JP4662183B2 - 光源装置及びプロジェクタ - Google Patents

Description

本発明は、発光ダイオード又は固体発光素子を用いた光源装置と、該光源装置を備えたプロジェクタに関するものである。

今日、パーソナルコンピュータの画面やビデオ画像、更に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の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、光源から射出された光をＤＭＤ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。

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、光源として赤色、緑色、青色の発光ダイオードや有機ＥＬ、レーザ等の固体発光素子を用いるための開発がなされており多くの提案がなされている。

発光ダイオードは放電ランプと比較して電力消費が少なく、信頼性も高いが、プロジェクタにおいて用いるためには単体ではまだ発光量が少なく、所望の輝度を得られないという問題点があった。そこで、発光ダイオードをプロジェクタの光源とするために、複数の発光ダイオードを配置し、複数の発光ダイオードからの射出光を合成して用いる場合がある。

例えば、特開２００５−２７４８３６号公報（引用文献１）では、白色ダイオードを略回転楕円面形状或いは回転放物面形状のベース部材に複数並設し、導光装置の入射面近傍に焦点が位置するように配置した光源装置についての提案がなされている。

又、特開２００６−２０８８９４号公報（引用文献２）では、アレイ状に複数の発光ダイオードを配置した３つの光源をクロスダイクロイックミラーの三方に配置し、このクロスダイクロイックミラーから射出される光線束の光軸上に縦長で四角錐台形状のロッドインテグレータを配置することで、複数の輝点から射出された光を合成させている。
特開２００５−２７４８３６号公報 特開２００６−２０８８９４号公報

画像表示装置等の光学系では、有効に扱える光束が存在する空間的な広がりを面積と立体角との積として表すことができ、この積をエテンデュー（Ｅｔｅｎｄｕｅ）という。このエテンデューは光学系において保存される値である。

上述したようなＤＭＤ等の表示素子を用いたプロジェクタにおいては、表示素子の被照明領域の面積をＳ'、該被照明領域の面積Ｓ'が取り込める入射光の立体角をΩ'とした場合、表示素子のエテンデューはＳ'×Ω'で表される。又、光源装置の発光領域の面積をＳ、射出光の立体角をΩとすると、光源装置のエテンデューはＳ×Ωで表される。

エテンデューは光学系において保存される値であるため、光源装置のエテンデューＳ×Ωの値が表示素子のエテンデューＳ'×Ω'の値よりも小さい場合、光源装置から射出された光は全て利用することが可能となり、全ての射出光を有効光とすることができるが、光源装置のエテンデューＳ×Ωの値が表示素子のエテンデューＳ'×Ω'の値よりも大きい場合、光源装置から射出された光の中で利用できない光が発生することになる。

従来の発光ダイオードを用いたプロジェクタでは、発光ダイオードの発光量が少ないため、複数の発光ダイオードを配置し、複数の発光ダイオードから射出される光線束を集光して利用する必要があるが、複数の発光ダイオードを用いた場合、表示素子のエテンデューの値と比較して光源装置のエテンデューの値が大きくなり、利用できない光が増大するため発光ダイオードの利用効率が低下するという問題点があった。

又、発光ダイオードの中で緑色発光ダイオードは、赤色発光ダイオードや青色発光ダイオードと比較して発光効率が低いため、赤色発光ダイオードや青色発光ダイオードよりも多数配置する必要がある。この場合、発光ダイオードを密に集めても数の増加により発光領域の面積も増加し、緑色発光ダイオード光源のエテンデューの値が大きくなるために有効光の割合が小さくなり、結局緑色発光ダイオードの光量不足が解消できないといった問題点があった。

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、光源として発光ダイオードや固体発光素子を用いる場合において、光量の不足を解消した単色光源装置と、該単色光源装置が組み込まれた光源装置と、該光源装置を用いることにより輝度の高い投影画像を投影可能なプロジェクタを提供することを目的とする。

本発明の光源装置は、所定の波長域の光を射出する発光ダイオード又は固体発光素子である第一光源と、励起光を射出する発光ダイオード又は固体発光素子である第二光源と、該第二光源からの射出光を励起エネルギーとして前記第一光源と同じ波長域の光を発光する第三光源とから形成され、前記第三光源は、前記第一光源からの射出光は透過させ、前記第二光源からの射出光は吸収する蛍光物質によって形成されたことを特徴とするものである。

そして、本発明の光源装置は、赤色光領域の波長域光を発光する赤色光源装置と、緑色光領域の波長域光を発光する緑色光源装置と、青色光領域の波長域光を発光する青色光源装置とを備え、前記赤色光源装置及び緑色光源装置並びに青色光源装置の内の少なくとも一つは前記第一光源及び第二光源並びに第三光源を備えることを特徴とするものである。
又、前記赤色光源装置及び緑色光源装置並びに青色光源装置の内、緑色光源装置が前記第一光源及び第二光源並びに第三光源を備えることもある。
そして、本発明のプロジェクタは、光源装置と、導光装置と、表示素子と、投影側光学系と、プロジェクタ制御手段とを備え、前記光源装置は、上述した光源装置を用いていることを特徴とするものである。

本発明の光源装置は、所定の波長域の光を射出する発光ダイオード又は固体発光素子である第一光源と、励起光を射出する発光ダイオード又は固体発光素子である第二光源と、該第二光源からの射出光を励起エネルギーとして前記第一光源と同じ波長域の光を発光する第三光源とから形成され、前記第一光源の光軸と前記第二光源の光軸が交差する位置に前記第一光源からの射出光と第二光源からの射出光を同一光軸に合成する光合成装置が配置され、該光合成装置によって合成された光線束の光軸上に前記第三光源が配置されたことを特徴とするものである。

そして、本発明の光源装置は、赤色光領域の波長域光を発光する赤色光源装置と、緑色光領域の波長域光を発光する緑色光源装置と、青色光領域の波長域光を発光する青色光源装置とを備え、前記赤色光源装置及び緑色光源装置並びに青色光源装置の内の少なくとも一つは前記第一光源及び第二光源並びに第三光源を備えることを特徴とするものである。

又、前記赤色光源装置及び緑色光源装置並びに青色光源装置の内、緑色光源装置が前記第一光源及び第二光源並びに第三光源を備えることもある。

そして、本発明のプロジェクタは、光源装置と、導光装置と、表示素子と、投影側光学系と、プロジェクタ制御手段とを備え、前記光源装置は、上述した光源装置を用いていることを特徴とするものである。

本発明によれば、光源として発光ダイオードや固体発光素子を用いる場合において、光量の不足を解消した光源装置と、該光源装置を用いることにより輝度の高い投影画像を投影可能なプロジェクタを提供することができる。

本発明を実施するための最良の形態のプロジェクタ10は、光源装置63と、導光装置75と、表示素子51と、投影側光学系90と、プロジェクタ制御手段とを備えるものである。

そして、光源装置63は、赤色光を射出する赤色発光ダイオード161Rを用いた赤色光源装置151Rと、緑色光を射出する緑色光源装置151Gと、青色光を発光する青色発光ダイオード161Bを用いた青色光源装置151Bとを備え、緑色光源装置151Gは、緑色の単色光を射出する複数の緑色発光ダイオード161Gで形成された第一光源152と、励起光を射出する複数の青色発光ダイオード161Bで形成された第二光源153と、第二光源153からの射出光を励起エネルギーとして緑色光を発光する板状の蛍光体で形成された第三光源154とを備えるものである。

又、第三光源154は、第一光源152からの射出光は透過し、第二光源153からの射出光は吸収する蛍光物質によって形成され、第一光源152の光軸と第二光源153の光軸が交差する位置に第一光源152からの射出光と第二光源153からの射出光の光軸方向を合成する光合成装置158としてのダイクロイックミラーが配置され、ダイクロイックミラーによって合成された光線束の光軸上に第三光源154が配置されているものである。

以下、本発明の実施例を図に基づいて詳説する。本発明の実施例に係るプロジェクタ10は、図１に示すように、略直方体形状であって、本体ケースの前方の側板とされる前面パネル12の側方に投影口を覆うレンズカバー19を有すると共に、この前面パネル12には複数の排気孔17を設けている。更に、図示しないがリモートコントローラからの制御信号を受信するＩｒ受信部を備えている。

又、本体ケースである上面パネル11にはキー／インジケータ部37を設けるものであり、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、オフを切りかえる投影スイッチキー、光源装置や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を設けるものである。

更に、本体ケースの背面には、背面パネルにＵＳＢ端子や画像信号入力用のＤ−ＳＵＢ端子、Ｓ端子、ＲＣＡ端子等を設ける入出力コネクタ部及び電源アダプタプラグ等の各種端子20を設けているものである。

尚、図示しない本体ケースの側板である右側パネル14、及び、図１に示した側板である左側パネル15の下部近傍には、各々複数の吸気孔18を設けているものである。

そして、このプロジェクタ10のプロジェクタ制御手段は、図２に示すように、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等を有するものであって、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た後、表示エンコーダ24に送られるものである。

又、表示エンコーダ24は、送られてき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に出力するものである。

そして、表示エンコーダ24からビデオ信号が入力される表示駆動部26は、送られてきた画像信号に対応して適宜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を駆動するものであり、光源装置63から射出された光線束を光源側光学系を介して表示素子51に入射することにより、表示素子51の反射光で光像を形成し、投影側光学系とする投影系レンズ群を介して図示しないスクリーンに画像を投影表示するものであり、この投影側光学系の可動レンズ群97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ものである。

又、画像圧縮伸長部31は、画像信号の輝度信号及び色差信号をＡＤＴＣ及びハフマン符号化等の処理によりデータ圧縮して着脱自在な記録媒体とされるメモリカード32に順次書き込む記録処理や、再生モード時はメモリカード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て画像変換部23を介して表示エンコーダ24に送り、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ものである。

そして、制御部38は、プロジェクタ10内の各回路の動作制御を司るものであって、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。

又、本体ケースの上面パネル11に設けられるメインキー及びインジケータ等により構成されるキー／インジケータ部37の操作信号は、直接に制御部38に送出され、リモートコントローラからのキー操作信号は、Ｉｒ受信部35で受信され、Ｉｒ処理部36で復調されたコード信号が制御部38に送られるものである。

尚、制御部38にはシステムバス（ＳＢ）を介して音声処理部47が接続されており、音声処理部47はＰＣＭ音源等の音源回路を備え、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ことができるものである。

又、この制御部38は、光源制御回路41を制御するものであり、画像信号に応じて赤色光源、緑色光源、青色光源を時分割制御している。更に、冷却ファン駆動制御回路43には、光源装置63等に設けた複数の温度センサによる温度検出を行わせて、冷却ファンの回転速度を制御させ、又、タイマー等によりプロジェクタ本体の電源ＯＦＦ後も冷却ファンの回転を持続させるものであり、更に、温度センサによる温度検出の結果によってはプロジェクタ本体の電源をＯＦＦにする等の制御も行うものである。

そして、これらのＲＯＭ、ＲＡＭ、ＩＣや回路素子は、図３に示す主制御基板としての制御回路基板103や電源回路ブロック101に組み込まれ、制御系の主制御基板とした制御回路基板103と電力系の電源回路ブロック101等が取付けられる光源制御回路基板102とを分けて形成しているものである。

このプロジェクタ10の内部構造は、図３に示したように、電源回路ブロック101等を取付けた光源制御回路基板102を右側パネル14の近傍に配置し、筐体内を区画用隔壁120により背面パネル13側の吸気側空間室121と前面パネル12側の排気側空間室122とに気密に区画している。そして、冷却ファンとするシロッコファンタイプのブロア110を、吸込み口111が吸気側空間室121に位置し排気側空間室122と吸気側空間室121の境界に吐出口113が位置するように配置しているものである。

又、排気側空間室122内には、光源装置63と、光源装置63からの射出光を表示素子51に導光する光学系ユニット70の照明側ブロック78が備える導光装置75と、排気温低減装置114とが配置されているものである。

この光源装置63は、図４に示すように、赤色光領域の特定波長域光を発光する所定波長域光源装置としての赤色光源装置151Rと、緑色光領域の特定波長域光を発光する所定波長域光源装置としての緑色光源装置151Gと、青色光領域の特定波長域光を発光する所定波長域光源装置としての青色光源装置151Bとを備え、赤色光源装置151Rは、図３に示した前面パネル12の近傍に光軸が前面パネル12と略平行となるように配置され、緑色光源装置151Gは、赤色光源装置151Rと光軸が平行となるように赤色光源装置151Rよりも背面パネル13側に配置され、青色光源装置151Bは、赤色光源装置151R及び前面パネル12の近傍であって赤色光源装置151Rの光軸と青色光源装置151Bの光軸が垂直に交差するように配置されているものである。

又、三個の所定波長域光源装置からなる光源装置63は、青色光源装置151Bから射出された青色光は透過し赤色光源装置151Rから射出された赤色光は青色光源装置151Bから射出された青色光の光軸方向と同一の光軸方向となるように反射する第一ダイクロイックミラー142と、第一ダイクロイックミラー142で反射又は第一ダイクロイックミラー142を透過した赤色光及び青色光は透過し緑色光源装置151Gから射出された緑色光は赤色光及び青色光の光軸方向と同一の光軸方向となるように反射する第二ダイクロイックミラー144と、赤色光及び緑色光並びに青色光を図３に示した導光装置75の入射面に集光する集光レンズ148とを備えるものである。

そして、この第一ダイクロイックミラー142は、所定波長域光源装置とされた赤色光源装置151R及び青色光源装置151Bの光軸が交差する位置に配置され、第二ダイクロイックミラー144は、第一ダイクロイックミラー142で反射又は第一ダイクロイックミラー142を透過した赤色光及び青色光の光軸と所定波長域光源装置とされた緑色光源装置151Gの光軸とが交差する位置に配置され、集光レンズ148は、第二ダイクロイックミラー144で反射又は第二ダイクロイックミラー144を透過した赤色光及び緑色光並びに青色光の光線束の光軸上に配置されるものである。

この赤色光源装置151Rは、プロジェクタ制御手段によって時分割制御される光源としての所要個数の赤色発光ダイオード161Rと、この赤色発光ダイオード161Rが保持される光源保持具と、赤色発光ダイオード161Rの前方近傍に配置された透明なカバー部材と、赤色発光ダイオード161Rからの射出光を集光する集光レンズ164とを備えるものである。

この光源保持具は、背面と背面の外周縁から立ち上がる縁部とから形成されたものであり、背面の中心近傍に赤色発光ダイオード161Rが配置されているものである。又、カバー部材は、透明なガラス又は樹脂によって形成された方形状の板であり、光源保持具の縁部の前端近傍に配置され、赤色発光ダイオード161Rの前方を封止しているものである。

そして、赤色発光ダイオード161Rからの射出光は、カバー部材を透過し集光レンズ164により集光されて第一ダイクロイックミラー142に照射され、第一ダイクロイックミラー142で反射した後、第二ダイクロイックミラー144を透過し、集光レンズ148によって図３に示した導光装置75の入射面に集光されるものである。

又、青色光源装置151Bは、赤色光源装置151Rと同様の構成であって、赤色発光ダイオード161Rの代りに光源として時分割制御される所要個数の青色発光ダイオード161Bを使用したものであり、青色発光ダイオード161Bからの射出光は、カバー部材を透過し集光レンズ164により集光されて第一ダイクロイックミラー142に照射され、第一ダイクロイックミラー142を透過した後、第二ダイクロイックミラー144を透過し、集光レンズ148によって図３に示した導光装置75の入射面に集光されるものである。

そして、本実施例に係る緑色光を生成する所定波長域光源装置としての緑色光源装置151Gは、第一光源152とされた緑色発光ダイオード161Gと、電気エネルギーを励起光に変換する第二光源153とされた青色発光ダイオード161Bと、第二光源153からの射出光を受けて第一光源152からの射出光と略同一の分光分布の光を発光する第三光源154と、第一光源152と第二光源153の光軸が交差する位置に配置され、第一光源152からの射出光は透過し第二光源153からの射出光は反射することによって両光線束の光軸が同一となるように合成する光合成装置158としてのダイクロイックミラーと、第三光源154の近傍に配置された集光レンズ164とを備えるものである。

第一光源152とされる緑色発光ダイオード161Gは、赤色光源装置151R及び青色光源装置151Bにおける赤色発光ダイオード161R及び青色発光ダイオード161Bと同様に光源保持具によって保持され、前方をカバー部材によって封止されており、射出光を集光レンズ164によって集光されているものである。そして、緑色発光ダイオード161Gからの射出光は、カバー部材を透過し集光レンズ164により集光されて光合成装置158に照射され、光合成装置158としてのダイクロイックミラーを透過して第二光源153からの射出光と合成され、第三光源154に射出されるものである。

第二光源153とされる青色発光ダイオード161Bは、第一光源152の光軸と光軸が垂直となるように配置されており、中心発光波長を約４６０ｎｍ（ナノメートル）〜４７０ｎｍとする青色の可視光線や紫外線を射出するものである。又、この第二光源153とされる青色発光ダイオード161Bは、第一光源152における緑色発光ダイオード161Gと同様に光源保持具によって保持され、前方をカバー部材によって封止されており、射出光を集光レンズ164によって集光されているものである。そして、第二光源153から射出された光線束は、光合成装置158としてのダイクロイックミラーで反射されて第一光源152からの射出光の光軸と光軸方向が同一となるように合成され、第三光源154に照射されるものである。

第三光源154は、図５に示すように、中心発光波長が約４６０〜４７０ｎｍの励起光のエネルギーを吸収することにより中心発光波長が約５４０〜５５０ｎｍの緑色光を発光すると共に、第一光源152からの光は透過する性質を備えた板状の蛍光物質（例えば、Y₃Al₅O₁₂:Ce₃₊）とされたものである。そして、光合成装置158によって合成され第三光源154に照射された光線束の内、第一光源152からの射出光である緑色光は、そのまま第三光源154を透過し、第二光源153からの射出光である青色光は、励起光として第三光源154に吸収されて第三光源154を緑色に発光させるものである。

そして、第三光源154を透過した光線束及び第三光源154で発光した緑色光の光線束は、第三光源154の近傍に配置された集光レンズ164によって集光されて第二ダイクロイックミラー144に照射され、第二ダイクロイックミラー144で反射された後、集光レンズ148によって図３に示した導光装置75の入射面に集光されるものである。

尚、プロジェクタ10において用いる蛍光物質として、可視光線や紫外線の照射を停止した後も燐光や遅延蛍光といった発光を持続する蛍光物質を用いた場合、青色発光ダイオード161Bを時分割制御したとしても反応速度が遅いため、他の色の特定波長域光生成装置からの射出光と光が混在してしまい、異なる色の光が混在した光を表示素子51に照射してしまうことになり、明瞭な投影画像を提供できないため、燐光や遅延蛍光といった発光が無い反応速度の速い物質を用いているものである。

そして、光学系ユニット70は、図３に示したように、光源装置63の近傍に位置する照明側ブロック78と、画像生成ブロック79と、投影側ブロック80との３つのブロックから構成され、左側パネル15に沿って配置されているものである。

照明側ブロック78は、光源装置63から射出された光を画像生成ブロック79が備える表示素子51に導光する光源側光学系62の一部を備え、照明側ブロック78が有する光源側光学系62としては、光源装置63から射出された光線束を均一な強度分布の光束とする導光装置75や、導光装置75を透過した光を集光する集光レンズ等がある。

又、画像生成ブロック79は、導光装置75から射出された光の向きを変更する光軸変更ミラー74と、この光軸変更ミラー74により反射した光を表示素子51に集光させる複数枚のレンズで形成した光源側レンズ群83及び光源側レンズ群83を透過した光を表示素子51に所定の角度で照射する照射ミラー84等を光源側光学系62として有し、更に、表示素子51とするＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）を備えている。尚、この表示素子51の背面パネル13側には表示素子51を冷却するための表示素子冷却装置53が配置され、表示素子51が高温となることを防止している。

更に、投影側ブロック80は、表示素子51で反射されて画像を形成する光をスクリーンに放出する投影側光学系90のレンズ群を有し、投影側光学系90としては、固定鏡筒に内蔵する固定レンズ群93と可動鏡筒に内蔵する可動レンズ群97とを備えてズーム機能を備えた可変焦点型レンズとしているものであり、レンズモータにより可動レンズ群97を移動させてズーム調整やフォーカス調整を可能としているものである。

次に本実施例における効果について述べる。プロジェクタ10等における光学系では、有効に扱える光束が存在する空間的な広がりを面積と立体角との積として表すことができ、この積をエテンデュー（Ｅｔｅｎｄｕｅ）という。このエテンデューは光学系において保存される値である。

上述したようなＤＭＤ等の表示素子51を用いたプロジェクタ10においては、表示素子51の被照明領域の面積をＳ'、該被照明領域の面積Ｓ'が取り込める入射光の立体角をΩ'とした場合、表示素子51のエテンデューはＳ'×Ω'で表される。又、光源装置63の発光領域の面積をＳ、射出光の立体角をΩとすると、光源装置63のエテンデューはＳ×Ωで表される。

エテンデューは光学系において保存される値であるため、光源装置63のエテンデューＳ×Ωの値が表示素子51のエテンデューＳ'×Ω'の値よりも小さい場合、光源装置63から射出された光は全て利用されることとなり全ての射出光が有効光となるが、光源装置63のエテンデューＳ×Ωの値が表示素子51のエテンデューＳ'×Ω'の値よりも大きい場合、光源装置63から射出された光の中で利用できない光が発生することになる。

従来の発光ダイオードを用いたプロジェクタでは、発光ダイオードの発光量が少ないため、複数の発光ダイオードを配置し、複数の発光ダイオードから射出される光線束を集光して利用する必要があるが、面上に複数の発光ダイオードを配置した場合、表示素子のエテンデューの値と比較して光源装置のエテンデューの値が大きくなり、利用不能となる光が増大し発光ダイオードの利用効率が低下するという問題点があった。

又、発光ダイオードの中で緑色発光ダイオードは、赤色発光ダイオードや青色発光ダイオードと比較して光量が少ないため、赤色発光ダイオードや青色発光ダイオードよりも多数配置する必要がある。この場合、緑色光源のエテンデューの値が大きくなるため、有効光の割合は小さくなり、結局緑色光の光量不足を解消できないといった問題点があった。

しかし、本実施例においては、所定波長域光源装置である緑色光源装置151Gとして、緑色発光ダイオード161Gを用いた第一光源152と、第二光源153からの射出光を吸収して緑色に発光する蛍光物質を用いた第三光源154とを用いることにより、発光領域の面積を広くすることなく緑色光の光量を増やすことができる。即ち、第三光源154が輝度の低い第一光源152からの射出光を透過させつつ、第二光源153からの光を吸収して第三光源154と同色の光を発光することにより、第三光源154よりも後つまり所定波長域光源装置全体としては、第一光源152からの射出光と第三光源154で発光された光とが合成された光線束を射出することになり、第一光源152単体の発光量よりも光量が増え、輝度の高い光を射出することができるものである。又、エテンデューの値も第三光源154の発光面におけるエテンデューの値となるため、第一光源152及び第二光源153からの射出光の利用効率を高くすることもできるものである。

そして、緑色光の光量の不足を補うことができる緑色光源装置151Gをプロジェクタ10の光源装置63に組み込むことにより、光源装置63における赤色、緑色、青色の光量の差を無くすことができるため、輝度の高い明瞭な投影画像を投影可能なプロジェクタ10を提供できるものである。

又、緑色光源装置を、第一光源152と第二光源153を光軸が直角に交わるように配置し、光軸が交差する位置に光合成装置158を配置して両光軸の光軸方向を合成し、合成された光線束の光軸上に第三光源154を配置する構造とすることにより、小さなスペースで光量を増加させることができるため、近年小型化及び薄型化するプロジェクタ10の内部に容易に収納することができる。

尚、上述した実施例においては、第二光源153として青色発光ダイオード161Bを用いているが、紫外線発光ダイオードや有機ＥＬ等の固体発光素子を第二光源153として用いることもできる。このように紫外線発光ダイオードや有機ＥＬ、レーザ等の固体発光素子を第二光源153として用いた場合においても、本実施例と同様の効果を得ることができる。又、第一光源152と第二光源153からの射出光の光軸方向を同一に合成する光合成装置158としては、ダイクロイックミラーの代りにダイクロイックプリズムを用いることもできる。

そして、所定の波長域の光を発光する発光ダイオード又は固体発光素子を有した第一光源と、励起光を射出する発光ダイオード又は固体発光素子を有した第二光源と、該第二光源からの射出光を励起エネルギーとして第一光源と同じ波長域の光を発光する第三光源とから形成された所定波長域光源装置を、緑色光源装置151G以外の色において用いることも当然可能であり、他の色にも所定波長域光源装置を用いることで光量の増加を図ることができる。

又、第三光源として発光色の異なる蛍光物質を用いることにより、光の三原色のみならず色の三原色である黄色（イエロー）、紫色（マジェンタ）、水色（シアン）を光源装置63に組み込むことも可能となる。

更に、発光ダイオードや固体発光素子が高輝度の単体とされる場合は、一個の素子で所定波長域光源装置を形成することもある。又、各色における発光素子の輝度を相対比較した場合において、輝度が低い色の所定波長域光源装置に第一光源及び第二光源並びに第三光源を有する所定波長域光源装置を用いることにより発光輝度の低い素子による色の輝度を上げることができるものである。

尚、本発明は、以上の実施例に限定されるものでなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で自由に変更、改良が可能である。

本発明の実施例に係るプロジェクタの外観を示す斜視図。 本発明の実施例に係るプロジェクタの機能回路ブロックを示す図。 本発明の実施例に係るプロジェクタの上面パネルを取り除いた上面図。 本発明の実施例に係る光源装置の断面図。 本発明の実施例に係る第三光源の特性を示すグラフ。

符号の説明

10 プロジェクタ 11 上面パネル
12 前面パネル 13 背面パネル
14 右側パネル 15 左側パネル
17 排気孔 18 吸気孔
19 レンズカバー 20 各種端子
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
35 Ｉｒ受信部 36 Ｉｒ処理部
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
53 表示素子冷却装置 62 光源側光学系
63 光源装置 70 光学系ユニット
74 光軸変更ミラー 75 導光装置
78 照明側ブロック 79 画像生成ブロック
80 投影側ブロック 83 光源側レンズ群
84 照射ミラー 90 投影側光学系
93 固定レンズ群 97 可動レンズ群
101 電源回路ブロック 102 光源制御回路基板
103 制御回路基板 110 ブロア
111 吸込み口 113 吐出口
114 排気温低減装置 120 区画用隔壁
121 吸気側空間室 122 排気側空間室
142 第一ダイクロイックミラー 144 第二ダイクロイックミラー
148 集光レンズ
151B 青色光源装置 151G 緑色光源装置
151R 赤色光源装置 152 第一光源
153 第二光源 154 第三光源
158 光合成装置 161B 青色発光ダイオード
161G 緑色発光ダイオード 161R 赤色発光ダイオード
164 集光レンズ

Claims (8)

1. 所定の波長域の光を射出する発光ダイオード又は固体発光素子である第一光源と、励起光を射出する発光ダイオード又は固体発光素子である第二光源と、該第二光源からの射出光を励起エネルギーとして前記第一光源と同じ波長域の光を発光する第三光源とから形成され、
   前記第三光源は、前記第一光源からの射出光は透過させ、前記第二光源からの射出光は吸収する蛍光物質によって形成されたことを特徴とする光源装置。
2. 赤色光領域の波長域光を発光する赤色光源装置と、緑色光領域の波長域光を発光する緑色光源装置と、青色光領域の波長域光を発光する青色光源装置とを備え、
   前記赤色光源装置及び緑色光源装置並びに青色光源装置の内の少なくとも一つは前記第一光源及び第二光源並びに第三光源を備えることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記赤色光源装置及び緑色光源装置並びに青色光源装置の内、緑色光源装置が前記第一光源及び第二光源並びに第三光源を備えていることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
4. 光源装置と、導光装置と、表示素子と、投影側光学系と、プロジェクタ制御手段とを備え、
   前記光源装置は、請求項３に記載の光源装置であることを特徴とするプロジェクタ。
5. 所定の波長域の光を射出する発光ダイオード又は固体発光素子である第一光源と、励起光を射出する発光ダイオード又は固体発光素子である第二光源と、該第二光源からの射出光を励起エネルギーとして前記第一光源と同じ波長域の光を発光する第三光源とから形成され、
   前記第一光源の光軸と前記第二光源の光軸が交差する位置に前記第一光源からの射出光と第二光源からの射出光を同一光軸に合成する光合成装置が配置され、該光合成装置によって合成された光線束の光軸上に前記第三光源が配置されたことを特徴とする光源装置。
6. 赤色光領域の波長域光を発光する赤色光源装置と、緑色光領域の波長域光を発光する緑色光源装置と、青色光領域の波長域光を発光する青色光源装置とを備え、
   前記赤色光源装置及び緑色光源装置並びに青色光源装置の内の少なくとも一つは前記第一光源及び第二光源並びに第三光源を備えることを特徴とする請求項５に記載の光源装置。
7. 前記赤色光源装置及び緑色光源装置並びに青色光源装置の内、緑色光源装置が前記第一光源及び第二光源並びに第三光源を備えていることを特徴とする請求項６に記載の光源装置。
8. 光源装置と、導光装置と、表示素子と、投影側光学系と、プロジェクタ制御手段とを備え、
   前記光源装置は、請求項７に記載の光源装置であることを特徴とするプロジェクタ。
   

Images