JP2011175000A - Projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示画像を投写光学系により拡大投影し、大画面の表示画像を得るプロジェクタに関するものであり、特に、輝度が改良された、時分割型の分光装置のフィルタ素子としてカラーホイールを用いたプロジェクタに関するものである。 The present invention relates to a projector that obtains a large-screen display image by enlarging and projecting a display image using a projection optical system, and particularly uses a color wheel as a filter element of a time-division type spectroscopic device with improved luminance. This is related to the projector.
ホームシアター、プレゼンテーション等で使用される、表示画像を投写光学系により拡大投影し、大画面の表示画像を得るプロジェクタ（投射型画像表示装置）が商品化されている。このようなプロジェクタには、光源から出射された光を照明光として、デジタルマイクロミラーデバイス、液晶表示素子等の空間光変調器を使用する電気光学装置を介してスクリーンに画像を表示するものがある。上記プロジェクタには、光源として、高圧水銀ランプやキセノンランプを用いたものもあるが、それらは水銀の含有や、発熱量の問題から好ましくない。そのため近年では、発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザを使用したプロジェクタが考案されている。 Projectors (projection-type image display devices) that are used in home theaters, presentations, and the like to enlarge and project a display image using a projection optical system and obtain a large-screen display image have been commercialized. Some projectors display an image on a screen via an electro-optical device using a spatial light modulator such as a digital micromirror device or a liquid crystal display element using light emitted from a light source as illumination light. . Some projectors use a high-pressure mercury lamp or a xenon lamp as a light source, but they are not preferable because of mercury content and heat generation. Therefore, in recent years, projectors using light emitting diodes (LEDs) and lasers have been devised.
例えば、ＬＥＤとレーザを使用するものとして、米国で開催された家電製品のトレードショーであるInternational CES（Consumer Electronics Show）（２０１０年）で展示発表されたカシオ計算機株式会社のプロジェクタがある。ここでは、赤色光源としてＬＥＤ，青色光源として青色レーザ、緑色光源として青色レーザの位相と波長を変換したものを利用している（以下、この種のプロジェクタを「ハイブリッド型」という。）。 For example, there is a projector of Casio Computer Co., Ltd. exhibited at the International CES (Consumer Electronics Show) (2010), which is a consumer electronics trade show held in the United States, using LEDs and lasers. Here, an LED is used as a red light source, a blue laser is used as a blue light source, and a phase and wavelength of a blue laser are converted as a green light source (hereinafter, this type of projector is referred to as a “hybrid type”).
上記ハイブリッド型プロジェクタの色合成の方式について、その模式図を図１３に示す。図１３において、プロジェクタ１００は、青色光源１、赤色光源２、カラーホイール５、ダイクロイックミラー３，８、レンズ４，９、ミラー６，７、空間光変調器としてのデジタルマイクロミラーデバイス１０、投影光学系１１、スクリーン１２を備えている。青色光源１から出射される青色光（Ｂ）は、青色光を透過するダイクロイックミラー３、レンズ４を通過し、カラーホイール５に照射される。カラーホイール５は本体が金属製円盤であって、その円周方向の一部に緑色光（Ｇ）を発する蛍光体（以下、「緑蛍光体」という）が形成されている。青色光は、緑蛍光体が設けられていない部分（カラーホイール本体の円周方向の切り欠き部分）を通過し、ダイクロイックミラー８を透過し、レンズ９により集光されてデジタルマイクロミラーデバイス１０に達する。 FIG. 13 shows a schematic diagram of the color composition method of the hybrid projector. In FIG. 13, a projector 100 includes a blue light source 1, a red light source 2, a color wheel 5, dichroic mirrors 3 and 8, lenses 4 and 9, mirrors 6 and 7, a digital micromirror device 10 as a spatial light modulator, and projection optics. A system 11 and a screen 12 are provided. The blue light (B) emitted from the blue light source 1 passes through the dichroic mirror 3 and the lens 4 that transmit the blue light, and is applied to the color wheel 5. The main body of the color wheel 5 is a metal disk, and a phosphor that emits green light (G) (hereinafter referred to as “green phosphor”) is formed in a part of the circumferential direction of the color wheel 5. The blue light passes through a portion where the green phosphor is not provided (circumferential cutout portion of the color wheel main body), passes through the dichroic mirror 8, is collected by the lens 9, and is collected on the digital micromirror device 10. Reach.
カラーホイール５から反射された一部の青色光は、青色光源１側に戻る。そして、青色光が上記緑蛍光体に照射されると緑色光が発光され、この緑色光は、レンズ４を通って緑色光を反射するダイクロイックミラー３により反射され、さらにミラー６，７と、ダイクロイックミラー８で反射され、レンズ９により集光されてデジタルマイクロミラーデバイス１０に達する。 Part of the blue light reflected from the color wheel 5 returns to the blue light source 1 side. When blue light is irradiated onto the green phosphor, green light is emitted. This green light is reflected by the dichroic mirror 3 that reflects the green light through the lens 4, and is further reflected by the mirrors 6 and 7 and the dichroic. The light is reflected by the mirror 8, collected by the lens 9, and reaches the digital micromirror device 10.
また、赤色光源２からの赤色光（Ｒ）は、ダイクロイックミラー３を通過し、ミラー６，７に反射されてダイクロイックミラー８に反射され、レンズ９により集光されてデジタルマイクロミラーデバイス１０に達する。
デジタルマイクロミラーデバイス１０に入射する青色光（Ｂ）、緑色光（Ｇ）、赤色光（Ｒ）の３原色は、入射光の切り替えを同期させて、それぞれの色の画像として時系列的に処理され、投影光学系１１を介して、スクリーン１２に画像が投写される。
The red light (R) from the red light source 2 passes through the dichroic mirror 3, is reflected by the mirrors 6 and 7, is reflected by the dichroic mirror 8, is collected by the lens 9, and reaches the digital micromirror device 10. .
The three primary colors of blue light (B), green light (G), and red light (R) incident on the digital micromirror device 10 are processed in time series as images of the respective colors by synchronizing the switching of the incident light. Then, an image is projected onto the screen 12 via the projection optical system 11.
ところで、上記ハイブリッド型のようなプロジェクタでは、青色光は金属製のカラーホイールの切り欠き部を透過するとともに、青色光がカラーホイールに形成された緑色蛍光体に入射し、緑色光を出射する。しかし、カラーホイール本体から青色光源側への青色光の反射もあり、青色光が有効に利用されていない。 By the way, in a projector such as the hybrid type, blue light passes through a notch portion of a metal color wheel, and the blue light is incident on a green phosphor formed on the color wheel and emits green light. However, there is also reflection of blue light from the color wheel body toward the blue light source, and blue light is not effectively used.
また、このようなプロジェクタにおいては、より明るく、きれいな投写画像が望まれるが、そのためには、輝度を高める必要がある。輝度を高めるものとして、従来、青色光源から光の３原色を得て、白色光とするものがある（特許文献１，２）。上記特許文献１では、白色光を得るための光源の構成に特徴があり、また、特許文献２の投射型表示装置は、紫外発光素子からなる面状光源と、該面状光源から射出された紫外光を所定色の蛍光に変換して射出する蛍光体層が備えられた面状蛍光体と、該面状蛍光体から射出された光を与えられた画像信号に基づき変調する光変調手段と、該光変調手段により変調された光を投射する投射光学手段とを備えたことを特徴とし、前記面状蛍光体からの射出光が白色光である。この白色光は、複数の色光を出射するカラーフィルタから構成されている。
しかし、これらのものは、白色光を得るのに構成が複雑である。
In such a projector, a brighter and clearer projected image is desired. For this purpose, it is necessary to increase the luminance. In order to increase the luminance, conventionally, there is one that obtains three primary colors of light from a blue light source to obtain white light (Patent Documents 1 and 2). In the said patent document 1, it has the characteristics in the structure of the light source for obtaining white light, and the projection type display apparatus of patent document 2 was inject | emitted from the planar light source which consists of an ultraviolet light emitting element, and this planar light source. A planar phosphor provided with a phosphor layer that converts ultraviolet light into fluorescence of a predetermined color and emits the light; and a light modulation unit that modulates light emitted from the planar phosphor based on a given image signal; And projection optical means for projecting light modulated by the light modulating means, and the light emitted from the planar phosphor is white light. The white light is composed of a color filter that emits a plurality of color lights.
However, these have a complicated structure for obtaining white light.
本発明は、上記のような問題に鑑みなされたものであって、従来のプロジェクタにおいて、より青色光を有効利用し、白色光を容易に得られるようにしたプロジェクタを提供するものである。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a projector that can effectively use blue light and easily obtain white light in a conventional projector.
上記課題を達成するために、請求項１に記載のプロジェクタは、光源と、カラーホイールと、集光レンズと、空間光変調器と、投写光学系とを少なくとも備えるプロジェクタであって、前記光源は、赤色光源及び青色光源を含み、前記カラーホイールは、緑色光発生部、青色光発生部、並びに青色光及び緑色光発生部が形成された光透過性材料の円盤を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a projector according to claim 1 is a projector including at least a light source, a color wheel, a condenser lens, a spatial light modulator, and a projection optical system. The color wheel includes a green light generating part, a blue light generating part, and a disk of light transmissive material on which the blue light and the green light generating part are formed.
また、請求項２の発明は、請求項１に記載のプロジェクタにおいて、前記カラーホイールにおいて、前記青色光発生部には、青色光を透過する反射防止層、前記緑色光発生部には、緑色光を発光する蛍光体層、フィルタ及び反射防止層、前記青色光及び緑色発生部には、青色光に対する緑色光の強度比が１５〜２０％となるように緑色光を発光する蛍光体層、フィルタ及び反射防止層が、それぞれ形成されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the invention, in the projector according to the first aspect, in the color wheel, the blue light generation unit includes an antireflection layer that transmits blue light, and the green light generation unit includes green light. Phosphor layer, filter and antireflection layer, and phosphor layer and filter emitting green light so that the blue light and green light generating portion has an intensity ratio of green light to blue light of 15 to 20% And an antireflection layer, respectively.
また、請求項３に記載のプロジェクタは、 光源と、カラーホイールと、集光レンズと、空間光変調器と、投写光学系とを少なくとも備えるプロジェクタであって、前記光源は、青色光源であり、前記カラーホイールは、緑色光発生部、青色光発生部、赤色光発生部、並びに青色光、赤色光及び緑色光の３原色発生部が形成された光透過性材料の円盤を備えることを特徴とする。 The projector according to claim 3 is a projector including at least a light source, a color wheel, a condenser lens, a spatial light modulator, and a projection optical system, and the light source is a blue light source, The color wheel includes a disk of a light transmissive material on which a green light generation unit, a blue light generation unit, a red light generation unit, and three primary color generation units of blue light, red light, and green light are formed. To do.
また、請求項４の発明は、請求項３に記載のプロジェクタにおいて、前記カラーホイールにおいて、前記青色光発生部には、青色光を透過する反射防止層、前記緑色光発生部には、緑色光を発光する蛍光体層、フィルタ及び反射防止層、前記赤色光発生部には、赤色光を発光する蛍光体層、フィルタ及び反射防止層、前記青色光、赤色光及び緑色光の３原色発生部には、青色光に対する緑色光、赤色光の強度比がそれぞれ１５〜２０％となるように緑色光及び赤色光を発光する蛍光体層、フィルタ及び反射防止層が、それぞれ形成されていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the projector according to the third aspect, in the color wheel, the blue light generation unit includes an antireflection layer that transmits blue light, and the green light generation unit includes green light. The phosphor layer for emitting light, the filter and the antireflection layer, and the red light generation portion include the phosphor layer for emitting red light, the filter and the antireflection layer, and the three primary color generation portions for the blue light, red light and green light. The phosphor layer, the filter, and the antireflection layer that emit green light and red light are respectively formed so that the intensity ratio of green light and red light to blue light is 15 to 20%, respectively. Features.
本願請求項１に係る発明は、青色光及び緑色光がカラーホイールを透過するタイプである。従来のハイブリッド型プロジェクタでは、緑蛍光体に照射される青色光は、緑蛍光体界面からの反射と、下地のカラーホイール本体から反射により、反射光が多くなるのに対し、本発明では、青色光及び緑色光がカラーホイールから反射するが、反射光を再利用してすべて透過する。そして、青色光を有効利用できるとともに、白色光を容易に得られるので、投写画像の輝度を増加させることができる。
本願請求項２に係る発明は、前記青色光及び緑色発生部は、青色光の光強度に対し、赤色光と緑色光の強度を１５％〜２０％とすることにより、青色光を有効利用できるとともに、白色光を容易に得られるので、投写画像の輝度を増加させることができる。
本願請求項３に係る発明は、光源が青色光源のみで、３原色と白色光が得られ、本願請求項１と同様な効果を得られる。
また、本願請求項４に係る発明は、前記青色光、赤色光及び緑色光の３原色発生部が、青色光に対する緑色光、赤色光の強度比がそれぞれ１５〜２０％となるように緑色光及び赤色光を発光することにより、青色光を有効利用できるとともに、白色光を容易に得られ、本願請求項１と同様な効果を得られる。
The invention according to claim 1 of the present application is a type in which blue light and green light pass through a color wheel. In the conventional hybrid projector, the blue light irradiated to the green phosphor increases in reflected light due to reflection from the green phosphor interface and reflection from the underlying color wheel body. Light and green light are reflected from the color wheel, but all of the reflected light is reused and transmitted. And while being able to use blue light effectively and white light can be obtained easily, the brightness | luminance of a projection image can be increased.
In the invention according to claim 2 of the present application, the blue light and the green light generating part can effectively use the blue light by setting the intensity of the red light and the green light to 15% to 20% with respect to the light intensity of the blue light. At the same time, since white light can be easily obtained, the brightness of the projected image can be increased.
In the invention according to claim 3 of the present application, the light source is only a blue light source, and three primary colors and white light are obtained, and the same effect as in claim 1 of the present application can be obtained.
In the invention according to claim 4 of the present application, the three primary color generation parts of blue light, red light, and green light are green light so that the intensity ratio of green light and red light to blue light is 15 to 20%, respectively. By emitting red light and blue light, it is possible to effectively use blue light and easily obtain white light, and the same effect as in claim 1 of the present application can be obtained.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１、図２により、本発明の第１の実施形態に係るプロジェクタを説明する。
カラーホイールの回転制御や、カラーホイールを通過後の光の制御については、周知の技術であるので、ここでは述べない。
図１において、青色光源２１は、レーザ光源、発光ダイオード等からなる。青色光源２１から出射される青色光は、集光レンズ２３を通過した後、インテグレータロッド２４に入射する。インテグレータロッド２４は、その内部で光の反射を繰り返す公知のものでよい。インテグレータロッド２４を通過した光は、カラーホイール２５に入射する。カラーホイール２５は、本体が光透過性の物質（光学ガラス、合成樹脂等）からなる円盤であり、図示されないモータにより高速で回転する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
A projector according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The rotation control of the color wheel and the control of the light after passing through the color wheel are well-known techniques and will not be described here.
In FIG. 1, the blue light source 21 includes a laser light source, a light emitting diode, and the like. The blue light emitted from the blue light source 21 passes through the condenser lens 23 and then enters the integrator rod 24. The integrator rod 24 may be a known one that repeatedly reflects light inside. The light that has passed through the integrator rod 24 enters the color wheel 25. The color wheel 25 is a disk whose main body is made of a light-transmitting substance (optical glass, synthetic resin, etc.), and is rotated at a high speed by a motor (not shown).
図２に示すように、カラーホイール２５は、青色光を透過する部分２５１、緑色光を透過する部分２５２、青色光と緑色光を透過する部分２５３が形成されている。これら各部について、更に説明すれば、例えば図３（a）に示すように、青色光が透過する部分については、カラーホイール本体２５０に反射防止層２５０Ｒが形成されている。
また、図３（b）に示すように、緑色光を透過する部分２５２については、カラーホイール本体２５０に反射防止層２５０Ｒを介して、青色光が照射されると緑色光を発光する緑蛍光体層２５２が形成されており、緑色光は、青色光がカットされるフィルタ２５０Ｆを介して、カラーホイール２５から出射される。
また、図３（ｃ）に示すように、青色光と緑色光を透過する部分２５３については、上記部分２５２と同様に、カラーホイール本体２５０に、反射防止層を介して緑蛍光体層が設けられるが、フィルタ２５３Ｆの積層厚と層数を調整して、青色光の光強度に対し、緑色光を１５％程度にする。出射される光は、青色光と緑色光の混合色の光となる。
As shown in FIG. 2, the color wheel 25 includes a portion 251 that transmits blue light, a portion 252 that transmits green light, and a portion 253 that transmits blue light and green light. If these parts are further described, for example, as shown in FIG. 3A, an antireflection layer 250 </ b> R is formed on the color wheel main body 250 at a portion where blue light is transmitted.
Further, as shown in FIG. 3B, for the portion 252 that transmits green light, the green phosphor that emits green light when the color wheel main body 250 is irradiated with blue light through the antireflection layer 250R. The layer 252 is formed, and the green light is emitted from the color wheel 25 through the filter 250F from which the blue light is cut.
In addition, as shown in FIG. 3C, for the portion 253 that transmits blue light and green light, a green phosphor layer is provided on the color wheel main body 250 via an antireflection layer in the same manner as the portion 252 described above. However, the thickness of the filter 253F and the number of layers are adjusted so that the green light is about 15% of the light intensity of the blue light. The emitted light is light of a mixed color of blue light and green light.
上記フィルタ２５０Ｆは、特定の波長の光を透過して、蛍光体層から発光した光を透過するような誘電体の多層膜構成からなる。上記多層膜としては、酸化チタン（ＴｉＯ２）と酸化シリコン（ＳｉＯ２）の積層構造や、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）と酸化シリコン（ＳｉＯ２）の積層構造などを用いることができる。
上記蛍光体層が形成される範囲は、透過光の割合に応じて変更できる。また、必要に応じて、出射側に光を拡散する拡散板や、カラーホイールの入射側透明部分に青色の帯域を広げる蛍光体を形成してもよい。
The filter 250F has a dielectric multilayer structure that transmits light of a specific wavelength and transmits light emitted from the phosphor layer. As the multilayer film, a stacked structure of titanium oxide (TiO 2 ) and silicon oxide (SiO 2 ), a stacked structure of tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) and silicon oxide (SiO 2 ), or the like can be used.
The range in which the phosphor layer is formed can be changed according to the ratio of transmitted light. Further, if necessary, a diffusing plate that diffuses light on the emission side or a fluorescent material that broadens the blue band on the incident side transparent portion of the color wheel may be formed.
カラーホイール２５の回転に伴って、緑蛍光体２５２（図３（ｂ））に青色光が照射されるときは、緑色光が発光され、この緑色光はカラーホイール２５を通過して、ダイクロイックミラー２６を透過する。カラーホイール２５の透明部分２５１に照射される青色光は通過し、ダイクロイックミラー２６を透過する。また、２５３の部分からは、青色光と緑色光の混合色の光が出射される。ダイクロイックミラー２６は、青色光、緑色光は透過するが、赤色光を反射する機能をもつように作製されている。
青色光のうち、カラーホイール２５から反射した青色光ＢＲは、ロッドインテグレータ２４内で再帰反射され、再びカラーホイール２５に向かう。これはカラーホイール２５で反射される緑色光ＧＲでも同様である。
As the color wheel 25 rotates, when the green phosphor 252 (FIG. 3B) is irradiated with blue light, green light is emitted, and the green light passes through the color wheel 25 and passes through the dichroic mirror. 26 is transmitted. The blue light applied to the transparent portion 251 of the color wheel 25 passes through the dichroic mirror 26. Further, light of a mixed color of blue light and green light is emitted from the portion 253. The dichroic mirror 26 is manufactured so as to transmit blue light and green light but reflect red light.
Of the blue light, the blue light BR reflected from the color wheel 25 is retroreflected in the rod integrator 24 and travels toward the color wheel 25 again. The same applies to the green light GR reflected by the color wheel 25.
図４の色度図において、図５のように青色光（青色レーザ）、緑蛍光体、赤色光（発光ダイオード）の座標を定めると、３原色の全発光比率が１の場合（図６）は、発光色は黄色になる（図４のＡ）。
また、カラーホイール２５の２５３の部分は、図３（ｂ）と同様に緑蛍光体が設けられるが、フィルタ２５３Ｆの積層厚と層数を調整して、青色光の光強度に対し、緑色光を１５％程度にする。また、赤色光源２２からの赤色光は、ミラー２７、ダイクロイックミラー２６で反射される。青色光の光強度に対し、赤色光を２０％程度にする（図７）。
このために、図１において、照度又はカラーセンサからなる光強度検出器３３が、ミラー２７の後に設けられ、赤色光の強度が測定され、その信号が演算・光量調整機３４に入力される。また、カラーホイール２５を透過し、ダイクロイックミラー２６で反射した青色光、緑色光の強度は、照度又はカラーセンサからなる光強度検出器３２により測定され、演算・光量調整機３４に入力される。
演算・光量調整機３４からの信号により、赤色光源２２の調整をする。また、演算・光量調整機３４からの信号を、赤色光源に戻さず、可変式ＮＤフィルタ又はアイリス３５に戻して、赤色光の強度を調整してもよい。
上記三原色の波長の相対的なものは、図６に示されている。
上記のように、青色光に対する緑色光と赤色光の光強度を減ずることによって、図８の色度図においてＢで示されるように、白色光が得られる。
したがって、ダイクロイックミラー２６を透過した２５３の部分からは、白色光が得られる。
In the chromaticity diagram of FIG. 4, when the coordinates of blue light (blue laser), green phosphor, and red light (light emitting diode) are determined as shown in FIG. 5, the total emission ratio of the three primary colors is 1 (FIG. 6). Emits yellow light (A in FIG. 4).
The portion 253 of the color wheel 25 is provided with a green phosphor as in FIG. 3 (b). However, the thickness and the number of layers of the filter 253F are adjusted to adjust the light intensity of blue light to green light. Is about 15%. The red light from the red light source 22 is reflected by the mirror 27 and the dichroic mirror 26. The red light is about 20% of the light intensity of the blue light (FIG. 7).
For this purpose, in FIG. 1, a light intensity detector 33 comprising an illuminance or color sensor is provided after the mirror 27, the intensity of red light is measured, and the signal is input to the arithmetic / light quantity adjuster 34. Further, the intensities of the blue light and the green light transmitted through the color wheel 25 and reflected by the dichroic mirror 26 are measured by a light intensity detector 32 including an illuminance or a color sensor and input to the arithmetic / light quantity adjuster 34.
The red light source 22 is adjusted by a signal from the calculation / light quantity adjuster 34. Further, the intensity of the red light may be adjusted by returning the signal from the arithmetic / light quantity adjuster 34 to the variable ND filter or the iris 35 without returning to the red light source.
The relative wavelengths of the three primary colors are shown in FIG.
As described above, white light is obtained as shown by B in the chromaticity diagram of FIG. 8 by reducing the light intensity of green light and red light with respect to blue light.
Accordingly, white light is obtained from the portion 253 that has passed through the dichroic mirror 26.
カラーホイールからの青色光、緑色光、赤色光と白色光は、デジタルマイクロミラーデバイス２９に入射し、時系列的に処理され、投影光学系３０を介して、スクリーン３１に画像が投写される。 Blue light, green light, red light and white light from the color wheel are incident on the digital micromirror device 29, processed in time series, and an image is projected onto the screen 31 via the projection optical system 30.
第１の実施形態によれば、従来装置に比して、青色光の緑蛍光体への照射により発光する緑色光は、カラーホイールを透過し、青色光の反射が少なくなり、青色光の有効利用ができる。そして、青色光の光強度に対し、緑色光を１５％程度、赤色光を２０％程度にすれば、白色光の輝度の増加が得られる。 According to the first embodiment, the green light emitted by irradiating the green phosphor with the blue light is transmitted through the color wheel, and the reflection of the blue light is reduced, and the blue light is more effective than the conventional device. Can be used. If the green light is about 15% and the red light is about 20% of the light intensity of the blue light, the luminance of the white light can be increased.
次に１光源型である第２の実施形態を説明する。図９において、青色光源３１からの青色光はレンズ３２を通り、インテグレータロッド３３を介してカラーホイール３４に入射する。カラーホイール３４は、図１０に示すように、光透過性の物質からなるカラーホイール本体３４の円盤に、円周方向に４分割され、それぞれは、緑蛍光体３４２、赤蛍光体３４３が形成された部分と、青色光が透過する透明部３４１と、緑と赤の蛍光体の混合物からなる緑・赤蛍光体３４４が形成された部分とから構成される。 Next, a second embodiment of the single light source type will be described. In FIG. 9, the blue light from the blue light source 31 passes through the lens 32 and enters the color wheel 34 via the integrator rod 33. As shown in FIG. 10, the color wheel 34 is divided into four in the circumferential direction on a disk of the color wheel main body 34 made of a light-transmitting substance, and a green phosphor 342 and a red phosphor 343 are formed respectively. A transparent portion 341 that transmits blue light, and a portion in which a green / red phosphor 344 made of a mixture of green and red phosphors is formed.
図１１（a）〜（d）に示すように、緑蛍光体層３４２、赤蛍光体層３４３とカラーホイール本体のガラス３４０との間には、反射防止層(ＡＲコート)が形成され、出射側にはフィルタ３４０Ｆが形成される。また、透明部３４１のガラス３４０の両側には、反射防止層３４０Ｒが形成される。部分３４４には、緑・赤蛍光体が形成されており、出射する光が、青色光の強度１に対し、緑色光と赤色光の強度がそれぞれ１５％から２０％になるようにフィルタ３４０Ｆの膜厚と層数が設定される。 As shown in FIGS. 11A to 11D, an antireflection layer (AR coat) is formed between the green phosphor layer 342, the red phosphor layer 343, and the glass 340 of the color wheel main body to emit light. A filter 340F is formed on the side. In addition, antireflection layers 340 </ b> R are formed on both sides of the glass 340 of the transparent portion 341. In the portion 344, green and red phosphors are formed, and the emitted light of the filter 340F is set so that the intensity of the green light and the red light is 15% to 20%, respectively, with respect to the intensity 1 of the blue light. The film thickness and the number of layers are set.
カラーホイール３４に青色光が入射すると、緑蛍光体３４２に入射した箇所からは緑色光が、赤蛍光体３４３に入射した箇所からは赤色光が、また、透明部３４１からは青色光が、さらに赤・緑蛍光体３４４が形成された部分からは、白色光がそれぞれ出射される。白色光が得られる関係については、上記第１の実施形態で説明したとおりである。
カラーホイール３４からの上記青色光、緑色光、赤色光と、白色光は、レンズ３５を透過し、デジタルマイクロミラーデバイス２９に入射し、時系列的に処理され、投影光学系３７を介して、スクリーン３８に画像が投写される。
When blue light is incident on the color wheel 34, green light is emitted from the portion incident on the green phosphor 342, red light is emitted from the portion incident on the red phosphor 343, blue light is further emitted from the transparent portion 341, and White light is emitted from the portion where the red / green phosphor 344 is formed. The relationship in which white light is obtained is as described in the first embodiment.
The blue light, the green light, the red light, and the white light from the color wheel 34 pass through the lens 35, enter the digital micromirror device 29, are processed in time series, and pass through the projection optical system 37. An image is projected on the screen 38.
第２の実施形態によれば、従来装置に比して、光源が青色光源のみであり、光の有効利用ができるばかりでなく、集光レンズ、ミラー、ダイクロイックミラー等の光学素子を省略できるので、装置構成が簡単となる。そして、３原色に対して白色光の輝度が増加するので、投写される画像の輝度が増加し、きれいな画像が得られる。 According to the second embodiment, as compared with the conventional device, the light source is only a blue light source, not only can the light be used effectively, but also optical elements such as a condensing lens, a mirror, and a dichroic mirror can be omitted. The device configuration is simplified. And since the brightness | luminance of white light increases with respect to three primary colors, the brightness | luminance of the image projected increases and a beautiful image is obtained.
カラーホイールの基本的な構成は以上に述べた通りであるが、第１又は第２の実施形態のカラーホイールにおいて、青色光の入射側に設けられる蛍光体表面には、粗面処理を施してもよい。そのようにしても、光の反射を防止できる。このような蛍光体表面の粗面化処理は、公知の、金型、ナノインプリント等により形成可能である。 The basic configuration of the color wheel is as described above. In the color wheel of the first or second embodiment, the phosphor surface provided on the blue light incident side is subjected to a rough surface treatment. Also good. Even in such a case, reflection of light can be prevented. Such a roughening treatment of the phosphor surface can be formed by a known mold, nanoimprint or the like.
上記蛍光体材料としては、以下のようなものが挙げられる。
例えば、赤色発光用蛍光体として、Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ，Ｙ2ＳｉＯ5：Ｅｕ，Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｅｕ，Ｚｎ3（ＰＯ4）2：Ｍｎ，ＹＢＯ3：Ｅｕ，（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ3３：Ｅｕ，ＧｄＢＯ3：Ｅｕ，ＳｃＢＯ3：Ｅｕ，ＬｕＢＯ3：Ｅｕ，等が挙げられる。
緑色発光用蛍光体としては、Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ，ＢａＡｌ12Ｏ19：Ｍｎ，ＢａＭｇＡｌ14Ｏ23：Ｍｎ，ＳｒＡｌ12Ｏ19：Ｍｎ，ＺｎＡｌ12Ｏ19：Ｍｎ，ＣａＡｌ12Ｏ19：Ｍｎ，ＹＢＯ3：Ｔｂ，ＬｕＢＯ3：Ｔｂ，ＧｄＢＯ3：Ｔｂ，ＳｃＢＯ3：Ｔｂ，Ｓｒ4Ｓｉ3Ｏ8Ｃｌ4：Ｅｕ，等が挙げられる。
青色発光用蛍光体としては、ＣａＷＯ4：Ｐｂ，Ｙ2ＳｉＯ5：Ｃｅ，ＢａＭｇＡｌ14Ｏ23：Ｅｕ，等が挙げられる。
Examples of the phosphor material include the following.
For example, as a phosphor for red light emission, Y 2 O 3 : Eu, Y 2 SiO 5 : Eu, Y 3 Al 5 O 12 : Eu, Zn 3 (PO 4 ) 2 : Mn, YBO 3 : Eu, (Y, Gd) BO 3 3: Eu, GdBO 3 : Eu, ScBO 3 : Eu, LuBO 3 : Eu, and the like.
As the phosphor for green light emission, Zn 2 SiO 4 : Mn, BaAl 12 O 19 : Mn, BaMgAl 14 O 23 : Mn, SrAl 12 O 19 : Mn, ZnAl 12 O 19 : Mn, CaAl 12 O 19 : Mn, YBO 3 : Tb, LuBO 3 : Tb, GdBO 3 : Tb, ScBO 3 : Tb, Sr 4 Si 3 O 8 Cl 4 : Eu, and the like.
Examples of blue phosphors include CaWO 4 : Pb, Y 2 SiO 5 : Ce, BaMgAl 14 O 23 : Eu, and the like.
２１、３１：青色光源、２２：赤色光源、２４、３３：インテグレータロッド、２５、３４：カラーホイール、２９、３６：デジタルマイクロミラーデバイス、３０、３７：投射光学系、３１、３８：スクリーン、２５２、３４２：緑蛍光体、２５１，３４１：透明部、３４３:赤蛍光体、２５０、３４０：ガラス、２５０Ｒ、３４０Ｒ：反射防止層（ＡＲコート）、２５０Ｆ、３４０Ｆ：フィルタ 21, 31: Blue light source, 22: Red light source, 24, 33: Integrator rod, 25, 34: Color wheel, 29, 36: Digital micromirror device, 30, 37: Projection optical system, 31, 38: Screen, 252 342: Green phosphor, 251, 341: Transparent portion, 343: Red phosphor, 250, 340: Glass, 250R, 340R: Antireflection layer (AR coating), 250F, 340F: Filter
Claims (4)
とも備えるプロジェクタであって、
前記光源は、赤色光源及び青色光源を含み、
前記カラーホイールは、緑色光発生部、青色光発生部、並びに青色光及び緑色光発生部が形成された光透過性材料の円盤を備えることを特徴とするプロジェクタ。 A projector comprising at least a light source, a color wheel, a condenser lens, a spatial light modulator, and a projection optical system,
The light source includes a red light source and a blue light source,
The color wheel includes a green light generation unit, a blue light generation unit, and a disk of light transmissive material on which the blue light and the green light generation unit are formed.
前記青色光発生部には、青色光を透過する反射防止層、
前記緑色光発生部には、緑色光を発光する蛍光体層、フィルタ及び反射防止層、
前記青色光及び緑色発生部には、青色光に対する緑色光の強度比が１０〜２５％となるように緑色光を発光する蛍光体層、フィルタ及び反射防止層が、
それぞれ形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。 In the color wheel,
The blue light generating portion includes an antireflection layer that transmits blue light,
In the green light generating part, a phosphor layer that emits green light, a filter and an antireflection layer,
In the blue light and green light generating part, a phosphor layer, a filter and an antireflection layer that emit green light so that the intensity ratio of green light to blue light is 10 to 25%,
The projector according to claim 1, wherein each projector is formed.
も備えるプロジェクタであって、
前記光源は、青色光源であり、
前記カラーホイールは、緑色光発生部、青色光発生部、赤色光発生部、並びに青色光、赤色光及び緑色光の３原色発生部が形成された光透過性材料の円盤を備えることを特徴とするプロジェクタ。 A projector comprising at least a light source, a color wheel, a condenser lens, a spatial light modulator, and a projection optical system,
The light source is a blue light source;
The color wheel includes a disk of light transmissive material on which a green light generation unit, a blue light generation unit, a red light generation unit, and three primary color generation units of blue light, red light, and green light are formed. Projector.
前記青色光発生部には、青色光を透過する反射防止層、
前記緑色光発生部には、緑色光を発光する蛍光体層、フィルタ及び反射防止層、
前記赤色光発生部には、赤色光を発光する蛍光体層、フィルタ及び反射防止層、
前記青色光、赤色光及び緑色光の３原色発生部には、青色光に対する緑色光、赤色光の強度比がそれぞれ１０〜２５％となるように緑色光及び赤色光を発光する蛍光体層、フィルタ及び反射防止層が、
それぞれ形成されていることを特徴とする請求項３に記載のプロジェクタ。 In the color wheel,
The blue light generating portion includes an antireflection layer that transmits blue light,
In the green light generating part, a phosphor layer that emits green light, a filter and an antireflection layer,
The red light generator includes a phosphor layer that emits red light, a filter and an antireflection layer,
The three primary color generation parts of blue light, red light and green light are phosphor layers that emit green light and red light so that the intensity ratio of green light to red light is 10 to 25%, A filter and an antireflection layer,
The projector according to claim 3, wherein each projector is formed.
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