JP2012173676A - Light source device and projector - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light source device capable of a smaller size and a prolonged service life.SOLUTION: The light source device 10 includes: a solid light source 20 for generating excitation light; a condenser lens for condensing the excitation light from the solid light source 20; and a fluorescent layer 84 for generating fluorescent light from at least one part of the excitation light from the condenser lens. In this case, the light source device 10 is characterized in that an aspect ratio of a light emission area in the solid light source 20 is greater than one, and that the condenser lens is an anamorphic condenser lens 40 with at least one of an incidence surface or an emission surface comprising an anamorphic surface.

Description

本発明は、光源装置及びプロジェクターに関する。   The present invention relates to a light source device and a projector.

従来、励起光を射出する固体光源と、励起光のうち少なくとも一部を蛍光に変換する蛍光層とを備える光源装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。従来の光源装置によれば、蛍光層を備えるため、特定波長の励起光を生成する固体光源を用いて、所望の色光(蛍光又は蛍光と励起光とが混合した光)を得ることが可能となる。   2. Description of the Related Art Conventionally, a light source device including a solid light source that emits excitation light and a fluorescent layer that converts at least a part of the excitation light into fluorescence is known (see, for example, Patent Document 1). According to a conventional light source device, since a fluorescent layer is provided, it is possible to obtain desired color light (fluorescence or a mixture of fluorescence and excitation light) using a solid light source that generates excitation light of a specific wavelength. Become.

特開2009−277516号公報JP 2009-277516 A

ところで、光源装置の技術分野においては、小型の光源装置が求められている。そこで、本発明の発明者は、固体光源からの励起光を集光する集光レンズを従来の光源装置に適用することにより、蛍光層上のより小さい範囲に励起光を入射させることを考えた。このような構成とすることにより、蛍光層を小型化することが可能となり、その結果、光源装置を小型化することが可能となるためである。   By the way, in the technical field of the light source device, a small light source device is required. Therefore, the inventor of the present invention considered that the excitation light is incident on a smaller range on the fluorescent layer by applying a condensing lens for collecting the excitation light from the solid light source to the conventional light source device. . This is because the fluorescent layer can be reduced in size by such a configuration, and as a result, the light source device can be reduced in size.

しかしながら、上記のような構成においては、後述する比較例に示すように、蛍光層に励起光が入射する領域の一部に過大な熱的負荷がかかって蛍光層の劣化や焼損を招くことがあり、光源装置の寿命を長くすることが困難となる場合があるという問題が判明した。この問題は、高輝度な固体光源(往々にして発光領域の縦横比が1より大きい固体光源)を用いる場合において特に顕著となり、この場合、蛍光層に入射する光の単位面積当たりの光強度(以下、「単位面積当たりの光強度」を単に「光強度」という。)が、局所的に100W/mmを大きく超えてしまうこともある(後述する図7(c)参照。)。 However, in the configuration as described above, as shown in a comparative example described later, an excessive thermal load is applied to a part of the region where excitation light is incident on the fluorescent layer, which may cause deterioration or burning of the fluorescent layer. There has been a problem that it may be difficult to extend the life of the light source device. This problem is particularly noticeable in the case of using a high-intensity solid-state light source (a solid-state light source in which the aspect ratio of the light emitting region is often greater than 1). In this case, the light intensity per unit area of light incident on the fluorescent layer ( Hereinafter, the “light intensity per unit area” is simply referred to as “light intensity”), and may sometimes greatly exceed 100 W / mm 2 (see FIG. 7C described later).

そこで、本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、小型化することが可能であり、かつ、寿命を長くすることが可能な光源装置を提供することを目的とする。また、このような光源装置を備え、小型化することが可能であり、かつ、光源装置交換の頻度を低くすることが可能なプロジェクターを提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a light source device that can be downsized and can have a long lifetime. It is another object of the present invention to provide a projector that includes such a light source device, can be reduced in size, and can reduce the frequency of light source device replacement.

[1]本発明の光源装置は、励起光を生成する固体光源と、前記固体光源からの励起光を集光する集光レンズと、前記集光レンズからの前記励起光のうち少なくとも一部から蛍光を生成する蛍光層とを備える光源装置であって、前記固体光源における発光領域の縦横比は1より大きく、前記集光レンズは、入射面又は射出面のうち少なくとも一方がアナモフィック面からなるアナモフィック集光レンズであることを特徴とする。 [1] A light source device of the present invention includes a solid-state light source that generates excitation light, a condensing lens that condenses the excitation light from the solid-state light source, and at least a part of the excitation light from the condensing lens. A light source device including a fluorescent layer that generates fluorescence, wherein the aspect ratio of the light emitting region in the solid-state light source is greater than 1, and the condenser lens has an anamorphic surface in which at least one of an incident surface and an exit surface is an anamorphic surface. It is a condensing lens.

このため、本発明の光源装置によれば、集光レンズを備えるため、蛍光層上のより小さい範囲に励起光を入射させて蛍光層を小型化することが可能となり、その結果、光源装置を小型化することが可能となる。   For this reason, according to the light source device of the present invention, since the condensing lens is provided, it is possible to reduce the size of the fluorescent layer by causing excitation light to enter a smaller range on the fluorescent layer. It becomes possible to reduce the size.

また、本発明の光源装置によれば、集光レンズは、入射面又は射出面のうち少なくとも一方がアナモフィック面からなるアナモフィック集光レンズであるため、後述する実施形態に示すように、固体光源からの励起光が蛍光層に入射する範囲を調整して蛍光層に入射する励起光の入射位置を分散することが可能となり、蛍光層に励起光が入射する領域の一部に過大な熱的負荷がかかることを抑制して蛍光層の劣化や焼損を防ぐことが可能となり、その結果、光源装置の寿命を長くすることが可能となる。   Further, according to the light source device of the present invention, since the condensing lens is an anamorphic condensing lens in which at least one of the incident surface and the exit surface is an anamorphic surface, the solid-state light source is used as shown in an embodiment described later. The excitation light incident on the fluorescent layer can be dispersed by adjusting the range in which the excitation light enters the fluorescent layer, and an excessive thermal load is applied to a part of the region where the excitation light is incident on the fluorescent layer. It is possible to prevent the phosphor layer from being deteriorated or burned out by suppressing the occurrence of light, and as a result, the life of the light source device can be extended.

したがって、本発明の光源装置は、小型化することが可能であり、かつ、寿命を長くすることが可能な光源装置となる。   Therefore, the light source device of the present invention is a light source device that can be miniaturized and can have a long lifetime.

また、本発明の光源装置によれば、従来の光源装置と同様に、蛍光層を備えるため、特定波長の励起光を生成する固体光源を用いて、所望の色光を得ることが可能となる。   Moreover, according to the light source device of the present invention, since the fluorescent layer is provided as in the conventional light source device, it is possible to obtain desired color light using a solid light source that generates excitation light having a specific wavelength.

なお、「発光領域の縦横比」とは、発光領域の最も幅が広い部位の長さを、最も幅が狭い部位の長さで割った値である。例えば、発光領域が四角形の場合においては、「発光領域の縦横比が1より大きい」とは、発光領域が正方形ではないことを表す。
また、「アナモフィック面」とは、ある方向(例えば縦方向)の曲率と、他の方向(例えば横方向)の曲率とが異なる面のことをいう。
The “aspect ratio of the light emitting region” is a value obtained by dividing the length of the widest portion of the light emitting region by the length of the narrowest portion. For example, when the light emitting area is a square, “the aspect ratio of the light emitting area is greater than 1” indicates that the light emitting area is not square.
An “anamorphic surface” refers to a surface in which the curvature in one direction (for example, the vertical direction) is different from the curvature in another direction (for example, the horizontal direction).

本発明の光源装置においては、励起光のみを生成する固体光源だけでなく、励起光と色光とを兼ねる光を生成する固体光源も用いることができる。つまり、本発明の光源装置においては、固体光源が生成する光は、励起光として用いられるだけでなく色光としても用いられるものであってもよい。   In the light source device of the present invention, not only a solid light source that generates only excitation light, but also a solid light source that generates light that serves as both excitation light and color light can be used. That is, in the light source device of the present invention, the light generated by the solid light source may be used not only as excitation light but also as color light.

[2]本発明の光源装置においては、前記固体光源は、前記発光領域の縦横比が3以上の半導体レーザーからなることが好ましい。 [2] In the light source device of the present invention, it is preferable that the solid-state light source is composed of a semiconductor laser having an aspect ratio of 3 or more in the light emitting region.

半導体レーザーにおいては、高出力のものほど発光領域の縦横比が大きくなる傾向があり、励起光の射出角度も大きくなる傾向があるため、本発明は、このような光源装置に好適に適用することができる。   In semiconductor lasers, the higher the output, the larger the aspect ratio of the light emitting region tends to be, and the emission angle of the excitation light tends to be larger. Therefore, the present invention is preferably applied to such a light source device. Can do.

[3]本発明の光源装置においては、前記蛍光層に前記励起光が入射する範囲を入射範囲とするとき、前記入射範囲の最大幅は、前記入射範囲の最小幅の2倍以下であることが好ましい。 [3] In the light source device of the present invention, when the range in which the excitation light is incident on the fluorescent layer is an incident range, the maximum width of the incident range is not more than twice the minimum width of the incident range. Is preferred.

このような構成とすることにより、後述する実施形態に示すように、蛍光層に入射する励起光の入射位置を一層分散することが可能となり、蛍光層に励起光が入射する領域の一部に過大な熱的負荷がかかることを一層抑制して蛍光層の劣化や焼損を防ぐことが可能となり、その結果、光源装置の寿命を一層長くすることが可能となる。   By adopting such a configuration, as shown in an embodiment described later, it is possible to further disperse the incident position of the excitation light incident on the fluorescent layer, and in a part of the region where the excitation light enters the fluorescent layer. It is possible to further suppress the excessive thermal load and prevent the phosphor layer from being deteriorated or burned out. As a result, the life of the light source device can be further extended.

また、このような構成とすることにより、蛍光層で蛍光が生成される領域の方向依存性が小さくなるため、扱いやすい光を射出する光源装置とすることが可能となる。   Further, with such a configuration, since the direction dependency of the region where fluorescence is generated in the fluorescent layer is reduced, it is possible to provide a light source device that emits light that is easy to handle.

なお、上記観点からは、入射範囲の最大幅と、入射範囲の最小幅とが近ければ近いほど好ましい。具体的には、入射範囲の最大幅は、入射範囲の最小幅の1.5倍以下であることが一層好ましく、1.1倍以下であることがより一層好ましい。   From the above viewpoint, it is preferable that the maximum width of the incident range is closer to the minimum width of the incident range. Specifically, the maximum width of the incident range is more preferably 1.5 times or less, and even more preferably 1.1 times or less the minimum width of the incident range.

[4]本発明の光源装置においては、前記励起光がデフォーカス状態で前記蛍光層に入射するように構成されていることが好ましい。 [4] The light source device of the present invention is preferably configured such that the excitation light is incident on the fluorescent layer in a defocused state.

このような構成とすることにより、蛍光層に入射する励起光の強度をより一層分散することが可能となり、蛍光層に励起光が入射する領域の一部に過大な熱的負荷がかかることをより一層抑制して蛍光層の劣化や焼損を防ぐことが可能となり、その結果、光源装置の寿命をより一層長くすることが可能となる。   With this configuration, the intensity of the excitation light incident on the fluorescent layer can be further dispersed, and an excessive thermal load is applied to a part of the region where the excitation light is incident on the fluorescent layer. It is possible to further suppress the deterioration and burnout of the fluorescent layer, and as a result, it is possible to further extend the life of the light source device.

[5]本発明の光源装置においては、前記アナモフィック面は、シリンドリカル面からなることが好ましい。 [5] In the light source device of the present invention, the anamorphic surface is preferably a cylindrical surface.

このような構成とすることにより、比較的簡易な構成で、蛍光層に入射する励起光の入射位置を分散することが可能となる。   By adopting such a configuration, it is possible to disperse the incident position of the excitation light incident on the fluorescent layer with a relatively simple configuration.

なお、「シリンドリカル面」とは、母線方向(ある方向)に沿う曲率が0である面であり、アナモフィック面の一種である。   The “cylindrical surface” is a surface having a curvature of 0 along the generatrix direction (a certain direction), and is a kind of anamorphic surface.

[6]本発明の光源装置においては、前記アナモフィック面は、トーリック面からなることが好ましい。 [6] In the light source device of the present invention, the anamorphic surface is preferably a toric surface.

このような構成とすることにより、蛍光層に入射する励起光の入射位置を、細かく調整して分散することが可能となる。   With such a configuration, the incident position of the excitation light incident on the fluorescent layer can be finely adjusted and dispersed.

なお、「トーリック面」とは、ある方向(例えば縦方向)の曲率と、他の方向(例えば横方向)の曲率とが異なる曲率であって、いずれの曲率も0ではない面であり、アナモフィック面の一種である。   The “toric surface” is a surface in which a curvature in a certain direction (for example, the vertical direction) and a curvature in another direction (for example, the horizontal direction) are different, and neither of the curvatures is 0, and anamorphic A kind of face.

[7]本発明の光源装置においては、前記アナモフィック集光レンズは、前記入射面及び前記射出面の両方の面がアナモフィック面からなることが好ましい。 [7] In the light source device of the present invention, it is preferable that both the incident surface and the exit surface of the anamorphic condenser lens are anamorphic surfaces.

このような構成とすることにより、両面のアナモフィック面を用いて、蛍光層に入射する励起光の入射位置や範囲を調整することが可能となる。   With such a configuration, it is possible to adjust the incident position and range of the excitation light incident on the fluorescent layer using both anamorphic surfaces.

[8]本発明の光源装置においては、前記アナモフィック集光レンズは、前記入射面又は前記射出面のうち一方の面がアナモフィック面からなり、他方の面が回転対称系の非球面からなることが好ましい。 [8] In the light source device of the present invention, the anamorphic condenser lens may be configured such that one of the entrance surface and the exit surface is an anamorphic surface, and the other surface is a rotationally symmetric aspherical surface. preferable.

このような構成とすることにより、アナモフィック面及び回転対称系の非球面からなる面により、蛍光層に入射する励起光の入射位置や範囲を調整することが可能となる。   With such a configuration, the incident position and range of the excitation light incident on the fluorescent layer can be adjusted by the anamorphic surface and the rotationally symmetric aspheric surface.

[9]本発明の光源装置においては、前記アナモフィック集光レンズより後段の光学要素は、上端部を含む一部及び下端部を含む一部が切り取られた形状からなることが好ましい。 [9] In the light source device of the present invention, it is preferable that the optical element subsequent to the anamorphic condenser lens has a shape in which a part including the upper end part and a part including the lower end part are cut off.

光学要素の上端部及び下端部においては、通過する光量が小さいことや通過する光の質が悪いことが多いため、このような構成とすることにより、光利用効率を大きく低下させずに薄型の光源装置とすることが可能となる。   At the upper end and lower end of the optical element, the amount of light passing therethrough is often small and the quality of the light passing therethrough is often poor. A light source device can be obtained.

なお、「上端部」とは、光源装置の使用を想定する姿勢において、重力方向に沿って見たときに最上部となる部分のことをいい、「下端部」とは、光源装置の使用を想定する姿勢において、重力方向に沿って見たときに最下部となる部分のことをいう。   The “upper end” refers to the uppermost part when viewed along the direction of gravity in a posture that assumes the use of the light source device, and the “lower end” refers to the use of the light source device. In the assumed posture, it is the lowermost part when viewed along the direction of gravity.

[10]本発明のプロジェクターは、本発明の光源装置を備える照明装置と、前記照明装置からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置からの光を投写する投写光学系とを備えることを特徴とする。 [10] A projector of the present invention includes an illumination device including the light source device of the present invention, a light modulation device that modulates light from the illumination device according to image information, and a projection that projects light from the light modulation device. And an optical system.

本発明のプロジェクターによれば、小型化することが可能であり、かつ、寿命を長くすることが可能な本発明の光源装置を備えるため、小型化することが可能であり、かつ、光源装置交換の頻度を低くすることが可能となる。   According to the projector of the present invention, since the light source device of the present invention that can be downsized and can have a long lifetime is provided, it can be downsized and the light source device can be replaced. It is possible to reduce the frequency of.

[11]本発明のプロジェクターにおいては、前記光変調装置として、1つの光変調装置を備える単板式プロジェクターであることが好ましい。 [11] In the projector according to the aspect of the invention, it is preferable that the light modulation device is a single-plate projector including one light modulation device.

このような構成とすることにより、プロジェクターを単純な構成として、一層小型化することが可能となる。   With such a configuration, it is possible to further reduce the size of the projector with a simple configuration.

実施形態1に係るプロジェクター1000を説明するために示す図。FIG. 3 is a diagram for explaining a projector 1000 according to the first embodiment. 実施形態1における固体光源20をアナモフィック集光レンズ40側から見た図。The figure which looked at the solid light source 20 in Embodiment 1 from the anamorphic condensing lens 40 side. 実施形態1における固体光源20の発光強度特性及び蛍光体の発光強度特性を示すグラフ。3 is a graph showing the light emission intensity characteristics of the solid-state light source 20 and the light emission intensity characteristics of the phosphor in the first embodiment. 実施形態1に係る光源装置10を説明するために示す図。The figure shown in order to demonstrate the light source device 10 which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態2に係る光源装置12を説明するために示す図。The figure shown in order to demonstrate the light source device 12 which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施形態3に係る光源装置14を説明するために示す図。The figure shown in order to demonstrate the light source device 14 which concerns on Embodiment 3. FIG. 比較例に係る光源装置16を説明するために示す図。The figure shown in order to demonstrate the light source device 16 which concerns on a comparative example. 実施形態4に係るプロジェクター1008を説明するために示す図。FIG. 10 is a diagram for explaining a projector 1008 according to a fourth embodiment. 変形例に係るプロジェクター1010の光学系を示す上面図。FIG. 10 is a top view showing an optical system of a projector 1010 according to a modification.

以下、本発明の光源装置及びプロジェクターについて、図に示す実施の形態に基づいて説明する。   Hereinafter, a light source device and a projector of the present invention will be described based on the embodiments shown in the drawings.

[実施形態1]
図1は、実施形態1に係るプロジェクター1000を説明するために示す図である。図1(a)はプロジェクター1000の光学系を示す上面図であり、図1(b)はプロジェクター1000の光学系を示す側面図である。なお、図1において光源装置20から蛍光生成部80までの間に示す矢印は、固体光源20の中央から射出された青色光の拡がり具合をおおまかに表すものである。後述する図4〜図9においても同様の矢印を図示している。
図2は、実施形態1における固体光源20をアナモフィック集光レンズ40側から見た図である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram for explaining a projector 1000 according to the first embodiment. 1A is a top view showing an optical system of the projector 1000, and FIG. 1B is a side view showing the optical system of the projector 1000. FIG. In FIG. 1, an arrow between the light source device 20 and the fluorescence generation unit 80 roughly represents the extent of the blue light emitted from the center of the solid light source 20. Similar arrows are shown in FIGS. 4 to 9 described later.
FIG. 2 is a diagram of the solid-state light source 20 according to the first embodiment as viewed from the anamorphic condenser lens 40 side.

図3は、実施形態1における固体光源20の発光強度特性及び蛍光体の発光強度特性を示すグラフである。図3(a)は固体光源20の発光強度特性を示すグラフであり、図3(b)は蛍光層84が含有する蛍光体の発光強度特性を示すグラフである。発光強度特性とは、光源であれば電圧を印加したときに、蛍光体であれば励起光が入射したときに、どのような波長の光をどの位の強度で射出するのかという特性のことをいう。グラフの縦軸は相対発光強度を表し、発光強度が最も強い波長における発光強度を1としている。グラフの横軸は波長を表す。   FIG. 3 is a graph showing the emission intensity characteristics of the solid-state light source 20 and the emission intensity characteristics of the phosphor in the first embodiment. 3A is a graph showing the emission intensity characteristics of the solid-state light source 20, and FIG. 3B is a graph showing the emission intensity characteristics of the phosphor contained in the fluorescent layer 84. FIG. The light emission intensity characteristic is a characteristic of how much light is emitted with what intensity when a voltage is applied for a light source and excitation light is incident for a phosphor. Say. The vertical axis of the graph represents relative light emission intensity, and the light emission intensity at the wavelength where the light emission intensity is strongest is 1. The horizontal axis of the graph represents the wavelength.

図4は、実施形態1に係る光源装置10を説明するために示す図である。図4(a)は光源装置10の光学系を示す上面図であり、図4(b)は光源装置10の光学系を示す側面図であり、図4(c)は蛍光層84に入射する青色光の光強度を示すグラフであり、図4(d)は蛍光層84に入射する青色光の面内光強度分布を示す図である。なお、図4(c)の縦軸は、蛍光層84に入射する青色光の光強度を表す。横軸は、照明光軸100axからの距離を表す。光強度の単位は「W/mm」であり、照明光軸からの距離の単位は「mm」である。単位については後述する図5〜図7においても同様である。 FIG. 4 is a diagram for explaining the light source device 10 according to the first embodiment. 4A is a top view showing the optical system of the light source device 10, FIG. 4B is a side view showing the optical system of the light source device 10, and FIG. 4C is incident on the fluorescent layer 84. FIG. 4D is a graph showing the in-plane light intensity distribution of blue light incident on the fluorescent layer 84. FIG. In addition, the vertical axis | shaft of FIG.4 (c) represents the light intensity of the blue light which injects into the fluorescent layer 84. FIG. The horizontal axis represents the distance from the illumination optical axis 100ax. The unit of light intensity is “W / mm 2 ”, and the unit of distance from the illumination optical axis is “mm”. The unit is the same in FIGS. 5 to 7 described later.

なお、光学系や各光学要素を説明する図面においては、互いに直交する3つの方向をそれぞれz軸方向(図1(a)における照明光軸100ax方向)、x軸方向(図1(a)における紙面に平行かつz軸に垂直な方向)及びy軸方向(図1(a)における紙面に垂直かつz軸に垂直な方向)として表示する。
図4(c)における実線のグラフはy軸及びz軸に平行な平面(yz平面)における光強度を示し、破線のグラフはx軸及びz軸に平行な平面(xz平面)における光強度を示す。
In the drawings for explaining the optical system and each optical element, three directions orthogonal to each other are the z-axis direction (illumination optical axis 100ax direction in FIG. 1A) and the x-axis direction (FIG. 1A), respectively. It is displayed as a direction parallel to the paper surface and perpendicular to the z-axis) and a y-axis direction (a direction perpendicular to the paper surface and perpendicular to the z-axis in FIG. 1A).
The solid line graph in FIG. 4C shows the light intensity in a plane parallel to the y axis and the z axis (yz plane), and the broken line graph shows the light intensity in a plane parallel to the x axis and the z axis (xz plane). Show.

実施形態1に係るプロジェクター1000は、図1に示すように、照明装置100と、液晶光変調装置400と、投写光学系600とを備える。プロジェクター1000は、赤色光、緑色光及び青色光を原色として用いてフルカラー画像を投写する。また、プロジェクター1000は、光変調装置として、1つの液晶光変調装置400を備える単板式プロジェクターである。実施形態1に係るプロジェクター1000及び光源装置10(後述)は、y軸方向が重力方向に沿う状態で用いられるように設計されている。
照明装置100は、光源装置10と、レンズインテグレーター光学系110とを備える。照明装置100は、照明光として赤色光、緑色光及び青色光を含む光(つまり、白色光として用いることができる光)を射出する。
As shown in FIG. 1, the projector 1000 according to the first embodiment includes an illumination device 100, a liquid crystal light modulation device 400, and a projection optical system 600. The projector 1000 projects a full color image using red light, green light, and blue light as primary colors. The projector 1000 is a single-plate projector that includes one liquid crystal light modulation device 400 as a light modulation device. The projector 1000 and the light source device 10 (described later) according to the first embodiment are designed so that the y-axis direction is used along the direction of gravity.
The illumination device 100 includes a light source device 10 and a lens integrator optical system 110. The lighting device 100 emits light including red light, green light, and blue light as illumination light (that is, light that can be used as white light).

光源装置10は、固体光源20と、アナモフィック集光レンズ40と、蛍光生成部80と、コリメーター光学系90とを備える。   The light source device 10 includes a solid light source 20, an anamorphic condenser lens 40, a fluorescence generation unit 80, and a collimator optical system 90.

固体光源20は、半導体レーザーからなる。固体光源20は、図1及び図2に示すように、基板22及び発光部24を有する。固体光源20の出力は、例えば、1Wである。
なお、本発明の光源装置においては、固体光源を複数用いてもよい。
The solid light source 20 is made of a semiconductor laser. As illustrated in FIGS. 1 and 2, the solid light source 20 includes a substrate 22 and a light emitting unit 24. The output of the solid light source 20 is 1 W, for example.
In the light source device of the present invention, a plurality of solid light sources may be used.

基板22は、発光部24を搭載する機能を有する。詳細な説明は省略するが、基板22は、発光部24への電力の供給を仲介する機能や、発光部24で発生する熱を放熱する機能等を併せて有する。   The substrate 22 has a function of mounting the light emitting unit 24. Although detailed description is omitted, the substrate 22 has a function of mediating supply of power to the light emitting unit 24, a function of radiating heat generated by the light emitting unit 24, and the like.

発光部24は、励起光と色光とを兼ねる青色光(発光強度のピーク:約460nm、図3(a)参照。)を生成する。固体光源20は、当該発光部24により励起光を生成することになる。当該発光部24は、図2に示すように、長方形形状の発光領域を有し、発光領域の短辺方向に沿った拡がり角が発光領域の長辺方向に沿った拡がり角より大きくなるように構成されている。実施形態1においては、当該発光領域は、縦(y軸方向)18μm、横(x軸方向)2μmの大きさであるため、縦横比は9ということになる。このため、実施形態1に係る光源装置10は、「固体光源における発光領域の縦横比は1より大きい」という条件を満たし、また、「発光領域の縦横比が3以上」という条件も満たす。なお、本発明において用いることが可能な固体光源は、上記固体光源20に限られるものではない。   The light emitting unit 24 generates blue light that serves as both excitation light and color light (peak of emission intensity: about 460 nm, see FIG. 3A). The solid light source 20 generates excitation light by the light emitting unit 24. As shown in FIG. 2, the light emitting unit 24 has a rectangular light emitting region, and the spread angle along the short side direction of the light emitting region is larger than the spread angle along the long side direction of the light emitting region. It is configured. In the first embodiment, the light emitting region has a size of 18 μm in the vertical direction (y-axis direction) and 2 μm in the horizontal direction (x-axis direction), and thus the aspect ratio is 9. Therefore, the light source device 10 according to the first embodiment satisfies the condition that “the aspect ratio of the light emitting region in the solid light source is greater than 1” and also satisfies the condition that “the aspect ratio of the light emitting region is 3 or more”. The solid light source that can be used in the present invention is not limited to the solid light source 20.

アナモフィック集光レンズ40は、固体光源20からの青色光を集光する。アナモフィック集光レンズ40は、図1、図4(a)及び図4(b)に示すように、入射面42及び射出面44の両方の面がアナモフィック面からなるアナモフィック集光レンズである。入射面42及び射出面44のアナモフィック面は、いずれもy軸方向に沿う(つまり、固体光源20からの青色光の拡がり角が小さい方向に沿う)母線を有するシリンドリカル面からなる。なお、入射面42は、曲面の曲率が異なる場所がある「非球面シリンドリカル面」からなり、射出面44は、曲面の曲率がすべての場所で同じ「球面シリンドリカル面」からなる。   The anamorphic condenser lens 40 condenses the blue light from the solid light source 20. As shown in FIGS. 1, 4A, and 4B, the anamorphic condenser lens 40 is an anamorphic condenser lens in which both the incident surface 42 and the exit surface 44 are anamorphic surfaces. The anamorphic surfaces of the entrance surface 42 and the exit surface 44 are both cylindrical surfaces having a generatrix along the y-axis direction (that is, along the direction in which the blue light from the solid light source 20 has a small divergence angle). The incident surface 42 is composed of an “aspheric cylindrical surface” where the curvature of the curved surface is different, and the exit surface 44 is composed of a “spherical cylindrical surface” where the curvature of the curved surface is the same at all locations.

このため、実施形態1に係る光源装置10においては、図4(c)及び図4(d)に示すように、拡がり角が大きい方向に沿う方向の青色光を強く屈折することで、蛍光層84に入射する励起光(青色光)の入射位置を分散することが可能となる。このときのピーク強度(蛍光層に入射する光における光強度のうち最も高い強度)は、図4(c)に示すように、約22W/mmである。また、図4(d)に示すように、入射範囲の最大幅は入射範囲の最小幅の2倍以下であり、さらにいえば、約1.0倍である。 For this reason, in the light source device 10 according to the first embodiment, as shown in FIGS. 4C and 4D, the blue light in the direction along the direction in which the divergence angle is large is strongly refracted, so that the fluorescent layer It is possible to disperse the incident position of the excitation light (blue light) incident on 84. The peak intensity at this time (the highest intensity among the light intensity in the light incident on the fluorescent layer) is about 22 W / mm 2 as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 4D, the maximum width of the incident range is not more than twice the minimum width of the incident range, more specifically, about 1.0 times.

蛍光生成部80は、透明部材82及び蛍光層84を有する。蛍光生成部80は、全体として正方形の板状の形状を有し、所定の位置(図1参照。)に固定されている。
透明部材82は、蛍光層84を担持する。透明部材82は、例えば、光学ガラスからなる。なお、透明部材上には、集光レンズからの光を通過させ、蛍光を反射する層(例えば、誘電体多層膜)が形成されていてもよい。
The fluorescence generation unit 80 includes a transparent member 82 and a fluorescence layer 84. The fluorescence generation unit 80 has a square plate shape as a whole, and is fixed at a predetermined position (see FIG. 1).
The transparent member 82 carries the fluorescent layer 84. The transparent member 82 is made of optical glass, for example. Note that a layer (for example, a dielectric multilayer film) that allows the light from the condenser lens to pass therethrough and reflects the fluorescence may be formed on the transparent member.

蛍光層84は、アナモフィック集光レンズ40からの青色光がデフォーカス状態で入射する位置に配置され、当該青色光のうち一部から赤色光(発光強度のピーク:約610nm)及び緑色光(発光強度のピーク:約550nm)を含む蛍光を生成する(図3(b)参照。)。
このため、蛍光生成部80は、蛍光の生成に関わることなく蛍光層84を通過する青色光を、蛍光(赤色光及び緑色光)とともに含む光(つまり、白色光として用いることが可能な光)を射出することとなる。
The fluorescent layer 84 is disposed at a position where blue light from the anamorphic condenser lens 40 is incident in a defocused state, and red light (peak of emission intensity: about 610 nm) and green light (light emission) from a part of the blue light. Fluorescence including an intensity peak (about 550 nm) is generated (see FIG. 3B).
For this reason, the fluorescence generation unit 80 includes blue light that passes through the fluorescent layer 84 without being involved in generation of fluorescence together with fluorescence (red light and green light) (that is, light that can be used as white light). Will be injected.

蛍光層84は、YAG系蛍光体を含有する層からなる。なお、蛍光層としては、他の蛍光体(シリケート系蛍光体、TAG系蛍光体等)を含有する蛍光層を用いることもできる。また、蛍光層として、集光光学系からの光を赤色光に変換する蛍光体(例えばCaAlSiN赤色蛍光体)と、集光光学系からの光を緑色に変換する蛍光体(例えばβサイアロン緑色蛍光体)とを含有する蛍光層を用いることもできる。
なお、蛍光の生成に関わることなく蛍光層84を通過する一部の青色光は、蛍光とともに射出される。このとき、青色光は蛍光層84中で散乱又は反射されるため、蛍光とほぼ同様の分布(いわゆるランバーシャン分布)特性を有する光として蛍光生成部80から射出される。
The fluorescent layer 84 is composed of a layer containing a YAG phosphor. In addition, as a fluorescent layer, the fluorescent layer containing another fluorescent substance (a silicate type fluorescent substance, a TAG type fluorescent substance, etc.) can also be used. In addition, as a fluorescent layer, a phosphor that converts light from the condensing optical system into red light (for example, CaAlSiN 3 red phosphor) and a phosphor that converts light from the condensing optical system into green (for example, β sialon green) A fluorescent layer containing (phosphor) can also be used.
A part of the blue light that passes through the fluorescent layer 84 without being involved in the generation of fluorescence is emitted together with the fluorescence. At this time, since the blue light is scattered or reflected in the fluorescent layer 84, the blue light is emitted from the fluorescence generation unit 80 as light having a distribution characteristic (so-called Lambertian distribution) substantially similar to the fluorescence.

コリメーター光学系90は、蛍光層84からの光を略平行化する。コリメーター光学系90は、図1に示すように、第1レンズ92及び第2レンズ94を備える。
第1レンズ92及び第2レンズ94は、両凸レンズからなる。なお、第1レンズ及び第2レンズの形状は、上記形状に限定されるものではなく、第1レンズと第2レンズとからなるコリメーター光学系が、蛍光層からの光を略平行化することが可能な形状であればよい。また、コリメーター光学系を構成するレンズの枚数は、1枚であってもよく、3枚以上であってもよい。
アナモフィック集光レンズ40より後段の光学要素であるコリメーター光学系90は、上端部を含む一部及び下端部を含む一部が切り取られた形状からなる。
The collimator optical system 90 makes the light from the fluorescent layer 84 substantially parallel. As shown in FIG. 1, the collimator optical system 90 includes a first lens 92 and a second lens 94.
The first lens 92 and the second lens 94 are biconvex lenses. In addition, the shape of the first lens and the second lens is not limited to the above shape, and the collimator optical system including the first lens and the second lens substantially parallelizes the light from the fluorescent layer. Any shape can be used. Further, the number of lenses constituting the collimator optical system may be one, or three or more.
The collimator optical system 90 which is an optical element subsequent to the anamorphic condenser lens 40 has a shape in which a part including the upper end part and a part including the lower end part are cut off.

レンズインテグレーター光学系110は、第1レンズアレイ120、第2レンズアレイ130、偏光変換素子140及び重畳レンズ150を備える。
なお、上記のようなレンズインテグレーター光学系の代わりに他のインテグレーター光学系、例えば、インテグレーターロッドを備えるロッドインテグレーター光学系を用いることもできる。
The lens integrator optical system 110 includes a first lens array 120, a second lens array 130, a polarization conversion element 140, and a superimposing lens 150.
Instead of the lens integrator optical system as described above, another integrator optical system, for example, a rod integrator optical system including an integrator rod can be used.

照明装置100においては、レンズインテグレーター光学系110を構成する光学要素は、コリメーター光学系90と同様に、上端部を含む一部及び下端部を含む一部が切り取られた形状からなる。このため、照明装置100は薄型の照明装置とすることが可能となる。また、当該照明装置100を備えるプロジェクター1000も、薄型のプロジェクターとすることが可能となる。   In the illuminating device 100, the optical elements constituting the lens integrator optical system 110 have a shape in which a part including the upper end part and a part including the lower end part are cut out, as in the collimator optical system 90. For this reason, the illumination device 100 can be a thin illumination device. In addition, the projector 1000 including the illumination device 100 can also be a thin projector.

第1レンズアレイ120は、図1に示すように、光源装置10からの光を複数の部分光束に分割するための複数の第1小レンズ122を有する。第1レンズアレイ120は、光源装置10からの光を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子としての機能を有し、複数の第1小レンズ122が照明光軸100axと直交する面内に複数行・複数列(実施形態1においては2行6列)のマトリクス状に配列された構成を有する。図示による説明は省略するが、第1小レンズ122の外形形状は、液晶光変調装置400の画像形成領域の外形形状に関して略相似形である。   As shown in FIG. 1, the first lens array 120 includes a plurality of first small lenses 122 for dividing the light from the light source device 10 into a plurality of partial light beams. The first lens array 120 has a function as a light beam splitting optical element that splits light from the light source device 10 into a plurality of partial light beams, and the plurality of first small lenses 122 are in a plane orthogonal to the illumination optical axis 100ax. It has a configuration arranged in a matrix of multiple rows and multiple columns (2 rows and 6 columns in the first embodiment). Although not illustrated, the outer shape of the first small lens 122 is substantially similar to the outer shape of the image forming area of the liquid crystal light modulation device 400.

第2レンズアレイ130は、第1レンズアレイ120における複数の第1小レンズ122に対応する複数の第2小レンズ132を有する。第2レンズアレイ130は、重畳レンズ150とともに、各第1小レンズ122の像を液晶光変調装置400R,400G,400Bの画像形成領域近傍に結像させる機能を有する。第2レンズアレイ130は、複数の第2小レンズ132が照明光軸100axに直交する面内に複数行・複数列(実施形態1においては2行6列)のマトリクス状に配列された構成を有する。   The second lens array 130 has a plurality of second small lenses 132 corresponding to the plurality of first small lenses 122 in the first lens array 120. The second lens array 130 has a function of forming the image of each first small lens 122 together with the superimposing lens 150 in the vicinity of the image forming area of the liquid crystal light modulators 400R, 400G, and 400B. The second lens array 130 has a configuration in which a plurality of second small lenses 132 are arranged in a matrix of a plurality of rows and a plurality of columns (2 rows and 6 columns in the first embodiment) in a plane orthogonal to the illumination optical axis 100ax. Have.

偏光変換素子140は、第1レンズアレイ120により分割された各部分光束を、偏光方向の揃った略1種類の直線偏光からなる光として射出する偏光変換素子である。
偏光変換素子140は、光源装置10からの光に含まれる偏光成分のうち一方の直線偏光成分をそのまま透過し、他方の直線偏光成分を照明光軸100axに垂直な方向に反射する偏光分離層と、偏光分離層で反射された他方の直線偏光成分を照明光軸100axに平行な方向に反射する反射層と、反射層で反射された他方の直線偏光成分を一方の直線偏光成分に変換する位相差板とを有している。
The polarization conversion element 140 is a polarization conversion element that emits each partial light beam divided by the first lens array 120 as light composed of substantially one type of linearly polarized light having a uniform polarization direction.
The polarization conversion element 140 transmits one linear polarization component of the polarization components included in the light from the light source device 10 as it is, and reflects the other linear polarization component in a direction perpendicular to the illumination optical axis 100ax. A reflection layer that reflects the other linearly polarized light component reflected by the polarization separation layer in a direction parallel to the illumination optical axis 100ax, and a position that converts the other linearly polarized light component reflected by the reflective layer into one linearly polarized light component. And a phase difference plate.

重畳レンズ150は、偏光変換素子140からの各部分光束を集光して液晶光変調装置400の画像形成領域近傍に重畳させるための光学素子である。重畳レンズ150は、重畳レンズ150の光軸と照明光軸100axとが略一致するように配置されている。なお、重畳レンズは、複数のレンズを組み合わせた複合レンズで構成されていてもよい。   The superimposing lens 150 is an optical element that condenses the partial light beams from the polarization conversion element 140 and superimposes them in the vicinity of the image forming area of the liquid crystal light modulation device 400. The superimposing lens 150 is disposed so that the optical axis of the superimposing lens 150 and the illumination optical axis 100ax substantially coincide. The superimposing lens may be composed of a compound lens in which a plurality of lenses are combined.

照明装置100と液晶光変調装置400との間には、後段集光レンズ300が配置されている。照明装置100からの光は、後段集光レンズ300を通過し、液晶光変調装置400に入射する。   A rear-stage condenser lens 300 is disposed between the illumination device 100 and the liquid crystal light modulation device 400. The light from the illumination device 100 passes through the rear condenser lens 300 and enters the liquid crystal light modulation device 400.

液晶光変調装置400は、カラーフィルターを有する液晶光変調装置である。当該カラーフィルターは、図示による詳しい説明は省略するが、誘電体多層膜等の色分離素子を用いて、後段集光レンズ300からの光を画素ごとに、赤色光、緑色光及び青色光に分離する色分離光学系としての機能を有する。なお、色分離光学系としては他の色分離光学系を用いることもでき、例えば、「赤色光、緑色光及び青色光に対応し、それぞれ異なる角度を有する3枚のダイクロイックミラー」を備える色分離光学系等も用いることができる。   The liquid crystal light modulation device 400 is a liquid crystal light modulation device having a color filter. Although the detailed description of the color filter is omitted, the color filter uses a color separation element such as a dielectric multilayer film to separate the light from the rear condenser lens 300 into red light, green light, and blue light for each pixel. It has a function as a color separation optical system. In addition, other color separation optical systems can be used as the color separation optical system. For example, color separation provided with “three dichroic mirrors corresponding to red light, green light, and blue light and having different angles”. An optical system or the like can also be used.

液晶光変調装置400は、カラーフィルターを通過した光(元々は照明装置100からの光)を画像情報に応じて変調する光変調装置であり、入射された色光を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成する。なお、図示を省略したが、後段集光レンズ300と液晶光変調装置400との間には入射側偏光板が介在配置され、液晶光変調装置400と投写光学系600との間には射出側偏光板が介在配置される。これら入射側偏光板、液晶光変調装置及び射出側偏光板によって、入射された各色光の光変調が行われる。
液晶光変調装置は、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶を密閉封入した透過型の液晶光変調装置であり、例えば、ポリシリコンTFTをスイッチング素子として、与えられた画像信号に応じて、入射側偏光板から射出された1種類の直線偏光の偏光方向を変調する。
The liquid crystal light modulation device 400 is a light modulation device that modulates light that has passed through a color filter (originally light from the illumination device 100) according to image information, and modulates incident color light according to image information. A color image is formed. Although not shown, an incident-side polarizing plate is interposed between the rear-stage condenser lens 300 and the liquid crystal light modulation device 400, and the emission side is disposed between the liquid crystal light modulation device 400 and the projection optical system 600. A polarizing plate is interposed. The incident-side polarizing plate, the liquid crystal light modulation device, and the emission-side polarizing plate modulate the light of each incident color light.
The liquid crystal light modulation device is a transmission type liquid crystal light modulation device in which a liquid crystal, which is an electro-optical material, is hermetically sealed in a pair of transparent glass substrates. For example, a polysilicon TFT is used as a switching element in accordance with a given image signal. Thus, the polarization direction of one type of linearly polarized light emitted from the incident side polarizing plate is modulated.

液晶光変調装置400から射出されたカラー画像は、投写光学系600によって投写され、スクリーンSCR上で画像を形成する。   The color image emitted from the liquid crystal light modulation device 400 is projected by the projection optical system 600 and forms an image on the screen SCR.

次に、実施形態に係る光源装置10及びプロジェクター1000の効果を説明する。   Next, effects of the light source device 10 and the projector 1000 according to the embodiment will be described.

実施形態1に係る光源装置10によれば、集光レンズ(アナモフィック集光レンズ40)を備えるため、蛍光層84上のより小さい範囲に励起光(青色光)を入射させて蛍光層84を小型化することが可能となり、その結果、光源装置を小型化することが可能となる。   According to the light source device 10 according to the first embodiment, since the condensing lens (anamorphic condensing lens 40) is provided, excitation light (blue light) is incident on a smaller area on the fluorescent layer 84 to make the fluorescent layer 84 small. As a result, the light source device can be reduced in size.

また、実施形態1に係る光源装置10によれば、集光レンズは、入射面又は射出面のうち少なくとも一方がアナモフィック面からなるアナモフィック集光レンズ40であるため、固体光源からの励起光が蛍光層に入射する範囲を調整して蛍光層に入射する励起光の入射位置を分散することが可能となり、蛍光層に励起光が入射する領域の一部に過大な熱的負荷がかかることを抑制して蛍光層の劣化や焼損を防ぐことが可能となり、その結果、光源装置の寿命を長くすることが可能となる。   Further, according to the light source device 10 according to the first embodiment, the condensing lens is the anamorphic condensing lens 40 in which at least one of the incident surface and the exit surface is an anamorphic surface, and therefore the excitation light from the solid light source is fluorescent. The incident range of excitation light incident on the fluorescent layer can be dispersed by adjusting the range incident on the layer, and an excessive thermal load is suppressed on a part of the region where the excitation light is incident on the fluorescent layer. As a result, the phosphor layer can be prevented from being deteriorated or burned out, and as a result, the life of the light source device can be extended.

このため、実施形態1に係る光源装置10は、小型化することが可能であり、かつ、寿命を長くすることが可能な光源装置となる。   For this reason, the light source device 10 according to the first embodiment is a light source device that can be reduced in size and can have a long lifetime.

また、実施形態1に係る光源装置10によれば、従来の光源装置と同様に、蛍光層84を備えるため、特定波長の励起光を生成する固体光源を用いて、所望の色光を得ることが可能となる。   Moreover, according to the light source device 10 according to the first embodiment, since the fluorescent layer 84 is provided as in the conventional light source device, desired color light can be obtained using a solid light source that generates excitation light of a specific wavelength. It becomes possible.

また、実施形態1に係る光源装置10によれば、入射範囲の最大幅が入射範囲の最小幅の2倍以下であるため、蛍光層に入射する励起光の入射位置を一層分散することが可能となり、蛍光層に励起光が入射する領域の一部に過大な熱的負荷がかかることを一層抑制して蛍光層の劣化や焼損を防ぐことが可能となり、その結果、光源装置の寿命を一層長くすることが可能となる。   Further, according to the light source device 10 according to the first embodiment, since the maximum width of the incident range is not more than twice the minimum width of the incident range, the incident position of the excitation light incident on the fluorescent layer can be further dispersed. Therefore, it is possible to further suppress the excessive thermal load on a part of the region where the excitation light is incident on the fluorescent layer and prevent the fluorescent layer from being deteriorated or burned. As a result, the life of the light source device is further increased. It can be made longer.

また、実施形態1に係る光源装置10によれば、入射範囲の最大幅が入射範囲の最小幅の2倍以下であるため、蛍光層で蛍光が生成される領域の、方向依存性が小さくなるため、扱いやすい光を射出する光源装置とすることが可能となる。   Further, according to the light source device 10 according to the first embodiment, since the maximum width of the incident range is not more than twice the minimum width of the incident range, the direction dependency of the region where the fluorescence is generated in the fluorescent layer is reduced. Therefore, a light source device that emits light that is easy to handle can be provided.

また、実施形態1に係る光源装置10によれば、励起光がデフォーカス状態で蛍光層84に入射するように構成されているため、蛍光層に入射する励起光の強度をより一層分散することが可能となり、蛍光層に励起光が入射する領域の一部に過大な熱的負荷がかかることをより一層抑制して蛍光層の劣化や焼損を防ぐことが可能となり、その結果、光源装置の寿命をより一層長くすることが可能となる。   Further, according to the light source device 10 according to the first embodiment, since the excitation light is configured to enter the fluorescent layer 84 in the defocused state, the intensity of the excitation light incident on the fluorescent layer can be further dispersed. It is possible to further suppress the excessive thermal load on a part of the region where the excitation light is incident on the fluorescent layer, and to prevent the fluorescent layer from being deteriorated or burned. The lifetime can be further increased.

また、実施形態1に係る光源装置10によれば、アナモフィック面は、シリンドリカル面からなるため、比較的簡易な構成で、蛍光層に入射する励起光の入射位置を分散することが可能となる。   Further, according to the light source device 10 according to the first embodiment, the anamorphic surface is formed of a cylindrical surface, so that the incident positions of the excitation light incident on the fluorescent layer can be dispersed with a relatively simple configuration.

また、実施形態1に係る光源装置10によれば、アナモフィック集光レンズ40は、入射面42及び射出面44の両方の面がアナモフィック面からなるため、両面のアナモフィック面を用いて、蛍光層に入射する励起光の入射位置や範囲を調整することが可能となる。   Further, according to the light source device 10 according to the first embodiment, the anamorphic condenser lens 40 has both the entrance surface 42 and the exit surface 44 made of an anamorphic surface. It is possible to adjust the incident position and range of the incident excitation light.

また、実施形態1に係る光源装置10によれば、アナモフィック集光レンズ40より後段の光学要素(コリメーター光学系90)は、上端部を含む一部及び下端部を含む一部が切り取られた形状からなるため、光利用効率を大きく低下させずに薄型の光源装置とすることが可能となる。   Further, according to the light source device 10 according to the first embodiment, a part including the upper end part and a part including the lower end part of the optical element (collimator optical system 90) subsequent to the anamorphic condenser lens 40 are cut off. Since it has a shape, it is possible to obtain a thin light source device without greatly reducing the light utilization efficiency.

実施形態1に係る光源装置10においては、固体光源20は、発光領域の縦横比が3以上の半導体レーザーからなり、本発明は、このような光源装置に好適に適用することができる。   In the light source device 10 according to the first embodiment, the solid light source 20 is composed of a semiconductor laser having an aspect ratio of a light emitting region of 3 or more, and the present invention can be suitably applied to such a light source device.

実施形態1に係るプロジェクター1000によれば、小型化することが可能であり、かつ、寿命を長くすることが可能な実施形態1に係る光源装置10を備えるため、小型化することが可能であり、かつ、光源装置交換の頻度を低くすることが可能となる。   The projector 1000 according to the first embodiment includes the light source device 10 according to the first embodiment that can be downsized and can have a long lifetime, and thus can be downsized. In addition, the frequency of light source device replacement can be reduced.

また、実施形態1に係るプロジェクター1000によれば、光変調装置として1つの光変調装置を備える単板式プロジェクターであるため、プロジェクターを単純な構成として、一層小型化することが可能となる。   Further, since the projector 1000 according to the first embodiment is a single-plate projector including one light modulation device as the light modulation device, the projector can be further downsized with a simple configuration.

[実施形態2]
図5は、実施形態2に係る光源装置12を説明するために示す図である。図5(a)は光源装置12の光学系を示す上面図であり、図5(b)は光源装置12の光学系を示す側面図であり、図5(c)は蛍光層84に入射する青色光の光強度を示すグラフであり、図5(d)は蛍光層84に入射する青色光の面内光強度分布を示す図である。なお、図5(c)の縦軸は、蛍光層84に入射する青色光の光強度を表す。横軸は、照明光軸102axからの距離を表す。
[Embodiment 2]
FIG. 5 is a diagram for explaining the light source device 12 according to the second embodiment. 5A is a top view showing the optical system of the light source device 12, FIG. 5B is a side view showing the optical system of the light source device 12, and FIG. 5C is incident on the fluorescent layer 84. FIG. FIG. 5D is a graph showing the in-plane light intensity distribution of the blue light incident on the fluorescent layer 84. FIG. In addition, the vertical axis | shaft of FIG.5 (c) represents the light intensity of the blue light which injects into the fluorescent layer 84. FIG. The horizontal axis represents the distance from the illumination optical axis 102ax.

実施形態2に係る光源装置12は、基本的には実施形態1に係る光源装置10と同様の構成を有するが、アナモフィック集光レンズの構成が実施形態1に係る光源装置10の場合とは異なる。すなわち、実施形態2に係る光源装置12においては、図5(a)に示すように、アナモフィック集光レンズ50は、射出面54がアナモフィック面からなり、入射面52が回転対称系の非球面からなる。また、当該アナモフィック面(射出面54)は、凹のトーリック面からなる。   The light source device 12 according to the second embodiment basically has the same configuration as the light source device 10 according to the first embodiment, but the configuration of the anamorphic condenser lens is different from that of the light source device 10 according to the first embodiment. . That is, in the light source device 12 according to the second embodiment, as shown in FIG. 5A, the anamorphic condenser lens 50 has an exit surface 54 made of an anamorphic surface and an entrance surface 52 made of a rotationally symmetric aspherical surface. Become. Further, the anamorphic surface (exit surface 54) is a concave toric surface.

このため、実施形態2に係る光源装置12においては、図5(c)及び図5(d)に示すように、拡がり角が大きい方向に沿う方向の青色光を強く屈折するとともに、拡がり角が小さい方向に沿う方向の青色光をも屈折して、蛍光層84に入射する励起光(青色光)の入射位置を分散することが可能となる。このときのピーク強度は、図5(c)に示すように、約33W/mmである。また、図5(d)に示すように、入射範囲の最大幅は入射範囲の最小幅の2倍以下であり、さらにいえば約1.6倍である。 Therefore, in the light source device 12 according to the second embodiment, as shown in FIGS. 5C and 5D, the blue light in the direction along the direction in which the divergence angle is large is strongly refracted and the divergence angle is increased. It is possible to refract blue light in the direction along the small direction and disperse the incident position of the excitation light (blue light) incident on the fluorescent layer 84. The peak intensity at this time is about 33 W / mm 2 as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 5D, the maximum width of the incident range is not more than twice the minimum width of the incident range, and more specifically, about 1.6 times.

上記のように、実施形態2に係る光源装置12は、アナモフィック集光レンズの構成が実施形態1に係る光源装置10の場合とは異なるが、集光レンズを備え、当該集光レンズは、入射面又は射出面のうち少なくとも一方がアナモフィック面からなるアナモフィック集光レンズ50であるため、実施形態1に係る光源装置10と同様に、小型化することが可能であり、かつ、寿命を長くすることが可能な光源装置となる。   As described above, the light source device 12 according to the second embodiment is different from the light source device 10 according to the first embodiment in the configuration of the anamorphic condenser lens, but includes a condenser lens. Since at least one of the surface and the exit surface is the anamorphic condensing lens 50 formed of an anamorphic surface, it is possible to reduce the size and extend the life as in the light source device 10 according to the first embodiment. It becomes a light source device capable of.

また、実施形態2に係る光源装置12によれば、アナモフィック面がトーリック面からなるため、蛍光層に入射する励起光の入射位置を、細かく調整して分散することが可能となる。   Further, according to the light source device 12 according to the second embodiment, since the anamorphic surface is a toric surface, the incident position of the excitation light incident on the fluorescent layer can be finely adjusted and dispersed.

また、実施形態2に係る光源装置12によれば、アナモフィック集光レンズ50は、入射面又は射出面のうち一方の面がアナモフィック面からなり、他方の面が回転対称系の非球面からなるため、アナモフィック面及び回転対称系の非球面からなる面により、蛍光層に入射する励起光の入射位置や範囲を調整することが可能となる。   Further, according to the light source device 12 according to the second embodiment, the anamorphic condenser lens 50 has one of the entrance surface and the exit surface made of an anamorphic surface and the other surface made of a rotationally symmetric aspherical surface. The incident position and range of the excitation light incident on the fluorescent layer can be adjusted by the anamorphic surface and the surface composed of the rotationally symmetric aspherical surface.

なお、実施形態2に係る光源装置12は、アナモフィック集光レンズの構成以外の点においては、実施形態1に係る光源装置10と同様の構成を有するため、実施形態1に係る光源装置10が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。   The light source device 12 according to the second embodiment has the same configuration as that of the light source device 10 according to the first embodiment except for the configuration of the anamorphic condenser lens. Therefore, the light source device 10 according to the first embodiment has the same configuration. It has the corresponding effect as it is.

[実施形態3]
図6は、実施形態3に係る光源装置14を説明するために示す図である。図6(a)は光源装置14の光学系を示す上面図であり、図6(b)は光源装置14の光学系を示す側面図であり、図6(c)は蛍光層84に入射する青色光の光強度を示すグラフであり、図6(d)は蛍光層84に入射する青色光の面内光強度分布を示す図である。なお、図6(c)の縦軸は、蛍光層84に入射する青色光の光強度を表す。横軸は、照明光軸104axからの距離を表す。
[Embodiment 3]
FIG. 6 is a diagram for explaining the light source device 14 according to the third embodiment. 6A is a top view showing the optical system of the light source device 14, FIG. 6B is a side view showing the optical system of the light source device 14, and FIG. 6C is incident on the fluorescent layer 84. FIG. 6D is a graph showing the in-plane light intensity distribution of blue light incident on the fluorescent layer 84. FIG. In addition, the vertical axis | shaft of FIG.6 (c) represents the light intensity of the blue light which injects into the fluorescent layer 84. FIG. The horizontal axis represents the distance from the illumination optical axis 104ax.

実施形態3に係る光源装置14は、基本的には実施形態2に係る光源装置12と同様の構成を有するが、アナモフィック集光レンズの構成が実施形態2に係る光源装置12の場合とは異なる。すなわち、実施形態3に係る光源装置14においては、図6(a)及び図6(b)に示すように、アナモフィック集光レンズ60のアナモフィック面(射出面64)は、凸のトーリック面からなる。   The light source device 14 according to the third embodiment basically has the same configuration as the light source device 12 according to the second embodiment, but the configuration of the anamorphic condenser lens is different from that of the light source device 12 according to the second embodiment. . That is, in the light source device 14 according to the third embodiment, as shown in FIGS. 6A and 6B, the anamorphic surface (the exit surface 64) of the anamorphic condenser lens 60 is formed of a convex toric surface. .

このため、実施形態3に係る光源装置14においては、図6(c)及び図6(d)に示すように、拡がり角が大きい方向に沿う方向の青色光を強く屈折するとともに、拡がり角が小さい方向に沿う方向の青色光をも強く屈折して、蛍光層84に入射する励起光(青色光)の入射位置を分散することが可能となる。このときのピーク強度は、図6(c)に示すように、約26W/mmである。また、図6(d)に示すように、入射範囲の最大幅は入射範囲の最小幅の2倍以下であり、さらにいえば約1.0倍である。 For this reason, in the light source device 14 according to the third embodiment, as shown in FIGS. 6C and 6D, the blue light in the direction along the direction in which the divergence angle is large is strongly refracted and the divergence angle is increased. Blue light in the direction along the small direction is also strongly refracted, and the incident position of excitation light (blue light) incident on the fluorescent layer 84 can be dispersed. The peak intensity at this time is about 26 W / mm 2 as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 6D, the maximum width of the incident range is not more than twice the minimum width of the incident range, and more specifically, about 1.0 times.

上記のように、実施形態3に係る光源装置14は、アナモフィック集光レンズの構成が実施形態2に係る光源装置12の場合とは異なるが、集光レンズを備え、当該集光レンズは、入射面又は射出面のうち少なくとも一方がアナモフィック面からなるアナモフィック集光レンズ60であるため、実施形態2に係る光源装置12と同様に、小型化することが可能であり、かつ、寿命を長くすることが可能な光源装置となる。   As described above, the light source device 14 according to the third embodiment is different from the light source device 12 according to the second embodiment in the configuration of the anamorphic condensing lens, but includes a condensing lens. Since at least one of the surface and the exit surface is the anamorphic condensing lens 60 formed of an anamorphic surface, it is possible to reduce the size and extend the life as in the light source device 12 according to the second embodiment. It becomes a light source device capable of.

なお、実施形態3に係る光源装置14は、アナモフィック集光レンズの構成以外の点においては、実施形態2に係る光源装置12と同様の構成を有するため、実施形態2に係る光源装置12が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。   The light source device 14 according to the third embodiment has the same configuration as that of the light source device 12 according to the second embodiment except for the configuration of the anamorphic condenser lens. Therefore, the light source device 12 according to the second embodiment includes the light source device 14 according to the second embodiment. It has the corresponding effect as it is.

[比較例]
図7は、比較例に係る光源装置16を説明するために示す図である。図7(a)は光源装置16の光学系を示す上面図であり、図7(b)は光源装置16の光学系を示す側面図であり、図7(c)は蛍光層84に入射する青色光の光強度を示すグラフであり、図7(d)は蛍光層84に入射する青色光の面内光強度分布を示す図である。なお、図7(c)の縦軸は、蛍光層84に入射する青色光の光強度を表す。横軸は、照明光軸106axからの距離を表す。
[Comparative example]
FIG. 7 is a diagram for explaining the light source device 16 according to the comparative example. FIG. 7A is a top view showing the optical system of the light source device 16, FIG. 7B is a side view showing the optical system of the light source device 16, and FIG. 7C is incident on the fluorescent layer 84. FIG. 7D is a graph showing the in-plane light intensity distribution of the blue light incident on the fluorescent layer 84. FIG. In addition, the vertical axis | shaft of FIG.7 (c) represents the light intensity of the blue light which injects into the fluorescent layer 84. FIG. The horizontal axis represents the distance from the illumination optical axis 106ax.

比較例に係る光源装置16は、基本的には実施形態1に係る光源装置10に似た構成を有するが、一般的な集光レンズ(つまり、アナモフィック集光レンズではない集光レンズ)を備える点で実施形態1に係る光源装置10の場合とは異なる。すなわち、比較例に係る光源装置16は、図7(a)及び図7(b)に示すように、入射面72及び射出面74の両方の面が回転対称系の非球面からなる集光レンズ70を備える。   The light source device 16 according to the comparative example basically has a configuration similar to that of the light source device 10 according to the first embodiment, but includes a general condenser lens (that is, a condenser lens that is not an anamorphic condenser lens). This is different from the light source device 10 according to the first embodiment. That is, as shown in FIGS. 7A and 7B, the light source device 16 according to the comparative example includes a condensing lens in which both the incident surface 72 and the exit surface 74 are rotationally symmetric aspherical surfaces. 70.

比較例に係る光源装置16においては、図7(c)及び図7(d)に示すように、蛍光層84に入射する青色光の入射位置を分散することができず、青色光が入射する領域の一部に過大な熱的負荷がかかっている。特に図7(c)に示すように、ピーク強度は、約160W/mmにまで高くなってしまっている。 In the light source device 16 according to the comparative example, as illustrated in FIGS. 7C and 7D, the incident position of the blue light incident on the fluorescent layer 84 cannot be dispersed, and the blue light is incident. Part of the area is overheated. In particular, as shown in FIG. 7C, the peak intensity has increased to about 160 W / mm 2 .

上記のように、比較例に係る光源装置16によれば、固体光源20が発光領域の縦横比が3以上の高出力な半導体レーザーからなり、集光レンズが入射面72及び射出面74の両方の面が回転対称系の非球面からなる集光レンズ70であるため、蛍光層に励起光が入射する領域の一部に過大な熱的負荷がかかって蛍光層の劣化や焼損を招くことがあり、光源装置の寿命を長くすることが困難となる場合がある。   As described above, according to the light source device 16 according to the comparative example, the solid-state light source 20 is composed of a high-power semiconductor laser with an aspect ratio of the light emitting region of 3 or more, and the condensing lens has both the entrance surface 72 and the exit surface 74. Since this surface is a condensing lens 70 made of a rotationally symmetric aspherical surface, an excessive thermal load is applied to a part of the region where the excitation light is incident on the fluorescent layer, leading to deterioration or burning of the fluorescent layer. In some cases, it may be difficult to extend the life of the light source device.

[実施形態4]
図8は、実施形態4に係るプロジェクター1008を説明するために示す図である。図8(a)はプロジェクター1008の光学系を示す上面図であり、図8(b)はプロジェクター1008の光学系を示す側面図である。
[Embodiment 4]
FIG. 8 is a diagram for explaining a projector 1008 according to the fourth embodiment. 8A is a top view showing an optical system of the projector 1008, and FIG. 8B is a side view showing the optical system of the projector 1008.

実施形態4に係るプロジェクター1008は、基本的には実施形態1に係るプロジェクター1000と同様の構成を有するが、アナモフィック集光レンズより後段の光学要素の構成が実施形態1に係るプロジェクター1000の場合とは異なる。すなわち、実施形態4に係るプロジェクター1000においては、図8(特に図8(b))に示すように、コリメーター光学系98及びレンズインテグレーター光学系118を構成する各光学要素が、上端部を含む一部及び下端部を含む一部が切り取られていない形状からなる。
なお、これに伴って、第1レンズアレイ121における複数の第1小レンズ122と、第2レンズアレイ131における複数の第2小レンズ132とは、10行6列で配置されている。
The projector 1008 according to the fourth embodiment basically has the same configuration as that of the projector 1000 according to the first embodiment, but the configuration of the optical elements subsequent to the anamorphic condenser lens is the same as that of the projector 1000 according to the first embodiment. Is different. That is, in the projector 1000 according to the fourth embodiment, as shown in FIG. 8 (particularly FIG. 8B), each optical element constituting the collimator optical system 98 and the lens integrator optical system 118 includes an upper end portion. A part including a part and a part including a lower end part is formed in a shape that is not cut off.
Accordingly, the plurality of first small lenses 122 in the first lens array 121 and the plurality of second small lenses 132 in the second lens array 131 are arranged in 10 rows and 6 columns.

プロジェクター1008をこのような構成とすることにより、実施形態1に係るプロジェクター1000と比較して薄型とすることはできないものの、蛍光層84からの光を有効に利用して光利用効率を向上させることが可能となる。なお、実施形態4に係る光源装置18は、コリメーター光学系の構成以外の点においては、実施形態1に係る光源装置10と同様の構成を有するため、実施形態1に係る光源装置10が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。   Although the projector 1008 having such a configuration cannot be made thinner than the projector 1000 according to the first embodiment, the light utilization efficiency can be improved by effectively using the light from the fluorescent layer 84. Is possible. The light source device 18 according to the fourth embodiment has the same configuration as that of the light source device 10 according to the first embodiment except for the configuration of the collimator optical system. Therefore, the light source device 10 according to the first embodiment has the same configuration. It has the corresponding effect as it is.

上記のように、実施形態4に係るプロジェクター1008は、アナモフィック集光レンズより後段の光学要素の構成が実施形態1に係るプロジェクター1000の場合とは異なるが、小型化することが可能であり、かつ、寿命を長くすることが可能な実施形態4に係る光源装置18を備えるため、実施形態1に係るプロジェクター1008と同様に、小型化することが可能であり、かつ、光源装置交換の頻度を低くすることが可能となる。   As described above, the projector 1008 according to the fourth embodiment is different from the projector 1000 according to the first embodiment in the configuration of the optical elements subsequent to the anamorphic condenser lens, but can be downsized, and Since the light source device 18 according to the fourth embodiment capable of extending the lifetime is provided, it is possible to reduce the size and reduce the frequency of replacement of the light source device, similarly to the projector 1008 according to the first embodiment. It becomes possible to do.

なお、実施形態4に係るプロジェクター1008は、アナモフィック集光レンズより後段の光学要素の構成以外の点においては、実施形態1に係るプロジェクター1000と同様の構成を有するため、実施形態1に係るプロジェクター1000が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。   Note that the projector 1008 according to the fourth embodiment has the same configuration as that of the projector 1000 according to the first embodiment except for the configuration of the optical elements subsequent to the anamorphic condenser lens, and thus the projector 1000 according to the first embodiment. Among the effects possessed, the corresponding effect is maintained as it is.

以上、本発明を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の様態において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。   As mentioned above, although this invention was demonstrated based on said embodiment, this invention is not limited to said embodiment. The present invention can be carried out in various modes without departing from the spirit thereof, and for example, the following modifications are possible.

(1)上記各実施形態において記載した各構成要素の寸法、個数、材質及び形状は例示であり、本発明の効果を損なわない範囲において変更することが可能である。 (1) The dimensions, the number, the material, and the shape of each component described in the above embodiments are exemplifications, and can be changed within a range not impairing the effects of the present invention.

(2)上記各実施形態においては、固体光源及び蛍光層として、青色光を生成する固体光源20と、青色光の一部から赤色光及び緑色光を含む蛍光を生成する蛍光層84とを用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、固体光源及び蛍光層として、紫色光又は紫外光を生成する固体光源と、紫色光又は紫外光から赤色光、緑色光及び青色光を含む色光を生成する蛍光層とを用いてもよい。 (2) In the above embodiments, as the solid light source and the fluorescent layer, the solid light source 20 that generates blue light and the fluorescent layer 84 that generates fluorescence including red light and green light from a part of the blue light are used. However, the present invention is not limited to this. For example, as the solid light source and the fluorescent layer, a solid light source that generates violet light or ultraviolet light and a fluorescent layer that generates color light including red light, green light, and blue light from violet light or ultraviolet light may be used.

(3)上記各実施形態においては、「白色光として用いることができる光」を射出する光源装置10としたが、本発明はこれに限定されるものではない。「白色光として用いることができる光」以外の光(例えば、赤色光及び緑色光からなる光や、特定の色光成分を多く含む光)を射出する光源装置としてもよい。 (3) In each of the above embodiments, the light source device 10 emits “light that can be used as white light”, but the present invention is not limited to this. A light source device that emits light other than “light that can be used as white light” (for example, light composed of red light and green light, or light including a large amount of specific color light components) may be used.

(4)上記各実施形態においては、発光強度のピークが約460nmの青色光を生成する固体光源20を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、発光強度のピークが440nm〜450nmの青色光を生成する固体光源を用いてもよい。このような構成とすることにより、蛍光体における蛍光生成効率を向上させることが可能となる。 (4) In each of the above-described embodiments, the solid light source 20 that generates blue light having a light emission intensity peak of about 460 nm is used. However, the present invention is not limited to this. For example, a solid light source that generates blue light having a light emission intensity peak of 440 nm to 450 nm may be used. With such a configuration, it is possible to improve the fluorescence generation efficiency in the phosphor.

(5)上記各実施形態においては、固体光源として半導体レーザーからなる固体光源24を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、固体光源として発光ダイオードからなる固体光源を用いてもよい。 (5) In each of the above embodiments, the solid light source 24 made of a semiconductor laser is used as the solid light source, but the present invention is not limited to this. For example, you may use the solid light source which consists of a light emitting diode as a solid light source.

(6)上記各実施形態においては、透過型のプロジェクターを用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、反射型のプロジェクターを用いてもよい。ここで、「透過型」とは、透過型の液晶光変調装置等のように光変調手段としての光変調装置が光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは、反射型の液晶光変調装置等のように光変調手段としての光変調装置が光を反射するタイプであることを意味している。反射型のプロジェクターにこの発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクターと同様の効果を得ることができる。 (6) In each of the above embodiments, a transmissive projector is used, but the present invention is not limited to this. For example, a reflective projector may be used. Here, “transmission type” means that a light modulation device as a light modulation means such as a transmission type liquid crystal light modulation device or the like is a type that transmits light, and “reflection type” means This means that the light modulation device as the light modulation means, such as a reflective liquid crystal light modulation device, is a type that reflects light. Even when the present invention is applied to a reflective projector, the same effect as that of a transmissive projector can be obtained.

(7)上記各実施形態においては、プロジェクターの光変調装置として液晶光変調装置を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。光変調装置としては、一般に、画像情報に応じて入射光を変調するものであればよく、マイクロミラー型光変調装置等を用いてもよい。マイクロミラー型光変調装置としては、例えば、DMD(デジタルマイクロミラーデバイス)(TI社の商標)を用いることができる。 (7) In each of the above embodiments, the liquid crystal light modulation device is used as the light modulation device of the projector, but the present invention is not limited to this. In general, the light modulation device only needs to modulate incident light according to image information, and a micromirror light modulation device or the like may be used. For example, a DMD (digital micromirror device) (trademark of TI) can be used as the micromirror light modulator.

(8)上記実施形態においては、1つの光変調装置を用いたプロジェクターを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。2つ以上の光変調装置を用いたプロジェクターにも適用可能である。以下に示す変形例は、その具体例である。図9は、変形例に係るプロジェクター1010の光学系を示す上面図である。変形例に係るプロジェクター1010は3つの液晶光変調装置400R,400G,400Bを備えるプロジェクターである。符号200で示すのは、色分離と導光とを行う色分離導光光学系であり、ダイクロイックミラー210,220、反射ミラー230,240,250、及びリレーレンズ260,270を備える。符号500で示すのは光の進行方向を揃えるクロスダイクロイックプリズムである。上記の場合には、カラーフィルターを有しない液晶光変調装置を用いることができる。例えば、このようなプロジェクターに本発明を適用することもできる。 (8) In the above embodiment, the projector using one light modulation device has been described as an example, but the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to a projector using two or more light modulation devices. The following modification is a specific example. FIG. 9 is a top view showing an optical system of a projector 1010 according to a modification. A projector 1010 according to the modification is a projector including three liquid crystal light modulation devices 400R, 400G, and 400B. Reference numeral 200 denotes a color separation light guide optical system that performs color separation and light guide, and includes dichroic mirrors 210 and 220, reflection mirrors 230, 240 and 250, and relay lenses 260 and 270. Reference numeral 500 denotes a cross dichroic prism that aligns the traveling direction of light. In the above case, a liquid crystal light modulation device without a color filter can be used. For example, the present invention can be applied to such a projector.

(9)本発明は、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクターに適用する場合にも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクターに適用する場合にも可能である。 (9) The present invention can be applied to a rear projection type projector that projects from a side opposite to the side that observes the projected image, even when applied to a front projection type projector that projects from the side that observes the projected image. Is also possible.

(10)上記各実施形態においては、本発明の光源装置をプロジェクターに適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明の光源装置を他の光学機器(例えば、光ディスク装置、自動車のヘッドランプ、照明機器等。)に適用することもできる。 (10) In each of the above embodiments, the example in which the light source device of the present invention is applied to a projector has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the light source device of the present invention can also be applied to other optical devices (for example, an optical disk device, an automobile headlamp, a lighting device, etc.).

10,18…光源装置、20…固体光源、22…基板、24…発光領域、40,50,60…アナモフィック集光レンズ、70…集光レンズ、80…蛍光生成部、82…透明部材、84…蛍光層、90,98…コリメーター光学系、100,108…照明装置、100ax,102ax,104ax,106ax,108ax…照明光軸、110,118…レンズインテグレーター光学系、120,121…第1レンズアレイ、122…第1小レンズ、130,131…第2レンズアレイ、132…第2小レンズ、140,141…偏光変換素子、150,151…重畳レンズ、200…色分離導光光学系、210,220…ダイクロイックミラー、230,240,250…反射ミラー、260,270…リレーレンズ、300,300R,300G,300B…後段集光レンズ、400,400R,400G,400B…液晶光変調装置、500…クロスダイクロイックプリズム、600…投写光学系、1000,1008,1010…プロジェクター、SCR…スクリーン DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,18 ... Light source device, 20 ... Solid light source, 22 ... Board | substrate, 24 ... Light emission area | region, 40, 50, 60 ... Anamorphic condensing lens, 70 ... Condensing lens, 80 ... Fluorescence production | generation part, 82 ... Transparent member, 84 Fluorescent layer, 90, 98 ... Collimator optical system, 100, 108 ... Illuminator, 100ax, 102ax, 104ax, 106ax, 108ax ... Illumination optical axis, 110, 118 ... Lens integrator optical system, 120, 121 ... First lens Array, 122 ... first small lens, 130,131 ... second lens array, 132 ... second small lens, 140,141 ... polarization conversion element, 150,151 ... superimposed lens, 200 ... color separation light guide optical system, 210 220, dichroic mirror, 230, 240, 250 ... reflection mirror, 260, 270 ... relay lens, 300, 300R 300G, 300B ... subsequent condenser lens, 400,400R, 400G, 400B ... liquid crystal light modulation device, 500 ... cross dichroic prism 600 ... projection optical system, 1000,1008,1010 ... projector, SCR ... screen

Claims (11)

励起光を生成する固体光源と、
前記固体光源からの励起光を集光する集光レンズと、
前記集光レンズからの前記励起光のうち少なくとも一部から蛍光を生成する蛍光層とを備える光源装置であって、
前記固体光源における発光領域の縦横比は1より大きく、
前記集光レンズは、入射面又は射出面のうち少なくとも一方がアナモフィック面からなるアナモフィック集光レンズであることを特徴とする光源装置。
A solid state light source that generates excitation light;
A condensing lens for condensing excitation light from the solid-state light source;
A light source device including a fluorescent layer that generates fluorescence from at least a part of the excitation light from the condenser lens,
The aspect ratio of the light emitting region in the solid state light source is greater than 1,
The light source device, wherein the condensing lens is an anamorphic condensing lens in which at least one of an incident surface and an exit surface is an anamorphic surface.
請求項1に記載の光源装置において、
前記固体光源は、前記発光領域の縦横比が3以上の半導体レーザーからなることを特徴とする光源装置。
The light source device according to claim 1,
The solid-state light source comprises a semiconductor laser having an aspect ratio of the light emitting region of 3 or more.
請求項1又は2に記載の光源装置において、
前記蛍光層に前記励起光が入射する範囲を入射範囲とするとき、
前記入射範囲の最大幅は、前記入射範囲の最小幅の2倍以下であることを特徴とする光源装置。
The light source device according to claim 1 or 2,
When the range in which the excitation light is incident on the fluorescent layer is an incident range,
The maximum width of the incident range is less than twice the minimum width of the incident range.
請求項1〜3のいずれかに記載の光源装置において、
前記励起光がデフォーカス状態で前記蛍光層に入射するように構成されていることを特徴とする光源装置。
In the light source device in any one of Claims 1-3,
A light source device, wherein the excitation light is configured to enter the fluorescent layer in a defocused state.
請求項1〜4のいずれかに記載の光源装置において、
前記アナモフィック面は、シリンドリカル面からなることを特徴とする光源装置。
In the light source device in any one of Claims 1-4,
The light source device, wherein the anamorphic surface is a cylindrical surface.
請求項1〜4のいずれかに記載の光源装置において、
前記アナモフィック面は、トーリック面からなることを特徴とする光源装置。
In the light source device in any one of Claims 1-4,
The light source device, wherein the anamorphic surface is a toric surface.
請求項1〜6のいずれかに記載の光源装置において、
前記アナモフィック集光レンズは、前記入射面及び前記射出面の両方の面がアナモフィック面からなることを特徴とする光源装置。
In the light source device in any one of Claims 1-6,
In the anamorphic condensing lens, both the incident surface and the exit surface are anamorphic surfaces.
請求項1〜6のいずれかに記載の光源装置において、
前記アナモフィック集光レンズは、前記入射面又は前記射出面のうち一方の面がアナモフィック面からなり、他方の面が回転対称系の非球面からなることを特徴とする光源装置。
In the light source device in any one of Claims 1-6,
The anamorphic condenser lens is characterized in that one of the incident surface and the exit surface is an anamorphic surface and the other surface is a rotationally symmetric aspherical surface.
請求項1〜8のいずれかに記載の光源装置において、
前記アナモフィック集光レンズより後段の光学要素は、上端部を含む一部及び下端部を含む一部が切り取られた形状からなることを特徴とする光源装置。
In the light source device in any one of Claims 1-8,
The optical element at the rear stage of the anamorphic condenser lens has a shape in which a part including the upper end part and a part including the lower end part are cut off.
請求項1〜9のいずれかに記載の光源装置を備える照明装置と、
前記照明装置からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置からの光を投写する投写光学系とを備えることを特徴とするプロジェクター。
An illumination device comprising the light source device according to any one of claims 1 to 9,
A light modulation device that modulates light from the illumination device according to image information;
A projector comprising: a projection optical system that projects light from the light modulation device.
請求項10に記載のプロジェクターにおいて、
前記光変調装置として、1つの光変調装置を備える単板式プロジェクターであることを特徴とするプロジェクター。
The projector according to claim 10.
A projector that is a single-plate projector including one light modulation device as the light modulation device.
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