JP2012247491A - 照明装置および該照明装置を備える投射型表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも第1および第2の固体光源とを含む固体光源と、固体光源をそれぞれ独立に駆動する駆動手段と、第1の蛍光体が塗布されてなり、第1の固体光源から照射される第1の照射光を励起する第1の蛍光手段と、第2の蛍光体が塗布されてなり、第2の固体光源から照射される第2の照射光を励起する第2の蛍光手段とを備え、第1および第2の蛍光とが異なる色光であることを特徴とする照明装置。
【選択図】図1
Description
少なくとも第1の固体光源と第2の固体光源とを含む複数の固体光源と、
該複数の固体光源をそれぞれ独立に駆動するための駆動手段と、
第1の蛍光体が塗布されてなり、上記第1の固体光源から照射される第1の照射光を励起する第1の蛍光手段と、
第2の蛍光体が塗布されてなり、上記第2の固体光源から照射される第2の照射光を励起する第2の蛍光手段とを備え、
上記第1の蛍光手段により得られる第1の蛍光と上記第2の蛍光手段により得られる第2の蛍光とが、異なる色光であることを特徴とする。
該第3の固体光源から照射される第3の照射光は、上記第1の蛍光体と上記第2の蛍光体とにより励起されず、そのまま映像表示に使用する投写光として利用されるか、
上記複数の固体光源が、第3の固体光源をさらに備え、
該第3の固体光源から照射される第3の照射光を励起して、より長波長の第3の蛍光を発する第3の蛍光手段を備えることが好ましい。
上記第2の蛍光と、
上記第3の蛍光とを合成して、白の色光が得られるか、
上記第1の蛍光と、
上記第2の蛍光と、
上記第3の照射光とを合成して、白の色光が得られることが好ましい。
上記第2の蛍光と、
上記第3の蛍光または上記第3の照射光とを、1つの光束に合成する光学手段を備えてなることが好ましい。
上記第2の蛍光と、
上記第3の蛍光または上記第3の照射光とが、それぞれ平行な光軸を生成するか、
上記第1の蛍光と、
上記第2の蛍光と、
上記第3の蛍光または上記第3の照射光とが、それぞれ平行な光軸を生成することが好ましい。
上記第1の蛍光が緑であり、
上記第2の蛍光が赤であることが好ましい。
上記第1の蛍光が緑であり、
上記第2の蛍光が赤であり、
上記第3の蛍光が青であることが好ましい。
上記照明装置と、
該照明装置から照射される照射光の光束を導く光学手段と、
映像信号に応じて、上記光学手段により導かれた照射光の変調を行う画像表示素子と、
該画像表示素子で変調された照射光をスクリーン上に投写する投写レンズとを備えることが好ましい。
以下、本実施の形態にかかる照明装置100を、図面を参照しながら説明する。図1は、本実施の形態にかかる照明装置100の説明図である。図2は、本実施の形態にかかる照明装置100に使用する蛍光基板390の説明図であり、図2(a)は正面図、図2(b)は側面図である。図3は、本実施の形態にかかる照明装置100に使用するダイクロイックミラー330の分光特性図である。図4は、本実施の形態にかかる照明装置100に使用するダイクロイックミラー630の分光特性図である。
固体光源は、本実施の形態にかかる照明装置100において、所望の色光を得るにあたり、もととなる光を照射する光源である。固体光源の種類としては特に限定されないが、たとえば半導体レーザやLEDを使用することができる。固体光源は、1または複数の単位光源が配線基材(図示せず)により電気的直列に接続されている。単位光源の数は特に限定されないが、単位光源が1個の場合には照射光の強度が小さく、たとえばプロジェクタ等の投射型表示装置に使用することが難しい。そのため、複数(図1では縦3個×横3個の場合を例示)を電気的直列に接続することが好ましい。図1に示されるように、本実施の形態にかかる照明装置100には、第1の光源ユニット23に第1の固体光源20が設けられ、第2の光源ユニット53に第2の固体光源50が設けられ、第3の光源ユニット73に第3の固体光源70が設けられている。固体光源から照射される光の波長は特に限定されず、各種紫外や青等の光を照射する光源を使用することができる。本実施の形態では、波長が448nmであり、青の照射光を照射する半導体レーザを採用している。
蛍光基板390について説明する。蛍光基板390は、本体部35の表面に蛍光体が塗布された基板であり、蛍光体上に励起光が照射されると、対応する蛍光を照射することを特徴とする。本体部35の材料としては特に限定されず、各種金属や樹脂からなる基板を採用することができる。本実施の形態では、放熱性能がよい理由から、アルミニウムからなる蛍光基板390を使用している。また、照射光の反射率を高めるために、蛍光基板390と蛍光体との間に、コーティング層36を設けることが好ましい。本実施の形態では、銀を使用したコーティング層36を設けている。蛍光基板390の形状としては特に限定されず、各種形状を採用することができるが、本実施の形態では、図2(b)に示されるように、蛍光体が励起光を変換する際に生じる熱を放熱するためにモータ40により回転可能に制御され、かつ、蛍光体上に照射される照射光の位置を調整することができる観点から、表面形状が円形である蛍光基板390が採用されている。また、本実施の形態では、図2(a)に示されるように、円形の表面形状を有する蛍光基板390の表面に、コーティング層36を設けた後、同心円状に第1の蛍光体37および第2の蛍光体38が塗布されている。第1の蛍光体37は、第1の照射光が照射され、より長波長の第1の蛍光を発し、第2の蛍光体38は、上記した第2の照射光が照射され、より長波長の第2の蛍光を発する。
光学部品について説明する。図1に示されるように、第1の固体光源20から照射される第1の照射光に関連する光学部品は、拡散板31、凹レンズ32、ダイクロイックミラー330、集光レンズ34から構成される。第2の固体光源50から照射される第2の照射光に関連する光学部品は、拡散板61、凹レンズ62、ダイクロイックミラー630、集光レンズ64から構成される。第3の固体光源70から照射される第3の照射光に関連する光学部品は、拡散板81、凹レンズ82、ダイクロイックミラー830、集光レンズ84から構成される。
光学手段85について説明する。光学手段85は、集光レンズ84により集光された第1の蛍光と、第2の蛍光と、第3の照射光とを均一な光束に合成するために設けられている。
次に、本発明にかかる照明装置の別の実施形態について説明する。本実施の形態にかかる照明装置101は、図5に示される。図5は、本実施の形態にかかる照明装置101の説明図である。図6は、本実施の形態にかかる照明装置101に使用する蛍光基板391の説明図であり、図6(a)は正面図、図6(b)は側面図、図6(c)は裏面図である。
固体光源について説明する。本実施の形態において、固体光源としては、紫外光(波長405nm)を照射する半導体レーザが採用されている点で、実施の形態1にかかる固体光源と相違する。固体光源を構成する単位光源の個数や、固体光源の近傍に設けられてなるプレートおよび冷却装置については、種類、材料ともに実施の形態1で説明したものと同様のものを採用することができる。
蛍光基板391について説明する。本実施の形態にかかる蛍光基板391は、実施の形態1にかかる蛍光基板390と同様に表面形状が円形であり、回転駆動可能にモータ40が設けられてなる。図5に示されるように、蛍光基板391の本体部35の表面(第1の照射光および第2の照射光が照射される側の表面)には、コーティング層36が設けられており、蛍光基板391の裏面(第3の照射光が照射される側の表面)にも同様にコーティング層56が設けられている。コーティング層36の表面には、実施の形態1の蛍光基板390と同様に、第1の蛍光体37および第2の蛍光体38が同心円状に塗布されてなる。また、本体部35の裏面に設けられたコーティング層56の表面には、第3の蛍光体39が第3の蛍光手段として円周状に塗布されてなる。第1の蛍光体37は、第1の照射光が照射されると、より長波長の第1の蛍光を発し、第2の蛍光体38は、上記した第2の照射光が照射されると、より長波長の第2の蛍光を発し、さらに、第3の蛍光体39は、第3の照射光が照射されると、より長波長の第3の蛍光を発する。
光学部品について説明する。図5に示されるように、第1の固体光源20から照射される第1の照射光に関連する光学部品は、拡散板31、凹レンズ32、ダイクロイックミラー331、集光レンズ34から構成される。第2の固体光源50から照射される第2の照射光に関連する光学部品は、拡散板61、凹レンズ62、ダイクロイックミラー631、集光レンズ64から構成される。第3の固体光源70から照射される第3の照射光に関連する光学部品は、拡散板81、凹レンズ82、ダイクロイックミラー731、ダイクロイックミラー931、集光レンズ94から構成される。
次に、本発明にかかる照明装置の別の実施形態について説明する。本実施の形態にかかる照明装置102は、図7に示される。図7は、本実施の形態にかかる照明装置102の説明図である。
蛍光基板について説明する。本実施の形態にかかる蛍光基板は、複数備えられている。本実施の形態では、蛍光基板の数が2つ(蛍光基板392および蛍光基板393)の場合を例示している。これら蛍光基板は、実施の形態1にかかる蛍光基板390と同様に表面形状が円形であり、回転駆動可能にモータ40が設けられてなる。図7に示されるように、それぞれの蛍光基板の本体部35の表面(第1の照射光または第2の照射光が照射される側の表面)には、コーティング層36が設けられている。蛍光基板392のコーティング層36の表面には、第1の蛍光体37が同心円状に塗布されてなり、蛍光基板393のコーティング層36の表面には、第2の蛍光体38が同心円状に塗布されてなる。すなわち、本実施の形態にかかる蛍光基板には、それぞれの蛍光基板に単一の蛍光体が塗布されてなる。
次に、本発明の照明装置を備えた投写型表示装置200について図面を参照しながら説明する。図8は、本実施の形態にかかる投射型表示装置200の説明図であり、DLP(登録商標)(Digital Light Processing、TI社の商標)プロジェクタの構成を例示している。照明装置の構成は、実施の形態1にかかる照明装置100と同じであるため同様の参照符号を付して説明を省略する。
(実施の形態5)
11 駆動手段
20 第1の光源
200、201 投射型表示装置
21、51、71 プレート
22、52、72 コリメートレンズ
23 第1の光源ユニット
24、54、74 冷却装置
30、60、80 コンデンサレンズ
301 第1のレンズアレイ板
302 第2のレンズアレイ板
303 偏光光学素子
304 重畳用レンズ
305、306、330、331、630、631、731、830、831、931 ダイクロイックミラー
307、308、309、87 反射ミラー
31、61、81 拡散板
312、313,314 フィールドレンズ
315、316、317 入射側偏光板
318、319、320 液晶パネル
32、62、82 凹レンズ
321、322、323 出射側偏光板
324 色合成プリズム
325、90 投射レンズ
34、64、84、94 集光レンズ
35 本体部
36、56 コーティング層
37 第1の蛍光体
38 第2の蛍光体
39 第3の蛍光体
390、391、392、393 蛍光基板
40 モータ
41、65、86 リレーレンズ
50 第2の光源
53 第2の光源ユニット
70 第3の光源
73 第3の光源ユニット
85 光学手段
88 全反射プリズム
89 DMD
901、902、903 セグメント領域
Claims (16)
- 少なくとも第1の固体光源と第2の固体光源とを含む複数の固体光源と、
該複数の固体光源をそれぞれ独立に駆動するための駆動手段と、
第1の蛍光体が塗布されてなり、前記第1の固体光源から照射される第1の照射光を励起する第1の蛍光手段と、
第2の蛍光体が塗布されてなり、前記第2の固体光源から照射される第2の照射光を励起する第2の蛍光手段とを備え、
前記第1の蛍光手段により得られる第1の蛍光と前記第2の蛍光手段により得られる第2の蛍光とが、異なる色光であることを特徴とする照明装置。 - 前記第1の蛍光手段と前記第2の蛍光手段とが、同一の蛍光基板上に塗布されてなることを特徴とする請求項1記載の照明装置。
- 前記複数の固体光源が、第3の固体光源をさらに備え、
該第3の固体光源から照射される第3の照射光は、前記第1の蛍光体と前記第2の蛍光体とにより励起されず、そのまま映像表示に使用する投写光として利用されることを特徴とする請求項1記載の照明装置。 - 前記複数の固体光源が、第3の固体光源をさらに備え、
該第3の固体光源から照射される第3の照射光を励起して、より長波長の第3の蛍光を発する第3の蛍光手段を備えることを特徴とする請求項1記載の照明装置。 - 前記複数の固体光源より照射されるそれぞれの照射光が、それぞれ異なる波長を有することを特徴とする請求項1記載の照明装置。
- 前記複数の固体光源より照射されるそれぞれの照射光が、それぞれ同一の波長を有することを特徴とする請求項1記載の照明装置。
- 前記複数の光源の駆動強度を、映像モードや表示している映像に合わせて強度配分を動的に切り替える強度配分切替手段を備えることを特徴とする請求項1記載の照明装置。
- 前記第1の蛍光と、
前記第2の蛍光と、
前記第3の蛍光とを合成して、白の色光が得られることを特徴とする請求項3記載の照明装置。 - 前記第1の蛍光と、
前記第2の蛍光と、
前記第3の照射光とを合成して、白の色光が得られることを特徴とする請求項4記載の照明装置。 - 前記第1の蛍光と、
前記第2の蛍光と、
前記第3の蛍光または前記第3の照射光とを、1つの光束に合成する光学手段を備えてなることを特徴とする請求項3または4記載の照明装置。 - 前記蛍光基板は、回転制御可能な円形基板であることを特徴とする請求項1記載の照明装置。
- 前記蛍光基板において、前記第1の蛍光手段と、前記第2の蛍光手段とが、同心円状に塗り分けられてなることを特徴とする請求項1記載の照明装置。
- 前記第1の蛍光と、
前記第2の蛍光と、
前記第3の蛍光または前記第3の照射光とが、それぞれ平行な光軸を生成することを特徴とする請求項3または4記載の照明装置。 - 前記第1の固体光源と、前記第2の固体光源と、前記第3の固体光源とが、青の半導体レーザであり、
前記第1の蛍光が緑であり、
前記第2の蛍光が赤であることを特徴とする請求項3記載の照明装置。 - 前記第1の固体光源と、前記第2の固体光源と、前記第3の固体光源とが、紫外の半導体レーザであり、
前記第1の蛍光が緑であり、
前記第2の蛍光が赤であり、
前記第3の蛍光が青であることを特徴とする請求項4記載の照明装置。 - 請求項1〜15のいずれか1項に記載の照明装置と、
該照明装置から照射される照射光の光束を導く光学手段と、
映像信号に応じて、前記光学手段により導かれた照射光の変調を行う画像表示素子と、
該画像表示素子で変調された照射光をスクリーン上に投写する投写レンズとを備えることを特徴とする投写型表示装置。
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