DE112013004405T5

DE112013004405T5 - Lichtquellenvorrichtung

Info

Publication number: DE112013004405T5
Application number: DE112013004405.6T
Authority: DE
Inventors: c/o Mitsubishi Electric Cor Yamada Akihiro; c/o Mitsubishi Eletric Cor Sawanaka Tomohiko; c/o Mitsubishi Electric Corp Yagyu Shinji; c/o Mitsubishi Electric Cor Kida Hiroshi; c/o Mitsubishi Electric Corpo Samejima Kenji
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-09-10
Filing date: 2013-08-27
Publication date: 2015-06-11
Anticipated expiration: 2033-08-28
Also published as: DE112013004405B4; JPWO2014038434A1; JP2016170422A; WO2014038434A1; TWI497113B; TW201423158A; CN104603689A; CN104603689B; JP6227042B2; JP5922781B2; US20150167932A1; US9599316B2

Abstract

Um eine Lichtverwendungseffizienz zu verbessern, weist eine Lichtquellenvorrichtung (4) eine erste monochromatische Lichtquellengruppe (1000a) auf sowie eine zweite monochromatische Lichtquellengruppe (1000b), ein Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement (14), eine erste Phosphor-Schicht (16a) und eine zweite Phosphor-Schicht (16b). Die erste monochromatische Lichtquellengruppe (1000a) gibt erstes polarisiertes Licht mit einer festen Polarisationsrichtung aus. Die zweite monochromatische Lichtquellengruppe (1000b) gibt zweites polarisiertes Licht mit einer festen Polarisationsrichtung aus. Die erste Phosphor-Schicht emittiert Licht in einem ersten Wellenlängenband. Die zweite Phosphor-Schicht emittiert Licht in einem zweiten Wellenlängenband. Das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement (14) richtet das erste polarisierte Licht auf die erste Phosphor-Schicht, durch Transmittieren des ersten polarisierten Lichts und richtet das zweite polarisierte Licht auf die zweite Phosphor-Schicht, durch Reflektieren des zweiten polarisierten Lichts, und reflektiert das Licht in dem ersten Wellenlängenband, emittiert von der ersten Phosphor-Schicht, und transmittiert das Licht in dem zweiten Wellenlängenband, emittiert von der zweiten Phosphor-Schicht.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lichtquellenvorrichtung, und insbesondere eine Lichtquellenvorrichtung, die in einer Projektionsanzeigevorrichtung verwendet wird.
Stand der Technik
Die Verwendung von LED-(engl. light emitting diode)Lichtquellen mit einer Vielzahl von LEDs, oder von Laserlichtquellen mit einer Vielzahl von Laseremissionselementen, anstelle von Hochdruckquecksilberlampen oder Xenon-Lampen als Lichtquellen für Projektionsanzeigevorrichtungen wurde vorgeschlagen.
Es besteht jedoch ein Problem darin, dass die Temperaturabhängigkeit von beispielsweise roten Laseremissionselementen hoch ist, die eine Steuerung durch ein Peltier-Element oder dergleichen erfordert, so dass der Kühlmechanismus komplex wird. Ein anderes Problem besteht darin, dass kleine grüne Laseremissionselemente mit einer hohen Ausgabe nicht verfügbar sind. Aus diesen Problemen stammen Vorschläge für Lichtquellenvorrichtungen, die Phosphor verwenden.
Patentreferenz 1 offenbart eine Lichtquellenvorrichtung, bei der Anregungslicht Phosphor anregt, und der angeregte Phosphor Licht (Ausgangslicht) in einem bestimmten Wellenlängenband ausgibt, wenn dieser in dessen Grundzustand zurückkehrt. Das von der Anregungslichtquelle abgestrahlte Anregungslicht bestrahlt ein Phosphor-Rad. Das Phosphor-Rad weist einen Segmentbereich mit einer Phosphor-Schicht auf, die Licht in einem roten Wellenlängenband emittiert, sowie einen Segmentbereich mit einer Phosphor-Schicht, die Licht in einem grünen Wellenlängenband emittiert, und einen Segmentbereich mit einer Phosphor-Schicht, die Licht in einem blauen Wellenlängenband emittiert. LEDs oder Lichtemissionselemente werden als die Anregungslichtquelle verwendet. Ein Radmotor dreht das Phosphor-Rad, so dass das Anregungslicht den Phosphor der Farbe in jedem Segmentbereich abwechselnd anregt. Patentreferenz 1 schlägt eine Lichtquellenvorrichtung vor, die Ausgangslicht von jeder Farbe (Licht in dem Wellenlängenband von jeder Farbe) abwechselnd ausgibt.
Stand-der-Technik-Referenzen

Patentreferenz 1: Japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2010-85740 (Paragraphen 0042–0048, 6)

Zusammenfassung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
In der Lichtquellenvorrichtung in der Patentreferenz 1 wird jedoch ein jeweiliger Phosphor der drei Farben in Segmentbereichen angeordnet, die in einer separaten Anordnung in der peripheren Richtung des Phosphor-Rads platziert sind. D. h., dass Ausgangslicht von jeder Farbe zu einer unterschiedlichen Zeit ausgegeben wird, wodurch die gesteuerte bzw. kontrollierte Emission des Ausgangslichts von jeder Farbe (des Lichts in dem Wellenlängenband von jeder Farbe) beschränkt wird. Da die Periode beschränkt ist, in der Ausgangslicht von jeder Farbe (Licht in dem Wellenlängenband von jeder Farbe) emittiert wird, bedeutet dies, dass eine Steuerung der Menge des emittierten Lichts jeder Farbe in einer beschränkten Periode stattfinden muss. Die Steuerung des Ausmaßes an emittiertem Licht von jeder Farbe in Übereinstimmung mit dem Eingangsbild ist folglich beschränkt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Bereitstellung einer Lichtquellenvorrichtung, die eine Vielzahl von Lichttypen verwendet, die von einer Vielzahl von Phosphor-Schichten emittiert werden, die Beschränkungen bezüglich der Emissionsperioden abschwächt, und die Steuerbarkeit des Ausmaßes von emittiertem Licht jeder Farbe verbessert.
Mittel zum Lösen des Problems
Eine Lichtquellenvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine erste monochromatische Lichtquellengruppe zum Ausgeben ersten polarisierten Lichts mit einer festen Polarisationsrichtung auf sowie eine zweite monochromatische Lichtquellengruppe zum Ausgeben zweiten polarisierten Lichts mit einer festen Polarisationsrichtung, ein Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement, eine erste Phosphor-Schicht zum Emittieren von Licht in einem ersten Wellenlängenband bei Anregung, und eine zweite Phosphor-Schicht zum Emittieren von Licht in einem zweiten Wellenlängenband bei Anregung. Das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement richtet das erste polarisierte Licht auf die erste Phosphor-Schicht, indem das erste polarisierte Licht transmittiert wird, und richtet das zweite polarisierte Licht auf die zweite Phosphor-Schicht, indem das zweite polarisierte Licht reflektiert wird, und reflektiert das Licht in dem ersten Wellenlängenband, emittiert von der ersten Phosphor-Schicht, und transmittiert das Licht in dem zweiten Wellenlängenband, das von der zweiten Phosphor-Schicht emittiert wird.
Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vielzahl von Lichttypen verwendet, die von einer Vielzahl von Phosphor-Schichten emittiert werden, wodurch die Beschränkungen bezüglich der Emissionsperioden abgeschwächt werden können, und die Steuerbarkeit des Ausmaßes an emittiertem Licht jeder Farbe verbessert werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Diagramm zur schematischen Darstellung einer Konfiguration einer Lichtquellenvorrichtung und einer Projektionsanzeigevorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
2 ist eine Vorderansicht zur schematischen Darstellung der ersten monochromatischen Lichtquellengruppe und der zweiten monochromatischen Lichtquellengruppe in 1.
3(a) und 3(b) sind eine Seitenansicht und eine Vorderansicht zur schematischen Darstellung der Form des Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelements in 1.
4 ist ein Diagramm zur Darstellung einer Polarisationsseparationscharakteristik und einer Wellenlängenseparationscharakteristik des Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelements in 1.
5 ist eine Perspektivansicht zur schematischen Darstellung eines Lichtintensitäts-Uniformierungselements in 1.
6 ist ein Diagramm zur Darstellung einer Polarisationsseparations-Charakteristik und einer Wellenlängenseparationscharakteristik eines anderen Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelements, das in der ersten Ausführungsform verwendet werden kann.
7 ist ein Diagramm zur schematischen Darstellung einer Konfiguration einer Lichtquellenvorrichtung und einer Projektionsanzeigevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
8 ist ein Diagramm zur Darstellung einer Polarisationsseparations-Charakteristik eines Polarisationsauswahlelements in 7.
9 ist ein Diagramm zur schematischen Darstellung einer Konfiguration einer Lichtquellenvorrichtung und einer Projektionsanzeigevorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
10(a) und 10(b) sind schematische Vorderansichten zur Darstellung einer Linsenanordnung in 9.
11 ist ein Diagramm zur schematischen Darstellung einer Konfiguration einer Lichtquellenvorrichtung und einer Projektionsanzeigevorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.
12 ist ein Diagramm, das einen Referenzstandard einer Achse einer Polarisation (Polarisationsrichtung) erläutert.
13(a) und 13(b) sind Diagramme zur Darstellung einer Wellenlängenseparationscharakteristik von zwei in 11 gezeigten Wellenlängenauswahlelementen.
14 ist ein Diagramm zur Darstellung einer Wellenlängenseparations-Charakteristik, wenn die zwei in 11 gezeigten Wellenlängenseparationselemente mit einem einzelnen Wellenlängenauswahlelement implementiert werden.
15 ist ein Diagramm zur Darstellung einer beispielhaften relativen Lichtintensitätskurve (relative Lichtintensität bei jeder Wellenlänge) von Licht, das durch eine Anregung einer Phosphor-Schicht für eine Farbe Grün und einer Phosphor-Schicht für eine Farbe Rot imitiert wird.
16 ist ein Diagramm zur schematischen Darstellung einer Variation der Konfiguration der Lichtquellenvorrichtung und der Projektionsanzeigevorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung.
17 ist ein Diagramm zur schematischen Darstellung einer Variation der Konfiguration der Lichtquellenvorrichtung und der Projektionsanzeigevorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung.
18 ist ein Diagramm zur Darstellung einer Polarisationsseparations-Charakteristik eines Farbseparationselements.
19 ist ein Diagramm zur schematischen Darstellung einer Konfiguration einer Lichtquellenvorrichtung und einer Projektionsanzeigevorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung.
20 ist ein Diagramm zur Darstellung einer Wellenlängenauswahl-Charakteristik eines Farbseparationselements.
21 ist ein Diagramm zur Darstellung einer Wellenlängenauswahl-Charakteristik eines Farbeseparationselements.
22 ist ein Diagramm zur Darstellung einer Wellenlängenauswahl-Charakteristik eines Farbseparationselements.
Modus zum Ausführen der Erfindung
Eine Lichtquellenvorrichtung, die Phosphor verwendet, ist ebenfalls in der Japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2011-13317 offenbart (im Folgenden als Patentdokument 2 bezeichnet). Patentdokument 2 schlägt eine Lichtquellenvorrichtung vor, die Licht in einem grünen Wellenlängenband und Licht in einem blauen Wellenlängenband abwechselnd ausgibt, mittels einer Matrixanordnung einer Vielzahl von blauen Laserlichtquellen und einem rotierenden Phosphorrad, und rotes Licht von einer unabhängigen Routen-LED ausgibt (siehe zum Beispiel, Paragraphen [0072]–[0088] und 1, 8 und 9 in Patentdokument 2).
Da diese Lichtquellenvorrichtung eine LED mit einer großen Emissionsoberfläche und einem großen Streuwinkel als eine rote Lichtquelle verwendet, gibt es jedoch ein Problem der geringen Lichtverwendungseffizienz.
Ein anderes Problem besteht darin, dass die Lichtverwendungseffizienz der Lichtquellenvorrichtungen im Patentdokument 1 und Patentdokument 2 gering ist, da diese ein Phosphorrad verwenden, um Licht unterschiedlicher Farben zu unterschiedlichen Zeiten auszugeben, und Licht unterschiedlicher Farben nicht simultan ausgeben kann. Ein weiteres Problem besteht darin, dass aufgrund von chromatischen Aberrationseffekten Unterschiede in der Fokussierungseffizienz von jeder Farbe auftreten, wenn das Licht jeder Farbe durch das gleiche optische System propagiert. Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Lichtquellenvorrichtung und eine Projektionsanzeigevorrichtung zu implementieren, welche die chromatischen Aberrationseffekte abschwächen kann.
Erste Ausführungsform
Projektionsanzeigevorrichtung 1
1 ist ein Diagramm zur schematischen Darstellung einer Konfiguration einer Projektionsanzeigevorrichtung 1 mit einer Lichtquellenvorrichtung 4 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Um die Beschreibung zu vereinfachen, zeigt 1 ein orthogonales XYZ-Koordinatensystem. Die X-Achsenrichtung ist die vertikale Richtung in 1. Die Richtung von unten nach oben in 1 ist die positive X-Achsenrichtung; die Richtung von oben nach unten ist die negative X-Achsenrichtung. Eine Linsengruppe 13, ein Lichtreflexionselement 12, erste Kollimationslinsen 11a, zweite Kollimationslinsen 11b, erste monochromatische Lichtquellen 10a und zweite monochromatische Lichtquellen 10b sind an der positiven X-Achsenseite eines Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelements 14 angeordnet. Die Y-Achsenrichtung ist die Richtung senkrecht zu dem Zeichnungsblatt, auf dem 1 gezeigt ist. Die positive Y-Achsenrichtung ist die Richtung von der rückwärtigen Seite (Rückseite) der Vorderseite des Zeichnungsblatts; die negative Y-Achsenrichtung ist die Richtung von der Vorderseite zu der rückwärtigen Seite (Rückseite) des Zeichnungsblatts. Die Z-Achsenrichtung ist die horizontale Richtung in 1. Die Richtung von links nach rechts in 1 ist die positive Z-Achsenrichtung; die Richtung von rechts nach links ist die negative Z-Achsenrichtung. Ein Farbseparationselement 19, eine Fokussierlinse 71, ein Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72, eine Relais-Linsengruppe 73, ein Bildanzeigeelement 74, eine Projektionsoptik 75, und ein Bildschirm 76 sind an der positiven Z-Achsenseite des Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelements 14 angeordnet. In den folgenden Ausführungsformen ist ein „Farbseparationselement” ein „Wellenlängenauswahlelement”.
Die Projektionsanzeigevorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform enthält die Lichtquellenvorrichtung 4, das Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72, das Lichtanzeigeelement oder ein Lichtventil 74 und die Projektionsoptik 75, wie in 1 gezeigt. Die Projektionsanzeigevorrichtung 1 kann ferner die Fokussierlinse 71, die Relais-Linsengruppe 73 und den Bildschirm 76 enthalten. Ein Lichtfluss, der von der Lichtquellenvorrichtung 4 ausgegeben wird, wird auf eine Einfallsoberfläche 72a des Lichtintensitäts-Uniformierungselements 72 durch die Fokussierlinse 71 fokussiert. Nachdem die Lichtintensität durch das Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72 uniform bzw. gleichförmig gemacht wird, wird der Lichtfluss von einer Ausgangsoberfläche 72b des Lichtintensitäts-Uniformierungselements 72 ausgegeben, geht durch die Relais-Linsengruppe 73, wird dann einer Modulation unterworfen, ansprechend auf ein eingegebenes Videosignal durch das Lichtventil 74, und wird zu einem Bildlicht. Das Bildlicht wird vergrößert und auf dem Bildschirm 76 projiziert. 1 zeigt ein Beispiel, bei dem das Lichtventil 74 ein Transmissionsbild-Anzeigeelement ist (zum Beispiel ein Transmissions-Flüssigkristall-Anzeigeelement oder dergleichen). Wenn das Bildanzeigeelement ein Transmissions-Flüssigkristall-Anzeigeelement ist, müssen Polarisationsplatten an einer Einfallsseite und einer Ausgangsseite des Flüssigkristall-Anzeigeelements platziert werden, diese werden jedoch hier der Einfachheit halber weggelassen. Das Lichtventil 74 kann ein reflektierendes Lichtanzeigeelement sein (zum Beispiel ein reflektierendes Flüssigkristall-Anzeigeelement, eine digitale Mikrospiegelvorrichtung (DMD) oder dergleichen). Die Projektionsanzeigevorrichtung 1 kann eine rückwärtsseitige projektionsartige Konfiguration aufweisen, bei der der Bildschirm 76 durchlässig ist und das angezeigte Bild durch den Bildschirm beobachtet wird (von einer Position an der positiven Z-Achsenseite des Bildschirms 76). Alternativ kann die Projektionsanzeigevorrichtung 1 eine vorderseitige projektionsartige Konfiguration aufweisen, bei der das angezeigte Bild von der Vorderseite des Bildschirms beobachtet wird (von einer Position an der negativen Z-Achsenseite des Bildschirms 76). Die Formen und Anordnung der Fokussierlinse 71, des Lichtintensitäts-Uniformierungselements 72, der Relais-Linsengruppe 73, des Lichtventils 74, der Projektionsoptik 75 und des Bildschirms 76 sind nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt; viele Variationen sind möglich. Der Ausdruck „Lichtventil” bezeichnet ein Bildanzeigeelement. Das „Bildanzeigeelement” ist ein Element zum Wandeln von Licht in Bildlicht. Der Ausdruck „Bildlicht” bezeichnet Licht, das eine Bildinformation trägt (zum Beispiel Licht, das gemäß einer Bildinformation räumlich moduliert wurde). Ein Beispiel der Verwendung eines Lichtventils wird im Folgenden erläutert.
Lichtquellenvorrichtung 4
Wie in 1 gezeigt, enthält die Lichtquellenvorrichtung 4 in der ersten Ausführungsform eine erste monochromatische Lichtquellengruppe 1000a, eine zweite monochromatische Lichtquellengruppe 1000b, ein Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement (auch als ein „Polarisationsauswahl-Wellenlängenauswahl-Element” bezeichnet) 14, eine erste Phosphor-Schicht 16a und eine zweite Phosphor-Schicht 16b. Die Lichtquellenvorrichtung 4 in der ersten Ausführungsform kann ferner eine erste Kollimationslinsengruppe 1100a, eine zweite Kollimationslinsengruppe 1100b, ein Lichtreflexionselement 12, eine Linsengruppe 13, eine erste Fokussierlinsengruppe 15a und eine zweite Fokussierlinsengruppe 15b enthalten. Die Lichtquellenvorrichtung 4 in der ersten Ausführungsform kann darüber hinaus dritte monochromatische Lichtquellen 17a, 17b, dritte Kollimationslinsen 18a, 18b und ein Farbeseparationselement 19 enthalten, wie in 1 gezeigt.
Erste monochromatische Lichtquellengruppe 1000a und zweite monochromatische Lichtquellengruppe 1000b 2 ist eine Vorderansicht zur schematischen Darstellung der ersten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000a und der zweiten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000b in 1. Die ersten monochromatischen Lichtquellen 10a und die zweiten monochromatischen Lichtquellen 10b in 2 wechseln sich in zwei orthogonalen Richtungen ab. Die „zwei orthogonalen Richtungen” sind die vertikale Richtung und die horizontale Richtung in 2. Die erste monochromatische Lichtquellengruppe 1000a enthält eine Vielzahl erster monochromatischer Lichtquellen 10a. Die ersten monochromatischen Lichtquellen 10a geben ein erstes polarisiertes Licht mit einer festen Polarisationsrichtung aus. Die erste Kollimationslinsengruppe 1100a enthält eine Vielzahl erster Kollimationslinsen 11a. Die ersten monochromatischen Lichtquellen 10a und die ersten Kollimationslinsen 11a sind in einer 1-zu-1-Beziehung. Die Lichtausgabe von den ersten monochromatischen Lichtquellen 10a wird durch die ersten Kollimationslinsen 11a kollimiert. Andere Anordnungen der Vielzahl erster monochromatischer Lichtquellen 10a können verwendet werden. Der Ausdruck „polarisiertes Licht” bezeichnet Licht, das eine feste Polarisationsrichtung aufweist; „Licht mit einer festen Polarisationsrichtung” ist zum Beispiel linear polarisiertes Licht, dessen Polarisationsebene auf eine einzelne Ebene beschränkt ist. Linear polarisiertes Licht, dessen Polarisationsebene auf eine einzelne Ebene beschränkt ist, wird hier der Einfachheit halber als polarisiertes Licht bezeichnet, es wird jedoch auch eine Ausgabe elliptisch polarisierten Lichts neben linear polarisiertem Licht in Erwägung gezogen. Elliptisch polarisiertes Licht kann die gleichen Effekte wie linear polarisiertes Licht erzeugen.
Die zweite monochromatische Lichtquellengruppe 1000b enthält eine Vielzahl zweiter monochromatischer Lichtquellen 10b. Die zweiten monochromatischen Lichtquellen 10b geben zweites polarisiertes Licht mit einer festen Polarisationsrichtung aus. Die Polarisationsrichtung des zweiten polarisierten Lichts unterscheidet sich um 90 Grad von der Polarisationsrichtung des ersten polarisierten Lichts. Die zweite Kollimationslinsengruppe 1100b enthält eine Vielzahl zweiter Kollimationslinsen 11b. Die zweiten monochromatischen Lichtquellen 10b und die zweiten Kollimationslinsen 11b sind in einer 1-zu-1-Beziehung. Licht, das von den zweiten monochromatischen Lichtquellen 10b ausgegeben wird, wird durch die zweiten Kollimationslinsen 11b kollimiert. Andere Anordnungen der Vielzahl zweiter monochromatischer Lichtquellen 10b können ebenso verwendet werden.
Jede der Vielzahl erster monochromatischer Lichtquellen 10a ist zum Beispiel ein blaues Laserlicht-Emissionselement (blaue Laserdiode). Jede der Vielzahl zweiter monochromatischer Lichtquellen 10b ist zum Beispiel ein blaues Laserlicht-Emissionselement (blaue Laserdiode). Die erste Ausführungsform beschreibt einen Fall, bei dem das Wellenlängenband des von den ersten monochromatischen Lichtquellen 10a ausgegebenen Lichts und das Wellenlängenband von der zweiten monochromatischen Lichtquelle 10b emittierten Lichts gleich sind. Das Wellenlängenband des Lichts, das von den ersten monochromatischen Lichtquellen 10a ausgegeben wird, kann sich jedoch von dem Wellenlängenband des Lichts unterscheiden, das von den zweiten monochromatischen Lichtquellen 10b ausgegeben wird.
Das Licht (zum Beispiel blaues Laserlicht), das von den ersten monochromatischen Lichtquellen 10a emittiert wird, ist das erste polarisierte Licht mit einer festen Polarisationsrichtung. Das Licht (zum Beispiel blaues Laserlicht), das von der zweiten monochromatischen Lichtquelle 10b emittiert wird, ist das zweite polarisierte Licht mit einer festen Polarisationsrichtung. Die Polarisationsrichtung des ersten polarisierten Lichts unterscheidet sich um 90 Grad von der Polarisationsrichtung des zweiten polarisierten Lichts. Das erste polarisierte Licht, das auf das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 einfällt, ist zum Beispiel ein b-polarisiertes Licht und das zweite polarisierte Licht ist ein s-polarisiertes Licht.
Erste Kollimationslinsengruppe 1100a und zweite Kollimationslinsengruppe 1100b Die erste Kollimationslinsengruppe 1100a enthält die Vielzahl erster Kollimationslinsen 11a. Die ersten monochromatischen Lichtquellen 10a und die ersten Kollimationslinsen 11a sind in einer 1-zu-1-Beziehung. Die Lichtausgabe von den ersten monochromatischen Lichtquellen 10a wird durch die ersten Kollimationslinsen 11a kollimiert.
Die zweite Kollimationslinsengruppe 1100b enthält die Vielzahl zweiter Kollimationslinsen 11b. Die zweiten monochromatischen Lichtquellen 10b und die zweiten Kollimationslinsen 11b sind in einer 1-zu-1-Beziehung. Die Lichtausgabe von den zweiten monochromatischen Lichtquellen 10b wird durch die zweiten Kollimationslinsen 11b kollimiert.
Die erste Kollimationslinsengruppe 1100a und die zweite Kollimationslinsengruppe 1100b können jeweils eine einzelne einheitliche Linsenanordnung sein. Wenn die erste Kollimationslinsengruppe 1100a und die zweite Kollimationslinsengruppe 1100b jeweils eine einzelne einheitliche Linsenanordnung sind, ist es möglich, die Reduzierung der Lichtverwendungseffizienz abzuschwächen, die durch Installationsvariationen der ersten Kollimationslinsen 11a und der zweiten Kollimationslinsen 11b verursacht wird. „Installationsvariationen” werden durch eine Linsen-Exzentrizität usw. verursacht. Eine „Exzentrizität” bedeutet, dass eine optische Achse einer Linse oder eines optischen Elements von einer beabsichtigten optischen Achse abweicht. Eine Exzentrizität enthält eine Exzentrizität (die Zentrierung), die aus einem Offset einer optischen Achse einer Linse oder eines optischen Elements in einer Ebene senkrecht zu einer idealen optischen Achse entsteht, und eine Exzentrizität (Neigung), die entsteht, wenn eine optische Achse einer Linse oder eines optischen Elements bezüglich einer idealen optischen Achse geneigt oder rotiert ist. Wenn Plastik verwendet wird, um die erste Kollimationslinsengruppe 1100a und die zweite Kollimationslinsengruppe 1100b als einzelne einheitliche Linsenanordnungen auszubilden, können zum Beispiel Installationsvariationen der ersten Kollimationslinse 11a und der zweiten Kollimationslinse 11b durch eine Formpräzision und eine Ausbildungspräzision unterdrückt werden.
Lichtreflexionselement 12
Das Lichtreflexionselement 12 beugt dem Lichtweg des ersten polarisierten Lichts, das von den ersten monochromatischen Lichtquellen 10a ausgegeben wurde, und die ersten Kollimationslinsen 11a passiert hat, um 90 Grad. Das Lichtreflexionselement 12 beugt darüber hinaus den Lichtweg des zweiten polarisierten Lichts, das von den zweiten monochromatischen Lichtquellen 10b ausgegeben wurde, und die zweiten Kollimationslinsen 11b passiert hat, um 90 Grad. Die Lichtreflexionsoberfläche des Lichtreflexionselements 12 ist bevorzugt zum Beispiel mit einer Silberbeschichtung ausgebildet, die blaues Licht effizient reflektieren kann. Gemäß 1 ist es ebenso möglich, das erste polarisierte Licht und das zweite Polarisierte Licht auf die Linsengruppe 13 einfallen zu lassen, ohne das Lichtreflexionselement 12 zu verwenden oder deren Lichtwege zu beugen. Die Größe der Lichtquellenvorrichtung 4 kann dadurch reduziert werden, indem dessen Länge in der X-Achsenrichtung verkürzt wird.
Linsengruppe 13
Die Linsengruppe 13 weist Funktionen auf, wie zum Beispiel ein Kollimieren und Reduzieren des Durchmessers des Lichtflusses von dem Lichtreflexionselement 12. Die Linsengruppe 13 enthält zum Beispiel eine erste Linse oder eine zweite Linse. Die Konfiguration der Linsengruppe 13 ist jedoch nicht auf das in 1 gezeigte Beispiel beschränkt. Die Linsengruppe 13 kann aus einer einzelnen Linse bestehen. Die Linsengruppe 13 kann darüber hinaus aus drei oder mehr Linsen bestehen. Die Lichtquellenvorrichtung 4 kann ohne die Linsengruppe 13 konfiguriert sein. Die folgenden Ausführungsformen zeigen optische Elemente zum Reduzieren des Durchmessers des Lichtflusses als die Linsengruppe.
Erste Fokussierlinsengruppe 15a und zweite Fokussierlinsengruppe 15b Die erste Fokussierlinsengruppe 15a fokussiert das erste polarisierte Licht in Kombination mit der Linsengruppe 13. Die erste Fokussierlinsengruppe 15a enthält eine erste Fokussierlinse 15a1 und eine zweite Fokussierlinse 15a2. Die Konfiguration der ersten Fokussierlinsengruppe 15a ist jedoch nicht auf das in 1 gezeigte Beispiel beschränkt. Die erste Fokussierlinsengruppe 15a kann aus einer einzelnen Linse bestehen. Die erste Fokussierlinsengruppe 15a kann darüber hinaus aus drei oder mehr Linsen bestehen. Unter Berücksichtigung einer einzelnen oder Mehrfachlinsen-Konfiguration kann die erste Fokussierlinsengruppe 15a als ein erstes Fokussierelement 15a bezeichnet werden.
Die zweite Fokussierlinsengruppe 15b fokussiert das zweite polarisierte Licht in Kombination mit der Linsengruppe 13. Die zweite Fokussierlinsengruppe 15b enthält eine erste Fokussierlinse 15b1 und eine zweite Fokussierlinse 15b2. Die Konfiguration der zweiten Fokussierlinsengruppe 15b ist jedoch nicht auf das in 1 gezeigte Beispiel beschränkt. Die zweite Fokussierlinsengruppe 15b kann aus einer einzelnen Linse bestehen. Die zweite Fokussierlinsengruppe 15b kann darüber hinaus aus drei oder mehr Linsen bestehen. Unter Berücksichtigung einer einzelnen oder Mehrfachlinsen-Konfiguration kann die zweite Fokussierlinsengruppe 15b als ein erstes Fokussierelement 15a bezeichnet werden.
Erste Phosphor-Schicht 16a und zweite Phosphor-Schicht 16b
Die erste Phosphor-Schicht 16a empfängt das erste polarisierte Licht als ein Anregungslicht. Die erste Phosphor-Schicht 16a wird durch das erste polarisierte Licht angeregt und emittiert dadurch Licht in einem ersten Wellenlängenband. Das Licht in dem ersten Wellenlängenband ist zum Beispiel ein Licht in einem Routenwellenlängenband.
Die zweite Phosphor-Schicht 16b empfängt das zweite polarisierte Licht als ein Anregungslicht. Die zweite Phosphor-Schicht 16b wird durch das zweite polarisierte Licht angeregt und emittiert dadurch Licht in einem zweiten Wellenlängenband. Das Licht in dem zweiten Wellenlängenband ist zum Beispiel ein Licht in einem grünen Wellenlängenband.
Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14
Die 3(a) und 3(b) sind eine Seitenansicht und eine Vorderansicht zur schematischen Darstellung der Form des Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelements 14 in 1. 3(a) ist die Seitenansicht. 3(b) ist die Vorderansicht. Das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 weist eine Polarisationsauswahlfunktion und eine Wellenlängenauswahlfunktion auf. Die „Polarisationsauswahlfunktion” ist eine Funktion, die Licht gemäß der Polarisationsrichtung des Lichts reflektiert oder transmittiert. Die „Wellenlängenauswahlfunktion” ist eine Funktion, die Licht gemäß der Wellenlänge des Lichts reflektiert oder transmittiert. Insbesondere weist das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 die Eigenschaft zum Transmittieren von p-polarisiertem Licht und zum Reflektieren von s-polarisiertem Licht (eine Polarisationsauswahlfunktion) und eine Eigenschaft zum Separieren von Farben auf, die in einem dielektrischen Mehrfachschichtfilm ausgebildet werden (eine Wellenlängenauswahlfunktion).
Das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 überträgt das erste polarisierte Licht mittels dessen Polarisationsauswahlfunktion. Die erste Fokussierlinsengruppe 15a sammelt das erste polarisierte Licht und richtet das gesammelte Licht auf die erste Phosphor-Schicht 16a. Das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 reflektiert das zweite polarisierte Licht mittels dessen Polarisationsauswahlfunktion. Die zweite Fokussierlinsengruppe 15b sammelt das zweite polarisierte Licht und richtet das gesammelte Licht auf die zweite Phosphor-Schicht 16b.
Das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 verwendet dessen Wellenlängenauswahlfunktion zur Reflektion des Lichts in dem ersten Wellenlängenband, das von der ersten Phosphor-Schicht 16a emittiert wird. Das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 verwendet dessen Wellenlängenauswahlfunktion zum Übertragen des Lichts in dem zweiten Wellenlängenband, das von der zweiten Phosphor-Schicht 16b emittiert wird.
4 ist ein schematisches Diagramm zur Darstellung einer optischen Transmissions-Charakteristik des Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelements 14 bezüglich der Wellenlänge. In 4 stellt die horizontale Achse eine Wellenlänge [nm] von Licht dar, und die vertikale Achse stellt eine optische Lichtdurchlässigkeit bzw. Transmittanz [%] dar. Eine Kurve 200p stellt die optische Transmissions-Charakteristik für p-polarisiertes Licht dar, das auf das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 fällt. Die Kurve 200p ist durch eine Punkt-Strich-Linie gezeigt. Eine Kurve 200s zeigt die optische Transmissions-Charakteristik für s-polarisiertes Licht, das auf das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 fällt. Die Kurve 200s ist durch eine gepunktete Linie gezeigt.
Wie durch die Kurven 200p und 200s gezeigt, weist das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 unterschiedliche optische Transmissions-Charakteristika für p-polarisiertes Licht und s-polarisiertes Licht auf. Die Kurve 200p in 4 zeigt zum Beispiel, dass die optische Lichtdurchlässigkeit von einer Wellenlänge von 430 nm (genauer gesagt in der Nähe von 430 nm) ansteigt, und zu 100% wird, bei einer Wellenlänge von 445 nm (genauer gesagt in der Nähe von 445 nm). Die Kurve 200p zeigt ebenfalls die optische Lichtdurchlässigkeit, die von einer Wellenlänge von 595 nm (genauer gesagt in der Nähe von 595 nm) abfällt und zu 0% wird, bei einer Wellenlänge von 610 nm (genauer gesagt in der Nähe von 610 nm). Die Kurve 200s zeigt die optische Lichtdurchlässigkeit, die von einer Wellenlänge von 445 nm (insbesondere in der Nähe von 445 nm) ansteigt, und zu 100% wird, bei einer Wellenlänge von 460 nm (genauer gesagt in der Nähe von 460 nm). Die Kurve 200s zeigt darüber hinaus die optische Lichtdurchlässigkeit, die von einer Wellenlänge von 575 nm (genauer gesagt in der Nähe von 575 nm) abfällt und zu 0% wird, bei einer Wellenlänge von 590 nm (genauer gesagt in der Nähe von 590 nm). Der Ausdruck „genauer gesagt” zeigt hier an, dass Variationen in der Charakteristik berücksichtigt werden, die auftreten, wenn tatsächliche Elemente hergestellt werden. Das Gleiche gilt für die folgende Beschreibung.
Dieser Unterschied in der optischen Transmissions-Charakteristik bewirkt, dass Licht in Wellenlängenbändern W1 und W2, die durch doppelseitige Pfeile in 4 angezeigt werden, übertragen wird, wenn das Licht p-polarisiert ist, und reflektiert werden, wenn das Licht s-polarisiert ist. D. h., dass das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 als ein Polarisationsauswahlelement für Licht in den Wellenlängenbändern W1 und W2 verwendet werden kann, die durch die doppelseitigen Pfeile in 4 angezeigt sind. Das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 kann darüber hinaus als ein Wellenlängenauswahlelement (ein Farbbandfilter) für Licht von Wellenlängen außer den Wellenlängenbändern W1 und W2 verwendet werden, die durch die doppelseitigen Pfeile in 4 angezeigt sind. Das Wellenlängenband W1 in 4 ist ein Band von 440 nm bis 450 nm (genauer gesagt, ein Band von ca. 440 nm bis ca. 450 nm). Das Wellenlängenband W2 ist ein Band von 585 nm bis 600 nm (genauer gesagt, ein Band von ca. 585 nm bis ca. 600 nm). Das Wellenlängenband W2 an der längeren Wellenlängenseite ist im Allgemeinen breiter als das Wellenlängenband W1 an der kürzeren Wellenlängenseite. In dem Wellenlängenband W1 von 440 nm bis 450 nm ist zum Beispiel die optische Lichtdurchlässigkeit bzw. Transmittanz von p-polarisiertem Licht 90% oder mehr und der optische Reflexionsgrad von s-polarisiertem Licht ist 90% oder mehr. Charakteristika bei Wellenlängen geringer als 440 nm sind ohne Bedeutung. Bei 425 nm kann zum Beispiel die optische Lichtdurchlässigkeit von p-polarisiertem Licht 30% sein und der optische Reflexionsgrad von s-polarisiertem Licht kann 60% sein. Was entscheidend ist, ist das Wellenlängenband, für das die Polarisationsauswahlfunktion verwendet wird. Die Charakteristika der optischen Lichtdurchlässigkeit und des optischen Reflexionsgrads für polarisiertes Licht in dem Bereich 440 nm bis 450 nm sind hier entscheidend. In dem Wellenlängenband W2 verwendet diese Ausführungsform die Wellenlängenauswahlfunktion, verwendet jedoch nicht die Polarisationsauswahlfunktion, so dass das Wellenlängenband W2 weniger wichtig ist, solange als polarisiertes Licht von Routenwellenlängen reflektiert wird. Wenn sich das Wellenlängenband W2 von 585 nm bis 600 nm erstreckt, heißt das, dass der Reflexionsgrad von Licht mit Wellenlängen länger als 600 nm bevorzugt hoch ist, unabhängig von der Polarisationsrichtung.
Das blaue Laserlicht, das zum Anregen verwendet wird, ist in 4 durch eine Kurve 200 gezeigt. Da die Kurve 200 Laserlicht anzeigt, weist dieses ein relativ schmales Längenband auf. In 4 ist das Wellenlängenband des blauen Laserlichts, das zur Anregung verwendet wird, zum Beispiel das Band von 444 nm bis 446 nm. 4 zeigt die Charakteristik des Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelements 14, wenn die erste Phosphor-Schicht 16a Licht in dem Routenwellenlängenband ausgibt und die zweite Phosphor-Schicht 16b Licht in dem grünen Wellenlängenband ausgibt. 4 zeigt ein Beispiel, bei dem die zentrale Wellenlänge des ersten polarisierten Lichts von den ersten monochromatischen Lichtquellen 10a 445 [nm] ist und die zentrale Wellenlänge des zweiten polarisierten Lichts von den zweiten monochromatischen Lichtquellen 10b ebenfalls 445 [nm] ist. Es ist jedoch ebenfalls möglich, Lichtquellen mit einer zentralen Wellenlänge von 465 [nm] als die ersten monochromatischen Lichtquellen 10a und die zweiten monochromatischen Lichtquellen 10b zu verwenden. In diesem Fall reicht es für die Kurve 200s des Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelements 14 aus, unterhalb 470 nm reflektierend zu sein, und bezüglich der Kurve 200p, unterhalb 460 nm reflektierend zu sein. D. h., dass 90% oder mehr des p-polarisierten Lichts übertragen bzw. transmittiert werden sollte und 90% oder mehr des s-polarisierten Lichts in dem Wellenlängenband von 460 nm bis 470 nm reflektierte werden sollte.
Das durch das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 transmittierte Licht wird auf die erste Phosphor-Schicht 16a durch die erste Fokussierlinsengruppe 15a fokussiert. Das durch das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 reflektierte Licht wird auf die zweite Phosphor-Schicht 16b durch die zweite Fokussierlinsengruppe 15b fokussiert. Die erste Fokussierlinsengruppe 15a und die zweite Fokussierlinsengruppe 15b sind hier bevorzugt von einer unterschiedlichen Ausgestaltung. Wenn die Linsen 15a1 und 15b1 sphärische Linsen sind, und die Linsen 15a2 und 15b2 asphärische Linsen sind, sind zum Beispiel die Dicken, Krümmungen und Positionen der Linsen 15a1 und 15b1 am nächsten zu den Phosphor-Schichten 16a bzw. 16b entsprechend der Farbe des Lichts ausgebildet, das von den Phosphor-Schichten 16a und 16b angeregt wird. Die Linse 15a1 ist die Linse, die am nächsten zu der ersten Phosphor-Schicht 16a ist. Die Linse 15b1 ist die Linse, die am nächsten zu der zweiten Phosphor-Schicht 16b ist. Die Linse 15a2 ist die Linse, die am zweit nächsten zu der ersten Phosphor-Schicht 16a ist. Die Linse 15b2 ist die Linse, die am zweit nächsten an der zweiten Phosphor-Schicht 16b ist. Dies reduziert eine chromatische Aberration, und kann daher die Effizienz erhöhen, mit der das Licht auf das Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72 fokussiert wird. Die zweitnächsten Linsen 15a2 und 15b2 sind a-sphärische Linsen, so dass angesichts der Kosten bevorzugt wird, dass diese gemeinsam verwendet werden. In diesem Fall wird für die zweitnächsten Linsen 15a2 und 15b2 bevorzugt, ein Glasmaterial mit einer geringen Dispersion auszuwählen. Der Ausdruck „geringe Dispersion” bedeutet, dass die AB-Nummer groß ist. Der Ausdruck „geringe Dispersion” bedeutet auch, dass die Wellenlängenabhängigkeit des Brechungsindexes klein ist.
Die erste Phosphor-Schicht 16a wird durch das Anregungslicht angeregt, um Licht in dem roten Wellenlängenband zu emittieren. Die zweite Phosphor-Schicht 16b wird durch das Anregungslicht angeregt, um Licht in dem grünen Wellenlängenband zu emittieren. Der Fall der Anregung durch blaues Laserlicht wird hier erläutert. D. h., dass das Anregungslicht ein blaues Laserlicht ist.
Dritte monochromatische Lichtquellen 17a, 17b und dritte Kollimationslinsen 18a, 18b Die dritten monochromatischen Lichtquellen 17a und 17b sind zum Beispiel blaue Laserlichtquellen. Die dritten Kollimationslinsen 18a und 18b geben Licht aus, das von den dritten monochromatischen Lichtquellen 17a bzw. 17b ausgegeben wird, als kollimierte Lichtflüsse.
Farbeseparationselement 19
Das Farbseparationselement 19 ist zum Beispiel als ein dielektrischer Mehrfachschichtfilm ausgebildet. Das Farbseparationselement 19 weist die Eigenschaft zum Transmittieren der Farbe Rot und Grün und zum Reflektieren der Farbe Blau auf. Das Licht von den dritten monochromatischen Lichtquellen 17a, 17b wird durch das Farbeseparationselement 19 reflektiert. Das Licht von den dritten monochromatischen Lichtquellen 17a, 17b wird dann durch die Fokussierlinse 71 auf das Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72 fokussiert. Das Licht, das von dem Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 auf das Farbseparationselement 19 einfällt, wird durch das Farbseparationselement 19 transmittiert. Das Licht, das von dem Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 auf das Farbseparationselement 19 einfällt, wird dann durch die Fokussierlinse 71 auf das Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72 fokussiert.
Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72
Die von den Phosphor-Schichten 16a und 16b und den dritten monochromatischen Lichtquellen 17a und 17b ausgegebenen Lichtflüsse werden durch die Fokussierlinse 71 auf das Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72 fokussiert. 5 ist eine Perspektivansicht des Lichtintensitäts-Uniformierungselements 72. Wie in 5 gezeigt, führt das Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72 eine Uniformierung bzw. Vereinheitlichung der Lichtintensität von Licht durch, das von der Einfallsoberfläche 72a eintritt, in dem Querschnitt des Lichtflusses. „In dem Querschnitt des Lichtflusses” bedeutet in einer Ebene orthogonal zu der optischen Achse C1 des Lichtintensitäts-Uniformierungselements 72. Die „Uniformierung der Lichtintensität” bedeutet eine Reduzierung von Beleuchtungsunregelmäßigkeiten. Das Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72 gibt einen Lichtfluss mit einer uniformierten bzw. gleichmäßigen Lichtintensität von dessen Ausgangsoberfläche 72b aus. D. h., dass das Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72 die Funktion zum Uniformieren bzw. Vereinheitlichen der Lichtintensität des einfallenden Lichtflusses in einer Ebene aufweist, die orthogonal zu der optischen Achse C1 ist, und den resultierenden Lichtfluss ausgibt.
Das Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72 besteht im Allgemeinen aus Glas, Plastik oder einem anderen transparenten Material. Ein mögliches Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72 ist ein polygonaler säulenförmiger Stab, der konfiguriert ist, total reflektierende innere Wände aufzuweisen. D. h., dass dieses ein säulenförmiges Element ist, dessen ebener Querschnitt orthogonal zu der optischen Achse C1 ein Polygon ist. Ein anderes mögliches Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72 ist eine Röhre (röhrenförmiges Element) mit einer polygonalen Querschnittsform, die mit Licht reflektierenden Oberflächen an der Innenseite aufgebaut ist. Wenn das Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72 ein polygonaler säulenförmiger Stab ist, reflektiert das Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72 einfallendes Licht mehrere Male, unter Verwendung des Totalreflexionseffekts an der Schnittstelle zwischen dem transparenten Material und Luft, und gibt dann das Licht von der Ausgangsoberfläche 72b aus. Wenn das Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72 eine Röhre mit einem polygonalen Querschnitt ist, reflektiert das Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72 einfallendes Licht mehrere Male, unter Verwendung des reflektierenden Effekts durch nach innen ausgerichtete Oberflächenspiegel, und gibt dann das Licht von der Ausgangsoberfläche 72b aus. Das Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72 kann Licht mehrere Male intern reflektieren, wenn dieses eine geeignete Länge in der Propagationsrichtung des Lichtflusses aufweist. Das Licht, das intern mehrere Male reflektiert wurde, überflutet (engl. floods) die Ausgangsoberfläche 72b des Lichtintensitäts-Uniformierungselements 72. Dies stellt eine uniforme bzw. gleichmäßige Lichtintensitätsverteilung an der Ausgangsoberfläche 72b des Lichtintensitäts-Uniformierungselements 72 bereit.
Relais-Linsengruppe 73
Nachdem dessen Intensität in dem Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72 gleichmäßig gemacht wurde, wird der Lichtfluss durch die Relais-Linsengruppe 73 zu dem Lichtventil 74 geführt. Die Relais-Linsengruppe 73 in 1 weist hier eine Drei-Linsen-Konfiguration auf, jedoch ist dieses keine Beschränkung. Die Relais-Linsengruppe 73 kann mit vier Linsen konfiguriert sein und kann a-sphärische Linsen verwenden. Neben Linsen kann die Relais-Linsengruppe 73 konfiguriert sein, flache Spiegel und gebogene Spiegel zu verwenden, um den Lichtfluss zu dem Lichtventil 74 zu führen.
Lichtventil 74
Das Lichtventil 74 ist zum Beispiel ein Flüssigkristall-Lichtventil oder ein DMD. In Beziehung zu dem Lichtventil 74 verwendet eine Projektionsanzeigevorrichtung, die ein Flüssigkristall-Lichtventil verwendet, gemäß und 13 in der Veröffentlichung WO 2005/026835 (im Folgenden als Patentreferenz 3 bezeichnet), eine erste Linsenanordnung und eine zweite Linsenanordnung mit einer Vielzahl von Linsenzellen, die in einer Matrix angeordnet sind, um die Lichtintensität zu vereinheitlichen, und stellt ein Polarisationswandlungselement in der Stufe bereit, die der zweiten Linsenanordnung folgt, um die Polarisationsrichtung auszurichten, wodurch die Lichtverwendungseffizienz erhöht wird. In der Projektionsanzeigevorrichtung 1, wie in 1 gezeigt, die das Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72 verwendet, das die Funktion der Ausrichtung von Polarisationsrichtungen nicht aufweist, insbesondere aufgrund der nicht ausgerichteten Polarisationsrichtungen eines roten Lichtflusses und eines grünen Lichtflusses, wird jedoch die Verwendung einer DMD bevorzugt, beurteilt angesichts der erhöhten Lichtverwendungseffizienz. Die erste Ausführungsform zeigt eine einzelne DMD, jedoch können drei DMDs verwendet werden. In diesem Fall ermöglicht die erste Ausführungsform, rotes Licht, grünes Licht und blaues Licht zu allen Zeitpunkten angeschaltet zu halten, wodurch die Reduzierung der Helligkeit aufgrund des Effekts einer Zeitunterteilungsansteuerung der DMD unterdrückt wird.
Effekte
Die Lichtquellenvorrichtung 4 und die Projektionsanzeigevorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform verwenden, wie oben beschrieben, das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14, um das Laserlicht von den blauen Laserlicht-Emissionselementen zu separieren, die die Lichtquelle zur Anregung ausbilden. Wenn die blauen Laserlicht-Emissionselemente konstant angeschaltet sind, wird es möglich, rotes Licht und grünes Licht konstant auszugeben. Wenn die blauen Laserlicht-Emissionselemente mit unterschiedlichen Polarisationen selektiv angeschaltet sind, können Lichtgrößen bzw. Lichtquantitäten von jeder Farbe gemäß dem Eingabebild ausgegeben werden. Der Effekt einer verbesserten Lichtverwendungseffizienz kann somit von der Lichtquellenvorrichtung 4 und der Projektionsanzeigevorrichtung 1 erhalten werden.
Die Fokussierlinsengruppen für die erste Phosphor-Schicht 16a und die zweite Phosphor-Schicht 16b können unabhängig sein, so dass diese für die Farben Rot und Grün ausgebildet sein können. Die Lichtquellenvorrichtung 4 und die Projektionsanzeigevorrichtung 1 können daher den Effekt einer erhöhten Effizienz beim Konzentrieren von Licht auf das Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72 erzeugen.
Variationen
6 ist ein schematisches Diagramm zur Darstellung eines anderen Beispiels der optischen Transmissions-Charakteristik des Polarisationsauswahl- und Wellenlängenelements 14 bezüglich der Wellenlänge. In 6 zeigt die horizontale Achse die Wellenlänge [nm] von Licht und die vertikale Achse zeigt eine optische Lichtdurchlässigkeit bzw. Transmittanz [%]. Eine Kurve 201p stellt die optische Transmissions-Charakteristik für p-polarisiertes Licht dar, das auf das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenelement 14 einfällt. Eine Kurve 201s stellt die optische Transmissions-Charakteristik für s-polarisiertes Licht dar, das auf das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 einfällt.
Wie durch die Kurven 201p und 201s gezeigt, weist das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 unterschiedliche optische Transmissions-Charakteristika für p-polarisiertes Licht und s-polarisiertes Licht auf. Die Kurve 201s in 6 zeigt zum Beispiel, das die optische Lichtdurchlässigkeit bzw. Transmittanz von einer Wellenlänge von 430 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 430 nm) abfällt, und bei einer Wellenlänge von 445 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 445 nm) zu 0% wird. Die Kurve 201s zeigt darüber hinaus, dass die optische Lichtdurchlässigkeit bzw. Transmittanz von einer Wellenlänge von 595 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 595 nm) ansteigt, und bei einer Wellenlänge von 610 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 610 nm) zu 100% wird. Die Kurve 201p zeigt, dass die optische Lichtdurchlässigkeit bzw. Transmittanz von einer Wellenlänge von 445 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 445 nm) abfällt, und bei einer Wellenlänge von 460 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 460 nm) zu 0% wird. Die Kurve 201p zeigt darüber hinaus, dass die optische Lichtdurchlässigkeit bzw. Transmittanz von einer Wellenlänge von 575 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 575 nm) ansteigt, und bei einer Wellenlänge von 590 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 590 nm) zu 100% wird.
Dieser Unterschied in den optischen Transmissions-Charakteristika bewirkt, dass Licht in Wellenlängenbändern W3 und W4, angezeigt durch doppelseitige Pfeile in 6, durch das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 transmittiert wird, wenn das Licht p-polarisiertes Licht ist, und durch das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 reflektiert wird, wenn das Licht s-polarisiertes Licht ist. D. h., dass das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 als ein Polarisationsauswahlelement für Licht in den Wellenlängenbändern W3 und W4 verwendet werden kann, die durch die doppelseitigen Pfeile in 6 angezeigt sind. Das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 kann darüber hinaus als ein Wellenlängenauswahlelement (ein Farbbandfilter) für Licht von Wellenlängen außer den Wellenlängenbändern W3 und W4 verwendet werden, die durch die doppelseitigen Pfeile in 6 angezeigt sind.
Das Wellenlängenband W3 in 6 ist ein Band von 440 nm bis 450 nm (genauer gesagt, ein Band von ca. 440 nm bis ca. 450 nm); das Wellenlängenband W4 ist ein Band von 585 nm bis 600 nm (genauer gesagt, ein Band von ca. 585 nm bis ca. 600 nm). Das Wellenlängenband W4 an der längeren Wellenlängenseite ist im Allgemeinen breiter als das Wellenlängenband W3 an der kürzeren Wellenlängenseite. In dem Wellenlängenband W3 von 440 nm bis 450 nm ist die optische Lichtdurchlässigkeit bzw. Transmittanz von p-polarisiertem Licht zum Beispiel 90 Grad oder mehr und der Reflexionsgrad von s-polarisiertem Licht ist 90% oder mehr. Charakteristika bei Wellenlängen, die geringer als 440 nm sind, sind ohne Bedeutung. Zum Beispiel kann die optische Lichtdurchlässigkeit von p-polarisiertem Licht bei 425 nm 60% sein und der Reflexionsgrad von s-polarisiertem Licht kann 30% sein. Was hier von Bedeutung ist, ist die Charakteristik der optischen Lichtdurchlässigkeit bzw. Transmittanz und des Reflexionsgrads für polarisiertes Licht in dem Bereich von 440 nm bis 450 nm, in dem die Polarisationsauswahlfunktion verwendet wird.
Da diese Ausführungsform die Wellenlängenauswahlfunktion verwendet, jedoch nicht die Polarisationsauswahlfunktion verwendet, ist das Wellenlängenband W4 weniger wichtig, solange wie polarisiertes Licht roter Wellenlänge übertragen bzw. transmittiert wird. Wenn sich das Wellenlängenband W4 von 585 nm bis 600 nm erstreckt, ist die optische Lichtdurchlässigkeit bzw. Transmittanz von Licht von Wellenlängen, die länger als 600 nm sind, bevorzugt hoch, unabhängig von der Polarisationsrichtung.
Das blaue Laserlicht, das zur Anregung verwendet wird, wird durch eine Kurve 200 in 6 angezeigt. Da die Kurve 200 Laserlicht anzeigt, weist diese ein relativ kleines Wellenlängenband auf. Das Wellenlängenband des blauen Laserlichts gemäß 6, das zur Anregung verwendet wird, ist zum Beispiel von 444 nm bis 446 nm. 6 zeigt die Charakteristik des Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelements 14, wenn die erste Phosphor-Schicht 16a Licht in dem grünen Wellenlängenband ausgibt, und die zweite Phosphor-Schicht 16b Licht in dem roten Wellenlängenband ausgibt. 6 zeigt ein Beispiel, bei dem die zentrale Wellenlänge des ersten polarisierten Lichts von den ersten monochromatischen Lichtquellen 10a gleich 445 [nm] ist, und die zentrale Wellenlänge des zweiten polarisierten Lichts von den zweiten monochromatischen Lichtquellen 10b ebenfalls gleich 445 [nm] ist. Es ist jedoch möglich, Lichtquellen mit einer zentralen Wellenlänge von 465 [nm] als die ersten monochromatischen Lichtquellen 10a und die zweiten monochromatischen Lichtquellen 10b zu verwenden. In diesem Fall reicht es für die Kurve 201p des Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelements 14 aus, unterhalb 470 nm lichtdurchlässig zu sein, und für die Kurve 201s, lichtdurchlässig unterhalb von 460 nm zu sein. D. h., dass 90% oder mehr des p-polarisierten Lichts transmittiert werden sollte, und 90% des s-polarisierten Lichts in dem Wellenlängenband von 460 nm bis 470 nm reflektiert werden sollte.
Die erste Ausführungsform zeigt einen Fall, bei dem die erste Phosphor-Schicht 16a und die zweite Phosphor-Schicht 16b auf flache Platten beschichtet sind. Die erste Phosphor-Schicht 16a und die zweite Phosphor-Schicht 16b können jedoch auf Rotationsplatten beschichtet sein, die durch eine Antriebskraft eines Motors oder dergleichen gedreht werden. In dieser Konfiguration wird die erste Phosphor-Schicht 16a auf eine erste Rotationsplatte beschichtet und die zweite Phosphor-Schicht 16b wird auf eine zweite Rotationsplatte beschichtet. Wenn die erste Phosphor-Schicht 16a auf eine stationäre flache Platte beschichtet wird, und die zweite Phosphor-Schicht 16b auf eine andere stationäre flache Platte beschichtet wird, wird im Allgemeinen eine Wärmesenke oder eine andere Art einer Kühlstruktur an der Rückoberfläche von sowohl der ersten Phosphor-Schicht 16a als auch der zweiten Phosphor-Schicht 16b bereitgestellt. Wenn die erste Rotationsplatte und die zweite Rotationsplatte verwendet werden, kann die Kühlstruktur jedoch weggelassen werden. Aufgrund der Tatsache, dass bei Verwendung einer Rotationsplatte die Position einer Lichtbestrahlung sich konstant ändert, was eine Erhöhung der Temperatur des Phosphors abschwächt. Die Verwendung einer stationären flachen Platte, die mit der ersten Phosphor-Schicht 16a bereitgestellt ist, und einer anderen stationären flachen Platte, die mit der zweiten Phosphor-Schicht 16b bereitgestellt ist, anstelle von Rotationsplatten, weist jedoch den Vorteil auf, nicht durch Vibrationsgeräusche, die Haltbarkeit und dergleichen der Motoren beeinflusst zu sein.
In der ersten Ausführungsform sind die dritten monochromatischen Lichtquellen 17a und 17b blaue Laseremissionselemente, diese können jedoch auch blaue LEDs sein. Da jedoch in diesem Fall eine LED einen breiteren Lichtdivergenzwinkel aufweist, ist es für die dritte Kollimationslinse 18a und die dritte Kollimationslinse 18b erforderlich, a-sphärische Linsen zu sein, oder die Anzahl der Linsen zu erhöhen. Alternativ müssen diese a-sphärische Linsen sein, wie bei der Verwendung für die ersten Fokussierlinsengruppen 15a und 15b, um den Lichtfluss zu kollimieren.
Die Lichtquellenvorrichtung 4 enthält die erste monochromatische Lichtquellengruppe 1000a, die zweite monochromatische Lichtquellengruppe 1000b, das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14, die erste Phosphor-Schicht 16a und die zweite Phosphor-Schicht 16b. Die erste monochromatische Lichtquellengruppe 1000a gibt das erste polarisierte Licht mit einer festen Polarisationsrichtung aus. Die zweite monochromatische Lichtquellengruppe 1000b gibt das zweite polarisierte Licht mit einer festen Polarisationsrichtung aus. Bei Anregung gibt die erste Phosphor-Schicht 16a Licht in dem ersten Wellenlängenband aus. Bei Anregung gibt die zweite Phosphor-Schicht 16b Licht in dem zweiten Wellenlängenband aus. Das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 überträgt bzw. transmittiert das erste polarisierte Licht, um das erste polarisierte Licht auf die erste Phosphor-Schicht 16a zu richten, und reflektiert das zweite polarisierte Licht, um das zweite polarisierte Licht auf die zweite Phosphor-Schicht 16b zu richten. Das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 reflektiert das Licht in dem ersten Wellenlängenband, das von der ersten Phosphor-Schicht 16a emittiert wird, und transmittiert das Licht in dem zweiten Wellenlängenband, das von der zweiten Phosphor-Schicht 16b emittiert wird.
Das zweite polarisierte Licht weist eine Polarisationsrichtung auf, die sich um 90 Grad von der Polarisationsrichtung des ersten polarisierten Lichts unterscheidet.
Die Lichtquellenvorrichtung 4 enthält das erste Fokussierlinsenelement 15a, das an dem Lichtpfad bzw. Lichtweg des ersten polarisierten Lichts zwischen dem Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 und der ersten Phosphor-Schicht 16a angeordnet ist, sowie das zweite Fokussierlinsenelement 15b, das an dem Lichtpfad des zweiten polarisierten Lichts zwischen dem Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 und der zweiten Phosphor-Schicht 16b angeordnet ist. Unter Berücksichtigung einer einzelnen oder Mehrfach-Linsenkonfiguration usw. können, wie oben vermerkt, die Fokussierlinsengruppen 15a und 15b als die Fokussierelemente 15a und 15b beschrieben werden.
Die Lichtquellenvorrichtung 4 weist eine dritte monochromatische Lichtquellengruppe 1700 und das Farbseparationselement 19 auf. Die dritte monochromatische Lichtquellengruppe 1700 gibt Licht in einem dritten Wellenlängenband aus. Das Farbseparationselement 19 bringt den Lichtweg des Lichts in dem dritten Wellenlängenband in Übereinstimmung mit dem gemeinsamen Lichtweg, der durch den Lichtweg des Lichts in dem ersten Wellenlängenband, das durch das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 reflektiert wurde, und den Lichtweg des Lichts in dem zweiten Wellenlängenband gemeinsam verwendet wird, das durch das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 transmittiert wurde.
Das erste polarisierte Licht ist p-polarisiertes Licht zum Zeitpunkt des Einfalls auf das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14; das zweite polarisierte Licht ist s-polarisiertes Licht zum Zeitpunkt des Einfalls auf dem Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14.
Das erste polarisierte Licht ist blaues Laserlicht; das zweite polarisierte Licht ist blaues Laserlicht.
Das erste Fokussierlinsenelement 15a und das zweite Fokussierlinsenelement 15b weisen unterschiedliche optische Charakteristika auf.
Die Lichtquellenvorrichtung 4 enthält ferner das optische Element 13, das angeordnet ist an einem gemeinsamen Weg, der durch den Lichtweg des ersten polarisierten Lichts zwischen der ersten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000a und dem Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 und dem Lichtweg des zweiten polarisierten Lichts zwischen der zweiten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000b und dem Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 gemeinsam verwendet wird, zum Reduzieren des Flussdurchmessers des ersten polarisierten Lichts und des Flussdurchmessers des zweiten polarisierten Lichts. In der Ausführungsform ist das optische Element zum Reduzieren der Lichtflussdurchmesser als eine Linsengruppe gezeigt.
Von dem Licht in dem ersten Wellenlängenband und dem Licht in dem zweiten Wellenlängenband ist eines rotes Licht und das andere ist grünes Licht. Das Licht in dem ersten Wellenlängenband ist das Licht, das durch die erste Phosphor-Schicht 16a emittiert wird. Das Licht in dem zweiten Wellenlängenband ist das Licht, das durch die zweite Phosphor-Schicht 16b emittiert wird.
Die Projektionsanzeigevorrichtung 1 enthält die Lichtquellenvorrichtung 4, das Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72, das Lichtventil 74 und die Projektionsoptik 75. Das Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72 führt zu einer gleichmäßigen Intensität des Lichts von der Lichtquellenvorrichtung 4. Das Lichtventil 74 ändert das durch das Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72 erzeugte gleichmäßige Licht in ein Bildlicht. Die Projektionsoptik 75 führt eine Vergrößerung und Projektion des Bildlichts durch, das durch das Lichtventil 74 erzeugt wird.
Die Projektionsanzeigevorrichtung kann ferner den Bildschirm 76 enthalten, auf den das Bildlicht durch die Projektionsoptik 75 projiziert wird. Diese Art einer Projektionsanzeigevorrichtung 1 wird zum Beispiel als ein Rückprojektionsfernseher bezeichnet. Ein Rückprojektionsfernseher ist ein Fernseher mit einer großen Größe, der einen eingebauten Projektor verwendet, um ein Bild anzuzeigen, indem dieses auf einer Rückoberfläche eines Bildschirms projiziert wird, der wie ein Anzeigepanel aussieht.
Zweite Ausführungsform
7 ist ein Diagramm zur schematischen Darstellung einer Konfiguration einer Projektionsanzeigevorrichtung 2 mit einer Lichtquellenvorrichtung 5 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Um die Beschreibung zu vereinfachen, zeigt 7 ein orthogonales XYZ-Koordinatensystem. Die X-Achsenrichtung ist die vertikale Richtung in 7. Die Richtung von unten nach oben in 7 ist die positive X-Achsenrichtung; die Richtung von oben nach unten ist die negative X-Achsenrichtung. Eine Linsengruppe 23, ein Polarisationsauswahlelement 22, erste Kollimationslinsen 21a, zweite Kollimationslinsen 21b, erste monochromatische Lichtquellen 20a und zweite monochromatische Lichtquellen 20b sind an der positiven X-Achsenseite eines Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelements 24 angeordnet. Die Y-Achsenrichtung ist die Richtung senkrecht zu dem Zeichnungsblatt, auf dem 7 gezeigt ist. Die positive Y-Achsenrichtung ist die Richtung von der rückwärtigen Seite (Rückseite) zu der Vorderseite des Zeichnungsblatts; die negative Y-Achsenrichtung ist die Richtung von der Vorderseite zu der rückwärtigen Seite (Rückseite) des Zeichnungsblatts. Die Z-Achsenrichtung ist die horizontale Richtung in 7. Die Richtung von links nach rechts in 7 ist die positive Z-Achsenrichtung; die Richtung von rechts nach links ist die negative Z-Achsenrichtung. Ein Farbseparationselement 29, eine Fokussierlinse 71, ein Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72, eine Relais-Linsengruppe 73, ein Bildanzeigeelement 74, eine Projektionsoptik 75 und ein Bildschirm 76 sind an der positiven Z-Achsenseite des Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelements 24 angeordnet.
Die Lichtquellenvorrichtung 5 in der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der Lichtquellenvorrichtung 4 in der ersten Ausführungsform darin, dass diese das Polarisationsauswahlelement 22 anstelle des Lichtreflexionselements 12 verwendet. In 7 haben Komponenten, die gleich zu den in 1 (in der ersten Ausführungsform) gezeigten Komponenten sind, gleiche Bezugszeichen, und eine Erläuterung wird nicht wiederholt. Die Komponenten, die gleich zu den Komponenten in der ersten Ausführungsform sind, sind die Fokussierlinse 71, das Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72, die Relais-Linsengruppe 73, das Bildausbildungselement 74, die Projektionsoptik 75 und der Bildschirm 76. Die Komponenten, die im Folgenden angezeigt werden, werden durch Bezugszeichen bezeichnet, die sich von den Bezugszeichen unterscheidet, die für die entsprechenden Komponenten in der ersten Ausführungsform verwendet werden, jedoch sind deren Konfigurationen (einschließlich Formen, Strukturen, Materialeigenschaften, usw.) und Funktionen gleich zu denen der entsprechenden Komponenten in der ersten Ausführungsform. Wenn eine Beschreibung weggelassen wird, gilt daher die Beschreibung, die in der ersten Ausführungsform angegeben ist. Die Komponenten in der zweiten Ausführungsform, die mit Bezugszeichen gezeigt sind, die sich von jenen unterscheiden, die in der ersten Ausführungsform verwendet wurden, deren Konfigurationen und Funktionen jedoch gleich zu jenen der Komponenten in der ersten Ausführungsform sind, sind die ersten monochromatischen Lichtquellen 20a, die zweiten monochromatischen Lichtquellen 20b, die ersten Kollimationslinsen 21a, die zweiten Kollimationslinsen 21b, die erste monochromatische Lichtquellengruppe 2000a, die zweite monochromatische Lichtquellengruppe 2000b, die Linsengruppe 23, das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 24, die erste Fokussierlinsengruppe 25a, die zweite Fokussierlinsengruppe 25b, die erste Phosphor-Schicht 26a, die zweite Phosphor-Schicht 26b, die dritten monochromatischen Linsen 27a, 27b, die dritten Kollimationslinsen 28a, 28b, und das Farbseparationselement 29.
Die Projektionsanzeigevorrichtung 2 gemäß der zweiten Ausführungsform enthält die Lichtquellenvorrichtung 5, das Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72, das Bildanzeigeelement oder das Lichtventil 74, und die Projektionsoptik 75, wie in 7 gezeigt. Die Projektionsanzeigevorrichtung 2 kann darüber hinaus die Fokussierlinse 71, die Relais-Linsengruppe 73 und den Bildschirm 76 enthalten. Die Lichtquellenvorrichtung 5 gemäß der zweiten Ausführungsform enthält die erste monochromatische Lichtquellengruppe 2000a, die zweite monochromatische Lichtquellengruppe 2000b, das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 24, die erste Phosphor-Schicht 26a, die zweite Phosphor-Schicht 26b und das Polarisationsauswahlelement 22, wie in 7 gezeigt. Die Lichtquellenvorrichtung 5 gemäß der zweiten Ausführungsform kann darüber hinaus eine erste Kollimationslinsengruppe 2100a, eine zweite Kollimationslinsengruppe 2100b, die Linsengruppe 23, die erste Fokussierlinsengruppe 25a und die zweite Fokussierlinsengruppe 25b enthalten. Darüber hinaus kann die Lichtquellenvorrichtung 5 in der zweiten Ausführungsform die dritten monochromatischen Lichtquellen 27a, 27b, die dritten Kollimationslinsen 28a, 28b, und das Farbseparationselement 29 enthalten, wie in 7 gezeigt.
Die Lichtquellenvorrichtung 5 gemäß der zweiten Ausführungsform positioniert die erste monochromatische Lichtquellengruppe 2000a, die das erste polarisierte Licht ausgibt, und die erste Kollimationslinsengruppe 2100a weg von der zweiten monochromatischen Lichtquellengruppe 2000b, die das zweite polarisierte Licht ausgibt, und die zweite Kollimationslinsengruppe 2100b. Das erste polarisierte Licht, das von der ersten monochromatischen Lichtquellengruppe 2000a ausgegeben wird, trifft auf eine Oberfläche des Polarisationsauswahlelements 22 (die Oberfläche, die in 7 in Richtung nach oben rechts ausgerichtet ist) bei einem Einfallswinkel von 45 Grad. Das zweite polarisierte Licht, das von der zweiten monochromatischen Lichtquellengruppe 2000b ausgegeben wird, trifft auf die andere Oberfläche des Polarisationsauswahlelements 22 (die Oberfläche, die in 7 in Richtung nach unten links ausgerichtet ist) bei einem Einfallswinkel von 45 Grad. Das Polarisationsauswahlelement 22 wird verwendet, um das erste polarisierte Licht und das zweite polarisierte Licht in einen Lichtfluss zu bringen, der in Richtung des Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelements 24 gerichtet ist. D. h., dass in 7 das Polarisationsauswahlelement 22 das erste polarisierte Licht transmittiert. Das Polarisationsauswahlelement 22 reflektiert darüber hinaus das zweite polarisierte Licht. Das Polarisationsauswahlelement 22 kombiniert das erste polarisierte Licht und das zweite polarisierte Licht in einen einzelnen Lichtfluss. Der durch das Polarisationsauswahlelement 22 kombinierte Lichtfluss wird von dem Polarisationsauswahlelement 22 in Richtung der Linsengruppe 23 ausgegeben.
In allen anderen Aspekten ist die Lichtquellenvorrichtung 5 gemäß der zweiten Ausführungsform gleich zu der Lichtquellenvorrichtung 4 gemäß der ersten Ausführungsform. Die zweite Ausführungsform stellt eine erhöhte Flexibilität bei der Auswahl der Anordnung der ersten monochromatischen Lichtquellen 20a und der zweiten monochromatischen Lichtquellen 20b bereit, was zu einem leichteren Design führt. Da darüber hinaus die Anordnungsdichte der Lichtquellen verbessert werden kann, können diese mehr Licht ausgeben. D. h., dass das Polarisationsauswahlelement 22 das erste polarisierte Licht und das zweite polarisierte Licht kombiniert, und verglichen mit der ersten Ausführungsform dadurch einen sich stärker verjüngenden Lichtfluss mit der gleichen Lichtquantität erzeugen kann. Die Lichtquantität pro Einheitsfläche in dem Lichtfluss wird daher in der zweiten Ausführungsform erhöht. In 7 können darüber hinaus außer der Linsengruppe 23 (zum Beispiel das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 24, das Farbseparationselement 29 und die Fokussierlinse 71) eine kleinere Größe aufweisen.
8 ist ein schematisches Diagramm zur Darstellung einer optischen Transmissions-Charakteristik des Polarisationsauswahlelements 22. In 8 stellt die horizontale Achse die Wellenlänge [nm] des Lichts dar, und die vertikale Achse gibt eine optische Lichtdurchlässigkeit bzw. Transmittanz [%] an. Eine Kurve 400p zeigt eine optische Transmissions-Charakteristik für p-polarisiertes Licht, das auf das Polarisationsauswahlelement 22 einfällt. Die Kurve 400p ist durch eine strichpunktierte Linie gezeigt. Eine Kurve 400s zeigt eine optische Transmissions-Charakteristik für s-polarisiertes Licht, das auf das Polarisationsauswahlelement 22 einfällt. Die Kurve 400s ist durch eine punktierte Linie gezeigt.
Wie durch die Kurven 400p und 400s gezeigt, weist das Polarisationsauswahlelement 22 unterschiedliche optische Transmissions-Charakteristika für p-polarisiertes Licht und s-polarisiertes Licht auf. Die Charakteristika für das Polarisationsauswahlelement 22 sind für den Fall, wenn die ersten monochromatischen Lichtquellen 20a und die zweiten monochromatischen Lichtquellen 20b blaue Laseremissionselemente sind, wie in 8 gezeigt. Die Kurve 400p zeigt, dass die optische Lichtdurchlässigkeit bzw. Transmittanz von einer Wellenlänge von 445 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 445 nm) abfällt, und bei einer Wellenlänge von 460 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 460 nm) zu 0% wird. Die Kurve 400s zeigt, dass die optische Lichtdurchlässigkeit bzw. Transmittanz von einer Wellenlänge von 430 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 430 nm) abfällt, und bei einer Wellenlänge von 445 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 445 nm) zu 0% wird.
Dieser Unterschied in den optischen Transmissions-Charakteristika bewirkt, dass Licht in einem Wellenlängenband W5, angezeigt durch einen doppelseitigen Pfeil in 8, transmittiert bzw. durchgelassen wird, wenn das Licht p-polarisiertes Licht ist, jedoch reflektiert wird, wenn dieses s-polarisiertes Licht ist. D. h., dass das Polarisationsauswahlelement 22 als ein Polarisationsauswahlelement für das Licht in dem Wellenlängenband W5 verwendet werden kann, das in 8 durch den doppelseitigen Pfeil angezeigt ist. Das Polarisationsauswahlelement 22 kann darüber hinaus als ein Wellenlängenauswahlelement (ein Farbbandfilter) für Licht von Wellenlängen außer dem Wellenlängenband W5 verwendet werden, das in 8 durch den doppelseitigen Pfeil angezeigt ist. Das Wellenlängenband W5 in 8 ist ein Band von 440 nm bis 450 nm. In dem Wellenlängenband W5 von 440 nm bis 450 nm, ist die optische Lichtdurchlässigkeit bzw. Transmittanz von p-polarisiertem Licht zum Beispiel 90% oder mehr, und der Reflexionsgrad von s-polarisiertem Licht ist 90% oder mehr. Charakteristika von Wellenlängen, die geringer als 440 nm sind, sind ohne Bedeutung. Zum Beispiel kann die optische Lichtdurchlässigkeit von p-polarisiertem Licht bei 425 nm 60% sein und der Reflexionsgrad von s-polarisiertem Licht kann 30% sein. Von Bedeutung ist hier die Charakteristik der optischen Lichtdurchlässigkeit und des Wirkungsgrads für polarisiertes Licht in dem Bereich von 440 nm bis 450 nm, in dem die Polarisationsauswahlfunktion verwendet wird.
Wenn die zentralen Wellenlängen der ersten monochromatischen Lichtquellen 20a und der zweiten monochromatischen Lichtquellen 20b 445 [nm] sind, weist das Polarisationsauswahlelement 22 die Eigenschaft auf, Licht mit Wellenlängen zu reflektieren, die länger als 460 [nm] sind. Bei diesem Beispiel wird angenommen, dass die zentralen Wellenlängen der ersten monochromatischen Lichtquellen 20a und der zweiten monochromatischen Lichtquellen 20b 445 [nm] sind. Die zentralen Wellenlängen können jedoch auch 465 [nm] sein. In diesem Fall reicht es für die Kurve 400p des Polarisationsauswahlelements 22 aus, unterhalb 470 nm lichtdurchlässig zu sein, und für die Kurve 400s, lichtdurchlässig unterhalb 460 nm zu sein. Das Licht mit einer Wellenlänge von 465 [nm] muss nur die erste Phosphor-Schicht 26a anregen, um rotes Licht auszugeben. Das Licht mit einer Wellenlänge von 465 [nm] muss nur die zweite Phosphor-Schicht 26b anregen, um grünes Licht auszugeben. Die hier durch die erste Phosphor-Schicht 26a und die zweite Phosphor-Schicht 26b angeregten Farben werden durch die Eigenschaften des Polarisationsauswahlelements 22 bestimmt.
Das Polarisationsauswahlelement 22 ist mit einem dielektrischen Mehrfachschichtfilm ausgebildet, welcher die Eigenschaften eines Farbseparationsfilters aufweist. In der zweiten Ausführungsform ist das Polarisationsauswahlelement 22 ein Element mit einer flachen Plattenform. Es ist hier der Fall gezeigt, bei dem die ersten monochromatischen Lichtquellen 20a p-polarisiertes Licht ausgeben und die zweiten monochromatischen Lichtquellen 20b s-polarisiertes Licht ausgeben.
Die Charakteristika des Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelements 24 sind die gleichen wie die Charakteristika des Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelements 14 in der ersten Ausführungsform. Das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 24 weist die optische Transmissions-Charakteristik bezüglich der Wellenlänge vergleichbar zu jenen in 4 oder 6 auf. 6 zeigt eine Charakteristik für den Fall, bei dem die erste Phosphor-Schicht 26a Licht in einem Routenwellenlängenband ausgibt. Es zeigt darüber hinaus eine Charakteristik für den Fall, bei dem die zweite Phosphor-Schicht 26b Licht in einem grünen Wellenlängenband ausgibt. 6 zeigt eine Charakteristik für den Fall, bei dem die erste Phosphor-Schicht 26a Licht in einem grünen Wellenlängenband ausgibt. Es zeigt ebenfalls eine Charakteristik für den Fall, bei dem die zweite Phosphor-Schicht 26b Licht in einem roten Wellenlängenband ausgibt.
Wenn die ersten monochromatischen Lichtquellen 20a das erste polarisierte Licht ausgeben, und die zweiten monochromatischen Lichtquellen 20b das zweite polarisierte Licht ausgeben, sind im Allgemeinen die polarisierten Komponenten des ersten polarisierten Lichts, ausgegeben von den ersten monochromatischen Lichtquellen 20a, und das zweite polarisierte Licht, ausgegeben von den zweiten monochromatischen Lichtquellen 20b, nicht 100% polarisiert. Aus diesem Grund enthält das erste polarisierte Licht ein polarisiertes Licht mit geringen unterschiedlichen Polarisationskomponenten. Das zweite polarisierte Licht enthält ebenfalls polarisiertes Licht mit leicht unterschiedlichen Polarisationskomponenten. Die zweite Ausführungsform ermöglicht, dass das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 24 das Licht von s-polarisierten Komponenten zurück weist, das von den ersten monochromatischen Lichtquellen 20a einfällt. Das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 24 kann ebenfalls das Licht von p-polarisierten Komponenten zurückweisen, das von den zweiten monochromatischen Lichtquellen 20b einfällt. Gleichermaßen kann das Polarisationsauswahlelement 22 das Licht von s-polarisierten Komponenten zurückweisen, das von den ersten monochromatischen Lichtquellen 20a einfällt. Das Polarisationsauswahlelement 22 kann das Licht von p-polarisierten Komponenten zurückweisen, das von den zweiten monochromatischen Lichtquellen 20b einfällt.
Wenn daher nur die ersten monochromatischen Lichtquellen 20a leuchten, wird zum Beispiel Licht von s-polarisierten Komponenten in dem von den ersten monochromatischen Lichtquellen 20a ausgegebenen Licht durch das Polarisationsauswahlelement 22 reflektiert. Dies eliminiert Licht von s-polarisierten Komponenten, das in Richtung der zweiten Phosphor-Schicht 26b gerichtet ist, aus dem Licht, das von den ersten monochromatischen Lichtquellen 20a ausgegeben wird. Folglich strahlt die zweite Phosphor-Schicht 26b (grüner Phosphor) kein Licht aus, was ein Vermischen der Farben Rot und Grün verhindert.
Die zweite Ausführungsform ermöglicht darüber hinaus, dass mehr Platz zwischen den ersten monochromatischen Lichtquellen 20a und den zweiten monochromatischen Lichtquellen 20b als in der ersten Ausführungsform bereitgestellt wird. Die Lichtquellen in Lichtquellenvorrichtungen sind Wärme erzeugende Elemente.
Durch die Bereitstellung von mehr Raum bzw. Platz zwischen den ersten monochromatischen Lichtquellen 20a und den zweiten monochromatischen Lichtquellen 20b wird die Konzentration dieser Wärme erzeugenden Elemente reduziert, was ermöglicht, dass Wärme leichter disspiert. Dies verbessert die Lichtausgabeeffizienz der ersten monochromatischen Lichtquellen 20a und der zweiten monochromatischen Lichtquellen 20b. Die Kühlstruktur für die Lichtquellen kann ebenfalls vereinfacht werden. Darüber hinaus kann die Lichtquellenvorrichtung kleiner sein.
Wenn das Polarisationsauswahlelement 22 und das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 24 äquivalente optische Transmissions-Charakteristika aufweisen (die Charakteristika in 4 oder 6), ist es darüber hinaus möglich, ein Farbmischen zu verhindern, dass durch weniger als 100% Polarisation der polarisierten Komponenten des ersten polarisierten Lichts und der polarisierten Komponenten des zweiten polarisierten Lichts verursacht wird. Das erste polarisierte Licht ist ein Licht, das von den ersten monochromatischen Lichtquellen 20a ausgegeben wird. Das zweite polarisierte Licht ist ein Licht, das von den zweiten monochromatischen Lichtquellen 20b ausgegeben wird. Indem dem Polarisationsauswahlelement 22 und dem Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 24 äquivalente optische Transmissions-Charakteristika gegeben werden, kann entsprechend ein Farbmischen verhindert werden. Darüber hinaus kann das Polarisationsauswahlelement 22 und das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 24 in der gleichen Fertigung verarbeitet werden. Da somit die Herstellung des Polarisationsauswahlelements 22 und des Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelements 24 vereinfacht ist, können die Kosten reduziert werden. Da das Polarisationsauswahlelement 22 und das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 24 darüber hinaus zu der gleichen Fertigung gehören, können Variationen in deren optischen Transmissions-Charakteristika unterdrückt werden und die Qualität kann verbessert werden, indem ein Farbmischen verhindert wird. Die zweite Ausführungsform erzeugt hier darüber hinaus den Effekt des Verhinderns eines Farbmischens, das durch Variationen von ±5 nm oder mehr von 445 nm in den zentralen Wellenlängen der ersten monochromatischen Lichtquellen 20a und der zweiten monochromatischen Lichtquellen 20b verursacht wird.
Das Polarisationsauswahlelement 22 transmittiert eines von dem ersten polarisierten Licht und dem zweiten polarisierten Licht und reflektiert das andere, wodurch die Propagationsrichtung des ersten polarisierten Lichts und die Propagationsrichtung des zweiten polarisierten Lichts in Richtung des Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelements 24 gerichtet wird.
Die optischen Transmissions-Charakteristika, die Variationen in der optischen Lichtdurchlässigkeit bezüglich der Wellenlänge des Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelements 24 anzeigen, und die optischen Transmissions-Charakteristika, die Variationen in der optischen Lichtdurchlässigkeit bezüglich einer Wellenlänge des Polarisationsauswahlelements 22 aufweisen, sind die gleichen. Vorausgesetzt, dass dieses eine Polarisationsauswahl-Charakteristik aufweist, kann das Polarisationsauswahlelement 22 jedoch effektiv in der Verhinderung eines Farbmischens sein, selbst dann, wenn dieses nicht die gleiche Charakteristik wie das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 24 aufweist.
Dritte Ausführungsform
9 ist ein Diagramm zur schematischen Darstellung einer Konfiguration einer Projektionsanzeigevorrichtung 3 mit einer Lichtquellenvorrichtung 6 gemäß einer dritten Ausführungsform. Um die Beschreibung zu vereinfachen, zeigt 9 ein orthogonales XYZ-Koordinatensystem. Die X-Achsenrichtung ist die vertikale Richtung in 9. Die Richtung von unten nach oben in 9 ist die positive X-Achsenrichtung; die Richtung von oben nach unten ist die negative X-Achsenrichtung. Eine Linsengruppe 33, ein Lichtreflexionselement 32, erste Kollimationslinsen 31a, zweite Kollimationslinsen 31b, erste monochromatische Lichtquellen 30a und zweite monochromatische Lichtquellen 30b sind an der positiven X-Achsenseite eines Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelements 34 angeordnet. Die Y-Achsenrichtung ist die Richtung senkrecht zu dem Zeichnungsblatt, auf dem 9 dargestellt ist. Die positive Y-Achsenrichtung ist die Richtung von der rückwärtigen Seite (Rückseite) zu der Vorderseite des Zeichnungsblatts; die negative Y-Achsenrichtung ist die Richtung von der Vorderseite zu der rückwärtigen Seite (Rückseite) des Zeichnungsblatts. Die Z-Achsenrichtung ist die horizontale Richtung in 9. Die Richtung von links nach rechts in 9 ist die positive Z-Achsenrichtung; die Richtung von rechts nach links ist die negative Z-Achsenrichtung. Ein Farbseparationselement 39, eine Fokussierlinse 71, ein Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72, eine Relais-Linsengruppe 73, ein Bildanzeigeelement 74, eine Projektionsoptik 75 und ein Bildschirm 76 sind an der positiven Z-Achsenseite des Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelements 34 angeordnet.
Die Lichtquellenvorrichtung 6 in der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von der Lichtquellenvorrichtung 4 in der ersten Ausführungsform darin, dass diese ferner eine Linsenanordnungsgruppe 80 und eine Linse 81 enthält. In 9 haben Komponenten, die gleich zu den in 1 (in der ersten Ausführungsform) gezeigten Komponenten sind, die gleichen Bezugszeichen und eine Beschreibung wird nicht wiederholt. Die Komponenten, die gleich zu den Komponenten in der ersten Ausführungsform sind, sind die Fokussierlinse 71, das Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72, die Relais-Linsengruppe 73, das Bildanzeigeelement 74, die Projektionsoptik 75 und der Bildschirm 76. Die Komponenten, die im Folgenden angegeben werden, sind durch Bezugszeichen bezeichnet, die sich von den Bezugszeichen unterscheiden, die für die entsprechenden Komponenten in der ersten Ausführungsform verwendet wurden, jedoch sind deren Konfigurationen (einschließlich Formen, Strukturen, Materialqualitäten usw.) und Funktionen die gleichen, wie jene der entsprechenden Komponenten in der ersten Ausführungsform. Wenn immer eine Beschreibung weggelassen wird, gilt daher die Beschreibung, die in der ersten Ausführungsform gegeben wurde. Die Komponenten in der dritten Ausführungsform, die mit Bezugszeichen gezeigt sind, die sich von denen unterscheiden, die in der ersten Ausführungsform verwendet wurden, deren Konfigurationen und Funktionen jedoch gleich zwischen Komponenten in der ersten Ausführungsform sind, sind die ersten monochromatischen Lichtquellen 30a, die zweiten monochromatischen Lichtquellen 30b, die ersten Kollimationslinsen 31a, die zweiten Kollimationslinsen 31b, die erste monochromatische Lichtquellengruppe 3000a, die zweite monochromatische Lichtquellengruppe 3000b, die Linsengruppe 33, das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 34, eine erste Fokussierlinsengruppe 35a, eine zweite Fokussierlinsengruppe 35b, eine erste Phosphor-Schicht 36a, eine zweite Phosphor-Schicht 36b, dritte monochromatische Lichtquellen 37a, 37b, dritte Kollimationslinsen 38a, 38b und das Farbseparationselement 39.
Die Projektionsanzeigevorrichtung 3 gemäß der dritten Ausführungsform enthält die Lichtquellenvorrichtung 6, das Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72, das Bildanzeigeelement oder das Lichtventil 74, und die Projektionsoptik 75, wie in 9 gezeigt. Die Projektionsanzeigevorrichtung 3 kann darüber hinaus die Fokussierlinse 71, die Relais-Linsengruppe 73 und den Bildschirm 76 enthalten. Die Lichtquellenvorrichtung 6 gemäß der dritten Ausführungsform enthält die erste monochromatische Lichtquellengruppe 3000a, die zweite monochromatische Lichtquellengruppe 3000b, das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 34, die erste Phosphor-Schicht 36a, die zweite Phosphor-Schicht 36b und die Linsenanordnungsgruppe 80, die in 9 gezeigt. Die Lichtquellenvorrichtung 6 in der dritten Ausführungsform kann ebenso eine erste Kollimationslinsengruppe 3100a, eine zweite Kollimationslinsengruppe 3100b, das Lichtreflexionselement 32, die erste Fokussierlinsengruppe 35a, die zweite Fokussierlinsengruppe 35b und die Linse 81 enthalten. Darüber hinaus kann die Lichtquellenvorrichtung 6 in der dritten Ausführungsform die dritten monochromatischen Lichtquellen 37a, 37b, die dritten Kollimationslinsen 38a, 38b und das Farbseparationselement 39 enthalten, wie in 9 gezeigt.
Mit Ausnahme der Aufnahme der Linsenanordnungsgruppe 80 und der Linse 81 ist die Lichtquellenvorrichtung 6 gemäß der dritten Ausführungsform gleich zu der Lichtquellenvorrichtung 4 in der ersten Ausführungsform. Lichtflüsse, die von den ersten monochromatischen Lichtquellen 30a und den zweiten monochromatischen Lichtquellen 30b ausgegeben werden, werden durch das Lichtreflexionselement 32 reflektiert und deren Durchmesser werden durch die Linsengruppe 33 reduziert. Die Lichtflüsse, die von den ersten monochromatischen Lichtquellen 30a ausgegeben werden, werden durch die Linsenanordnungsgruppe 80, die Linse 81 und die erste Fokussierlinsengruppe 35a in eine bestimmte Form auf der ersten Phosphor-Schicht 36a fokussiert. Die Lichtflüsse, die von den zweiten monochromatischen Lichtquellen 30b ausgegeben werden, werden gleichermaßen durch die Linsenanordnungsgruppe 80, die Linse 81 und die zweite Fokussierlinsengruppe 35b in eine bestimmte Form auf der zweiten Phosphor-Schicht 36b fokussiert.
Die 10(a) und 10(b) sind schematische Vorderansichten zur Darstellung einer ersten Linsenanordnung 80a und einer zweiten Linsenanordnung 80b. 10(a) zeigt die erste Linsenanordnung 80a. 10(b) zeigt die zweite Linsenanordnung 80b. Wie in den 10(a) und 10(b) gezeigt, enthält die Linsenanordnungsgruppe 80 die erste Linsenanordnung 80a und die zweite Linsenanordnung 80b. Die erste Linsenanordnung 80a enthält eine Vielzahl von Linsenzellen 80a1, die in der horizontalen und vertikalen Richtung angeordnet sind. Die zweite Linsenanordnung 80b enthält gleichermaßen eine Vielzahl von Linsenzellen 80b1, die in der horizontalen und vertikalen Richtung angeordnet sind. Die „horizontale und vertikale Richtung” bezeichnet hier die Richtungen, von gegenseitig orthogonalen Achsen in einer Ebene.
Die Formen der Linsenzellen 80a1 und 80b1 sind nicht sonderlich eingeschränkt. Die Formen der Linsenzellen 80a1 und 80b1 sind jedoch bevorzugt vergleichbar bzw. ähnlich zu der Form der Einfallsoberfläche 72a des Lichtintensitäts-Uniformierungselements 72. Die Form der Linsenzellen 80a1 in der ersten Linsenanordnung 80a ist auf die erste Phosphor-Schicht 36a und die zweite Phosphor-Schicht 36b fokussiert. D. h., dass die Einfallsoberfläche der ersten Linsenanordnung 80a in einer optisch konjugierten Beziehung mit der ersten Phosphor-Schicht 36a steht. Die Einfallsoberfläche der ersten Linsenanordnung 80a steht ebenso in einer optisch konjugierten Beziehung mit der zweiten Phosphor-Schicht 36b. Eine „optisch konjugierte Beziehung” ist eine Beziehung, bei der Licht, das von einem Punkt emittiert wird, ein Bild an dem anderen Punkt ausbildet.
Die Linsenzellen 80a1 und 80b1 in den 10(a) und 10(b) sind hier in der Form rechtwinklig. Da jedoch die Ausgangsoberfläche 72b des Lichtintensitäts-Uniformierungselements 72 in einer optisch konjugierten Beziehung mit dem Lichtventil 74 steht, sind die Formen der Linsenzellen 80a1 und 80b1 bevorzugt im Allgemeinen vergleichbar zu der Form des Lichtventils 74. Für das Lichtventil 74 mit einer XGA-(engl. eXtended Graphics Array: 1024×768 Pixel)Auflösung, wobei die Formen der Linsenzellen 80a1 und 80b1 bevorzugt ein 4:3-Vehrältnis der horizontalen Dimension zu der vertikalen Dimension (H:V = 4:3) aufweist. Die Einfallsoberfläche 72a des Lichtintensitäts-Uniformierungselements 72 ist bevorzugt derart geformt, dass das Verhältnis deren horizontalen Dimension 72a1 zu deren vertikaler Dimension 72aV gleich 4:3 ist (Horizontal:Vertikal)(72aH:72aV = 4:3).
Da die erste Phosphor-Schicht 36a und die Einfallsoberfläche des Lichtintensität-Uniformierungselements 72 in einer optisch konjugierten Beziehung stehen, und die zweite Phosphor-Schicht 36b und die Einfallsoberfläche 72a des Lichtintensitäts-Uniformierungselements 72 in einer optisch konjugierten Beziehung stehen, ist die Form der Einfallsoberfläche der ersten Linsenanordnung 80a bevorzugt vergleichbar zu der Form der Einfallsoberfläche 72a des Lichtintensitäts-Uniformierungselements 72.
Die Linsenanordnungsgruppe 80 weist den Effekt der Reduzierung der Dichte der Lichtflüsse auf, die auf die erste Phosphor-Schicht 36a und die zweite Phosphor-Schicht 36b fokussiert werden. Wenn ein Lichtfluss mit einer hohen optischen Dichte einfällt, wird die Effizienz (externe Quanteneffizienz) des Anregungslichts an der ersten Phosphor-Schicht 36a und der zweiten Phosphor-Schicht 36b durch den Einfluss einer lokalen Erhöhung der Temperatur verschlechtert. Es wird daher bevorzugt, das Licht so gleichmäßig wie möglich zu fokussieren, um die Temperaturverteilung zu vereinheitlichen bzw. zu uniformieren, wodurch die externe Quanteneffizienz verbessert wird. Wenn polarisiertes Licht als Anregungslicht verwendet wird wie in der ersten bis dritten Ausführungsform, wird jedoch nicht bevorzugt, ein Mittel wie zum Beispiel eine Lichtdiffusionsplatte zu wählen, die der Lichtanordnungsgruppe 80 folgend angeordnet ist, um die fokussierte Dichte an der ersten Phosphor-Schicht 36a und der zweiten Phosphor-Schicht 36b zu reduzieren. Dies ist der Fall, da eine Lichtdiffusionsplatte die Polarisationsrichtung des Lichts stört. Der Ausdruck „folgend2 bezeichnet die Seite, in deren Richtung das Licht propagiert (d. h., die nachfolgende (engl. downstream) Seite in der Richtung der Lichtpropagation) von einer Position, durch die das Licht transmittiert bzw. hindurch gelassen wird. Der Ausdruck „vorhergehend” bezeichnet die Seite, aus der das Licht propagiert (d. h. die davor liegende (engl. upstream) Seite in der Richtung der Lichtpropagation) von einer Position, durch die das Licht transmittiert bzw. hindurch gelassen wird. das Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72, die Relais-Linsengruppe 73, das Lichtventil 74, die Projektionsoptik 75 und der Bildschirm 76 sind zum Beispiel in 9 der Fokussierlinse 71 folgend angeordnet. Das Lichtventil 74, die Relais-Linsengruppe 73, das Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72 und die Fokussierlinse 71 sind vorhergehend der Projektionsoptik 75 angeordnet. Die Verwendung der Linsenanordnungsgruppe 80 kann das Problem des Einfalls eines Lichtflusses hoher optischer Dichte auf die Phosphor-Oberflächen lösen. Die Form der Einfallsoberfläche der ersten Linsenanordnung 80a kann darüber hinaus ausgewählt werden, um die Fokussiereffizienz des Lichts zu erhöhen, das auf das Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72 fokussiert wird.
Die Linse 81 ist bevorzugt der Linsenanordnungsgruppe 80 folgend angeordnet. Die Linse 81 unterdrückt die Dispersion des Lichts, das die Linsenanordnungsgruppe 80 passiert hat, wodurch eine Reduzierung in der Lichtmenge unterdrückt wird, die die erste Fokussierlinsengruppe 35a oder die zweite Fokussierlinsengruppe 35b erreicht. Dies ermöglicht, das Licht effizient auf die erste Phosphor-Schicht 36a und die zweite Phosphor-Schicht 36b fokussiert wird.
Der Lichtfluss vor der Linsenanordnungsgruppe 80 wird bevorzugt so gut wie möglich kollimiert. Dies kann den Lichtfluss, der von der Linsenanordnungsgruppe 80 ausgegeben wird, effizient zu der ersten Phosphor-Schicht 36a und der zweiten Phosphor-Schicht 36b führen.
Die Linsenzellen 80a1 der ersten Linsenanordnung 80a und die Linsenzellen 80b1 der zweiten Linsenanordnung 80b können beiderseitig exzentrisch sein. Indem die Linsenzellen 80a1, 80b1 exzentrisch gemacht werden, wird die Lichtfokussiereffizienz und die Uniformität bzw. Gleichmäßigkeit der Lichtintensität an der ersten Phosphor-Schicht 36a und der zweiten Phosphor-Schicht 36b erhöht.
Obwohl die Linse 81 in der dritten Ausführungsform bereitgestellt ist, selbst wenn die Linse 81 weggelassen wird, ist es immer noch möglich, den Lichtfluss in eine gewünschte Form an der ersten Phosphor-Schicht 36a und der zweiten Phosphor-Schicht 36b zu fokussieren.
Das erste polarisierte Licht, das von den ersten monochromatischen Lichtquellen 30a ausgegeben wird, erreicht in der dritten Ausführungsform die erste Phosphor-Schicht 36a. Das zweite polarisierte Licht, das von den zweiten monochromatischen Lichtquellen 30b ausgegeben wird, erreicht die zweite Phosphor-Schicht 36b. Das Licht, das von den dritten monochromatischen Lichtquellen 37a und 37b ausgegeben wird, wird mit dem Licht kombiniert, das in der ersten Phosphor-Schicht 36a und der zweiten Phosphor-Schicht 36b angeregt wird, und erreicht das Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72. Das Ausmaß an rotem Licht, das Ausmaß an grünem Licht und das Ausmaß von blauem Licht kann entsprechend an den entsprechenden Lichtquellen gesteuert werden. Die Lichtquellenvorrichtung und die Lichtquellen in der dritten Ausführungsform können daher gesteuert werden, nicht mehr als notwendig Licht zu emittieren, wodurch die Lebensdauer der Lichtquelle verlängert wird. Es ist ebenfalls möglich, auf verschiedene Farbabgleiche in dem anzuzeigenden Bild zu reagieren. Um ein starkes rotes Bild anzuzeigen, können daher die individuellen Lichtquellen 30a, 30b, 37a und 37b gesteuert werden, um die optische Intensität von rotem Licht zu erhöhen und die Ausgabe von grünem Licht und blauem Licht zu reduzieren.
Die Erfindung in der dritten Ausführungsform kann als eine Lichtquelle nicht nur für rückwärtsseitige Projektionsfernsehgeräte verwendet werden, und für vorderseitige Projektoren und vorderseitige Projektionsanzeigevorrichtungen, die Bilder auf eine Wand oder einen Bildschirm projizieren, sondern ebenfalls für Fahrzeuganzeigevorrichtungen und andere Anwendungen. Die Erfindungen gemäß der ersten, zweiten, vierten und fünften Ausführungsform kann auch als Lichtquellen nicht nur für rückwärtsseitige Projektionsfernsehgeräte, und für vorderseitige Projektoren und vorderseitige Projektionsanzeigevorrichtungen verwendet werden, die Bilder auf eine Wand oder einen Bildschirm projizieren, sondern ebenso für Fahrzeuganzeigevorrichtungen und andere Anwendungen.
Ein anderes Wellenlängenauswahlelement mit einem optischen Transmissionsband, das sowohl das Wellenlängenband des ersten polarisierten Lichts, ausgegeben von der ersten monochromatischen Lichtquellengruppe 3000a, als auch das Wellenlängenband des zweiten polarisierten Lichts, ausgegeben von der zweiten monochromatischen Lichtquellengruppe 3000b, kann ebenso bereitgestellt werden. Dieses Wellenlängenauswahlelement ist an dem Lichtweg von der ersten monochromatischen Lichtquellengruppe 3000a und der zweiten monochromatischen Lichtquellengruppe 3000b zu dem Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 34 angeordnet.
Die Lichtquellenvorrichtung 6 enthält die erste Linsenanordnung 80a mit der Anordnung der Linsenzellen 80a1 und die zweite Linsenanordnung 80b mit der Anordnung der Linsenzellen 80b1, und weist die Linsenanordnungsgruppe 80 mit der ersten Linsenanordnung 80a und der zweiten Linsenanordnung 80b auf, die derart angeordnet sind, dass diese sich einander gegenüber stehen. Die erste Linsenanordnung 80a ist an dem gemeinsamen Lichtweg angeordnet, der gemeinsam durch den Lichtweg des ersten polarisierten Lichts von der ersten monochromatischen Lichtquellengruppe 3000a zu dem Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 34 und dem Lichtweg des zweiten polarisierten Lichts von der zweiten monochromatischen Lichtquellengruppe 3000b zu dem Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 34 verwendet wird, und die Einfallsoberfläche der ersten Linsenanordnung 80a steht in einer optisch konjugierten Beziehung mit der ersten Phosphor-Schicht 36a und der zweiten Phosphor-Schicht 36b.
Vierte Ausführungsform
11 ist ein Diagramm zur schematischen Darstellung einer Konfiguration einer Projektionsanzeigevorrichtung 8 mit einer Lichtquellenvorrichtung 7 gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung. Um die Beschreibung zu vereinfachen, zeigt 11 ein orthogonales XYZ-Koordinatensystem. Die X-Achsenrichtung ist die vertikale Richtung in 11. Die Richtung von unten nach oben in 11 ist die positive X-Achsenrichtung; die Richtung von oben nach unten ist die negative X-Achsenrichtung. Wellenlängenauswahlelemente 44 und 54, eine Linsengruppe 13, erste Kollimationslinsen 11a, zweite Kollimationslinsen 11b, erste monochromatische Lichtquellen 10a und zweite monochromatische Lichtquellen 10b sind an der positiven X-Achsenseite eines Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelements 14 angeordnet. Die Y-Achsenrichtung ist die Richtung senkrecht zu dem Zeichnungsblatt, auf dem 11 dargestellt ist. Die positive Y-Achsenrichtung ist die Richtung von der rückwärtigen Seite (Rückseite) zu der Vorderseite des Zeichnungsblatts; die negative Y-Achsenrichtung ist die Richtung von der Vorderseite zu der rückwärtigen Seite (Rückseite) des Zeichnungsblatts. Die Z-Achsenrichtung ist die horizontale Richtung in 11. Die Richtung von links nach rechts in 11 ist die positive Z-Achsenrichtung; die Richtung von rechts nach links ist die negative Z-Achsenrichtung. Ein Farbseparationselement 19, eine Fokussierlinse 71, ein Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72, eine Relais-Linsengruppe 73, ein Bildanzeigeelement 74, eine Projektionsoptik 75 und ein Bildschirm 76 sind an der positiven Z-Achsenseite des Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelements 14 angeordnet.
Die Lichtquellenvorrichtung 7 in der vierten Ausführungsform unterscheidet sich von der Lichtquellenvorrichtung 4 in der ersten Ausführungsform darin, dass diese die Wellenlängenauswahlelemente 44 und 54 enthält. Die Lichtquellenvorrichtung 7 in der vierten Ausführungsform unterscheidet sich weiter von der Lichtquellenvorrichtung 4 in der ersten Ausführungsform darin, dass diese kein Lichtreflexionselement 12 enthält. Komponenten in 11, die die gleichen wie die Komponenten sind, die in 1 (in der ersten Ausführungsform) gezeigt sind, weisen die gleichen Bezugszeichen auf und eine Beschreibung wird nicht wiederholt. Die Komponenten in 11, die die gleichen, wie die in 1 (in der ersten Ausführungsform) gezeigten Komponenten sind, sind die ersten monochromatischen Lichtquellen 10a, die zweiten monochromatischen Lichtquellen 10b, die ersten Kollimationslinsen 11a, die zweiten Kollimationslinsen 11b, eine erste monochromatische Lichtquellengruppe 1000a, eine zweite monochromatische Lichtquellengruppe 1000b, die Linsengruppe 13, das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14, eine erste Fokussierlinsengruppe 15a, eine zweite Fokussierlinsengruppe 15b, eine erste Phosphor-Schicht 16a, eine zweite Phosphor-Schicht 16b, dritte monochromatische Lichtquellen 17a, 17b, dritte Kollimationslinsen 18a, 18b, ein Farbseparationselement 19, die Fokussierlinse 71, das Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72, die Relais-Linsengruppe 73, das Bildausbildungselement 74, die Projektionsoptik 75 und der Bildschirm 76.
Wenn eine zentrale Wellenlänge der ersten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000a und eine zentrale Wellenlänge der zweiten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000b sich von deren Designwert (in dem Bereich von 440 nm bis 450 nm) abweichen, wird ein Abschnitt eines ersten polarisierten Lichts, das von der ersten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000a ausgegeben wird, durch das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 reflektiert und erreicht die zweite Phosphor-Schicht 16b. Gleichermaßen wird ein Teil des zweiten polarisierten Lichts, das von der zweiten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000b ausgegeben wird, durch das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 übertragen bzw. durchgelassen, und erreicht die erste Phosphor-Schicht 16a. Als ein Ergebnis tritt ein Farbmischen auf. Die vierte Ausführungsform wird unter der Annahme erläutert, dass der Designwert der zentralen Wellenlänge der ersten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000a und die zentrale Wellenlänge in der zweiten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000b gleich 445 nm ist. Durch die Platzierung der Wellenlängenauswahlelemente 44 und 54, die Licht mit Wellenlängen in der Nähe von 445 nm (in dem Bereich von 440 nm bis 450 nm) nur zwischen den Lichtquellen 10a, 10b und dem Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 transmittieren, kann das oben erwähnte Farbmischen unterdrückt werden. Wohingegen ein Farbmischen aufgrund einer Abweichung in der Polarisationsrichtung des Lichts mit der zweiten Ausführungsform behandelt wurde, wird ein Farbmischen aufgrund der Abweichung in der Wellenlänge des Lichts mit der vierten Ausführungsform behandelt. Die vierte Ausführungsform kann ein Farbmischen aufgrund einer Abweichung der Wellenlänge des Lichts verhindern. Indem das Lichtreflexionselement 12 eliminiert wird, macht die vierte Ausführungsform darüber hinaus einen Abstand von den ersten monochromatischen Lichtquellen 10a und den zweiten monochromatischen Lichtquellen 10b zu der Linsengruppe 13 kürzer als in der ersten Ausführungsform. Dies verkürzt die Dimension der Lichtquellenvorrichtung 4 in der X-Achsenrichtung, so dass die Lichtquellenvorrichtung 4 kompakter gemacht werden kann.
Die Wellenlängenauswahlelemente 44 und 54 in 11 sind zwischen der Linsengruppe 13 und dem Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 angeordnet. Das Wellenlängenauswahlelement 44 ist an der Seite näher zu der Linsengruppe 13 (in der positiven X-Achsenrichtung) angeordnet; das Wellenlängenauswahlelement 54 ist an der Seite näher zu dem Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 (in der negativen X-Achsenrichtung) angeordnet. Ein Lichtdiffusionselement 64 ist zwischen der Linsengruppe 13 und dem Wellenlängenauswahlelement 44 angeordnet.
Die vierte Ausführungsform wird für den Fall erläutert, bei dem das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 die in 4 gezeigte optische Transmissions-Charakteristik aufweist. Wenn die zentrale Wellenlänge der zweiten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000b gleich 450 nm oder mehr ist, wird ein Teil des s-polarisierten Lichts in dem zweiten polarisierten Licht durch das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 transmittiert und erreicht die erste Phosphor-Schicht 16a. Wenn die zentrale Wellenlänge der ersten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000a gleich 440 nm oder weniger ist, wird ein Teil des p-polarisierten Lichts in dem ersten polarisierten Licht durch das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 reflektiert und erreicht die zweite Phosphor-Schicht 16b. Dies bedeutet, dass dann, wenn die zentralen Wellenlängen der ersten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000a und der zweiten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000b von der Nähe von 445 nm (in dem Bereich von 440 nm bis 450 nm) abweichen, in Richtung einer kürzeren Wellenseite oder einer längeren Wellenseite, ein Farbmischen auftritt. Es wird daher bevorzugt, die Wellenlängenauswahlelemente 44, 54, die nur Licht der Wellenlänge in der Nähe von 445 nm transmittieren, zwischen den Lichtquellen 10a, 10b und dem Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 zu platzieren.
Im Folgenden werden die Wellenlängenauswahlelemente 44 und 54 beschrieben. Das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 weist unterschiedliche optische Transmissions-Charakteristika für p-polarisiertes Licht und s-polarisiertes Licht auf. Wenn Licht in das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 bei einem Einfallswinkel von 45 Grad eintritt, zeigen daher die optische Transmissions-Charakteristik von p-polarisiertem Licht und die optische Transmissions-Charakteristik von s-polarisiertem Licht unterschiedliche Merkmale. Wenn Licht in das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 bei einem Einfallswinkel von 0 Grad eintritt, zeigt p-polarisiertes Licht und s-polarisiertes Licht jedoch die gleiche optische Transmissions-Charakteristik. D. h., dass das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 die Eigenschaft aufweist, dessen Polarisationsauswahlfunktion zu verlieren, wenn Licht in das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 bei einem Einfallswinkle von 0 Grad eintritt. 12 ist ein Diagramm zur Darstellung von p-polarisiertem Licht und s-polarisiertem Licht.
12 ist ein Diagramm zur Darstellung einer Referenzebene einer Polarisationsachse (Polarisationsrichtung). Die Referenzebene 121 ist eine Ebene, die eine optische Achse (angezeigt durch einen nach rechts zeigenden Pfeil in 12) eines Lichtstrahls 1200 enthält, der auf ein Reflexionselement 120 einfällt, und eine optische Achse (angezeigt durch eine nach oben zeigenden Pfeil in 12) des Lichtstrahls 1200, der durch das Reflexionselement 120 reflektiert wird. Licht mit einer Polarisationsachse parallel zu der Referenzebene 121 ist p-polarisiertes Lichts; Licht mit einer Polarisationsachse orthogonal zu der Referenzebene 121 ist s-polarisiertes Licht. Wenn folglich der Lichtstrahl 1200 parallel zu einer Normalen 121N der Reflexionsoberfläche des Reflexionselements 120 einfällt (d. h., wenn der Einfallswinkel 0 Grad ist), wird keine Referenzebene definiert. Dies ist der Fall, da die optische Achse des an dem Reflexionselement 120 einfallenden Lichts und die optische Achse des durch das Reflexionselement 120 reflektierten Lichts übereinstimmen, so dass die Ebene (Referenzebene) nicht bestimmt werden kann, die die optische Achse des an dem Reflexionselement 120 einfallenden Lichts und die optische Achse des durch das Reflexionselement 120 reflektierten Lichts enthält. Wenn folglich keine Referenzebene bestimmt werden kann, zeigen die Wellenlängenauswahlelemente 44 und 54 die gleiche optische Transmissions-Charakteristik für sowohl p-polarisiertes Licht als auch s-polarisiertes Licht, wie oben beschrieben. Wenn der Einfallswinkel des Lichts kleiner als 40 Grad wird, wird mit anderen Worten die p-s-Polarisationsseparationsbreite (zum Beispiel die Breit e des Wellenlängenbands W1 und die Breite des Wellenlängenbands W2 in 4) verringert. Wenn der Einfallswinkel des Lichts größer als 45 Grad wird, wird die p-s-Separationsbreite (zum Beispiel die Breite des Wellenlängenbands W1 und die Breite des Wellenlängenbands W2 in 4) verbreitert. Es ist Vorsicht geboten, da die optischen Transmissions-Charakteristika eines dielektrischen Mehrfachschichtfilms gemäß dem Einfallswinkel des Einfalllichts variieren. Wenn zum Beispiel der Einfallswinkel des einfallenden Lichts verringert wird, werden die optischen Lichtdurchlässigkeitskurven 200p und 200s, die die optische Transmissions-Charakteristik in 4 zeigen, in Richtung der langen Wellenlängenseite verschoben (in 4 nach rechts).
Die 13(a) und 13(b) sind schematische Diagramme zur Darstellung einer Wellenlängenseparations-Charakteristik (optische Transmissions-Charakteristik) der Wellenlängenauswahlelemente 44 und 54. In den 13(a) und 13(b) zeigt die vertikale Achse eine optische Lichtdurchlässigkeit bzw. Transmittanz [%] und die horizontale Achse zeigt die Wellenlänge [nm] des Lichts. 13(a) zeigt die optische Transmissions-Charakteristik des Wellenlängenauswahlelements 44; 13(b) zeigt die optische Transmissions-Charakteristik des Wellenlängenauswahlelements 54. Das Wellenlängenauswahlelement 44 reflektiert Licht mit Wellenlängen von 450 nm oder mehr. D. h., dass das Wellenlängenauswahlelement 44 Licht an der langen Wellenlängenseite von 450 nm reflektiert. Um das Farbmischen soweit wie möglich zu reduzieren, kann eine Lichtdurchlässigkeitskurve 130a, die die optische Transmissions-Charakteristik des Wellenlängenauswahlelements 44 zeigt, in Richtung der kurzen Wellenlängenseite von 450 nm verschoben werden. Das Wellenlängenauswahlelement 54 reflektiert Licht mit Wellenlängen von 440 nm oder weniger. D. h., dass das Wellenlängenauswahlelement 54 Licht an der kurzen Wellenlängenseite von 440 nm reflektiert. Um das Farbmischen soweit wie möglich zu reduzieren, kann eine Lichtdurchlässigkeitskurve 130b, die die optische Transmissions-Charakteristik des Wellenlängenauswahlelements 54 anzeigt, in Richtung der langen Wellenlängenseite von 440 nm verschoben werden.
Das Licht, das das Wellenlängenauswahlelement 44 und das Wellenlängenauswahlelement 54 passiert, ist Licht mit zentralen Wellenlängen, die sich von 440 nm bis 450 nm erstrecken. Licht außerhalb dieses Wellenlängenbereichs wird daher reflektiert und erreicht das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 nicht. 14 ist ein schematisches Diagramm zur Darstellung der Wellenlängenseparations-Charakteristik, wenn ein einzelnes Element für die Wellenlängenauswahlelemente 44 und 54 eingesetzt wird. Die vertikale Achse in 14 gibt die optische Lichtdurchlässigkeit bzw. Transmittanz [%] an, und die horizontale Achse gibt die Wellenlänge [nm] des Lichts an. Mit der in 14 gezeigten Charakteristik wird Licht mit Wellenlängen von 440 nm oder weniger und Licht mit Wellenlängen von 450 nm oder mehr reflektiert. D. h., dass die in 14 gezeigte optische Transmissions-Charakteristik eine Charakteristik ist, die Licht in dem Wellenlängenbereich von 440 nm bis 450 nm transmittiert bzw. überträgt.
Es reicht für die Wellenlängenauswahlelemente 44, 54 aus, die in 14 gezeigte Charakteristik bereitzustellen. D. h., dass die Wellenlängenauswahlelemente 44, 54 die Eigenschaft aufweisen, Licht mit Wellenlängen in dem Bereich von 440 nm bis 450 nm zu transmittieren bzw. durch zu lassen. Aus diesem Grund können die Wellenlängenauswahlelemente in ein einzelnes Element kombiniert werden, wenn dies eine Einfallsoberfläche bereit stellt, die die optische Transmissions-Charakteristik des Wellenlängenauswahlelements 44 aufweist, sowie eine Ausgangsoberfläche mit der Charakteristik des Wellenlängenauswahlelements 54. Diese einzelne Wellenlängenauswahlelement-Konfiguration ermöglicht, dass die Lichtquellenvorrichtung 7 kompakter ist.
Es ist für die Wellenlänge des Lichts, das durch das Wellenlängenauswahlelement 44 und das Wellenlängenauswahlelement 54 hindurch tritt, ausreichend, in dem Bereich von 440 nm bis 450 nm zu sein. Die Wellenlängen-Charakteristika der Wellenlängenauswahlelemente 44, 54 für Wellenlängen, die stark von 440 nm und 450 nm abweichen, sind somit unerheblich. In 13(a) ist das Wellenlängenauswahlelement 44 zum Beispiel mit der Eigenschaft gezeigt, Licht an der langen Wellenlängenseite von 450 nm zu reflektieren (optische Lichtdurchlässigkeit bzw. Transmittanz ist 0%), sowie der Eigenschaft, Licht an der kurzen Wellenlängenseite von 450 nm durch zu lassen (optische Lichtdurchlässigkeit bzw. Transmittanz ist 100%). Das Wellenlängenauswahlelement 44 kann jedoch die Eigenschaft aufweisen, Licht mit einer Wellenlänge von 400 nm zu reflektieren, das stark von 440 nm und 450 nm abweicht.
Wenn Licht, das durch die Wellenlängenauswahlelemente 44, 54 reflektiert wird, direkt an die erste monochromatische Lichtquellengruppe 1000a und die zweite monochromatische Lichtquellengruppe 1000b zurückgegeben würde, würde dies die Lebensdauer der Lichtquellen verkürzen, die die erste monochromatische Lichtquellengruppe 1000a und die zweite monochromatische Lichtquellengruppe 1000b ausbilden. Um dies zu verhindern, kann das Lichtdiffusionselement 64 zwischen der ersten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000a und den Wellenlängenauswahlelementen 44, 54 bereit gestellt werden. Das Lichtdiffusionselement 64 kann ebenso zwischen der zweiten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000b und den Wellenlängenauswahlelementen 44, 54 bereitgestellt werden.
Das Lichtdiffusionselement 64 weist die Funktion zum Variieren eines Lichtwinkels auf. Dies ermöglicht eine Reduzierung der Lichtintensität, die direkt zu der ersten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000a und der zweiten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000b zurückkehrt. Das Lichtdiffusionselement 64 kann an jeder Position angeordnet werden, solange diese zwischen der ersten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000a und der zweiten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000b und den Wellenlängenauswahlelementen 44, 54 ist. Das Lichtdiffusionselement 64 kann zum Beispiel in der Linsengruppe 13 angeordnet werden. Wenn das Lichtdiffusionselement 64 eine geringe Lichtdiffusivität aufweist, weist dieses einen geringen Effekt an dem Polarisationsgrad des Lichts auf.
In der vierten Ausführungsform wird ein Farbmischen aufgrund von Variationen im Polarisationsgrad der monochromatischen Lichtquellengruppen 1000a, 1000b nicht berücksichtigt. Um das Farbmischen weiter zu reduzieren, ist jedoch die Konfiguration der zweiten Ausführungsform bevorzugt. Die vierte Ausführungsform kann jedoch als bevorzugt angesehen werden, angesichts der Reduzierung der Größe und der Herstellungskosten der Lichtquellenvorrichtung.
Ein Teil des roten Lichts, das von der ersten Phosphor-Schicht 16a ausgegeben wird, wird durch das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 transmittiert. Ein Teil des grünen Lichts, das von der zweiten Phosphor-Schicht 16b ausgegeben wird, wird durch das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 reflektiert. Ein Teil des Lichts, das von der ersten Phosphor-Schicht 16a und der zweiten Phosphor-Schicht 16b ausgegeben wird, wird dadurch zu den monochromatischen Lichtquellengruppen 1000a, 1000b zurückgegeben.
15 ist ein schematisches Diagramm zur Darstellung eines Beispiels einer relativen Lichtintensität mit Bezug auf eine Wellenlänge (eine Kurve 200G) des Lichts, das in der Phosphor-Schicht für die Farbe Grün angeregt wird. 15 ist auch ein Diagramm zur Darstellung eines Beispiels einer relativen Lichtintensität mit Bezug auf eine Wellenlänge (eine Kurve 200R) des Lichts, das in der Phosphor-Schicht für die Farbe Rot angeregt wird. Die vertikale Achse an der rechten Seite von 15 gibt eine relative Lichtintensität [%] an. Die vertikale Achse an der linken Seite von 15 gibt eine optische Lichtdurchlässigkeit bzw. Transmittanz [%] an. Die horizontale Achse in 15 zeigt die Wellenlänge [mn]. Eine Kurve 200p stellt die optische Transmissions-Charakteristik von p-polarisiertem Licht dar, das an dem Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 einfällt. Die Kurve 200p ist durch eine strichpunktierte Linie gezeigt. Eine Kurve 200s stellt eine optische Transmissions-Charakteristik von s-polarisiertem Licht dar, das an dem Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 einfällt. Die Kurve 200s ist durch eine gestrichelte Linie mit kürzeren Strichen gezeigt.
Die Kurve 200G ist für grünes Anregungslicht. Die Kurve 200G ist durch eine gestrichelte Linie mit langen Strichen gezeigt. Eine zentrale Wellenlänge der Kurve 200G ist 550 nm. Das grüne Anregungslicht weist eine nicht gleichmäßige Polarisationsrichtung auf. Ein Teil des Lichts der s-polarisierten Komponenten an der langen Wellenlängenseite von 575 nm wird daher durch das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 reflektiert und kehrt zu den monochromatischen Lichtquellengruppen 1000a, 1000b zurück. Die Kurve 200R repräsentiert rotes Anregungslicht. Die Kurve 200R ist durch eine strichdoppelpunktierte Linie gezeigt. Eine zentrale Wellenlänge der Kurve 200R ist 620 nm. Das rote Anregungslicht weist ebenfalls eine nicht gleichmäßige Polarisationsrichtung auf. Ein Teil des Lichts der p-polarisierten Komponenten an der kurzen Wellenlängenseite von 610 nm wird daher durch das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 transmittiert und kehrt zu den monochromatischen Lichtquellengruppen 1000a, 1000b zurück.
Es besteht die Möglichkeit, dass unabhängig von der Polarisation auf Grundlage der Wellenlängen-Charakteristik des Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelements 14 und der relativen Lichtintensitätskurve bezüglich der Wellenlänge des Anregungslichts ein Teil des Anregungslichts zu den monochromatischen Lichtquellengruppen 1000a, 1000b zurückkehren kann und die Lebensdauer der monochromatischen Lichtquellengruppen 1000a, 1000b verkürzt. Die Wellenlängenauswahlelemente 44, 54 reflektieren Licht an der langen Wellenlängenseite von 450 nm. Diese weisen somit den weiteren Effekt einer Reduzierung des Zurückgebens von Licht von der ersten Phosphor-Schicht 16a und der zweiten Phosphor-Schicht 16b auf.
Die zusätzlichen Wellenlängenauswahlelemente 44 und 54 weisen ein optisches Transmissionsband auf, das sowohl das Wellenlängenband des ersten polarisierten Lichts enthält, das von der ersten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000a ausgegeben wird, als auch das Wellenlängenband des zweiten polarisierten Lichts, das von der zweiten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000b ausgegeben wird. Die Wellenlängenauswahlelemente 44 und 54 sind an dem Lichtweg von der ersten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000a und der zweiten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000b zu dem Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 angeordnet.
Erste Variation
Im Folgenden wird ein Fall erläutert, bei dem die zentrale Wellenlänge des Lichts, das von der ersten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000a emittiert wird, sich von der zentralen Wellenlänge des Lichts unterscheidet, das von der zweiten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000b emittiert wird.
Wenn das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 die in 4 gezeigte optische Transmissions-Charakteristik aufweist, ist eine zentrale Wellenlänge des Lichts, das von der ersten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000a emittiert wird, gleich 465 nm. Das von der zweiten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000b emittierte Licht ist s-polarisiertes Licht mit einer zentralen Wellenlänge von 445 nm. Das von der ersten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000a emittierte Licht wird durch das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 transmittiert und erreicht die erste Phosphor-Schicht 16a, wodurch diese angeregt wird, um rotes Licht zu erzeugen. In diesem Fall ist die Polarisationsrichtung des Lichts, das von der ersten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000a emittiert wird, ohne Bedeutung. Die zweite monochromatische Lichtquellengruppe 1000b emittiert das s-polarisierte Licht mit der zentralen Wellenlänge von 445 nm. Das Licht, das von der zweiten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000b emittiert wird, wird durch das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 reflektiert, und erreicht die zweite Phosphor-Schicht 16b, wodurch diese angeregt wird, um grünes Licht zu erzeugen.
Wenn das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 die in 6 gezeigte optische Transmissions-Charakteristik aufweist, ist das von der ersten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000a emittierte Licht ein p-polarisiertes Licht mit einer zentralen Wellenlänge von 445 nm. Eine zentrale Wellenlänge des von der zweiten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000b emittierten Lichts ist 465 nm. Das von der ersten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000a emittierte Licht wird durch das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 transmittiert bzw. durch gelassen und erreicht die erste Phosphor-Schicht 16a, wo dieses grünes Anregungslicht erzeugt. Das von der zweiten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000b emittierte Licht wird durch das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 reflektiert und erreicht die zweite Phosphor-Schicht 16b, an der dieses rotes Anregungslicht erzeugt. In diesem Fall ist die Polarisationsrichtung des von der zweiten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000b emittierten Lichts ohne Bedeutung.
Bezüglich der optischen Transmissions-Charakteristik des Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelements 14 reicht die Differenz zwischen der (Halbwerts-)Position einer 50%-igen optischen Lichtdurchlässigkeit bzw. Transmittanz des p-polarisierten Lichts an der kurzen Wellenlängenseite und der Position der 50%-igen optischen Lichtdurchlässigkeit bzw. Transmittanz des s-polarisierten Lichts an der kurzen Wellenlängenseite im Allgemeinen von ca. 10 nm bis 20 nm. Wenn folglich die Differenz zwischen der zentralen Wellenlänge der ersten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000a und der zentralen Wellenlänge der zweiten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000b 20 nm oder weniger ist, sind die monochromatischen Lichtquellen an der kurzen Wellenlängenseite in der Lage, Licht die Phosphor-Schicht erreichen zu lassen, unter Verwendung einer Polarisations-Charakteristik, wodurch die Lichteffizienz erhöht wird.
Dies ermöglicht, dass das Auftreten des Farbmischens ohne eine Berücksichtigung von Variationen in der Polarisation und Wellenlänge der monochromatischen Lichtquellengruppe und der zentralen Wellenlänge von 465 nm unterdrückt wird. Dies bedeutet, dass die Polarisationsrichtung der monochromatischen Lichtquellengruppe mit der zentralen Wellenlänge von 465 nm nicht orthogonal oder parallel zu der Polarisationsachse des Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelements 14 sein muss. Genauer gesagt ist es für eine Mehrheit der Komponenten nicht erforderlich, orthogonal oder parallel zu der Polarisationsachse zu sein. Zum Beispiel ist eine Rotationspolarisationsrichtung (Zirkular-Polarisation) erlaubt.
Die erste Variation der vierten Ausführungsform stellt eine Konfiguration der Lichtquellenvorrichtung 7 bereit, bei der Licht, das von der ersten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000a emittiert wird, p-polarisiertes Licht mit einer zentralen Wellenlänge von 445 nm emittiert wird, und eine zentrale Wellenlänge von Licht, das von der zweiten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000b emittiert wird, ist 465 nm. Diese Konfiguration kann für die erste, zweite oder dritte Ausführungsform angewendet werden. In derartigen Fällen ist es für das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 ausreichend, die in 6 gezeigte optische Transmissions-Charakteristik aufzuweisen. Dies ermöglicht, dass das Auftreten des Farbmischens unterdrückt wird, ohne die Polarisationsrichtung der zweiten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000b berücksichtigen zu müssen.
Die erste Variation der vierten Ausführungsform stellt ebenfalls eine Konfiguration der Lichtquellenvorrichtung 7 bereit, bei der eine zentrale Wellenlänge des Lichts, das von der ersten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000a emittiert wird, 465 nm ist, und das Licht, das von der zweiten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000b emittiert wird, s-polarisiertes Licht in einer zentralen Wellenlänge von 445 nm ist. Diese Art der Konfiguration ist für die erste, zweite oder dritte Ausführungsform anwendbar. In diesem Fall ist es für das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 ausreichend, die in 4 gezeigte optische Transmissions-Charakteristik aufzuweisen.
Wenn die Differenz zwischen den zentralen Wellenlängen der ersten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000a und der zweiten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000b größer als 20 nm ist, ist es möglich, nur die Funktion des Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelements 14 als ein Wellenlängenauswahlelement zu verwenden, um eine hohe Lichtverwendungseffizienz aufrecht zu erhalten, während das Auftreten des Farbmischens unterdrückt wird.
Die zentrale Wellenlänge des zweiten polarisierten Lichts unterscheidet sich von der zentralen Wellenlänge des ersten polarisierten Lichts. Bei dem ersten polarisierten Licht handelt es sich um Licht, das durch die ersten monochromatischen Lichtquellen 10a ausgegeben wird. Das zweite polarisierte Licht ist Licht, das durch die zweiten monochromatischen Lichtquellen 10b ausgegeben wird.
Das optische Transmissionsband der Wellenlängenauswahlelemente 44, 54 enthält das Wellenlängenband des ersten polarisierten Lichts, ausgegeben von der ersten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000a, und das Wellenlängenband des zweiten polarisierten Lichts, ausgegeben von der zweiten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000b. Wenn entsprechend die zentrale Wellenlänge des Lichts, emittiert von der ersten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000a, gleich 445 nm ist, und die zentrale Wellenlänge des Lichts, emittiert von der zweiten monochromatischen Lichtquellengruppe 1000b, gleich 465 nm ist, ist es für die Wellenlänge des Lichts, das durch das Wellenlängenauswahlelement 44 und das Wellenlängenauswahlelement 54 hindurch tritt, ausreichend, in dem Bereich von 440 nm bis 470 nm zu sein. Die Wellenlängenauswahlelemente 44, 54 reflektieren dadurch Licht an der langen Wellenlängenseite von 470 nm. Entsprechend weisen diese den weiteren Effekt der Unterdrückung des Zurückkehrens von Licht von der ersten Phosphor-Schicht 16a und der zweiten Phosphor-Schicht 16b auf.
Zweite Variation
16 ist ein Diagramm zur schematischen Darstellung einer Konfiguration einer Projektionsanzeigevorrichtung 9a in einer zweiten Variation der vierten Ausführungsform. Die Projektionsanzeigevorrichtung 9a gemäß der zweiten Variation unterscheidet sich von der in 1 gezeigten Projektionsanzeigevorrichtung 8 darin, dass diese dritte monochromatische Lichtquellen 47a und 47b, dritte Kollimationslinsen 48a und 48b und ein Farbseparationselement (Lichtweg-Änderungselement) 49 enthält, anstelle der dritten monochromatischen Lichtquellen 17a und 17b, der dritten Kollimationslinsen 18a und 18b und des Farbseparationselements 19. Die dritten monochromatischen Lichtquellen 47a und 47b bilden eine dritte monochromatische Lichtquellengruppe 4700 aus. Die Projektionsanzeigevorrichtung 9a in der zweiten Variation unterscheidet sich auch von der Projektionsanzeigevorrichtung 8 in 11, wobei das Farbseparationselement 19 zwischen dem Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 und der Fokussierlinse 71 angeordnet ist, darin, dass das Farbseparationselement 49 zwischen der Fokussierlinse 71 und dem Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72 angeordnet ist.
Die dritten monochromatischen Lichtquellen 47a und 47b sind derart angeordnet, um einen Lichtfluss in der negativen X-Achsenrichtung zu emittieren. Die dritten Kollimationslinsen 48a und 48b sind in der negativen X-Achsenrichtung von den dritten monochromatischen Lichtquellen 47a und 47b angeordnet. Die dritten Kollimationslinsen 48a und 48b kollimieren das von den dritten monochromatischen Lichtquellen 47a und 47b emittierte Licht. Eine Fokussierlinse 300 ist in der negativen X-Achsenrichtung von den dritten monochromatischen Lichtquellen 47a und 47b angeordnet. Die Fokussierlinse 300 fokussiert das von den dritten monochromatischen Lichtquellen 47a und 47b emittierte Licht auf die Einfallsoberfläche 72a des Lichtintensitäts-Uniformierungselements 72. Alternativ kann der Lichtfluss auf das Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72 gerichtet werden, ohne Verwendung der Fokussierlinse 300, indem die optische Achse der dritten Kollimationslinsen 48a und 48b bezüglich der optischen Achse der dritten monochromatischen Lichtquellen 47a und 47b exzentrisch gemacht werden. Das Farbseparationselement 49 ist in der negativen X-Achsenrichtung von der Fokussierlinse 300 angeordnet.
Die dritte monochromatische Lichtquellengruppe 4700 gibt Licht in einem dritten Wellenlängenband aus. Das Farbseparationselement (Lichtweg-Abänderungselement) 49 bringt den Lichtweg des Lichts in dem dritten Wellenlängenband in Übereinstimmung mit dem gemeinsamen Lichtweg, der durch den Lichtweg des Lichts in dem ersten Wellenlängenband, das durch das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 reflektiert wird, und dem Lichtweg des Lichts in dem zweiten Wellenlängenband, das durch das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 transmittiert wurde, gemeinsam verwendet wird.
Eine Lichtquellenvorrichtung 7a gemäß der zweiten Variation der vierten Ausführungsform verwendet die Fokussierlinse 71, um Licht in dem ersten Wellenlängenband, das durch das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 reflektiert wird, und Licht in dem zweiten Wellenlängenband, das durch das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 transmittiert wird, auf das Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72 zu fokussieren. Das Lichtweg-Abänderungselement 49 ist zwischen der Fokussierlinse 71 und dem Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72 angeordnet, anstelle des Farbseparationselements 19.
Lichtflüsse, die von der ersten Phosphor-Schicht 16a und der zweiten Phosphor-Schicht 16b ausgegeben werden, werden auf das Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72 durch die Fokussierlinse 71 fokussiert. Lichtflüsse, die von den dritten monochromatischen Lichtquellen 47a und 47b emittiert werden, werden über das Farbseparationselement 49 auf das Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72 fokussiert. Das Licht, das von den dritten monochromatischen Lichtquellen 47a und 47b emittiert wird, nimmt daher einen Lichtweg, der sich von dem Licht unterscheidet und unabhängig davon ist, dass von dem Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 in das Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72 eintritt. Dies ermöglicht, dass ein Raum zwischen dem Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 und der Fokussierlinse 71 reduziert wird. Die Länge in der Z-Achsenrichtung wird daher verkürzt, wodurch die Vorrichtung kompakter gemacht werden kann. Das Farbseparationselement 49 weist die Eigenschaft zum Reflektieren des Lichtflusses in dem Wellenlängenband der dritten monochromatischen Lichtquellen 47a und 47b sowie zum Transmittieren des Lichts auf, das von dem Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 in das Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72 eintritt.
Die Konfiguration der dritten monochromatischen Lichtquellen 47a und 47b, der dritten Kollimationslinsen 48a und 48b und des Farbseparationselements 49, die in der zweiten Variation gezeigt ist, kann in Ausführungsformen außer den oben beschriebenen eingesetzt werden. Die Projektionsanzeigevorrichtung 1 der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform kann die Konfiguration der dritten monochromatischen Lichtquellen 47a und 47b, der dritten Kollimationslinsen 48a und 48b und des Farbseparationselements 49 einsetzten, beschrieben in der zweiten Variation, anstelle der dritten monochromatischen Lichtquellen 17a und 17b, der dritten Kollimationslinsen 18a und 18b und des Farbseparationselements 19. Die Projektionsanzeigevorrichtung 2 in der in 7 gezeigten zweiten Ausführungsform kann die obige Konfiguration anstelle der dritten monochromatischen Lichtquellen 27a und 27b, der dritten Kollimationslinsen 28a und 28b und des Farbseparationselements 29 einsetzen. Die Projektionsanzeigevorrichtung 3 in der in 9 gezeigten dritten Ausführungsform kann die in der zweiten Variation beschriebene Konfiguration einsetzen, anstelle der dritten monochromatischen Lichtquellen 37a und 37b, der dritten Kollimationslinsen 38a und 38b und dem Farbseparationselement 39.
Die Lichtquellenvorrichtung 7a enthält die dritte monochromatische Lichtquellengruppe 4700 und das Lichtweg-Abänderungselement 49. Die dritte monochromatische Lichtquellengruppe 4700 gibt Licht in dem dritten Wellenlängenband aus. Das Lichtweg-Abänderungselement 49 bringt den Lichtweg des Lichts in dem dritten Wellenlängenband in eine Übereinstimmung mit dem gemeinsamen Lichtweg, der durch den Lichtweg des Lichts in dem ersten Wellenlängenband, das durch das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 reflektiert wurde, und den Lichtweg des Lichts in dem zweiten Wellenlängenband, das durch das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 transmittiert wurde, gemeinsam verwendet.
Die Lichtquellenvorrichtung 7a enthält die Fokussierlinse 71 zum Fokussieren des Lichts in dem ersten Wellenlängenband, das durch das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 reflektiert wird, und des Lichts in dem zweiten Wellenlängenband, das durch das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14 transmittiert wurde, auf das Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72. Das Lichtweg-Abänderungselement 49 ist zwischen der Fokussierlinse 71 und dem Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72 angeordnet.
Dritte Variation
17 ist ein Diagramm zur schematischen Darstellung einer Konfiguration einer Projektionsanzeigevorrichtung 9b in einer dritten Variation der vierten Ausführungsform. Die Projektionsanzeigevorrichtung 9b in der dritten Variation der vierten Ausführungsform verwendet eine dritte Phosphor-Schicht 56c anstelle der blauen Laserlichtquellen 17a und 17b. Die Projektionsanzeigevorrichtung 9b gemäß der dritten Variation unterscheidet sich von der in 11 gezeigten Projektionsanzeigevorrichtung 8 darin, dass diese dritte monochromatische Lichtquellen 57, dritte Kollimationslinsen 58, eine Linsengruppe 53, ein Farbseparationselement (Lichtweg-Abänderungselement) 59, eine dritte Fokussierlinsengruppe 55c und die dritte Phosphor-Schicht 56c enthält, anstelle der dritten monochromatischen Lichtquellen 17a und 17b, der dritten Kollimationslinsen 18a und 18b, und dem Farbseparationselement 19 in der in 11 gezeigten Projektionsanzeigevorrichtung 8.
Die Vielzahl der dritten monochromatischen Lichtquellen 57 bilden eine dritte monochromatische Lichtquellengruppe 5700 aus. Die dritten monochromatischen Lichtquellen 57 sind derart angeordnet, so dass Lichtflüsse in der negativen X-Achsenrichtung emittiert werden. Eine zentrale Wellenlänge der dritten monochromatischen Lichtquellen 57 ist zum Beispiel 405 nm. Die dritten Kollimationslinsen 58 sind entsprechend der dritten monochromatischen Lichtquellen 57 in der negativen X-Achsenrichtung von den dritten monochromatischen Lichtquellen 57 angeordnet. D. h., dass eine dritte Kollimationslinse 58 pro dritte monochromatische Lichtquelle 57 bereitgestellt ist. Die Vielzahl dritter Kollimationslinsen 58 bilden eine dritte Kollimationslinsengruppe 5800 aus. Die dritten Kollimationslinsen 58 wandeln die von den dritten monochromatischen Lichtquellen 57 ausgegebenen Lichtflüsse in ein kollimiertes Licht um.
Die Linsengruppe 53 ist in der negativen X-Achsenrichtung von den dritten Kollimationslinsen 58 angeordnet. Wie die Linsengruppe 13 weist die Linsengruppe 53 die Funktionen zum Reduzieren des Durchmessers sowie zum Kollimieren des Lichtflusses auf, der von der dritten monochromatischen Lichtquelle 57 emittiert wird. Die Linsengruppe 53 enthält zum Beispiel eine erste Linse und eine zweite Linse. Die Konfiguration der Linsengruppe 53 ist jedoch nicht auf das in 17 gezeigte Beispiel beschränkt. Die Linsengruppe 53 kann eine Einzellinsenkonfiguration aufweisen. Die Linsengruppe 53 kann ebenso mit drei oder mehr Linsen konfiguriert sein. Die Linsengruppen 13 und 53 können von einer Konfiguration einer Lichtquellenvorrichtung 7b weggelassen werden.
Das Farbseparationselement 59 ist in der negativen X-Achsenrichtung von der Linsengruppe 53 angeordnet. Das Licht, das nach einer Durchmesserreduzierung durch die Linsengruppe 53 kollimiert wird, wird durch das Farbseparationselement 59 transmittiert und propagiert in die negative X-Achsenrichtung. Wie in 18 gezeigt, unterscheiden sich die Charakteristika des Farbseparationselements 59 von jenen der Farbseparationselemente 19, 49, die in der vierten Ausführungsform gezeigt sind. In 18 zeigt die horizontale Achse die Wellenlänge [nm] des Lichts und die vertikale Achse zeigt eine optische Lichtdurchlässigkeit bzw. Transmittanz [%]. Eine Kurve 170s in 18, gezeigt durch eine gestrichelte Linie, stellt die optische Transmissions-Charakteristik von s-polarisiertem Licht dar. Eine Kurve 170p, gezeigt durch eine strichpunktierte Linie stellt die optische Transmissions-Charakteristik von p-polarisiertem Licht dar. Das Farbseparationselement 59 transmittiert 90% oder mehr des Lichts in dem Wellenlängenband von 400 nm bis 410 nm. Die optische Transmissions-Charakteristik des Farbseparationselements 59 für s-polarisiertes Licht startet eine Verringerung von, zum Beispiel 410 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 410 nm) und wird zu 0% bei 425 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 425 nm). Die optische Transmissions-Charakteristik für s-polarisiertes Licht startet mit einem Anstieg ab 490 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 490 nm) und wird zu 100% bei 505 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 505 nm). Die optische Transmissions-Charakteristik von p-polarisiertem Licht des Farbseparationselements 59 startet eine Verringerung ab 420 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 420 nm), und wird zu 0% bei 435 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 435 nm). Die optische Transmissions-Charakteristik für p-polarisiertes Licht startet mit einem Anstieg bei 475 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 475 nm) und wird zu 100% bei 490 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 490 nm).
Dies ermöglicht, dass das Farbseparationselement 59 nur Licht in dem blauen Wellenlängenband von 435 nm bis 475 nm reflektiert. D. h., dass Anregungslicht, das eine zentrale Wellenlänge von 405 nm aufweist, Licht in dem grünen Wellenlängenband und Licht in dem roten Wellenlängenband das Farbseparationselement 59 passieren. Licht in dem blauen Wellenlängenband wird durch das Farbseparationselement 59 reflektiert. Es ist dadurch möglich, weißes Licht aus einem Phosphor-Licht der drei Farben Rot, Grün und Blau auszubilden. Es wurde ein Beispiel gezeigt, bei dem Licht in dem Wellenlängenband von 435 nm bis 475 nm reflektiert wird, jedoch kann das Farbseparationselement 59 die Eigenschaft zum Reflektieren von Licht in, zum Beispiel dem Wellenlängenband von 450 nm bis 480 nm aufweisen.
Die dritte Fokussierlinsengruppe 55c ist in der negativen X-Achsenrichtung von dem Farbseparationselement 59 angeordnet. Die dritte Fokussierlinsengruppe 55c fokussiert, zum Beispiel in Kombination mit der Linsengruppe 53, Licht, das nach einer Durchmesserreduzierung durch die Linsengruppe 53 kollimiert wurde. Die dritte Fokussierlinsengruppe 55c enthält eine erste Fokussierlinse 55c1 und eine zweite Fokussierlinse 55c2. Die erste Fokussierlinse 55c1 ist die Linse, die am nächsten zu der dritten Phosphor-Schicht 56c ist. Die zweite Fokussierlinse 55c2 ist die Linse, die am zweit nächsten zu der dritten Phosphor-Schicht 56c ist. Die Konfiguration der dritten Fokussierlinsengruppe 55c ist jedoch nicht auf das in 17 gezeigte Beispiel beschränkt. Die dritte Fokussierlinsengruppe 55c kann mit einer einzelnen Linse konfiguriert sein. Die dritte Fokussierlinsengruppe 55c kann ebenso mit drei oder mehr Linsen konfiguriert sein.
Die dritte Phosphor-Schicht 56c ist in der negativen X-Achsenrichtung von der dritten Fokussierlinsengruppe 55c angeordnet. Das durch die dritte Fokussierlinsengruppe 55c fokussierte Licht tritt als Anregungslicht in die dritte Phosphor-Schicht 56c. Die dritte Phosphor-Schicht 56c wird durch das Licht angeregt, das durch die dritte Fokussierlinsengruppe 55c fokussiert wird, um Licht in dem dritten Wellenlängenband zu emittieren. Das Licht in dem dritten Wellenlängenband ist zum Beispiel Licht in dem blauen Wellenlängenband. Das von der dritten Phosphor-Schicht 56c ausgegebene Licht kann Licht in dem blauen Wellenlängenband mit einer zentralen Wellenlänge von 460 nm sein. Genauer gesagt, kann dieses Licht mit einer zentralen Wellenlänge in der Nähe von 460 nm sein.
Das Licht in dem dritten Wellenlängenband propagiert in der positiven X-Achsenrichtung. Nach einer Reflektion durch das Farbseparationselement 59 propagiert das Licht in dem dritten Wellenlängenband in die positive Z-Achsenrichtung. Das Licht in dem dritten Wellenlängenband, das durch das Farbseparationselement 59 reflektiert wird, propagiert auf dem gleichen Lichtweg wie der gemeinsame Lichtweg, der gemeinsam verwendet wird durch das Licht in dem ersten Wellenlängenband, reflektiert durch das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14, und dem Licht in dem zweiten Wellenlängenband, transmittiert durch das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 14. Danach wird das Licht in dem dritten Wellenlängenband durch die Fokussierlinse 71 auf das Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72 fokussiert.
Folglich ist der gesamte Lichtfluss, der das Lichtventil 74 erreicht, Licht, das in den Phosphor-Schichten angeregt wurde. Dies erzeugt den weiteren Effekt der Eliminierung des Bedarfs, Speckle aufgrund einer Laserkohärenz zu berücksichtigen.
Fünfte Ausführungsform
19 ist ein Diagramm zur schematischen Darstellung einer Konfiguration einer Projektionsanzeigevorrichtung 90 mit einer Lichtquellenvorrichtung 7c gemäß einer fünften Ausführungsform. Um die Beschreibung zu vereinfachen, zeigt 9 ein orthogonales XYZ-Koordinatensystem. Die X-Achsenrichtung ist die vertikale Richtung in 19. Die Richtung von unten nach oben in 19 ist die positive X-Achsenrichtung; die Richtung von oben nach unten ist die negative X-Achsenrichtung. Eine Linsengruppe 23, ein Farbseparationselement 62, erste Kollimationslinsen 21a, zweite Kollimationslinsen 21b, erste monochromatische Lichtquellen 20a und zweite monochromatische Lichtquellen 20b sind an der positiven X-Achsenseite eines Farbseparationselements 65 angeordnet. Die Y-Achsenrichtung ist die Richtung senkrecht zu dem Zeichnungsblatt, auf dem 19 dargestellt ist. Die positive Y-Achsenrichtung ist die Richtung von der rückwärtigen Seite (Rückseite) zu der Vorderseite des Zeichnungsblatts; die negative Y-Achsenrichtung ist die Richtung von der Vorderseite zu der rückwärtigen Seite (Rückseite) des Zeichnungsblatts. Die Z-Achsenrichtung ist die horizontale Richtung in 19. Die Richtung von links nach rechts in 19 ist die positive Z-Achsenrichtung; die Richtung von rechts nach links ist die negative Z-Achsenrichtung. Ein Farbseparationselement 69, eine Fokussierlinse 71, ein Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72, eine Relais-Linsengruppe 73, ein Bildanzeigeelement 74, eine Projektionsoptik 75 und ein Bildschirm 76 sind an der positiven Z-Achsenseite des Farbseparationselements 65 angeordnet.
Die Lichtquellenvorrichtung 7c gemäß der fünften Ausführungsform unterscheidet sich von der Lichtquellenvorrichtung 5 in der zweiten Ausführungsform darin, dass diese das Farbseparationselement 69, eine dritte Fokussierlinsengruppe 25c und eine dritte Phosphor-Schicht 26c anstelle des Farbseparationselements 29, der dritten Kollimationslinsen 28a und 28b und der dritten monochromatischen Lichtquellen 27a und 27b verwendet, das Polarisationsauswahlelement 22 mit dem Farbseparationselement 62 ersetzt, und das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 24 mit dem Farbseparationselement 65 ersetzt. Die Lichtquellenvorrichtung 7c unterscheidet sich von der Lichtquellenvorrichtung 5 darin, dass diese ferner dritte Kollimationslinsen 21c und dritte monochromatische Lichtquellen 20c enthält.
In 19 haben Komponenten, die gleich zu den in 7 (in der zweiten Ausführungsform) gezeigten Komponenten sind, die gleichen Bezugszeichen und eine Beschreibung wird nicht wiederholt. Die Komponenten, wobei es sich um die gleichen Komponenten in der zweiten Ausführungsform handelt, sind eine erste monochromatische Lichtquellengruppe 2000a, eine zweite monochromatische Lichtquellengruppe 2000b, eine erste Kollimationslinsengruppe 2100a, eine zweite Kollimationslinsengruppe 2100b, die Linsengruppe 23, eine erste Fokussierlinsengruppe 25a, eine zweite Fokussierlinsengruppe 25b, eine Phosphor-Schicht 26a, eine zweite Phosphor-Schicht 26b, die Fokussierlinse 71, das Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72, die Relais-Linsengruppe 73, das Bildanzeigeelement 74, die Projektionsoptik 75 und der Bildschirm 76. In der zweiten Ausführungsform hatten die zweiten monochromatischen Lichtquellen 20b, die zweite monochromatische Lichtquellengruppe 2000b, die zweiten Kollimationslinsen 21b, die zweite Kollimationslinsengruppe 2100b, die zweite Fokussierlinsengruppe 25b, die zweite Phosphor-Schicht 26b und die Linsengruppe 23 Charakteristika, die für grünes Licht geeignet sind, wenn das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement 24 in 4 verwendet wurde; in der fünfte Ausführungsform werden deren Charakteristika als für blaues Licht geeignet beschrieben. Wie später erläutert, unterscheidet sich die Charakteristik des Farbseparationselements 65 von der Charakteristik des Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelements 24 in 4.
Die Projektionsanzeigevorrichtung 90 gemäß der fünften Ausführungsform enthält die Lichtquellenvorrichtung 7c, das Lichtintensitäts-Uniformierungselement 72, das Bildanzeigeelement oder das Lichtventil 74 und die Projektionsoptik 75, wie in 19 gezeigt. Die Projektionsanzeigevorrichtung 90 kann darüber hinaus die Fokussierlinse 71, die Relais-Linsengruppe 73 und den Bildschirm 76 enthalten. Die Lichtquellenvorrichtung 7c gemäß der fünften Ausführungsform enthält die erste monochromatische Lichtquellengruppe 2000a, die zweite monochromatische Lichtquellengruppe 2000b, das Farbseparationselement 65, die erste Phosphor-Schicht 26a und die zweite Phosphor-Schicht 26b, wie in 19 gezeigt. Die Lichtquellengruppe 7c kann darüber hinaus eine dritte monochromatische Lichtquellengruppe 2000c, das Farbseparationselement 69, die dritte Phosphor-Schicht 26c und das Farbseparationselement 62 enthalten. Darüber hinaus kann die Lichtquellenvorrichtung 7c gemäß der fünften Ausführungsform die erste Kollimationslinsengruppe 2100a, die zweite Kollimationslinsengruppe 2100b, eine dritte Kollimationslinsengruppe 2100c, Linsengruppen 23 und 63, die erste Fokussierlinsengruppe 25a, die zweite Fokussierlinsengruppe 25b und die dritte Fokussierlinsengruppe 25c enthalten.
Die dritte Phosphor-Schicht 26c ist an der Position der dritten monochromatischen Lichtquellen 27a und 27b angeordnet. Die dritte Fokussierlinsengruppe 25c ist an der Position der dritten Kollimationslinsen 28a und 28b angeordnet.
Die Polarisation und Polarisationsrichtung des Lichts, das von den ersten monochromatischen Lichtquellen 20a emittiert wird, des Lichts, das von den zweiten monochromatischen Lichtquellen 20b emittiert wird, und des Lichts, das von den dritten monochromatischen Lichtquellen 20c emittiert wird, sind ohne Bedeutung. D. h., dass Licht, das ausgegeben wird von den ersten monochromatischen Lichtquellen 20a, das Licht, das ausgegeben wird von den zweiten monochromatischen Lichtquellen 20b, und das Licht, das ausgegeben wird von den dritten monochromatischen Lichtquellen 20c, s-polarisiertes Licht, p-polarisiertes Licht oder elliptisch polarisiertes Licht sein kann. Die ersten Lichtquellen 20a sind Anregungslichtquellen mit einer zentralen Wellenlänge von 460 nm, das für die Farbe Rot verwendet wird. Die zweiten Lichtquellen 20b sind Anregungslichtquellen mit einer zentralen Wellenlänge von 405 nm, die für die Farbe Blau verwendet werden. Die dritten Lichtquellen 20c sind Anregungslichtquellen mit einer zentralen Wellenlänge von 445 nm, die für die Farbe Grün verwendet werden. Die zentrale Wellenlänge der ersten Lichtquellen 20a kann 445 nm sein, jedoch beschreibt diese Ausführungsform den Fall von 460 nm.
Das Farbseparationselement 62 weist die Funktion zum Transmittieren des Lichts auf, das durch die ersten Lichtquellen 20a mit einer zentralen Wellenlänge von 460 nm emittiert wird. Das Farbseparationselement 62 weist ebenso die Funktion zum Reflektieren des Lichts auf, das durch die zweiten Lichtquellen 20b mit einer zentralen Wellenlänge von 405 nm emittiert wird. Das Farbseparationselement 62 weist zum Beispiel eine Charakteristik auf, die vergleichbar zu der in 4 gezeigten Charakteristik ist, bei Wellenlängen, die gleich zu 500 nm oder weniger sind. D. h., dass das Farbseparationselement 62 eine Charakteristik aufweist, so dass Licht mit einer zentralen Wellenlänge von 405 nm reflektiert wird und Licht mit einer zentralen Wellenlänge von 460 nm transmittiert bzw. durchgelassen wird, unabhängig von der Polarisationsrichtung. Dieses kann die gleiche Charakteristik wie in 4 aufweisen, jedoch wurde 500 nm oder weniger hier erwähnt, da es die Charakteristik an der kurzen Wellenlängenseite ist, die hier wichtig ist.
Das durch die ersten Lichtquellen 20a emittierte Licht wird in die negative X-Achsenrichtung ausgegeben. Das von den ersten Lichtquellen 20a emittierte Licht wird durch die ersten Kollimationslinsen 21a kollimiert. Danach wird das von den ersten Lichtquellen 20a emittierte Licht durch das Farbseparationselement 62 transmittiert und wird zu einem kollimierten Licht mit einem Lichtflussdurchmesser, der durch die Linsengruppe 23 reduziert wird. Das von den ersten Lichtquellen 20a emittierte Licht wird dann durch das Farbseparationselement 65 transmittiert. Nach der Transmission durch das Farbseparationselement 65 wird der Lichtfluss, der von den ersten Lichtquellen 20a emittiert wird, durch die erste Fokussierlinsengruppe 25a auf die erste Phosphor-Schicht 26a für die Farbe Rot fokussiert.
Das durch die zweiten Lichtquellen 20b emittierte Licht wird in der positiven Z-Achsenrichtung ausgegeben. Das von den zweiten Lichtquellen 20b emittierte Licht wird durch die zweiten Kollimationslinsen 21b kollimiert. Danach wird diese durch das Farbseparationselement 62 reflektiert, propagiert in die negative X-Achsenrichtung, und wird zu kollimiertem Licht mit einem Lichtflussdurchmesser, der durch die Linsengruppe 23 reduziert wird. Das von den zweiten Lichtquellen 20b emittierte Licht wird dann in die negative Z-Achsenrichtung durch das Farbseparationselement 65 reflektiert. Nach einer Reflektion durch das Farbseparationselement 65 wird der Lichtfluss, der von den zweiten Lichtquellen 20b emittiert wird, durch die zweite Fokussierlinsengruppe 25b auf die zweite Phosphor-Schicht 26b für die Farbe Blau fokussiert.
Das Farbseparationselement 65 weist die Eigenschaft zum Transmittieren von Licht in einem blauen Wellenlängenband und die Eigenschaft zum Reflektieren von rotem Licht auf. Da Farbseparationselement 65 zeigt zum Beispiel die gleiche optische Transmissions-Charakteristik wie in 4. Der Ausdruck „Licht in einem blauen Wellenlängenband” bezeichnet hier Licht mit einer Wellenlänge von 450 nm bis 480 nm. Der Ausdruck „Licht in einem roten Wellenlängenband” bezeichnet Licht mit einer Wellenlänge von 585 nm bis 630 nm. Der Ausdruck „Licht in einem grünen Wellenlängenband” bezeichnet Licht mit einer Wellenlänge von 500 nm bis 580 nm.
Das Licht, das von der ersten Phosphor-Schicht 26a für die Farbe Rot emittiert wird, propagiert in die positive X-Achsenrichtung, wird durch das Farbseparationselement 65 in die positive Z-Achsenrichtung reflektiert, und propagiert in Richtung des Farbseparationselements 69. Das Licht, das von der zweiten Phosphor-Schicht 26b für die Farbe Blaue emittiert wird, propagiert in die positive Z-Achsenrichtung, geht durch das Farbseparationselement 65 und propagiert in Richtung des Farbseparationselements 69. Das Licht, das von der ersten Phosphor-Schicht 26a für die Farbe Rot emittiert wird, und durch das Farbseparationselement 65 reflektiert wird, und das Licht, das von der zweiten Phosphor-Schicht 26b für die Farbe Blau emittiert wird, und durch das Farbseparationselement 65 transmittiert bzw. durchgelassen wird, propagieren auf einem gemeinsamen Lichtweg.
Das Farbseparationselement 69 transmittiert Licht in dem blauen Wellenlängenband und Licht in dem roten Wellenlängenband. Das Farbseparationselement 69 reflektiert darüber hinaus Licht in dem grünen Wellenlängenband. 20 ist ein Diagramm zur Darstellung der Wellenlängenauswahl-Charakteristik des Farbseparationselements 69. In 20 stellt die horizontale Achse eine Wellenlänge [nm] von Licht dar, und die vertikale Achse stellt eine optische Lichtdurchlässigkeit bzw. Transmittanz [%] dar. Eine Kurve 210s in 20, gezeigt durch eine gestrichelte Linie, zeigt die optische Transmissions-Charakteristik für s-polarisiertes Licht. Eine Kurve 210p, gezeigt durch eine strichpunktierte Linie zeigt die optische Transmissions-Charakteristik für p-polarisiertes Licht. Für s-polarisiertes Licht, wie zum Beispiel in 20 gezeigt, verringert sich die optische Lichtdurchlässigkeit bzw. Transmittanz von einer Wellenlänge von 465 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 465 nm) und wird zu 0% bei einer Wellenlänge von 480 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 480 nm). Die optische Transmissions-Charakteristik für s-polarisiertes Licht wird ebenso von einer Wellenlänge von 585 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 585 nm) erhöht, und wird zu 100% bei einer Wellenlänge von 600 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 600 nm). Für p-polarisiertes Licht wird die optische Lichtdurchlässigkeit bzw. Transmittanz ab einer Wellenlänge von 475 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 475 nm) verringert und wird zu 0% bei einer Wellenlänge von 490 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 490 nm). Die optische Lichtdurchlässigkeit bzw. Transmittanz für p-polarisiertes Licht beginnt ebenso ab einer Wellenlänge von 570 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 570 nm) anzusteigen und wird zu 100% bei einer Wellenlänge von 585 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 585 nm). Licht in dem roten Wellenlängenband und Licht in dem blauen Wellenlängenband gehen durch das Farbseparationselement 69 und weiter in Richtung der Fokussierlinse 71.
Ein Lichtfluss in dem grünen Wellenlängenband wird von der dritten Phosphor-Schicht 26c emittiert. Die dritte Phosphor-Schicht 26c ist an der negativen X-Achsenseite des Farbseparationselements 69 angeordnet. Die Anregungslichtquellen der dritten Phosphor-Schicht 26c sind die dritten monochromatischen Lichtquellen 20c. Die dritten monochromatischen Lichtquellen 20c sind an der positiven X-Achsenseite des Farbseparationselements 69 angeordnet. Eine zentrale Wellenlänge der dritten monochromatischen Lichtquellen 20c ist 445 nm. Die dritten monochromatischen Lichtquellen 20c geben Licht in der negativen X-Achsenrichtung aus. Das ausgegebene Licht wird durch die dritten Kollimationslinsen 21c kollimiert. Der Flussdurchmesser des kollimierten Lichtflusses wird durch eine Linsengruppe 63 reduziert.
Die Linsengruppe 63 enthält zum Beispiel eine erste Linse und eine zweite Linse. Die Konfiguration der Linsengruppe 63 ist jedoch nicht auf das in 19 gezeigte Beispiel beschränkt. Die Linsengruppe 63 kann mit einer einzelnen Linse konfiguriert sein. Die Linsengruppe 63 kann ebenso mit drei oder mehr Linsen konfiguriert sein. Die Lichtquellenvorrichtung 7c kann ohne die Linsengruppe 63 konfiguriert sein.
Das kollimierte Licht mit dem reduzierten Flussdurchmesser propagiert in Richtung des Farbseparationselements 69. Das kollimierte Licht mit dem reduzierten Flussdurchmesser wird durch das Farbseparationselement 69 transmittiert. Danach wird das kollimierte Licht mit dem reduzierten Lichtflussdurchmesser durch die dritte Fokussierlinsengruppe 25c auf die dritte Phosphor-Schicht 26c für die Farbe Grün fokussiert. Das fokussierte Licht regt die dritte Phosphor-Schicht 26c an. Die dritte Phosphor-Schicht 26c gibt grünes Licht in der positiven X-Achsenrichtung aus. Das Licht in dem grünen Wellenlängenband wird durch die dritte Fokussierlinsengruppe 25c kollimiert, durch das Farbseparationselement 69 reflektiert und propagiert dann in die positive Z-Achsenrichtung. Das Licht in dem grünen Wellenlängenband, das durch das Farbseparationselement 69 reflektiert wird, propagiert auf dem gleichen Lichtweg wie das Licht in dem roten Wellenlängenband, reflektiert durch das Farbseparationselement 65, und das Licht in dem blauen Wellenlängenband, transmittiert durch das Farbseparationselement 65. Danach propagiert das grüne Licht in Richtung der Fokussierlinse 71.
Die Konfiguration, die (an der positiven X-Achsenseite) der Fokussierlinse 71 folgt, ist die gleiche wie in 7, so dass eine Beschreibung nicht wiederholt wird. Die ersten monochromatischen Lichtquellen 20a und die zweiten monochromatischen Lichtquellen 20b können in der gleichen Art und Weise wie die Lichtquellen in der ersten Ausführungsform angeordnet sein. In diesem Fall wird das Farbseparationselement 62 mit einem Lichtreflexionselement (Licht reflektierenden Spiegel) 12 ersetzt.
Unabhängig von den Polarisationsrichtungen der Lichtquellen wird es möglich, wie oben beschrieben, Licht in einem roten Wellenlängenband, Licht in einem grünen Wellenlängenband und Licht in einem blauen Wellenlängenband aus Phosphor-Schichten zu erzeugen. Dies eliminiert den Effekt von Speckle-artigen Helligkeitsunregelmäßigkeiten, die aufgrund einer Laser-Kohärenz auftreten. Da darüber hinaus eine Zeit-Unterteilungsansteuerung (engl. time division driving) nicht erforderlich ist, kann jede Farbe ohne zeitliche Einschränkungen eingeschaltet werden. Wie in der ersten Ausführungsform können die Positionen der zweiten Phosphor-Schicht 26b für die blaue Farbe und der ersten Phosphor-Schicht 26a für die rote Farbe ausgetauscht werden. In diesem Fall weist das Farbseparationselement 65 eine Wellenlängen-Charakteristik auf, die Licht reflektiert, das von den zweiten monochromatischen Lichtquellen 20b für die Farbe Rot emittiert wird, Licht transmittiert, das von den ersten monochromatischen Lichtquellen 20a für die Farbe Blaue emittiert wird, Licht reflektiert, das von der ersten Phosphor-Schicht 26a für die Farbe Blaue emittiert wird, und Licht transmittiert, das durch die zweite Phosphor-Schicht 26b für die Farbe Rot emittiert wird. Kurzum reicht es für das Farbseparationselement 65 aus, eine Charakteristik aufzuweisen, die vergleichbar zu der Charakteristik in 18 ist.
Die fünfte Ausführungsform verwendet die ersten Lichtquellen 20a als Anregungslichtquelle für die Farbe Rot und die dritten Lichtquellen 20c als Anregungslichtquelle für die Farbe Grün. Es ist jedoch ebenfalls möglich, den ersten Lichtquellen 20a eine zentrale Wellenlänge von 445 nm zu geben und die ersten Lichtquellen 20a als Anregungslichtquelle für die Farbe Grün zu verwenden. In diesem Fall weist das Farbseparationselement 62 die Eigenschaft zum Reflektieren von Licht mit einer zentralen Wellenlänge von 405 nm und zum Transmittieren von Licht mit einer zentralen Wellenlänge von 445 nm auf. Es reicht für das Farbseparationselement 65 aus, Licht mit einer zentralen Wellenlänge von 405 nm zu reflektieren, Licht mit einer zentralen Wellenlänge von 445 nm zu transmittieren, Licht in dem blauen Wellenlängenband zu transmittieren, und Licht in dem grünen Wellenlängenband zu reflektieren. Die Farbseparationselemente 62 und 65 können zum Beispiel die in 21 gezeigte Charakteristik aufweisen.
21 ist ein Diagramm zur Darstellung der Wellenlängenauswahl-Charakteristik des Farbseparationselements. In 21 zeigt die horizontale Achse eine Wellenlänge [nm] des Lichts und die vertikale Achse zeigt die optische Lichtdurchlässigkeit bzw. Transmittanz [%]. Eine Kurve 220s, die durch eine gestrichelte Linie gezeigt ist, zeigt die optische Transmissions-Charakteristik für s-polarisiertes Licht. Eine Kurve 220p, die durch eine strichpunktierte Linie gezeigt ist, stellt die optische Transmissions-Charakteristik für p-polarisiertes Licht dar. Für s-polarisiertes Licht wächst die optische Lichtdurchlässigkeit bzw. Transmittanz von einer Wellenlängen von 425 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 425 nm) an, und wird bei einer Wellenlänge von 440 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 440 nm) zu 100%. Die optische Transmissions-Charakteristik für s-polarisiertes Licht beginnt darüber hinaus einen Abfall von einer Wellenlänge von 470 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 470 nm) und wird zu 0% bei einer Wellenlänge von 485 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 485 nm). Für p-polarisiertes Licht wächst die optische Lichtdurchlässigkeit bzw. Transmittanz von einer Wellenlänge von 415 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 415 nm) an, und wird bei einer Wellenlänge von 430 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 430 nm) zu 100%. Die optische Transmissions-Charakteristik für p-polarisiertes Licht beginnt ebenso mit einer Verringerung von einer Wellenlänge von 485 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 485 nm) und wird zu 0% bei einer Wellenlänge von 500 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 500 nm). D. h., dass dieses Licht mit einer zentralen Wellenlänge von 405 nm reflektiert, Licht mit einer zentralen Wellenlänge von 445 nm transmittiert, Licht in dem blauen Wellenlängenband (450 nm bis 480 nm) transmittiert und Licht in dem grünen Wellenlängenband (500 nm bis 580 nm) reflektiert.
Die erste Phosphor-Schicht 26a emittiert grünes Licht und die dritte Phosphor-Schicht 26c emittiert rotes Licht. Da folglich die dritten Lichtquellen 20c zur Anregungslichtquelle für die Farbe Rot wird, ist es notwendig, die Charakteristik des Farbseparationselements 69 zu berücksichtigen. In diesem Fall ist die zentrale Wellenlänge der dritten Lichtquellen 20c 445 nm oder 460 nm. Das Farbseparationselement 69 muss eine Charakteristik aufweisen, so dass Licht in dem roten Wellenlängenband reflektiert wird, und Licht in den blauen und grünen Wellenlängenbändern transmittiert bzw. durchgelassen wird. Das Farbseparationselement 69 kann entsprechend die in 22 gezeigte Charakteristik aufweisen.
22 ist ein Diagramm zur Darstellung der Wellenlängenauswahl-Charakteristik des Farbseparationselements. In 22 stellt die horizontale Achse eine Wellenlänge [nm] von Licht dar, und die vertikale Achse stellt eine optische Lichtdurchlässigkeit bzw. Transmittanz [%] dar. Eine Kurve 230s, gezeigt durch eine gestrichelte Linie, stellt die optische Transmissions-Charakteristik für s-polarisiertes Licht dar. Eine Kurve 230p, gezeigt durch eine strichpunktierte Linie, stellt die optische Transmissions-Charakteristik für p-polarisiertes Licht dar. Die optische Transmissions-Charakteristik für s-polarisiertes Licht beginnt mit einer Verringerung von einer Wellenlänge von 570 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 570 nm) und wird zu 0% bei einer Wellenlänge von 585 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 585 nm). Die optische Transmissions-Charakteristik für p-polarisiertes Licht beginnt eine Verringerung von einer Wellenlänge von 585 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 585 nm) und wird zu 0% bei einer Wellenlänge von 600 nm (genauer gesagt, in der Nähe von 600 nm). Dies ermöglicht, dass das Farbseparationselement 69 nur Licht in dem roten Wellenlängenband reflektiert.
Der Unterschied zwischen der zentralen Wellenlänge von 405 nm der Anregungslichtquellen 20b für die Farbe Blau und der zentralen Wellenlänge von 445 nm der Anregungslichtquellen 20a für die Farbe Grün ist daher 40 nm. Folglich ist es möglich, Licht von den Anregungslichtquellen 20b für die Farbe Blau für Licht von den Anregungslichtquellen 20a für die Farbe Grün unter Verwendung des Farbseparationselements 65 zu separieren, selbst ohne eine Berücksichtigung des Unterschieds zwischen der optischen Transmissions-Charakteristik des s-polarisierten Lichts und der optischen Transmissions-Charakteristik des p-polarisierten Lichts. Um Polarisationseffekte abzuschwächen, ist der Unterschied in der zentralen Wellenlänge zwischen den Anregungslichtquellen hier bevorzugt zumindest 30 nm oder mehr.
Die Lichtquellenvorrichtung 7c enthält die erste monochromatische Lichtquellengruppe 2000a, die zweite monochromatische Lichtquellengruppe 2000b, das Wellenlängenauswahlelement 65, die erste Phosphor-Schicht 26a und die zweite Phosphor-Schicht 26b. Die erste monochromatische Lichtquellengruppe 2000a gibt ein erstes Licht aus. Die zweite monochromatische Lichtquellengruppe 2000b gibt ein zweites Licht mit einer unterschiedlichen zentralen Wellenlänge von dem ersten Licht aus. Die erste Phosphor-Schicht 26a wird angeregt und emittiert dadurch Licht in einem ersten Wellenlängenband. Die zweite Phosphor-Schicht 26b wird angeregt und emittiert dadurch Licht in einem zweiten Wellenlängenband. Das Wellenlängenauswahlelement 65 transmittiert das erste Licht, wodurch das erste Licht auf die erste Phosphor-Schicht 26a gerichtet wird. Das Wellenlängenauswahlelement 65 reflektiert das zweite Licht, wodurch das zweite Licht auf die zweite Phosphor-Schicht 26b gerichtet wird. Das Wellenlängenauswahlelement 65 reflektiert das Licht in dem ersten Wellenlängenband, das von der ersten Phosphor-Schicht 26a emittiert wird. Das Wellenlängenauswahlelement 65 transmittiert das Licht in dem zweiten Wellenlängenband, das von der zweiten Phosphor-Schicht 26b emittiert wird. Das Wellenlängenauswahlelement 65 bewirkt, dass das reflektierte Licht in dem ersten Wellenlängenband und das transmittierte Licht in dem zweiten Wellenlängenband auf einem gemeinsam verwendeten Lichtweg propagiert. Die erste Phosphor-Schicht 26a oder die zweite Phosphor-Schicht 26b ist eine Phosphor-Schicht, die blaues Licht emittiert. Ein „Wellenlängenauswahlelement” ist ein „Farbseparationselement”.
Der Fall der linearen Polarisation der ersten monochromatischen Lichtquellen 10a, 20a, 30a und der zweiten monochromatischen Lichtquellen 10b, 20b, 30b wurde in der ersten, zweiten, dritten und vierten Ausführungsform beschrieben. Der gleiche Effekt kann jedoch ebenso mit einer elliptischen Polarisation erhalten werden, bei der Komponenten, die orthogonal oder parallel zu der Polarisationsachse sind, in der Mehrheit sind. „Die Mehrheit” bezeichnet hier, zum Beispiel, 80% oder mehr.
Obwohl oben stehende Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurden, ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt.
Liste der Bezugszeichen

1, 2, 3, 8, 9, 90 Projektionsanzeigevorrichtung; 4, 5, 6, 7, 7a, 7b, 7c Lichtquellenvorrichtung; 10a, 20a, 30a erste monochromatische Lichtquelle; 1000a, 2000a, 3000a erste monochromatische Lichtquellengruppe; 10b, 20b, 30b zweite monochromatische Lichtquelle; 1000b, 2000b, 3000b zweite monochromatische Lichtquellengruppe; 11a, 21a, 31a erste Kollimationslinse; 1100a, 2100a, 3100a erste Kollimationslinsengruppe; 11b, 21b, 31b zweite Kollimationslinse; 1100b, 2100b, 3100b zweite Kollimationslinsengruppe; 2100c, 5800 dritte Kollimationslinsengruppe; 12, 32 Lichtreflexionselement; 22 Polarisationsauswahlelement; 13, 23, 33, 53, 63 Linsengruppe; 14, 24, 34 Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement; 15a, 25a, 35a erste Fokussierlinsengruppe; 15b, 25b, 35b zweite Fokussierlinsengruppe; 25c, 55c dritte Fokussierlinsengruppe; 16a, 26a, 36a erste Phosphor-Schicht; 16b, 26b, 36b zweite Phosphor-Schicht; 26c, 56c dritte Phosphor-Schicht; 17a, 17b, 27a, 27b, 37a, 37b, 47a, 47b, 20c, 57 dritte monochromatische Lichtquelle; 1700, 2000c, 2700, 3700, 4700, 5700 dritte monochromatische Lichtquellengruppe; 18a, 18b, 28a, 28b, 38a, 38b, 48a, 48b, 21c, 58 dritte Kollimationslinse; 19, 29, 39, 49, 59, 62, 65, 69 Farbseparationselement (Lichtweg-Abänderungselement); 44, 54 Wellenlängenauswahlelement; 64 Lichtdiffusionselement; 71 Fokussierlinse; 72 Lichtintensitäts-Uniformierungselement; 72a Einfallsoberfläche; 72b Ausgangsoberfläche; 72aV vertikale Dimension der Einfallsoberfläche; 72aH horizontale Dimension der Einfallsoberfläche; 73 Relais-Linsengruppe; 74 Lichtventil (Bildanzeigeelement); 75 Projektionsoptik; 76 Bildschirm; 80 Linsenanordnungsgruppe; 80a erste Linsenanordnung; 80b zweite Linsenanordnung; 81 Linse; 80a1, 80b1 Linsenzelle; 130a, 130b, 140, 170a, 170p, 170s, 200, 200p, 200s, 201p, 201s, 210p, 210s, 220p, 220a, 220s, 230p, 230s, 400a, 400p, 400s, 200R, 200G Kurve; 1200 Lichtstrahl; 120 Reflexionselement; 300 Fokussierlinse; W1, W2, W3, W4, W5 Wellenlängenband; V vertikale Dimension; H horizontale Dimension.

Claims

Lichtquellenvorrichtung, umfassend: eine erste monochromatische Lichtquellengruppe zum Ausgeben ersten polarisierten Lichts mit einer festen Polarisierungsrichtung; eine zweite monochromatische Lichtquellengruppe zum Ausgebe zweiten polarisierten Lichts mit einer festen Polarisierungsrichtung; ein Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement; eine erste Phosphor-Schicht zum Emittieren von Licht in einem ersten Wellenlängenband bei Anregung; und eine zweite Phosphor-Schicht zum Emittieren von Licht in einem zweiten Wellenlängenband bei Anregung; wobei das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement das erste polarisierte Licht durch Transmittieren des ersten polarisierten Lichts auf die erste Phosphor-Schicht richtet und das zweite polarisierte Licht durch Reflektieren des zweiten polarisierten Lichts auf die zweite Phosphor-Schicht richtet, und das Licht in dem ersten Wellenlängenband, emittiert von der ersten Phosphor-Schicht, reflektiert und das Licht in dem zweiten Wellenlängenband, emittiert von der zweiten Phosphor-Schicht, transmittiert.
Lichtquellenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das zweite polarisierte Licht eine Polarisationsrichtung aufweist, die sich von einer Polarisationsrichtung des ersten polarisierten Lichts um 90 Grad unterscheidet.
Lichtquellenvorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine zentrale Wellenlänge des zweiten polarisierten Lichts sich von einer zentralen Wellenlänge des ersten polarisierten Lichts unterscheidet.
Lichtquellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner mit einem Polarisationsauswahlelement zum Richten einer Propagationsrichtung des ersten polarisierten Lichts und einer Propagationsrichtung des zweiten polarisierten Lichts in Richtung des Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelements durch Transmittieren von einem und Reflektieren des anderen des ersten polarisierten Lichts und des zweiten polarisierten Lichts.
Lichtquellenvorrichtung nach Anspruch 4, wobei eine optische Transmissions-Charakteristik des Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelements, die Variationen in der optischen Transmittanz anzeigt, bezüglich einer Wellenlängen und optischen Transmissions-Charakteristik des Polarisationsauswahlelements, die Variationen in der optischen Transmittanz bezüglich einer Wellenlänge anzeigt, gleich zueinander sind.
Lichtquellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner mit einem Wellenlängenauswahlelement, das ein optisches Transmissionsband aufweist, das sowohl ein Wellenlängenband des ersten polarisierten Lichts, ausgegeben von der ersten monochromatischen Lichtquellengruppe, als auch ein Wellenlängenband des zweiten polarisierten Lichts, ausgegeben von der zweiten monochromatischen Lichtquellengruppe, enthält, wobei das Wellenlängenauswahlelement an einem Lichtweg von der ersten monochromatischen Lichtquellengruppe und der zweiten monochromatischen Lichtquellengruppe zu dem Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement angeordnet ist.
Lichtquellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner mit: einem ersten Fokussierelement, angeordnet an einem Lichtweg des ersten polarisierten Lichts zwischen dem Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement und der ersten Phosphor-Schicht; und einem zweiten Fokussierelement, angeordnet an einem Lichtweg des zweiten polarisierten Lichts zwischen dem Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement und der zweiten Phosphor-Schicht.
Lichtquellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner mit einer Linsenanordnungsgruppe, die eine erste Linsenanordnung mit einer Vielzahl von Linsenzellen enthält, die in einer Anordnung ausgerichtet sind, und einer zweiten Linsenanordnung mit einer Vielzahl von Linsenzellen, die in einer Anordnung ausgerichtet sind, wobei die erste Linsenanordnung und die zweite Linsenanordnung gegenüber voneinander angeordnet sind, wobei die erste Linsenanordnung von einem gemeinsamen Lichtweg ist, der gemeinsam verwendet wird durch einen Lichtweg des ersten polarisierten Lichts zwischen der ersten monochromatischen Lichtquellengruppe und dem Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement und einem Lichtweg des zweiten polarisierten Lichts zwischen der zweiten monochromatischen Lichtquellengruppe und dem Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement, und wobei eine Einfallsoberfläche der ersten Linsenanordnung in einer konjugierten Beziehung mit der ersten Phosphor-Schicht und der zweiten Phosphor-Schicht ist.
Lichtquellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner mit: einer ersten monochromatischen Lichtquelle zum Ausgeben von Licht in einem dritten Wellenlängenband; und ein Lichtweg-Abänderungselement, um einen Lichtweg des Lichts in dem dritten Wellenlängenband identisch mit einem gemeinsamen Lichtweg zu machen, der gemeinsam verwendet wird durch einen Lichtweg des Lichts in dem ersten Wellenlängenband, reflektiert durch das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement, und einem Lichtweg des Lichts in dem zweiten Wellenlängenband, das durch das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement transmittiert wird.
Lichtquellenvorrichtung nach Anspruch 9, ferner mit einer Fokussierlinse zum Fokussieren des Lichts in dem ersten Wellenlängenband, reflektiert durch das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement, und des Lichts in dem zweiten Wellenlängenband, transmittiert durch das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement, auf ein optisches Intensitäts-Uniformierungselement, wobei das Lichtweg-Abänderungselement zwischen der Fokussierlinse und dem optischen Intensitäts-Uniformierungselement angeordnet ist.
Lichtquellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei: das erste polarisierte Licht p-polarisiertes Licht ist, bei Einfall auf das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement; und das zweite polarisierte Licht s-polarisiertes Licht ist, bei Einfall auf das Polarisationsauswahl- und Wellenlängenauswahlelement.
Lichtquellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei: das erste polarisierte Licht blaues Laserlicht ist; und das zweite polarisierte Licht blaues Laserlicht ist.
Lichtquellenvorrichtung, umfassend: eine erste monochromatische Lichtquellengruppe zum Ausgeben ersten Lichts; eine zweite monochromatische Lichtquellengruppe zum Ausgeben zweiten Lichts mit einer zentralen Wellenlänge, die sich von dem ersten Licht unterscheidet; ein Wellenlängenauswahlelement; eine erste Phosphor-Schicht zum Emittieren von Licht in einem ersten Wellenlängenband, bei Anregung; und eine zweite Phosphor-Schicht zum Emittieren von Licht in einem zweiten Wellenlängenband, bei Anregung; wobei das Wellenlängenauswahlelement das erste Licht durch Transmittieren des ersten Lichts auf die erste Phosphor-Schicht richtet, und das zweite Licht durch Reflektieren des zweiten Lichts auf die zweite Phosphor-Schicht richtet, und das Licht in dem ersten Wellenlängenband, emittiert von der ersten Phosphor-Schicht, reflektiert, und das Licht in dem zweiten Wellenlängenband, emittiert von der zweiten Phosphor-Schicht, transmittiert, das reflektierte Licht in dem ersten Wellenlängenband und das transmittierte Licht in dem zweiten Wellenlängenband einen gemeinsamen Lichtweg aufweisen, und eine von der ersten Phosphor-Schicht und der zweiten Phosphor-Schicht eine Phosphor-Schicht ist, die blaues Licht emittiert.