、
    　前記複数の蛍光体ホイール取り付け面に設けられ、前記ホルダー取り付け面に当接する複数の調整シムと、を有する蛍光体ホルダー。
  2. 請求項１記載の蛍光体ホルダーにおいて、
    　前記複数の調整シムは、それぞれが設けられる前記複数の蛍光体ホイール取り付け面の近傍における、前記台座から前記蛍光体ホイールまでの距離を所定の距離とする厚さを有する、蛍光体ホルダー。
  3. 　請求項１または請求項２に記載の蛍光体ホルダーにおいて、
    　前記複数の蛍光体ホイール取り付け面のうち少なくとも一つには、複数の調整シムが設けられている、蛍光体ホルダー。
  4. 請求項１または請求項２に記載の蛍光体ホルダーにおいて、
    前記複数の蛍光体ホイール取り付け面は、前記蛍光体ホイールの中心の周囲に配置されている、蛍光体ホルダー。
  5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の蛍光体ホルダーにおいて、
    　前記蛍光体ホイールを囲うように前記台座上に形成され、前記調整シムよりも前記第１の方向に向けて突出し、変形可能な弾性部材により形成されたクッションを備える蛍光体ホルダー。
  6. 　請求項５記載の蛍光体ホルダーにおいて、
    前記クッションは、前記ベースと前記複数の蛍光体ホイール取り付け面との間に設けられている、蛍光体ホルダー。
  7. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の蛍光体ホルダーが取り付けられるホルダー取り付け面を備えた光源装置であって、
    　前記ホルダー取り付け面には、前記蛍光体ホイールが挿通可能な開口が形成されている、光源装置。
  8. 請求項５または請求項６に記載の蛍光体ホルダーが取り付けられるホルダー取り付け面を備えた光源装置であって、
    　前記ホルダー取り付け面には、前記蛍光体ホイールが挿通可能であり、前記クッションよりも小さな開口が形成されている、光源装置。
  9. 請求項７または請求項８記載の光源装置において、
    　励起光を前記ホルダー取り付け面に垂直な励起光を前記蛍光体ホイールに向けて照射する励起用のレーザー光源と、
    　第１および第２のレーザー光を出力する第１および第２のレーザー光源と、
    　前記励起光の照射により発生した蛍光と、前記第１および第２のレーザー光源が出力した前記第１および第２のレーザー光を合成して出力する合成光学系と、を有する光源装置。
  10. 請求項７ないし請求項９のいずれかに記載の光源装置を備えた投写型表示装置。
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