JP2012141581A - 光源装置及びプロジェクタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 光源装置は、所定の波長帯域の励起光を照射する第一光源と、上記第一光源から照射された光を、第一の方向に照射される第一の光と第二の方向に照射される第二の光とに時分割で切り替える光路切替手段と、上記第二の光を受けて上記励起光と異なる波長帯域の蛍光光を発する蛍光体層が形成された発光板と、上記第一の光及び上記蛍光光を同一光路に導く導光光学系と、を備える。
【選択図】 図4
Description
以下、本発明を実施するための形態について述べる。図1は、プロジェクタ10の外観斜視図である。なお、本実施形態において、プロジェクタ10における左右とは投影方向に対しての左右方向を示し、前後とはプロジェクタ10のスクリーン側方向及び光線束の進行方向に対しての前後方向を示す。
なお、第二光源である赤色光源121については、赤色発光ダイオードに限定されることなく、図6に示すように、赤色レーザー発光器255を適用することも可能である。このように赤色光源121として赤色レーザー発光器255を用いる場合、赤色レーザー発光器255は、励起光照射装置70の青色レーザー発光器と同様に2行3列の計6個の半導体発光素子をマトリクス状に配列するものとする。そして、図6に示すように各赤色レーザー発光器255の光軸上には、各赤色レーザー発光器255からの射出光を平行光に変換する集光レンズであるコリメータレンズ256が夫々配置されている。また、反射ミラー群257は、複数の反射ミラーが階段状に配列されてなり、赤色レーザー発光器255から射出される光線束の断面積を一方向に縮小して集光レンズ258に射出する。
次に、本発明に係る光源装置60について、光路切替手段240として偏光変換手段250と偏光ビームスプリッタ251とを用いた光源装置60に関して図を用いて詳細に説明する。図7は、光路切替手段240として偏光変換手段250と偏光ビームスプリッタ251とを用いた光源装置60の平面模式図である。図8は、1フレーム中の各光源及び偏光変換手段250の時分割制御に関する説明図である。
また、偏光変換手段250は、磁気光学素子252以外にも適用可能である。例えば、液晶部材からなり通電して偏光面を変化させるスイッチング偏光回転素子253を偏光変換手段250として適用することができる。
なお、偏光変換手段250を適用した光源装置60であっても、第二光源である赤色光源121については、赤色発光ダイオードに限定されることなく、図9に示すように、赤色レーザー発光器255を適用することも可能である。
次に、光路切替手段240として、前出の実施形態は、光路切替手段240が光の透過及び反射を制御するものであるが、光の反射方向を切替制御する時分割切替ミラーを用いるものについて説明する。
なお、反射角変更ミラー270を適用した光源装置60において、第二光源である赤色光源121については、赤色発光ダイオードに限定されることなく、図12に示すように、赤色レーザー発光器255を適用することも可能である。
さらに、反射角変更ミラー270を適用した光源装置60であって、第二光源である赤色光源121について赤色レーザー発光器255を適用する場合には、光学系のダイクロイックミラーや集光レンズ等を軽減させて小型化を可能にする構成を適用することもできる。
[1] 所定の波長帯域の励起光を照射する第一光源と、
前記第一光源から照射された光を、第一の方向に照射される第一の光と第二の方向に照射される第二の光とに時分割で切り替える光路切替手段と、
前記第二の光を受けて前記励起光と異なる波長帯域の蛍光光を発する蛍光体層が形成された発光板と、
前記第一の光及び前記蛍光光を同一光路に導く導光光学系と、
を備えることを特徴とする光源装置。
[2] さらに、前記光路切替手段を制御する光路切替制御手段を備え、
前記光路切替手段は、
前記光路切替制御手段の制御により光路を切り替えるスイッチング回折格子であることを特徴とする上記[1]に記載の光源装置。
[3] さらに、前記光路切替手段を制御する光路切替制御手段を備え、
前記光路切替手段は、
前記光路切替制御手段の制御により時分割に光路を変更する反射角変更ミラーであることを特徴とする上記[1]に記載の光源装置。
[4] さらに、前記光路切替手段を制御する光路切替制御手段を備え、
前記光路切替手段は、
前記光路切替制御手段の制御により時分割に偏光方向を変換する偏光変換手段と、
前記偏光変換手段を通過した光を偏光方向に応じて二方向に分離する偏光ビームスプリッタと、
からなることを特徴とする上記[1]に記載の光源装置。
[5] さらに、前記第一の光の光路上に拡散板を備えることを特徴とする上記[1]乃至上記[4]の何れかに記載の光源装置。
[6] 前記拡散板を回転させるモータ等の回転手段を備えることを特徴とする上記[5]に記載の光源装置。
[7] 前記第一光源は青色レーザー発光器であり、前記発光板には緑色波長帯域の光を発する蛍光体層が形成されていることを特徴とする上記[1]乃至上記[6]の何れかに記載の光源装置。
[8] さらに、半導体発光素子からなる第二光源を備え、
該第二光源から照射される光の光路が、前記蛍光光と同一光路に導かれることを特徴とする上記[1]乃至上記[7]の何れかに記載の光源装置。
[9] 前記半導体発光素子は、赤色発光ダイオードであることを特徴とする上記[8]に記載の光源装置。
[10] さらに、半導体発光素子からなる第二光源を備え、
該第二光源から照射される光の光路が、前記第一の光と同一光路に導かれることを特徴とする上記[1]乃至上記[7]の何れかに記載の光源装置。
[11] 前記半導体発光素子は、赤色レーザー発光器であることを特徴とする上記[10]に記載の光源装置。
[12] 前記偏光変換手段は、通電することにより磁界を発生させて偏光面を変化させる磁気光学素子であることを特徴とする上記[4]乃至上記[11]の何れかに記載の光源装置。
[13] 前記偏光変換手段は、液晶部材からなり、通電して偏光面を変化させるスイッチング偏光回転素子であることを特徴とする上記[4]乃至上記[11]の何れかに記載の光源装置。
[14] 前記発光板を回転させる回転手段をさらに備えることを特徴とする上記[1]乃至上記[13]の何れかに記載の光源装置。
[15] 前記発光板を冷却させる冷却手段をさらに備えることを特徴とする上記[1]乃至上記[14]の何れかに記載の光源装置。
[16] 上記[1]乃至上記[15]の何れかに記載の光源装置と、
表示素子と、前記光源装置からの光を前記表示素子に導光する光源側光学系と、前記表示素子から射出された画像をスクリーンに投影する投影側光学系と、前記光源装置や前記表示素子を制御するプロジェクタ制御手段と、
を備えることを特徴とするプロジェクタ。
12 正面パネル
13 背面パネル 14 右側パネル
15 左側パネル 17 排気孔
18 吸気孔 19 レンズカバー
20 各種端子 21 入出力コネクタ部
22 入出力インターフェース 23 画像変換部
24 表示エンコーダ 25 ビデオRAM
26 表示駆動部 31 画像圧縮伸長部
32 メモリカード 35 Ir受信部
36 Ir処理部 37 キー/インジケータ部
38 制御部 41 光源制御回路
41a 光路切替制御手段
43 冷却ファン駆動制御回路 45 レンズモータ
47 音声処理部 48 スピーカー
51 表示素子 60 光源装置
70 励起光照射装置 71 励起光源
73 コリメータレンズ 75 反射ミラー群
78 集光レンズ 81 ヒートシンク
100 蛍光発光装置 101 蛍光ホイール
110 ホイールモータ
111 集光レンズ群
120 赤色光源装置 121 赤色光源
125 集光レンズ群
130 ヒートシンク
140 導光光学系 141 ダイクロイックミラー
148 反射ミラー
161 照明側光学ブロック
165 画像生成光学ブロック 168 投影側光学ブロック
170 光源側光学系 173 集光レンズ
175 ライトトンネル 178 集光レンズ
181 光軸変換ミラー 183 集光レンズ
185 照射ミラー 190 ヒートシンク
195 集光レンズ 220 投影側光学系
225 固定レンズ群 235 可動レンズ群
240 光路切替手段 241 スイッチング回折格子
242 拡散板 243 ダイクロイックミラー
244 冷却ファン
250 偏光変換手段 251 偏光ビームスプリッタ
252 磁気光学素子 253 スイッチング偏光回転素子
255 赤色レーザー発光器 256 コリメータレンズ
257 反射ミラー 258 集光レンズ
261 冷却ファン
270 反射角変更ミラー 272 ミラー
273 集光レンズ
274 拡散装置 275 拡散板
276 集光レンズ群
280 ダイクロイックミラー 282 ダイクロイックミラー
283 集光レンズ
284 ダイクロイックミラー 285 集光レンズ
286 ミラー 287 ダイクロイックミラー
290 二色レーザーユニット
Claims (16)
- 所定の波長帯域の励起光を照射する第一光源と、
前記第一光源から照射された光を、第一の方向に照射される第一の光と第二の方向に照射される第二の光とに時分割で切り替える光路切替手段と、
前記第二の光を受けて前記励起光と異なる波長帯域の蛍光光を発する蛍光体層が形成された発光板と、
前記第一の光及び前記蛍光光を同一光路に導く導光光学系と、
を備えることを特徴とする光源装置。 - さらに、前記光路切替手段を制御する光路切替制御手段を備え、
前記光路切替手段は、
前記光路切替制御手段の制御により光路を切り替えるスイッチング回折格子であることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。 - さらに、前記光路切替手段を制御する光路切替制御手段を備え、
前記光路切替手段は、
前記光路切替制御手段の制御により時分割に光路を変更する反射角変更ミラーであることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。 - さらに、前記光路切替手段を制御する光路切替制御手段を備え、
前記光路切替手段は、
前記光路切替制御手段の制御により時分割に偏光方向を変換する偏光変換手段と、
前記偏光変換手段を通過した光を偏光方向に応じて二方向に分離する偏光ビームスプリッタと、
からなることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。 - さらに、前記第一の光の光路上に拡散板を備えることを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れかに記載の光源装置。
- 前記拡散板を回転させるモータ等の回転手段を備えることを特徴とする請求項5に記載の光源装置。
- 前記第一光源は青色レーザー発光器であり、前記発光板には緑色波長帯域の光を発する蛍光体層が形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れかに記載の光源装置。
- さらに、半導体発光素子からなる第二光源を備え、
該第二光源から照射される光の光路が、前記蛍光光と同一光路に導かれることを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れかに記載の光源装置。 - 前記半導体発光素子は、赤色発光ダイオードであることを特徴とする請求項8に記載の光源装置。
- さらに、半導体発光素子からなる第二光源を備え、
該第二光源から照射される光の光路が、前記第一の光と同一光路に導かれることを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れかに記載の光源装置。 - 前記半導体発光素子は、赤色レーザー発光器であることを特徴とする請求項10に記載の光源装置。
- 前記偏光変換手段は、通電することにより磁界を発生させて偏光面を変化させる磁気光学素子であることを特徴とする請求項4乃至請求項11の何れかに記載の光源装置。
- 前記偏光変換手段は、液晶部材からなり、通電して偏光面を変化させるスイッチング偏光回転素子であることを特徴とする請求項4乃至請求項11の何れかに記載の光源装置。
- 前記発光板を回転させる回転手段をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至請求項13の何れかに記載の光源装置。
- 前記発光板を冷却させる冷却手段をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至請求項14の何れかに記載の光源装置。
- 請求項1乃至請求項15の何れかに記載の光源装置と、
表示素子と、前記光源装置からの光を前記表示素子に導光する光源側光学系と、前記表示素子から射出された画像をスクリーンに投影する投影側光学系と、前記光源装置や前記表示素子を制御するプロジェクタ制御手段と、
を備えることを特徴とするプロジェクタ。
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