JP5510828B2 - LIGHT SOURCE DEVICE, AND LIGHTING DEVICE AND PROJECTION DISPLAY DEVICE HAVING THE LIGHT SOURCE DEVICE - Google Patents

LIGHT SOURCE DEVICE, AND LIGHTING DEVICE AND PROJECTION DISPLAY DEVICE HAVING THE LIGHT SOURCE DEVICE Download PDF

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Description

本発明は、光源からの光を波長変換材に照射して波長変換した光を出射可能な光源装置、並びに、その光源装置を備えた照明装置及び投射型表示装置に関するものである。   The present invention relates to a light source device capable of emitting light obtained by irradiating a wavelength conversion material with light from a light source and converting the wavelength, and an illumination device and a projection display device including the light source device.

近年、大画面のディスプレイ装置が急速に普及してきており、それらを用いた会議やプレゼンテーション、研修などが一般的になってきている。このような大画面のディスプレイ装置としては液晶ディスプレイやプラズマディスプレイなど様々なものがあり、場所の広さや参加人数などによって適当なものが選択されているが、なかでもプロジェクタは比較的安価であり小型軽量で可搬性(持ち運びやすさ)にも優れているため、最も広く普及している大画面ディスプレイ装置と言える。   In recent years, large-screen display devices have rapidly spread, and meetings, presentations, training, etc. using them have become common. There are various types of large-screen display devices such as liquid crystal displays and plasma displays. Appropriate ones are selected depending on the size of the place and the number of participants. Among them, projectors are relatively inexpensive and compact. It can be said to be the most widely used large-screen display device because it is lightweight and has excellent portability (portability).

そのような背景の中で、最近ではコミュニケーションの必要な場面や状況が益々増えてきており、例えばオフィスにおいても小さな会議室や、パーテイション等で仕切られた打合せスペースが数多く設けられ、プロジェクタを使った会議や打合せなどが頻繁に行われるようになった。
更には、会議室等が空いていなくても、例えば通路などの空きスペースを利用してそこの壁などにプロジェクタで情報を投射表示しながら打合せをしたい、などといった急な要求シーンも頻繁に見られるようになった。
Against this backdrop, scenes and situations that require communication are increasing more and more recently. For example, offices are equipped with a small conference room and many meeting spaces that are partitioned by partitions. Meetings and meetings have been held frequently.
Furthermore, even if the conference room is not available, for example, you may frequently see sudden demand scenes such as when you want to make a meeting while projecting and displaying information on a wall using a space such as a passage. It came to be able to.

このようなプロジェクタとしては、従来は例えば超高圧水銀ランプなど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、緑、青の発光ダイオード、半導体レーザ、有機EL等の固体発光素子を用いるための開発がなされており、固体発光素子を用いたプロジェクタについて多くの提案がなされている。
例えば、特許文献1には、光源と、カラーホイールと、空間光変調器と、投写レンズとを少なくとも備え、前記光源は紫外光を発光する固体光源からなり、前記カラーホイールは前記紫外光を可視光に変換する波長変換層を少なくとも有する光源装置、及びそれを用いた投写型表示装置が開示されている。
また、特許文献2には、回転制御可能な円形状の透明基材に複数のセグメント領域を有し、その透明基材のセグメント領域の少なくとも二つには、励起光を受けて所定の波長帯域光を発光する異なる蛍光体の層が配置され、可視光領域の励起光を前記蛍光体に照射する固体発光素子からなる励起光源を備えた光源装置、及びそれを用いたプロジェクタが開示されている。
In the past, projectors using high-intensity discharge lamps such as ultra-high pressure mercury lamps as the light source have been the mainstream. However, in recent years, red, green and blue light-emitting diodes, semiconductor lasers, and organic ELs have been used as light sources. Development for using solid-state light-emitting elements such as these has been made, and many proposals have been made for projectors using solid-state light-emitting elements.
For example, Patent Document 1 includes at least a light source, a color wheel, a spatial light modulator, and a projection lens, and the light source is a solid light source that emits ultraviolet light, and the color wheel is capable of viewing the ultraviolet light. A light source device having at least a wavelength conversion layer that converts light into light and a projection display device using the same are disclosed.
Further, Patent Document 2 has a plurality of segment regions on a circular transparent base material capable of rotation control, and at least two of the segment regions of the transparent base material receive excitation light and have a predetermined wavelength band. Disclosed are a light source device including an excitation light source including a solid light-emitting element in which layers of different phosphors that emit light are arranged and irradiating the phosphor with excitation light in a visible light region, and a projector using the same. .

図11は、上記特許文献2で提案されたプロジェクタの構成例を示したものであり、(a)は光源装置から出射された光が表示素子を介して投射レンズ群に至る光路を含む平面(以下、光路面という)に対して垂直な方向から見た概略構成図、(b)は光路面に水平な方向から見た概略構成図である。図11において、光源11は、後述する蛍光ホイール13に形成されている蛍光体層14に照射して所定の色の光を出射させるための励起光を出力する。励起光としては、例えば波長450nmあるいはその周辺の青色光が用いられる。蛍光ホイール13は、蛍光体層14を備える円形状(円盤状等)の透明基材15とモータ16により構成され、回転可能になっている。透明基材15は、複数の扇形形状のセグメント領域を有し、そのうちの少なくとも二つに蛍光体層14が形成されている。そして、各蛍光体層14は前記励起光を受けて互いに異なる所定の波長帯域光(例えば赤及び緑光)を発する。また、他の少なくとも一つには蛍光体層が形成されておらず、励起光をそのまま透過させるセグメント領域を有する。このセグメント領域には拡散層17が形成されており、蛍光ホイール13から出射される青色光の状態を他の光と均一になるようにしている。これにより、蛍光ホイール13を回転させるとともに光源11からの励起光をセグメント領域の境界に同期して点滅させることで、赤(R)、緑(G)及び青(B)の色光が蛍光ホイール13から順次出射される。
なお、一つの蛍光体層14から出射される単色光の光量を増やし、有効光の利用効率を向上させるために、導光装置18の形状に対応して形成される開口を有する入射マスク12が、光源11と蛍光ホイール13との間に配置されている。蛍光ホイール13から出射された光は、導光装置18に入射されて均一な強度分布の光束にされた後、集光レンズ群19によって集光され、反射ミラー20によって所定の角度で表示素子21に照射される。制御装置22は、表示素子21に照射される色に対応した画像を表示素子21上に形成し、照射光を変調する。そして変調された光は投射レンズ群23に入射され、図示しないスクリーンなどに拡大投射され、所望の画像が表示される。
FIG. 11 shows an example of the configuration of the projector proposed in the above-mentioned Patent Document 2. FIG. 11A is a plan view including an optical path in which light emitted from the light source device reaches the projection lens group via the display element. Hereinafter, a schematic configuration diagram viewed from a direction perpendicular to the optical path surface), (b) is a schematic configuration diagram viewed from a direction horizontal to the optical path surface. In FIG. 11, a light source 11 outputs excitation light for irradiating a phosphor layer 14 formed on a fluorescent wheel 13 described later to emit light of a predetermined color. As the excitation light, for example, blue light having a wavelength of 450 nm or its surroundings is used. The fluorescent wheel 13 is composed of a circular (disk-shaped) transparent base material 15 having a phosphor layer 14 and a motor 16 and is rotatable. The transparent substrate 15 has a plurality of fan-shaped segment regions, and the phosphor layer 14 is formed on at least two of them. Each phosphor layer 14 receives the excitation light and emits predetermined wavelength band lights (for example, red and green light) different from each other. Further, the phosphor layer is not formed on at least one other, and it has a segment region that transmits the excitation light as it is. A diffusion layer 17 is formed in this segment region so that the state of blue light emitted from the fluorescent wheel 13 is uniform with other light. As a result, the fluorescent wheel 13 is rotated and the excitation light from the light source 11 blinks in synchronization with the boundaries of the segment areas, so that the red (R), green (G) and blue (B) color lights are converted into the fluorescent wheel 13. Are sequentially emitted.
In order to increase the amount of monochromatic light emitted from one phosphor layer 14 and improve the utilization efficiency of effective light, an incident mask 12 having an opening formed corresponding to the shape of the light guide device 18 is provided. The light source 11 and the fluorescent wheel 13 are disposed. The light emitted from the fluorescent wheel 13 is incident on the light guide device 18 to be converted into a light beam having a uniform intensity distribution, then condensed by the condenser lens group 19, and displayed at a predetermined angle by the reflecting mirror 20. Is irradiated. The control device 22 forms an image corresponding to the color irradiated on the display element 21 on the display element 21 and modulates the irradiation light. Then, the modulated light is incident on the projection lens group 23 and enlarged and projected onto a screen (not shown) or the like to display a desired image.

しかしながら、上記特許文献1で提案された投写型表示装置や特許文献2で提案されたプロジェクタでは、紫外光や可視光の波長領域の励起光をカラーホイールもしくは蛍光ホイールの蛍光体に対して略垂直に照射させて別の波長に変換するため、光の後方散乱が存在する。   However, in the projection display device proposed in Patent Document 1 and the projector proposed in Patent Document 2, excitation light in the wavelength region of ultraviolet light or visible light is substantially perpendicular to the phosphor of the color wheel or fluorescent wheel. In order to irradiate and convert to another wavelength, there is backscattering of light.

例えば、上記特許文献2で提案されたプロジェクタでは、図11(a)に示すように、光源11を、円形の蛍光ホイール13の厚さ方向における一方の側面側に対向するように配置し、光源11から照射された励起光が、蛍光ホイール13を通り抜けた他方の側面側へと通り抜けて導光装置18へと向かう。この励起光の照射によって蛍光体層14で発光した光が後方に散乱する後方散乱光200が少なからず発生したり、拡散層17で励起光自身が後方に散乱する光も存在したりする。蛍光体層14で後方に散乱する散乱光200や拡散層17で後方に散乱する後方散乱光は、光源11側へと向かうため、光利用効率の低下が生じるという問題がある。   For example, in the projector proposed in Patent Document 2, as shown in FIG. 11A, the light source 11 is disposed so as to face one side in the thickness direction of the circular fluorescent wheel 13, and the light source Excitation light irradiated from 11 passes through the fluorescent wheel 13 to the other side surface and travels toward the light guide device 18. There is a considerable amount of backscattered light 200 in which the light emitted from the phosphor layer 14 is scattered backward by the irradiation of the excitation light, and there is also light in which the excitation light itself is scattered backward in the diffusion layer 17. Since the scattered light 200 scattered backward by the phosphor layer 14 and the backscattered light scattered backward by the diffusion layer 17 are directed to the light source 11 side, there is a problem that the light use efficiency is lowered.

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、後方散乱光の発生を抑制して光利用効率を高めることができる光源装置、並びにその光源装置を備えた照明装置及び投射型表示装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a light source device that can suppress the generation of backscattered light and increase the light utilization efficiency, and an illumination device and a projection including the light source device. A type display device is provided.

上記目的を達成するために、請求項1の発明は、光源からの光を波長変換材に照射して波長変換した光を出射可能な光源装置であって、光入射開口部から光出射開口部まで延在する光ガイド経路を側方から囲むように内側面を有し、該光入射開口部から入射された光を該光ガイド経路の内側面で反射させながら該光出射開口部に向けてガイドする光ガイド部材と、上記光源の光を、上記光ガイド部材の光入射開口部から光ガイド経路内に入射させる光入射手段と、を備え、上記光ガイド部材の内側面のうち上記光入射開口部から入射光が到達可能な領域の一部に、少なくとも1種類の波長変換材が設けられ、上記光入射手段は、上記光入射開口部から上記光ガイド経路内に入射させる光の入射方向を、上記波長変換材が設けられている領域に向かう方向と、上記波長変換材が設けられていない領域に向かう方向とに切り換え可能に構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1の光源装置において、上記光入射手段は、上記光源から発せられる光の向きを変える偏向素子と、該光源からの光の向きを、所定のタイミングで、上記波長変換材が設けられている領域に向かう方向と上記波長変換材が設けられていない領域に向かう方向とに変えるように、該偏向素子を駆動する駆動手段と、を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項1又は2の光源装置において、上記波長変換材として、上記光源からの光の波長を互いに異なる複数の波長にそれぞれ変換する複数種類の波長変換材を用い、上記光ガイド部材の内側面の上記波長変換材が設けられている領域は、上記複数種類の波長変換材がそれぞれ設けられている複数の領域であることを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項3の光源装置において、上記光ガイド部材は、上記光入射開口部から上記光出射開口部に向かう方向と直交する断面形状が多角形である中空の角筒形状を有する部材であり、上記光ガイド部材の光ガイド経路に臨むように位置する複数の平面状の内側面のいずれか一つに、上記複数種類の波長変換材を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項3の光源装置において、上記光ガイド部材は、上記光入射開口部から上記光出射開口部に向かう方向と直交する断面形状が四角形である中空の角筒形状を有する部材であり、上記光ガイド部材の光ガイド経路に臨むように位置する4つの平面状の内側面のうち3つの内側面にそれぞれ、3種類の波長変換材を振り分けて設けたことを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項1乃至5のいずれかの光源装置において、上記光ガイド部材の光出射開口部から出射する互いに異なる複数の波長の光をそれぞれ選択的に通過させる色選択フィルターを周方向の異なる位置に配置した回転部材と、上記回転部材を回転駆動する回転駆動手段と、上記光ガイド部材の光出射開口部から順次波長が切り替えられて出射される光が、その光を選択的に通過させる色選択フィルターを透過するように、上記光入射手段と上記回転駆動手段とを同期させて制御する同期駆動制御手段とを、備えたことを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項1乃至6の光源装置において、上記光ガイド部材の内側面のうち上記光入射開口部から入射した光が最初に到達する領域は、拡散反射面であることを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項1乃至7の光源装置において、上記光入射手段は、上記内側面の上記波長変換材が設けられている領域に向けて上記光を入射させるときに、その領域内で該光が当たる位置を局所的に移動させるように入射させることを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、照明装置であって、請求項1乃至8のいずれかの光源装置と、その光源装置から出射する光を照明対象に向けて導く照明光学系と、を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、投射型表示装置であって、請求項1乃至8のいずれかの光源装置と、上記光源装置の光出射側に設けられた照明光学系と、上記光源装置から出射し上記照明光学系で導かれた光を受けて投影対象の光像を形成する光像形成部と、上記光像形成部で形成された光像を拡大投射する拡大投射光学系と、を備え、上記光源装置からの光の色が切り替わるタイミングに合わせて、その光の色に対応した光像を順次切り替えて形成することにより、カラー画像の光像を形成し、上記拡大投射光学系で該カラー画像の光像を拡大投射することを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is a light source device capable of emitting a wavelength-converted light by irradiating light from a light source onto a wavelength conversion material, from the light incident opening to the light emitting opening. An inner surface so as to surround the light guide path extending from the side to the light exit opening while reflecting the light incident from the light incident opening on the inner surface of the light guide path A light guide member for guiding, and light incident means for causing the light of the light source to enter the light guide path from the light incident opening of the light guide member, and the light incident on the inner side surface of the light guide member At least one type of wavelength conversion material is provided in a part of a region where incident light can reach from the opening, and the light incident means has an incident direction of light incident from the light incident opening into the light guide path. In the region where the wavelength converting material is provided. And direction Cow, is characterized in that said wavelength converting material is configured to be switchable between a direction towards the region not provided.
According to a second aspect of the present invention, in the light source device of the first aspect, the light incident means changes the direction of the light emitted from the light source and the direction of the light from the light source at a predetermined timing. Drive means for driving the deflecting element so as to change the direction toward the region where the wavelength converting material is provided and the direction toward the region where the wavelength converting material is not provided. It is what.
Further, the invention of claim 3 is the light source device of claim 1 or 2, wherein the wavelength conversion material uses a plurality of types of wavelength conversion materials that respectively convert wavelengths of light from the light source into a plurality of different wavelengths. The region where the wavelength conversion material is provided on the inner side surface of the light guide member is a plurality of regions where the plurality of types of wavelength conversion materials are respectively provided.
According to a fourth aspect of the present invention, in the light source device according to the third aspect, the light guide member has a hollow corner having a polygonal cross-sectional shape perpendicular to a direction from the light incident opening to the light emitting opening. A member having a cylindrical shape, characterized in that the plurality of types of wavelength conversion materials are provided on any one of a plurality of planar inner surfaces positioned so as to face the light guide path of the light guide member. To do.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the light source device according to the third aspect, wherein the light guide member is a hollow rectangular tube having a quadrangular cross-sectional shape perpendicular to a direction from the light incident opening to the light emitting opening. It is a member having a shape, and three types of wavelength conversion materials are distributed and provided on three inner side surfaces of four planar inner side surfaces positioned so as to face the light guide path of the light guide member. It is a feature.
According to a sixth aspect of the present invention, in the light source device according to any one of the first to fifth aspects, the color selection allows the light of a plurality of different wavelengths emitted from the light emission opening of the light guide member to selectively pass therethrough. Rotating members having filters arranged at different positions in the circumferential direction, rotational driving means for rotationally driving the rotating members, and light emitted by sequentially switching the wavelength from the light emitting opening of the light guide member And a synchronous drive control means for controlling the light incident means and the rotation drive means in synchronism so as to pass through a color selection filter that selectively passes through the color selection filter.
According to a seventh aspect of the present invention, in the light source device according to any one of the first to sixth aspects, a region where the light incident from the light incident opening portion first reaches on the inner side surface of the light guide member is a diffuse reflection surface. It is characterized by this.
Further, in the light source device according to any one of claims 1 to 7, the light incident means causes the light to enter the area where the wavelength conversion material is provided on the inner surface. In this region, the light is incident so that the position where the light hits is moved locally.
The invention of claim 9 is an illumination device comprising the light source device according to any one of claims 1 to 8 and an illumination optical system that guides light emitted from the light source device toward an illumination target. It is characterized by this.
A tenth aspect of the present invention is a projection display device, comprising: the light source device according to any one of the first to eighth aspects; an illumination optical system provided on a light emitting side of the light source device; and the light source device. A light image forming unit that receives the light emitted and guided by the illumination optical system to form a light image to be projected; and an enlarged projection optical system that magnifies and projects the light image formed by the light image forming unit. A light image of a color image is formed by sequentially switching and forming a light image corresponding to the color of the light in accordance with the timing at which the color of the light from the light source device is switched. The optical image of the color image is enlarged and projected.

本発明によれば、光ガイド部材の光入射開口部から入射した光は、光ガイド部材の内側面に対して入射角が90[度]よりも小さい角度で入射される。このため、光ガイド部材の内側面の波長変換材が設けられていない領域で反射した光や、光ガイド部材の内側面の一部に設けられている波長変換材で波長変換して発光した光は、光入射開口部側に後方散乱しにくく、光入射開口部からほとんど漏れることがない。このように後方散乱光の発生を抑制することにより、光ガイド部材の光入射開口部から入射した光は、その光ガイド部材内に閉じ込められた状態で光ガイド経路内を光出射開口部に向かって進む。よって、光源と同じ波長の光及び波長変換材で波長変換した光それぞれの光利用効率を高めることができるという優れた効果がある。   According to the present invention, light incident from the light incident opening of the light guide member is incident on the inner surface of the light guide member at an angle smaller than 90 [degrees]. For this reason, the light reflected in the area | region where the wavelength conversion material of the inner surface of a light guide member is not provided, or the light which light-emitted by wavelength conversion with the wavelength conversion material provided in a part of inner surface of a light guide member Are less likely to be scattered back to the light incident opening side and hardly leak from the light incident opening. By suppressing the generation of backscattered light in this way, the light incident from the light incident opening of the light guide member is directed in the light guide path toward the light emitting opening while being confined in the light guide member. Go ahead. Therefore, there is an excellent effect that the light use efficiency of the light having the same wavelength as that of the light source and the light having the wavelength converted by the wavelength conversion material can be increased.

本実施形態に係る投射型表示装置の全体構成を示す概略構成図。1 is a schematic configuration diagram illustrating an overall configuration of a projection display device according to an embodiment. ライトトンネル部材の構成及び作動原理を説明するための光源装置の概略構成図。The schematic block diagram of the light source device for demonstrating the structure and operating principle of a light tunnel member. 光偏向素子の時間と振れ角との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the time of an optical deflection | deviation element, and a deflection angle. 他の実施形態に係る光源装置の概略構成図。The schematic block diagram of the light source device which concerns on other embodiment. 更に他の実施形態に係る光源装置の概略構成図。Furthermore, the schematic block diagram of the light source device which concerns on other embodiment. 更に他の実施形態に係る光源装置の概略構成図。Furthermore, the schematic block diagram of the light source device which concerns on other embodiment. 他の実施形態に係る光偏向素子の走査の説明図。Explanatory drawing of the scanning of the optical deflection | deviation element which concerns on other embodiment. 図7で説明した光偏向素子の走査について時間と振れ角との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between time and a deflection angle about the scanning of the optical deflection | deviation element demonstrated in FIG. 他の実施形態に係る光源装置のライトトンネル部材の概略構成図。The schematic block diagram of the light tunnel member of the light source device which concerns on other embodiment. (a)及び(b)はそれぞれ、図9で示したライトトンネル部材を用いた光源装置の概略構成を示す上面図及び側面図。(A) And (b) is the top view and side view which respectively show schematic structure of the light source device using the light tunnel member shown in FIG. 従来のプロジェクタの構成例を示したものであり、(a)は光路面に対して垂直な方向から見た概略構成図、(b)は光路面に水平な方向から見た概略構成図。4A and 4B show a configuration example of a conventional projector, where FIG. 5A is a schematic configuration diagram viewed from a direction perpendicular to an optical path surface, and FIG. 5B is a schematic configuration diagram viewed from a direction horizontal to the optical path surface.

[実施形態1]
図1は、本発明の一実施形態に係る光源装置を搭載した投射型表示装置の構成例を示す概略構成図である。図1に示す投射型表示装置Aは、光源装置と、照明光学系としてのリレーレンズ5及びミラー6と、光像形成部としての光像形成素子7と、投射光学系8と、制御部9とを備えている。光像形成素子7等を照明する照明装置は、上記光源装置と、その光源装置から出射する光を照明対象に向けて導く照明光学系としてのリレーレンズ5及びミラー6とを用いて構成することができる。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a configuration example of a projection display device equipped with a light source device according to an embodiment of the present invention. A projection display device A shown in FIG. 1 includes a light source device, a relay lens 5 and a mirror 6 as an illumination optical system, a light image forming element 7 as a light image forming unit, a projection optical system 8, and a control unit 9. And. An illumination device that illuminates the optical image forming element 7 and the like is configured using the light source device and the relay lens 5 and the mirror 6 as an illumination optical system that guides light emitted from the light source device toward an illumination target. Can do.

光源装置は、単一波長を発する光源1と、光ガイド部材4と、光源1の光を光ガイド部材4に入射させる光入射手段とを備える。光ガイド部材4は、光入射開口部から光出射開口部まで延在する内部の光ガイド経路を側方から囲むように内側面を有し、光入射開口部から入射された光を光ガイド経路の内側面で反射させながら光出射開口部に向けてガイドする。本実施形態の光ガイド部材4は、光入射開口部から光出射開口部に向かう方向と直交する断面形状が四角形である中空の角筒形状を有する部材であり、内側面に反射しながら中空の光ガイド経路を光が通るトンネルのような形状をしているため、以下、「ライトトンネル部材」という。ライトトンネル部材4の内側面のうち光入射開口部から入射光が到達可能な領域の一部には、少なくとも1種類の波長変換材が設けられている。また、上記光入射手段は、光源1の光を、ライトトンネル部材4の光入射開口部から内部の光ガイド経路内に入射させるものであり、光源1から発せられる光束を集光し平行光とする入射光学系2と、時間に応じて所定のタイミングで光の向きを変える光偏向素子3とを用いて構成されている。   The light source device includes a light source 1 that emits a single wavelength, a light guide member 4, and light incident means that causes light from the light source 1 to enter the light guide member 4. The light guide member 4 has an inner side surface so as to surround the inner light guide path extending from the light incident opening to the light emitting opening from the side, and the light incident from the light incident opening is guided to the light guide path. The light guide is guided toward the light exit opening while being reflected by the inner side surface. The light guide member 4 of the present embodiment is a member having a hollow rectangular tube shape in which the cross-sectional shape orthogonal to the direction from the light incident opening portion to the light emitting opening portion is a quadrangle, and is hollow while being reflected on the inner surface. Since it is shaped like a tunnel through which light passes through the light guide path, it is hereinafter referred to as a “light tunnel member”. At least one type of wavelength conversion material is provided on a part of the inner surface of the light tunnel member 4 where the incident light can reach from the light incident opening. The light incident means makes the light from the light source 1 enter the light guide path inside from the light incident opening of the light tunnel member 4. The light incident means condenses the light emitted from the light source 1 to produce parallel light. The incident optical system 2 and the light deflecting element 3 that changes the direction of the light at a predetermined timing according to time.

上記光源1から発せられた光は、入射光学系2で平行光となって光偏向素子3に入射し、光偏向素子3でライトトンネル部材4内の波長変換材が施されている領域と施されていない領域とに選択的に照射されるように偏向される。そして、ライトトンネル部材4から出射した照明光はリレーレンズ5により、ミラー6を介して、光像形成素子7を照明する。光像形成素子7は、2次元平面上に形成された複数の画素で構成されており、画素単位で光を変調する。投射光学系8は、光像形成素子7で形成される光像を拡大投射し、図示しないが投射位置に拡大表示される。制御部9は、光源1の駆動制御、光偏向素子3の駆動制御、光像形成素子7の駆動制御を行っている。波長λ1の光源の光(以下、光源の光の波長を「光源波長λ1」という。)に対応する画像(第一のフレーム)を表示するときには、光源波長光λ1を発生するように光偏向素子3を駆動し、光源の波長λ1とは異なる波長λ2(以下、「変換波長λ2」という。)に変換された光に対応する画像(第二のフレーム)を表示するときには、ライトトンネル部材4内に形成されている波長変換材に照射して変換波長λ2の光を発生する駆動が行われる。   The light emitted from the light source 1 becomes parallel light by the incident optical system 2 and enters the light deflecting element 3. The light deflecting element 3 and the region where the wavelength conversion material in the light tunnel member 4 is applied. It is deflected so as to selectively irradiate the area that has not been formed. The illumination light emitted from the light tunnel member 4 illuminates the light image forming element 7 via the mirror 6 by the relay lens 5. The optical image forming element 7 is composed of a plurality of pixels formed on a two-dimensional plane, and modulates light in units of pixels. The projection optical system 8 enlarges and projects the light image formed by the light image forming element 7 and enlarges and displays it at a projection position (not shown). The control unit 9 performs drive control of the light source 1, drive control of the light deflection element 3, and drive control of the optical image forming element 7. When displaying an image (first frame) corresponding to light from the light source having the wavelength λ1 (hereinafter, the wavelength of the light from the light source is referred to as “light source wavelength λ1”), the light deflection element generates the light source wavelength light λ1. 3 is driven to display an image (second frame) corresponding to light converted to a wavelength λ2 (hereinafter referred to as “conversion wavelength λ2”) different from the wavelength λ1 of the light source. Is driven to generate light having a conversion wavelength λ2.

図2は、ライトトンネル部材4の構成及び作動原理を説明するための光源装置の概略構成図である。ライトトンネル部材4は、内壁に4つの内側面としての反射面101,102,103,104を備えた、内部が空洞の角筒形状をしたデバイスである。ライトトンネル部材4の長手方向の両端部は、光入射開口部401及び光出射開口部402として開放されている。また、内壁の4つの反射面のうち、2つの反射面101,102(図2中の互いに対向する上下の2面)の光入射開口部401側の領域に、波長変換材として、第1蛍光体層403、第2蛍光体層404が形成されている。これら第1,第2蛍光体層403,404は、光源波長λ1の励起光を、それぞれ別の波長λ2,λ3それぞれの変換された光(以下、波長λ3を「変換波長λ3」という。)を生成する。   FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the light source device for explaining the configuration and operating principle of the light tunnel member 4. The light tunnel member 4 is a device having a square tube shape with a hollow inside, which includes four reflecting surfaces 101, 102, 103, 104 as inner surfaces on an inner wall. Both ends in the longitudinal direction of the light tunnel member 4 are opened as a light incident opening 401 and a light emitting opening 402. Further, among the four reflecting surfaces of the inner wall, two fluorescent surfaces 101 and 102 (two upper and lower surfaces facing each other in FIG. 2) are provided with a first fluorescence as a wavelength conversion material in a region on the light incident opening 401 side. A body layer 403 and a second phosphor layer 404 are formed. The first and second phosphor layers 403 and 404 convert the excitation light having the light source wavelength λ1 into the converted light having different wavelengths λ2 and λ3 (hereinafter, the wavelength λ3 is referred to as “conversion wavelength λ3”). Generate.

上記光偏向素子3は、光源1から発せられる光源波長λ1の光を反射させてライトトンネル部材4の光入射開口部401に向けさせる。この光偏向素子3により、光源1からの光源波長λ1の励起光が第1蛍光体層403に照射されたときには、ライトトンネル部材4内で点線で示すように、変換波長λ2の照明光が生成され、ライトトンネル部材4内での内部反射により強度分布(ライトトンネル部材4の長手方向と直交する断面における強度分布)が均一化されて光出射開口部402から出射する。   The light deflection element 3 reflects the light having the light source wavelength λ 1 emitted from the light source 1 and directs it toward the light incident opening 401 of the light tunnel member 4. When the first phosphor layer 403 is irradiated with the excitation light having the light source wavelength λ 1 from the light source 1 by the light deflecting element 3, the illumination light having the conversion wavelength λ 2 is generated in the light tunnel member 4 as indicated by the dotted line. Then, the intensity distribution (intensity distribution in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the light tunnel member 4) is made uniform by internal reflection in the light tunnel member 4 and is emitted from the light emission opening 402.

一方、光偏光素子3を駆動し、光源1から発せられた光源波長λ1の励起光が第2蛍光体層404に照射されたときには、ライトトンネル部材4内で一点鎖線で示すように、変換波長λ3の照明光が生成され、ライトトンネル部材4内での内部反射を幾度か繰り返し、強度分布が均一化されて光出射開口部402から出射する。   On the other hand, when the light polarizing element 3 is driven and the second phosphor layer 404 is irradiated with the excitation light having the light source wavelength λ 1 emitted from the light source 1, as shown by the one-dot chain line in the light tunnel member 4, the conversion wavelength Illumination light of λ3 is generated, and the internal reflection in the light tunnel member 4 is repeated several times, the intensity distribution is made uniform, and is emitted from the light emission opening 402.

また、光偏光素子3を駆動し、光源1から発せられた光源波長λ1の光が、第1蛍光体層403,第2蛍光体層404のいずれも形成されていない反射面101〜104に照射されたときには、ライトトンネル部材4内で実線のように波長変換されず、光源波長λ1の光のまま、ライトトンネル部材4内での内部反射を幾度か繰り返し、強度分布が均一化されて光出射開口部402から出射する。   In addition, the light polarizing element 3 is driven, and the light having the light source wavelength λ1 emitted from the light source 1 is applied to the reflecting surfaces 101 to 104 on which neither the first phosphor layer 403 nor the second phosphor layer 404 is formed. In this case, the wavelength is not converted in the light tunnel member 4 as shown by the solid line, and the internal reflection in the light tunnel member 4 is repeated several times while the light having the light source wavelength λ1 is kept, and the light intensity distribution is made uniform. The light is emitted from the opening 402.

このように、光源1から発せられた光源波長λ1の光は、光偏向素子3により、時間分割されて、第1蛍光体層403、第2蛍光体層404、あるいは、第1蛍光体層403,第2蛍光体層404のいずれも形成されていない反射面101〜104に照射されることにより、時間分割された互いに異なる3つの波長(λ1,λ2,λ3)の照明光を得ることができる。   As described above, the light having the light source wavelength λ1 emitted from the light source 1 is time-divided by the light deflecting element 3, and the first phosphor layer 403, the second phosphor layer 404, or the first phosphor layer 403 is divided. By irradiating the reflecting surfaces 101 to 104 on which none of the second phosphor layers 404 is formed, it is possible to obtain illumination light having three different wavelengths (λ1, λ2, λ3) that are time-divided. .

なお、本実施形態では、光出射開口部402の縦横のアスペクト比は通常、光像形成素子7のアスペクト比と同等としている。   In the present embodiment, the aspect ratio of the light emitting aperture 402 is generally equal to the aspect ratio of the light image forming element 7.

上記図2では、図中実線が波長変換させない光源波長λ1の照明光の様子、点線が第1蛍光体層403で波長変換された変換波長λ2の照明光の様子、一点鎖線が第2蛍光体層404で波長変換された変換波長λ3の各様子を示しているが、これは、あくまで正反射光の進む様子を図示したものである。実際は、第1蛍光体層403及び第2蛍光体層404上に照射された場合は、拡散光となって正反射方向を中心に光が拡散する。図2に示したように、第1蛍光体層403や第2蛍光体層404への入射角は45[度]以上90[度]未満が望ましく、この角度の範囲内であれば、第1蛍光体層403及び第2蛍光体層404での後方散乱光は光入射開口部401からほとんど出ることなく、ライトトンネル部材4内に閉じ込められて、効率よく光出射開口部402へと導くことができる。つまり、非常に光利用効率の高い光源装置が実現すると同時に、光の強度分布の均一化も可能となる。   In FIG. 2, the solid line in the figure shows the illumination light having the light source wavelength λ1 that is not wavelength-converted, the dotted line is the illumination light having the converted wavelength λ2 that has been wavelength-converted by the first phosphor layer 403, and the alternate long and short dash line is the second phosphor. Each state of the converted wavelength λ3 wavelength-converted by the layer 404 is shown, but this shows only how the specularly reflected light travels. Actually, when the light is irradiated onto the first phosphor layer 403 and the second phosphor layer 404, the light becomes diffused light and diffuses around the regular reflection direction. As shown in FIG. 2, the incident angle to the first phosphor layer 403 and the second phosphor layer 404 is preferably 45 [deg.] Or more and less than 90 [deg.]. Backscattered light from the phosphor layer 403 and the second phosphor layer 404 hardly confines from the light incident opening 401, is confined in the light tunnel member 4, and is efficiently guided to the light emitting opening 402. it can. That is, a light source device with very high light utilization efficiency can be realized, and at the same time, the light intensity distribution can be made uniform.

図3は、光偏向素子3の時間と振れ角との関係を示すグラフである。例えば、n番目の画像フレームは光源波長λ1、変換波長λ2、変換波長λ3の三色で一フレームの画像を生成する。光源波長λ1は光源光そのものなので、蛍光体層上を照射させないので、そのときの振れ角の角度を基準として0とする。振れ角がそれよりもプラス側に振れると第1蛍光体層403に照射されて変換波長λ2の照明光が生成され、逆にマイナス側に振れると第2蛍光体層404に照射され変換波長λ3の照明光が生成される制御を行っている。   FIG. 3 is a graph showing the relationship between the time and the deflection angle of the optical deflection element 3. For example, the n-th image frame generates an image of one frame with three colors of the light source wavelength λ1, the conversion wavelength λ2, and the conversion wavelength λ3. Since the light source wavelength λ1 is the light source light itself, it does not irradiate the phosphor layer. Therefore, the angle of the deflection angle at that time is set to 0 as a reference. When the deflection angle swings to the plus side, the first phosphor layer 403 is irradiated to generate illumination light having the conversion wavelength λ2, and conversely, when the swing angle swings to the minus side, the second phosphor layer 404 is irradiated to the conversion wavelength λ3. Control is performed to generate the illumination light.

ここで、上記波長変換材としての蛍光体層を形成する蛍光体としては、硫化物、酸化物、窒化物、窒酸化物などの粉末であり、黄色用、赤色用、緑色用、青色用等の蛍光体を配合して用いることができる。より具体的には、窒化ケイ素関連物質をホスト結晶とした蛍光体や、アルファサイアロン(α-sialon:Eu)黄色蛍光体(青色光を吸収して黄色光を発光する蛍光体)など、また、純窒化物であるカズン(CaAlSiN3:Eu)赤色蛍光体、ベータサイアロン(β-sialon:Eu)緑色蛍光体などである。さらに、青色光を赤色光に変換するCaAlSiN3赤色蛍光体、青色光を緑色光に変えるβサイアロン緑色蛍光体なども好適である。また、赤(R),緑(G),青(B)以外では、黄色を発光するYAG:Ceの黄色蛍光体も色域を広げるために非常に有効である。 Here, the phosphor forming the phosphor layer as the wavelength converting material is a powder of sulfide, oxide, nitride, nitride oxide, etc., for yellow, for red, for green, for blue, etc. These phosphors can be used in combination. More specifically, a phosphor using a silicon nitride-related substance as a host crystal, an alpha-sialon (Eu) yellow phosphor (a phosphor that absorbs blue light and emits yellow light), etc. Examples include pure nitrides such as CaAlSiN 3 : Eu red phosphor and β-sialon (Eu) green phosphor. Furthermore, a CaAlSiN 3 red phosphor that converts blue light into red light, a β sialon green phosphor that converts blue light into green light, and the like are also suitable. Other than red (R), green (G), and blue (B), YAG: Ce yellow phosphors that emit yellow light are also very effective in expanding the color gamut.

上記光像形成素子7としては、画素に対応したマイクロミラーアレイ、たとえば、DMD(デジタル・マイクロミラー・デバイス;米国テキサスインスツルメント社製)は高速応答が可能であり、もっとも好適である。また、液晶パネルであってもよい。時間的に分割してカラー照明を行うため、高速で画像フレームを切り替える必要があり、反射型液晶パネルが好適である。   As the optical image forming element 7, a micromirror array corresponding to a pixel, for example, DMD (digital micromirror device; manufactured by Texas Instruments Inc., USA) is capable of high-speed response, and is most preferable. A liquid crystal panel may also be used. Since color illumination is performed by time division, it is necessary to switch image frames at high speed, and a reflective liquid crystal panel is preferable.

また、本実施形態では、上記ライトトンネル部材4として、光入射開口部401と光出射開口部402とが同じ大きさであり、側面が長方形をした角筒状の部材を用いたが、必ずしも形状はこの形にこだわらなくてもよい。例えば、光入射開口部401が大きく、光出射開口部402が小さくなった、逆テーパー型などでもよい。この形状であれば、入り口が大きいので、光のカップリング効率が高く、また、蛍光体層の面積を大きくすることができる。また、光入射開口部401が小さく、光出射開口部402が大きい、テーパー型でもよい。この場合は、上記逆テーパー型よりも光のカップリング効率は低いが、発散角を非常に小さくできるので、光像形成素子7及び投射光学系8へ高い光利用効率で光を導くことができ、総合的にはカップリングロスを補い、トータルとしての照明光源としては効率の高い光源が実現できる。このように、ライトトンネル部材4の形状は、設計により最適化を図ればよい。   In the present embodiment, the light tunnel member 4 is a rectangular tube-shaped member in which the light incident opening 401 and the light emitting opening 402 have the same size and the side surface is rectangular. You don't have to stick to this shape. For example, a reverse tapered type in which the light incident opening 401 is large and the light emitting opening 402 is small may be used. With this shape, the entrance is large, so that the light coupling efficiency is high and the area of the phosphor layer can be increased. Further, a tapered type in which the light incident opening 401 is small and the light emitting opening 402 is large may be employed. In this case, the light coupling efficiency is lower than that of the reverse taper type, but the divergence angle can be made very small, so that light can be guided to the optical image forming element 7 and the projection optical system 8 with high light utilization efficiency. Overall, the coupling loss can be compensated, and a highly efficient light source can be realized as a total illumination light source. Thus, the shape of the light tunnel member 4 may be optimized by design.

本実施形態に係るライトトンネル部材4では、光重畳機能、いわゆるインテグレータ機能を有するライトトンネル部材4内に波長変換材を設けることにより、波長変換材への入射角度を大きくとることができるために後方散乱を少なくすることができると同時に、光の強度分布の均一化ができるという優れた効果がある。   In the light tunnel member 4 according to the present embodiment, since the wavelength conversion material is provided in the light tunnel member 4 having a light superimposing function, that is, a so-called integrator function, the incident angle to the wavelength conversion material can be increased. There is an excellent effect that the scattering of light can be reduced and the light intensity distribution can be made uniform.

また、本実施形態では、光源1の光源波長λ1の光と2つの変換波長(λ2,λ3)の光の3種の色の光を生成する例を示したが、必ずしも2つの変換波長(λ2,λ3)を生成することに限定されるものではなく、励起光と一つの波長変換材との組み合わせで2種の色を生成し、その他の波長は別の光源を用意してもよい。   Further, in the present embodiment, an example in which light of three colors of light of the light source wavelength λ1 of the light source 1 and light of two conversion wavelengths (λ2, λ3) is generated is shown, but two conversion wavelengths (λ2) are not necessarily generated. , Λ3) is not limited, and two colors may be generated by combining the excitation light and one wavelength conversion material, and other light sources may be prepared for other wavelengths.

[実施形態2]
図4は、本発明の他の実施形態に係る光源装置の構成例を示す概略構成図である。
本実施形態では、図4に示すように、上記実施形態1に示したライトトンネル部材4の光出射開口部402に近接させて回転部材としてのカラーホイール10を配設した構成となっている。なお、上記実施形態1の光源装置と同様の機能を有する部品あるいは装置については同じ番号で示しており、詳しい説明は省略する。
[Embodiment 2]
FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating a configuration example of a light source device according to another embodiment of the present invention.
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the color wheel 10 as a rotating member is disposed in the vicinity of the light emitting opening 402 of the light tunnel member 4 shown in the first embodiment. In addition, about the components or apparatus which have the same function as the light source device of the said Embodiment 1, the same number is shown and detailed description is abbreviate | omitted.

本実施形態の光源装置は、単一波長を発する光源1と、この光源1から発せられる光束を集光し平行光とする入射光学系2と、時間に応じて光の向きを変える光偏向素子3と、光源1から発する光源波長を励起光として異なる波長に変換する少なくとも一種類の波長変換材が施されている領域と施されていない領域とを内面に設けてあるライトトンネル部材4と、ライトトンネル部材4の光出射開口部402に近接配置され光出射開口部402から出射した照明光が透過するカラーホイール10とを備えている。   The light source device of the present embodiment includes a light source 1 that emits a single wavelength, an incident optical system 2 that condenses a light beam emitted from the light source 1 into parallel light, and a light deflection element that changes the direction of light according to time. 3 and a light tunnel member 4 provided on the inner surface with a region where at least one type of wavelength conversion material that converts a light source wavelength emitted from the light source 1 into a different wavelength as excitation light and a region where it is not applied, And a color wheel 10 that is disposed in the vicinity of the light exit opening 402 of the light tunnel member 4 and through which the illumination light emitted from the light exit opening 402 is transmitted.

上記カラーホイール10は、ライトトンネル部材4から出射した照明光を波長選択的に透過するカラーフィルターを周方向の互いに異なる位置に複数配置させた円盤状の部材であり、図示しない駆動源としてのモータにより回転させている。より具体的には、複数の波長選択フィルター(カラーフィルター)が複数セグメントに配置された円盤状のカラーフィルターで構成されている。このカラーホイールを構成するカラーフィルターは発光波長の数に相当する種類が設けられている。図示の例では、光源1の光源波長λ1と2つの変換波長(λ2,λ3)との3種の波長を透過するカラーフィルターが3つのセグメント10a,b,cに配置されている。そして、ライトトンネル部材4から出射した最も光強度の高い波長の光を選択的に透過する特性のカラーフィルターとなっている。   The color wheel 10 is a disk-like member in which a plurality of color filters that selectively transmit wavelength of illumination light emitted from the light tunnel member 4 are arranged at different positions in the circumferential direction, and a motor as a drive source (not shown) It is rotated by. More specifically, a plurality of wavelength selection filters (color filters) are constituted by disk-shaped color filters arranged in a plurality of segments. The color filters constituting the color wheel are provided with types corresponding to the number of emission wavelengths. In the illustrated example, color filters that transmit three types of wavelengths, ie, the light source wavelength λ1 of the light source 1 and the two conversion wavelengths (λ2, λ3), are arranged in the three segments 10a, b, and c. The color filter has a characteristic of selectively transmitting light having the highest light intensity emitted from the light tunnel member 4.

上記カラーホイール10の構成についてさらに詳しく説明する。カラーホイール10は、第1セグメント10a、第2セグメント10b、第3セグメント10cの少なくとも3つのセグメントから構成されている。第1セグメント10aは、光源波長λ1の光がライトトンネル部材4から出射するときに光源波長λ1の光を透過し、その他の波長の光は反射するセグメントである。また、第2セグメント10bは、波長変換された変換波長λ2の光がライトトンネル部材4から出射するときに、変換波長λ2の光を透過し、その他の波長の光は反射するセグメントである。さらに、第3セグメント10cは、波長変換された変換波長λ3の光がライトトンネル部材4から出射するときに、変換波長λ3の光を透過し、その他の波長の光は反射するセグメントである。カラーホイール10は、ライトトンネル部材4の光出射開口部402から出射した照明光の光路上のセグメントが切り替わるようになっていて、回転することにより、順次ライトトンネル部材4の光出射開口部402から出射する光を選択的に透過させている。   The configuration of the color wheel 10 will be described in more detail. The color wheel 10 includes at least three segments, a first segment 10a, a second segment 10b, and a third segment 10c. The first segment 10a is a segment that transmits light of the light source wavelength λ1 and reflects light of other wavelengths when light of the light source wavelength λ1 is emitted from the light tunnel member 4. The second segment 10b is a segment that transmits light of the converted wavelength λ2 and reflects light of other wavelengths when the wavelength-converted light of the converted wavelength λ2 is emitted from the light tunnel member 4. Further, the third segment 10c is a segment that transmits the light having the converted wavelength λ3 and reflects the light having the other wavelength when the light having the converted wavelength λ3 is emitted from the light tunnel member 4. The color wheel 10 is configured so that the segments on the optical path of the illumination light emitted from the light exit opening 402 of the light tunnel member 4 are switched. By rotating, the color wheel 10 sequentially from the light exit opening 402 of the light tunnel member 4. The emitted light is selectively transmitted.

ライトトンネル部材4からの出射光は、実施形態1で説明したように、光偏光素子3の駆動によって光源波長λ1、変換波長λ2、変換波長λ3の3種類の波長の光が時間分割されて出射されるが、その時間に応じて、各セグメント10a,b,cが対応する位置となるように、カラーホイール10は回転制御されている。   As described in the first embodiment, the light emitted from the light tunnel member 4 is emitted by time-dividing light of the light source wavelength λ1, the conversion wavelength λ2, and the conversion wavelength λ3 by driving the light polarizing element 3. However, the rotation of the color wheel 10 is controlled so that the segments 10a, 10b, 10c become corresponding positions according to the time.

具体的な波長の構成としては、光源波長λ1が青色を主体とした波長、変換波長λ2が緑色、変換波長λ3は赤色とすると、第1セグメント10aは青色光を選択的に透過し、第2セグメント10bは緑色を選択的に透過し、第3セグメント10cは赤色光を選択的に透過させるようにすればよい。   As a specific wavelength configuration, if the light source wavelength λ1 is a wavelength mainly composed of blue, the conversion wavelength λ2 is green, and the conversion wavelength λ3 is red, the first segment 10a selectively transmits blue light, The segment 10b may selectively transmit green, and the third segment 10c may selectively transmit red light.

特に、波長変換された変換波長λ2、λ3の光は、励起光である光源波長λ1の光が混入した場合であっても、カラーホイール10にて、励起光を効率よく除去することができる。   In particular, the converted light having the converted wavelengths λ 2 and λ 3 can be efficiently removed by the color wheel 10 even when the light having the light source wavelength λ 1 that is the excitation light is mixed.

なお、カラーホイール10のセグメント数に関しては、上記3つに限られるものではない。また、必ずしもカラーフィルターでなくてもよく、明るさ優先で透明部分があってもよい。   The number of segments of the color wheel 10 is not limited to the above three. Moreover, it is not necessarily a color filter, and there may be a transparent part with priority on brightness.

また、励起光として使用する光源波長λ1の光に対応する第1セグメント10aに関しては、透明であることが望ましい。励起光を照明光として利用する場合に、対応するカラーホイール10のセグメントが透明であることは、光利用効率の面で優位である。   Further, the first segment 10a corresponding to the light having the light source wavelength λ1 used as the excitation light is preferably transparent. When the excitation light is used as illumination light, it is advantageous in terms of light utilization efficiency that the corresponding segment of the color wheel 10 is transparent.

本実施形態2の光源装置の構成により、光像形成素子7への照明光の色純度が向上するので、高品質な画像表示が可能となる。   With the configuration of the light source device of the second embodiment, the color purity of the illumination light to the optical image forming element 7 is improved, so that high-quality image display is possible.

[実施形態3]
図5は、本発明の更に他の実施形態に係る光源装置の構成例を示す概略構成図である。
励起光として用いる光源波長λ1の光は、波長変換材に照射しないので、直接ライトトンネル部材4の反射面を照射されるか、一度も内部反射されずに光出射開口部402へと到達する場合もありえる。光が内部反射されずに出射すると光の重畳効果が得られないので、ライトトンネル部材4内で内部反射されることが望ましい。
[Embodiment 3]
FIG. 5 is a schematic configuration diagram illustrating a configuration example of a light source device according to still another embodiment of the present invention.
Since the light having the light source wavelength λ1 used as the excitation light is not irradiated on the wavelength conversion material, the light is directly irradiated on the reflection surface of the light tunnel member 4 or reaches the light emission opening 402 without being internally reflected at all. There can be. If the light is emitted without being internally reflected, the light superimposing effect cannot be obtained. Therefore, it is desirable that the light is internally reflected within the light tunnel member 4.

本実施形態では、図5に示すように、ライトトンネル部材4内の4つの反射面101〜104のうち、一つの面上に、複数種類の波長変換材を施した。図示の例では、ライトトンネル部材4の下反射面102に、光入射開口部401側から第2蛍光体層404と第1蛍光体層403とを形成した。さらに、励起光源である光源光の角度を斜めから入射させるようにした。図示の例では、斜め上方から入射させるように構成している。入射角度は、ライトトンネル部材4の開口サイズと長さとによって異なるが、ライトトンネル部材4内で必ず一度は反射する角度とした。図5に示すように、光源光の角度を斜めから入射させることで、光出射開口部402に直接達する光はなくなる。このような構成により、光源光が直接光出射開口部402に達する光はなくなり、ライトトンネル部材4から出射される照明光の強度分布の不均一性を防ぐことができる。   In this embodiment, as shown in FIG. 5, a plurality of types of wavelength conversion materials are applied on one of the four reflecting surfaces 101 to 104 in the light tunnel member 4. In the illustrated example, the second phosphor layer 404 and the first phosphor layer 403 are formed on the lower reflection surface 102 of the light tunnel member 4 from the light incident opening 401 side. Furthermore, the angle of the light source light, which is an excitation light source, is made incident obliquely. In the example shown in the figure, the light is incident from obliquely above. Although the incident angle differs depending on the opening size and length of the light tunnel member 4, the incident angle is always reflected once in the light tunnel member 4. As shown in FIG. 5, when the angle of the light source light is incident obliquely, no light reaches the light exit opening 402 directly. With such a configuration, no light from the light source directly reaches the light emission opening 402, and unevenness of the intensity distribution of the illumination light emitted from the light tunnel member 4 can be prevented.

また、波長変換材を一つの反射面に配置したので、この波長変換材を設けた部分のみをライトトンネル部材の本来の機能と切り離した部材とすることも可能である。つまり、波長変換材を設けた部分をライトトンネル部材4の入り口近傍に設け、励起光と波長変換光をライトトンネル部材4の光入射開口部401へと導きさえすれば、波長変換材はどこに配置してもよい。   Moreover, since the wavelength conversion material is disposed on one reflecting surface, only the portion provided with the wavelength conversion material can be a member separated from the original function of the light tunnel member. That is, as long as the portion provided with the wavelength conversion material is provided near the entrance of the light tunnel member 4 and the excitation light and the wavelength conversion light are guided to the light incident opening 401 of the light tunnel member 4, the wavelength conversion material is disposed anywhere. May be.

[実施形態4]
図6は、本発明の更に他の実施形態に係る光源装置の構成例を示す概略構成図である。
ライトトンネル部材4の反射面のうち、上反射面101の第1蛍光体層403に隣接する部分と、下反射面102の第2蛍光体層404に隣接する部分とに、光を拡散させる拡散反射面として拡散領域501,502を設けた。そして、励起光として用いる光源波長λ1の光が、ライトトンネル部材4内で最初に到達する領域が、上反射面101の拡散領域501又は下反射面102の拡散領域502となるようにした。なお、拡散領域501,502の光の拡散度合いは特に限定しなくてもよい。通常、ライトトンネル部材4はミラーにアルミ金属を蒸着した反射面を利用しているが、この反射面より正反射率を低くし、少しでも散乱させることができればよい。例えば、ミラーにアルミナ等の拡散剤を塗布するなどすればよい。また、反射面をアルミニウム(Al)などの金属で形成し、反射面は、高輝度反射面とし、拡散反射面は表面を荒らしてもよい。このような拡散反射面を設けたことにより、光偏向素子3から偏向されて光入射開口部401から入射した照明光の強度分布の均一化を高めることができる。
[Embodiment 4]
FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating a configuration example of a light source device according to still another embodiment of the present invention.
Diffusion for diffusing light to the portion of the reflective surface of the light tunnel member 4 adjacent to the first phosphor layer 403 of the upper reflective surface 101 and the portion of the lower reflective surface 102 adjacent to the second phosphor layer 404 Diffusion regions 501 and 502 were provided as reflecting surfaces. Then, the region where the light of the light source wavelength λ1 used as the excitation light first reaches within the light tunnel member 4 is the diffusion region 501 of the upper reflection surface 101 or the diffusion region 502 of the lower reflection surface 102. The degree of light diffusion in the diffusion regions 501 and 502 is not particularly limited. Usually, the light tunnel member 4 uses a reflecting surface in which an aluminum metal is deposited on a mirror. However, the light tunnel member 4 only needs to have a regular reflectance lower than that of the reflecting surface and can scatter even a little. For example, a diffusing agent such as alumina may be applied to the mirror. The reflective surface may be formed of a metal such as aluminum (Al), the reflective surface may be a high-intensity reflective surface, and the diffuse reflective surface may be roughened. By providing such a diffuse reflection surface, it is possible to increase the uniformity of the intensity distribution of the illumination light deflected from the light deflection element 3 and incident from the light incident opening 401.

[実施形態5]
図7に、本発明の更に他の実施形態に係る光源装置における光偏向素子の走査の説明図である。波長変換材として蛍光体が一般的であるが、先に記述したように、さまざまな蛍光剤を用いることができる。しかしながら、通常短波長側を吸収し、超波長を発生するので、光損傷による効率低下が発生する。この光損失による効率低下を低減するために、光の照射位置を変えることで、一箇所で照射することなく、蛍光剤を施した蛍光体層の領域内で照明光を走査することが望ましい。光を走査することは容易であり、第1蛍光体層403、第2蛍光体層404、反射領域を時間分割して光路を偏向する光偏向素子3の駆動について、照射位置を局所的に移動するように、微振動を与えることで実現できる。
[Embodiment 5]
FIG. 7 is an explanatory diagram of scanning of the light deflection element in the light source device according to still another embodiment of the present invention. A phosphor is generally used as the wavelength conversion material, but as described above, various fluorescent agents can be used. However, since it usually absorbs the short wavelength side and generates an ultra-wavelength, a reduction in efficiency due to optical damage occurs. In order to reduce the efficiency reduction due to the light loss, it is desirable to scan the illumination light within the region of the phosphor layer to which the fluorescent agent is applied without changing the irradiation position of the light so that the light is irradiated at one place. It is easy to scan the light, and the irradiation position is moved locally for driving the first phosphor layer 403, the second phosphor layer 404, and the optical deflection element 3 that deflects the optical path by dividing the reflection region in time. As can be seen, this can be realized by giving a slight vibration.

図8は、光偏向素子3の時間と振れ角についてのグラフである。図8に示すように、振れ角がプラス側の時とマイナス側の時とにおいて、光偏向素子3を鋸波状の駆動を行うことで、照射位置が蛍光体層上の一箇所に滞留することなく、局所的に移動するように照射することができる。   FIG. 8 is a graph regarding the time and the deflection angle of the optical deflection element 3. As shown in FIG. 8, when the deflection angle is on the plus side and on the minus side, the light deflection element 3 is driven in a sawtooth shape, so that the irradiation position stays at one place on the phosphor layer. And irradiation can be performed so as to move locally.

なお、光偏向素子3の駆動方法は、図8のグラフを用いて説明した鋸波状の駆動方法に限定されるものではなく、例えばサイン波状の駆動方法であってもよい。このような、駆動方法を採用することにより、蛍光剤の照射損傷による劣化を防止することができる。つまり寿命を延ばすことができる。   Note that the driving method of the optical deflection element 3 is not limited to the sawtooth driving method described with reference to the graph of FIG. 8, and may be, for example, a sine wave driving method. By adopting such a driving method, it is possible to prevent deterioration due to irradiation damage of the fluorescent agent. That is, the lifetime can be extended.

[実施形態6]
図9は、本発明の更に他の実施形態に係る光源装置におけるライトトンネル部材4の光入射開口部401側から見た側面図である。また、図10は、本実施形態の光源装置の概略構成を示す図であり、(a)は上面図、(b)は側面図である。
本実施形態は、図9に示すように、ライトトンネル部材4内の上下、左右の4つの側面のうち、光入射開口部401近傍の3つの側面403,404,405に波長変換材を設けた。そして、図10(a)に示すように、光偏向素子301を2次元駆動して光源色とあわせて4色の照明光を出射できるようにした構成である。青、緑、赤に加え、4色目には黄色等を加えることで、より色域空間を広げることができる。光偏向素子301は、左右上下方向の2次元的に駆動する素子でもよいが、一次元駆動素子を2連とすることで、2次元対応してもよい。また、色純度を向上させるために、4色に対応した4セグメントのカラーホイールを設け、出射光にあわせて回転同期させて、所望波長のみを出射するようにすることも有効である。
[Embodiment 6]
FIG. 9 is a side view of the light tunnel member 4 viewed from the light incident opening 401 side in the light source device according to still another embodiment of the present invention. FIG. 10 is a diagram illustrating a schematic configuration of the light source device of the present embodiment, in which (a) is a top view and (b) is a side view.
In the present embodiment, as shown in FIG. 9, the wavelength conversion material is provided on the three side surfaces 403, 404, and 405 in the vicinity of the light incident opening 401 among the upper, lower, left and right side surfaces in the light tunnel member 4. . Then, as shown in FIG. 10A, the light deflection element 301 is driven two-dimensionally so that four colors of illumination light can be emitted together with the light source color. In addition to blue, green and red, the color gamut space can be expanded by adding yellow or the like to the fourth color. The light deflection element 301 may be an element that is driven two-dimensionally in the left-right and up-down directions, but may be two-dimensionally supported by providing two one-dimensional drive elements. In order to improve color purity, it is also effective to provide a four-segment color wheel corresponding to four colors so that only a desired wavelength is emitted in synchronization with the emitted light.

以上、上記各実施形態によれば、光ガイド部材としてのライトトンネル部材4の光入射開口部401から入射した光は、ライトトンネル部材4の内側面に対して入射角が90[度]よりも小さい角度で入射される。このため、ライトトンネル部材4の内側面の波長変換材が設けられていない領域で反射した光や、ライトトンネル部材4の内側面の一部に設けられている波長変換材(第1蛍光体層403、第2蛍光体層404)で波長変換して発光した光は、光入射開口部401側に後方散乱しにくく、光入射開口部401からほとんど漏れることがない。このように後方散乱光の発生を抑制することにより、ライトトンネル部材4の光入射開口部401から入射した光は、そのライトトンネル部材4内に閉じ込められた状態で内部の光ガイド経路内を光出射開口部402に向かって進む。よって、光源1と同じ波長の光及び波長変換材で波長変換した光それぞれの光利用効率を高めることができる。
また、上記実施形態によれば、光源1の光をライトトンネル部材4に入射させる光入射手段は、光源1から発せられる光の向きを変える偏向素子としての光偏向素子3と、光偏向素子3を駆動する駆動手段としての制御部9とにより構成され、光偏向素子3は、光源1の光を時間に応じて所定のタイミング(例えば、所定の周期)で反射面と蛍光体層403,404とに切り換えて照射し、ライトトンネル部材4から所定のタイミングで2種類以上の波長の光を出射させることができる。
また、上記実施形態によれば、ライトトンネル部材4の内側面のうち光入射開口部401から入射した入射光が到達可能な領域に、光源1の光を励起光として受けて互いに異なる波長の波長変換光を発光する互いに異なる複数種類の蛍光体層403,404を少なくとも2つ備え、光源1から発せられる光源波長λ1の励起光と、蛍光体層403,404で波長変換された互いに波長の異なる少なくとも2種類の波長変換光とからなる、少なくとも波長の異なる3色の光をライトトンネル部材4から出射することができる。このようにライトトンネル部材4の内側面の上記領域に2種類の蛍光体層すなわち第1蛍光体層403及び第2蛍光体層404を設けたので、光偏向素子3を駆動させて、上記蛍光体層が設けられていない反射面と、第1蛍光体層403と、第2蛍光体層404とに光を照射することにより、励起光である光源1の光の色と2つの波長変換光の色の合計3色の照明光を得ることができるようになり、高品質なカラー照明光源を得ることができる。
また、上記実施形態によれば、ライトトンネル部材4の光出射開口部402近傍に配設されライトトンネル部材4から出射された光の波長を選択的に透過させるように光の波長に対応する種類の複数の色選択フィルターで構成された回転部材としてのカラーホイール10と、カラーホイール10を回転駆動する回転駆動手段としてのモータと、モータ及び光偏向素子3を同期させて制御することにより、ライトトンネル部材4から順次波長が切り替えられて出射される光が色選択フィルターを透過するように色選択フィルターを切り替える同期駆動制御手段としての制御部9を備えている。蛍光体層403,404により波長変換された主波長を選択的に透過させる色選択フィルターで構成されたカラーホイール10を、ライトトンネル部材4を出た後、すなわち光出射開口部402近傍に配置し、カラーホイール10の回転と光偏向素子3の駆動とを同期させ、発光波長が透過するように、色選択フィルターが切り替えることができるので、より色純度の高いカラー照明光源をえることができる。
また、上記実施形態によれば、ライトトンネル部材4の内側面に形成された複数の反射面のうち一つの反射面上に、互いに異なる複数種類の蛍光体層403,404を設けた。ライトトンネル部材4内の4つの反射面上のうち、ひとつの面上に、複数の蛍光体層403,404を施し、ライトトンネル部材4内で必ず一度は反射する角度としたので、光源1の光が光出射開口部402に直接達する光はなくなり、照明光の不均一性を防ぐことができる。
また、上記実施形態によれば、ライトトンネル部材4の内側面に形成された複数の反射面のうち蛍光体層403,404以外の少なくとも一部の領域に、拡散反射面としての拡散領域501,502を有し、光源1からの光をライトトンネル部材4から出射させる場合、その光源1からの光を拡散領域501,502に照射している。光源1からの光(励起光)を波長変換せずにライトトンネル部材4から出射させる場合に、光源1の光がライトトンネル部材4内で最初に到達する領域が拡散領域501,502であるので、光偏向素子3から偏向されて光入射開口部401から入射し光出射開口部402から出射する照明光の光強度の均一化を高めることができる。
また、上記実施形態によれば、光偏向素子3は、蛍光体層403,404に励起光を照射するときに、その励起光の照射位置を局所的に移動させながら照射するように駆動している。照射位置を局所的に移動するように光偏向素子3を駆動することにより、蛍光剤の照射損傷による劣化を防止し、寿命を延ばすことができる。
また、上記実施形態によれば、ライトトンネル部材4の光ガイド経路の内側面を4つの平面状の反射面を用いて構成し、これら4つの面のうち3つの面に互いに異なる種類の蛍光体層を有し、上記励起光以外に3つの波長の色をライトトンネル部材4から出射する。ライトトンネル部材4の上下、左右の4つの側面のうち、3つの面それぞれに蛍光体層を設け、光偏向素子3を2次元駆動して光源色以外の3色の光を生成したので、より色域空間を広げた光源装置を実現できる。
また、上記実施形態によれば、投射型表示装置Aは、上記構成の光源装置と、その光源装置の光出射側に設けられた照明光学系としてのリレーレンズ5及びミラー6と、照明光学系で導かれた光を受けて光像を形成する光像形成部としての光像形成素子7と、光像形成素子7で形成された光像を拡大投射する拡大投射光学系としての投射光学系8と、を備えており、光源装置によって照明光の色が切り替わるタイミングにあわせて、照明光の色に対応した画像を形成し、順次切り替えることによりカラー画像の光像を形成し、投射光学系8でカラー画像の光像を拡大投射する。この投射型表示装置は、照度均一性や色純度が高く、しかもより色域空間を広げた高品質な投射画像を得ることができる。また、この投射型表示装置Aは、簡易な3色カラー光源によりコンパクトで、しかも信頼性が高く、長寿命な装置を実現することができる。
As described above, according to each of the above embodiments, the light incident from the light incident opening 401 of the light tunnel member 4 as the light guide member has an incident angle with respect to the inner side surface of the light tunnel member 4 of more than 90 degrees. Incident at a small angle. For this reason, the light reflected in the area | region where the wavelength conversion material of the inner surface of the light tunnel member 4 is not provided, or the wavelength conversion material (1st fluorescent substance layer) provided in a part of inner surface of the light tunnel member 4 403, the light emitted by the wavelength conversion by the second phosphor layer 404) is not easily backscattered to the light incident opening 401 side, and hardly leaks from the light incident opening 401. By suppressing the occurrence of backscattered light in this way, light incident from the light incident opening 401 of the light tunnel member 4 is transmitted through the light guide path inside the light tunnel member 4 while being confined in the light tunnel member 4. Proceed toward the exit opening 402. Therefore, the light utilization efficiency of the light having the same wavelength as that of the light source 1 and the light whose wavelength is converted by the wavelength conversion material can be increased.
Further, according to the above embodiment, the light incident means for causing the light of the light source 1 to enter the light tunnel member 4 includes the light deflection element 3 as the deflection element that changes the direction of the light emitted from the light source 1, and the light deflection element 3. The light deflection element 3 includes a reflection surface and phosphor layers 403 and 404 at a predetermined timing (for example, a predetermined period) according to time. The light tunnel member 4 can emit light having two or more wavelengths at a predetermined timing.
Further, according to the above embodiment, the light of the light source 1 is received as excitation light in the region where the incident light incident from the light incident opening 401 can reach on the inner surface of the light tunnel member 4, and the wavelengths of the wavelengths different from each other. At least two different types of phosphor layers 403 and 404 that emit converted light are provided. The excitation light having the light source wavelength λ1 emitted from the light source 1 and the wavelengths converted by the phosphor layers 403 and 404 have different wavelengths. The light tunnel member 4 can emit light of at least three colors having different wavelengths and comprising at least two types of wavelength converted light. As described above, since two types of phosphor layers, that is, the first phosphor layer 403 and the second phosphor layer 404 are provided in the region on the inner side surface of the light tunnel member 4, the light deflection element 3 is driven and the fluorescence layer is driven. By irradiating light on the reflecting surface on which the body layer is not provided, the first phosphor layer 403, and the second phosphor layer 404, the color of light of the light source 1 that is excitation light and the two wavelength-converted lights Thus, it becomes possible to obtain a total of three colors of illumination light, and a high-quality color illumination light source can be obtained.
Further, according to the above embodiment, the type corresponding to the wavelength of the light so as to selectively transmit the wavelength of the light emitted from the light tunnel member 4 disposed in the vicinity of the light emission opening 402 of the light tunnel member 4. By controlling the color wheel 10 as a rotating member composed of a plurality of color selection filters, a motor as a rotational driving means for rotationally driving the color wheel 10, and the motor and the light deflection element 3 in synchronization with each other, the light A control unit 9 is provided as synchronous drive control means for switching the color selection filter so that light emitted from the tunnel member 4 with the wavelength being sequentially switched passes through the color selection filter. The color wheel 10 composed of a color selection filter that selectively transmits the dominant wavelength wavelength-converted by the phosphor layers 403 and 404 is disposed after exiting the light tunnel member 4, that is, in the vicinity of the light emission opening 402. Since the color selection filter can be switched so that the rotation of the color wheel 10 and the driving of the light deflection element 3 are synchronized and the emission wavelength is transmitted, a color illumination light source with higher color purity can be obtained.
Further, according to the above embodiment, different types of phosphor layers 403 and 404 are provided on one of the plurality of reflecting surfaces formed on the inner surface of the light tunnel member 4. A plurality of phosphor layers 403 and 404 are formed on one of the four reflecting surfaces in the light tunnel member 4 so that the angle is always reflected once in the light tunnel member 4. There is no light that directly reaches the light emission opening 402, and unevenness of illumination light can be prevented.
Further, according to the above-described embodiment, the diffusion region 501 as the diffusion reflection surface is formed on at least a part of the plurality of reflection surfaces formed on the inner surface of the light tunnel member 4 other than the phosphor layers 403 and 404. In the case where light 502 from the light source 1 is emitted from the light tunnel member 4, the diffusion regions 501 and 502 are irradiated with light from the light source 1. When light (excitation light) from the light source 1 is emitted from the light tunnel member 4 without wavelength conversion, the regions where the light from the light source 1 first reaches the light tunnel member 4 are the diffusion regions 501 and 502. Further, it is possible to increase the uniformity of the light intensity of the illumination light deflected from the light deflection element 3 and incident from the light incident opening 401 and emitted from the light emitting opening 402.
Further, according to the above embodiment, when the light deflection element 3 irradiates the phosphor layers 403 and 404 with excitation light, the light deflection element 3 is driven so as to irradiate while moving the irradiation position of the excitation light locally. Yes. By driving the light deflection element 3 so as to move the irradiation position locally, deterioration due to irradiation damage of the fluorescent agent can be prevented and the life can be extended.
Moreover, according to the said embodiment, the inner surface of the light guide path | route of the light tunnel member 4 is comprised using four planar reflective surfaces, and mutually different kind of fluorescent substance is provided in three surfaces among these four surfaces. The light tunnel member 4 emits colors having three wavelengths in addition to the excitation light. Since the phosphor layer is provided on each of the upper, lower, left and right side surfaces of the light tunnel member 4, and the light deflection element 3 is driven two-dimensionally to generate light of three colors other than the light source color. A light source device with an expanded color gamut space can be realized.
Moreover, according to the said embodiment, the projection type display apparatus A is the light source device of the said structure, the relay lens 5 and the mirror 6 as an illumination optical system provided in the light emission side of the light source device, and an illumination optical system. The optical image forming element 7 as an optical image forming unit that receives the light guided by the optical image forming unit, and a projection optical system as an enlarged projection optical system that enlarges and projects the optical image formed by the optical image forming element 7 8 is formed, and an image corresponding to the color of the illumination light is formed at a timing when the color of the illumination light is switched by the light source device, and a light image of the color image is formed by sequentially switching, and a projection optical system In step 8, the light image of the color image is enlarged and projected. This projection display device has high illuminance uniformity and color purity, and can obtain a high-quality projection image with a wider color gamut space. In addition, the projection display device A can be realized by a simple three-color light source, which is compact, highly reliable, and has a long life.

1 光源
2 入射光学系
3 光偏向素子
4 ライトトンネル部材
5 リレーレンズ
6 ミラー
7 光像形成素子
8 投射光学系
9 制御部
301 (2次元)光偏向素子
401 光入射開口部
402 光出射開口部
403 第1蛍光体層
404 第2蛍光体層
501,502 拡散領域
A 投射型表示装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2 Incident optical system 3 Light deflection element 4 Light tunnel member 5 Relay lens 6 Mirror 7 Optical image formation element 8 Projection optical system 9 Control part 301 (two-dimensional) light deflection element 401 Light incident opening part 402 Light output opening part 403 First phosphor layer 404 Second phosphor layer 501, 502 Diffusion region A Projection type display device

特開2004−341105号公報JP 2004-341105 A 特開2009−277516号公報JP 2009-277516 A

Claims (10)

光源からの光を波長変換材に照射して波長変換した光を出射可能な光源装置であって、
光入射開口部から光出射開口部まで延在する光ガイド経路を側方から囲むように内側面を有し、該光入射開口部から入射された光を該光ガイド経路の内側面で反射させながら該光出射開口部に向けてガイドする光ガイド部材と、
上記光源の光を、上記光ガイド部材の光入射開口部から光ガイド経路内に入射させる光入射手段と、を備え、
上記光ガイド部材の内側面のうち上記光入射開口部から入射光が到達可能な領域の一部に、少なくとも1種類の波長変換材が設けられ、
上記光入射手段は、上記光入射開口部から上記光ガイド経路内に入射させる光の入射方向を、上記波長変換材が設けられている領域に向かう方向と、上記波長変換材が設けられていない領域に向かう方向とに切り換え可能に構成されていることを特徴とする光源装置。
A light source device capable of emitting light having a wavelength converted by irradiating the wavelength conversion material with light from a light source,
An inner surface is provided so as to surround the light guide path extending from the light incident opening to the light emitting opening from the side, and the light incident from the light incident opening is reflected by the inner surface of the light guide path. A light guide member for guiding toward the light exit opening,
Light incident means for causing the light of the light source to enter the light guide path from the light incident opening of the light guide member, and
At least one type of wavelength conversion material is provided in a part of a region where incident light can reach from the light incident opening of the inner side surface of the light guide member,
The light incident means has an incident direction of light incident from the light incident opening into the light guide path, a direction toward the region where the wavelength conversion material is provided, and the wavelength conversion material is not provided. A light source device configured to be switchable in a direction toward an area.
請求項1の光源装置において、
上記光入射手段は、
上記光源から発せられる光の向きを変える偏向素子と、
該光源からの光の向きを、所定のタイミングで、上記波長変換材が設けられている領域に向かう方向と上記波長変換材が設けられていない領域に向かう方向とに変えるように、該偏向素子を駆動する駆動手段と、を備えたことを特徴とする光源装置。
The light source device according to claim 1.
The light incident means is
A deflecting element that changes the direction of light emitted from the light source;
The deflecting element changes the direction of light from the light source at a predetermined timing between a direction toward the region where the wavelength conversion material is provided and a direction toward the region where the wavelength conversion material is not provided. And a driving means for driving the light source device.
請求項1又は2の光源装置において、
上記波長変換材として、上記光源からの光の波長を互いに異なる複数の波長にそれぞれ変換する複数種類の波長変換材を用い、
上記光ガイド部材の内側面の上記波長変換材が設けられている領域は、上記複数種類の波長変換材がそれぞれ設けられている複数の領域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,
As the wavelength conversion material, using a plurality of types of wavelength conversion materials that respectively convert the wavelength of light from the light source into a plurality of different wavelengths,
The region where the wavelength conversion material is provided on the inner side surface of the light guide member is a plurality of regions each provided with the plurality of types of wavelength conversion materials.
請求項3の光源装置において、
上記光ガイド部材は、上記光入射開口部から上記光出射開口部に向かう方向と直交する断面形状が多角形である中空の角筒形状を有する部材であり、
上記光ガイド部材の光ガイド経路に臨むように位置する複数の平面状の内側面のいずれか一つに、上記複数種類の波長変換材を設けたことを特徴とする光源装置。
The light source device according to claim 3.
The light guide member is a member having a hollow rectangular tube shape whose cross-sectional shape orthogonal to the direction from the light incident opening to the light emitting opening is a polygon,
A light source device, wherein the plurality of types of wavelength conversion materials are provided on any one of a plurality of planar inner surfaces positioned so as to face a light guide path of the light guide member.
請求項3の光源装置において、
上記光ガイド部材は、上記光入射開口部から上記光出射開口部に向かう方向と直交する断面形状が四角形である中空の角筒形状を有する部材であり、
上記光ガイド部材の光ガイド経路に臨むように位置する4つの平面状の内側面のうち3つの内側面にそれぞれ、3種類の波長変換材を振り分けて設けたことを特徴とする光源装置。
The light source device according to claim 3.
The light guide member is a member having a hollow rectangular tube shape whose cross-sectional shape orthogonal to the direction from the light incident opening to the light emitting opening is a quadrangle,
A light source device, wherein three types of wavelength conversion materials are distributed and provided on three inner surfaces of four planar inner surfaces positioned so as to face the light guide path of the light guide member.
請求項1乃至5のいずれかの光源装置において、
上記光ガイド部材の光出射開口部から出射する互いに異なる複数の波長の光をそれぞれ選択的に通過させる色選択フィルターを周方向の異なる位置に配置した回転部材と、
上記回転部材を回転駆動する回転駆動手段と、
上記光ガイド部材の光出射開口部から順次波長が切り替えられて出射される光が、その光を選択的に通過させる色選択フィルターを透過するように、上記光入射手段と上記回転駆動手段とを同期させて制御する同期駆動制御手段とを、備えたことを特徴とする光源装置。
The light source device according to any one of claims 1 to 5,
A rotating member in which color selection filters that selectively pass light of a plurality of different wavelengths emitted from the light exit opening of the light guide member are disposed at different positions in the circumferential direction;
Rotation driving means for rotating the rotation member;
The light incident means and the rotation driving means are arranged so that light emitted from the light exit opening of the light guide member, the wavelength of which is sequentially switched, passes through a color selection filter that selectively passes the light. A light source device characterized by comprising synchronous drive control means for controlling in synchronization.
請求項1乃至6の光源装置において、
上記光ガイド部材の内側面のうち上記光入射開口部から入射した光が最初に到達する領域は、拡散反射面であることを特徴とする光源装置。
The light source device according to any one of claims 1 to 6,
The light source device characterized in that a region where light incident from the light incident opening portion first reaches among the inner surface of the light guide member is a diffuse reflection surface.
請求項1乃至7の光源装置において、
上記光入射手段は、上記内側面の上記波長変換材が設けられている領域に向けて上記光を入射させるときに、その領域内で該光が当たる位置を局所的に移動させるように入射させることを特徴とする光源装置。
The light source device according to claim 1,
When the light is incident on the inner surface toward the region where the wavelength conversion material is provided, the light incident means causes the position where the light hits to move locally within the region. A light source device characterized by that.
請求項1乃至8のいずれかの光源装置と、その光源装置から出射する光を照明対象に向けて導く照明光学系と、を備えたことを特徴とする照明装置。   An illumination device comprising: the light source device according to any one of claims 1 to 8; and an illumination optical system that guides light emitted from the light source device toward an illumination target. 請求項1乃至8のいずれかの光源装置と、
上記光源装置の光出射側に設けられた照明光学系と、
上記光源装置から出射し上記照明光学系で導かれた光を受けて投影対象の光像を形成する光像形成部と、
上記光像形成部で形成された光像を拡大投射する拡大投射光学系と、を備え、
上記光源装置からの光の色が切り替わるタイミングに合わせて、その光の色に対応した光像を順次切り替えて形成することにより、カラー画像の光像を形成し、上記拡大投射光学系で該カラー画像の光像を拡大投射することを特徴とする投射型表示装置。
A light source device according to any one of claims 1 to 8,
An illumination optical system provided on the light exit side of the light source device;
A light image forming unit that receives the light emitted from the light source device and guided by the illumination optical system to form a light image of a projection target;
An enlarged projection optical system for enlarging and projecting the optical image formed by the optical image forming unit,
A light image of a color image is formed by sequentially switching and forming a light image corresponding to the color of the light from the light source device at a timing when the color of the light is switched, and the enlarged projection optical system forms the color image. A projection-type display device that enlarges and projects a light image of an image.
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