JP2015022249A - Optical path branching optical system, illumination light source device utilizing optical path branching optical system, image display device utilizing illumination light source device and projection device utilizing image display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光路分岐光学系及びこの光路分岐光学系を用いた照明光源装置及びこの照明光源装置を用いた画像表示装置及びこの画像表示装置を用いた投射装置の改良に関する。 The present invention relates to an optical path branching optical system, an illumination light source device using the optical path branching optical system, an image display device using the illumination light source device, and an improvement of a projection device using the image display device.
従来から、投射装置には、励起光源として青色レーザ光を発生するレーザダイオードの射出光路に透過部と反射部とに領域分割された回転ミラーホイールを2個直列に設けたものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a projection apparatus is known in which two rotating mirror wheels that are divided into a transmission part and a reflection part are provided in series in an emission optical path of a laser diode that generates blue laser light as an excitation light source. (For example, refer to Patent Document 1).
この投射装置では、その2個の回転ミラーホイールを同期して回転させ、この2個の回転ミラーの反射・透過の関係により、青色光を生成する光路と、緑色光を生成する光路と、赤色光を生成する光路とを時間的に分割して形成している。 In this projection device, the two rotating mirror wheels are rotated synchronously, and the optical path for generating blue light, the optical path for generating green light, and the red light are reflected by the reflection / transmission relationship of the two rotating mirrors. The optical path for generating light is divided in terms of time.
また、投射装置には、白色光源と、光路分岐部材としてのカラーホイールと、光路偏向部材としての可視光反射ミラーとを備えた構成のものが知られている(例えば、特許文献2参照)。 Moreover, the thing of the structure provided with the white light source, the color wheel as an optical path branching member, and the visible light reflection mirror as an optical path deflection member is known for a projection apparatus (for example, refer patent document 2).
そのカラーホィールには、回転中心軸の回りに、60度毎に赤色光を反射しかつ緑色光と青色光とを透過するフィルタ領域と、青色光を反射しかつ緑色光と赤色光とを透過するフィルタ領域と、緑色光を反射しかつ赤色光と青色光とを透過するフィルタ領域とが形成されている。 The color wheel includes a filter region that reflects red light and transmits green light and blue light every 60 degrees, and reflects blue light and transmits green light and red light around the rotation center axis. And a filter region that reflects green light and transmits red light and blue light.
このものでは、白色光源からの白色光を構成する三原色の光成分のうちの一色の光成分はその一色(例えば、青色)の光成分を反射するフィルタ領域により反射される。残りの二色(例えば、赤色と緑色)の光成分は、このフィルタ領域を透過して可視光反射ミラーに導かれ、この可視光反射ミラーによりカラーホイールに向けて反射される。 In this case, one light component of the three primary color light components constituting the white light from the white light source is reflected by the filter region that reflects the light component of one color (for example, blue). The remaining two color components (for example, red and green) are transmitted through the filter region, guided to the visible light reflecting mirror, and reflected by the visible light reflecting mirror toward the color wheel.
その残りの二色(赤色と緑色)の光成分はその一色(青色)の光成分を反射させるフィルタ領域とは異なるフィルタ領域(例えば、赤色の光成分を反射しかつ青色の光成分と緑色の光成分を透過するフィルタ領域)により反射・透過の関係により分離される。これにより、白色光が青色光と緑色光と緑色光との三原色に分解される。 The remaining two-color (red and green) light components are different from the filter region that reflects the one-color (blue) light component (eg, the red light component is reflected and the blue light component and green light component are reflected). It is separated by the relationship between reflection and transmission by a filter region that transmits light components). Thereby, white light is decomposed into three primary colors of blue light, green light, and green light.
その特許文献1に開示の技術では、青色光を生成する光路と緑色光を生成する光路と赤色光を生成する光路とを形成するために、励起光源として青色レーザ光を発生するレーザダイオード用いているので、青色光を生成する光路に青色光を生成するための波長変換部材としての蛍光体を設ける必要がなく、照明光源装置の小型化、コンパクト化を図ることができる。 In the technique disclosed in Patent Document 1, a laser diode that generates blue laser light is used as an excitation light source in order to form an optical path that generates blue light, an optical path that generates green light, and an optical path that generates red light. Therefore, it is not necessary to provide a phosphor as a wavelength conversion member for generating blue light in the optical path for generating blue light, and the illumination light source device can be reduced in size and size.
しかしながら、この特許文献1に開示の技術では、2個の回転ミラーホイールを同期して回転させるための回転駆動源がそれぞれ必要となるため、光路分岐光学系が大型化する。また、回転ミラーを同期回転させるための制御装置の構造も複雑化する。このため、小型化、コンパクト化を図り難いという不都合がある。 However, the technique disclosed in Patent Document 1 requires a rotational drive source for rotating the two rotating mirror wheels in synchronization with each other, so that the optical path branching optical system is enlarged. Further, the structure of the control device for synchronously rotating the rotary mirror is also complicated. For this reason, there is an inconvenience that it is difficult to reduce the size and size.
一方、特許文献2に開示の技術では、光路分岐部材としてのカラーフィルタと光路偏向部材とにより、青色光を生成する光路と緑色光を生成する光路と赤色光を生成する光路とを形成しているので、回転駆動源を別々に設ける必要がなく、光路分岐光学系のコンパクト化を図ることができる。しかしながら、照明光源装置として白色光源を用いるので、照明光源装置が大型化するという不都合がある。 On the other hand, in the technique disclosed in Patent Document 2, an optical path for generating blue light, an optical path for generating green light, and an optical path for generating red light are formed by a color filter as an optical path branching member and an optical path deflecting member. Therefore, it is not necessary to provide a separate rotation drive source, and the optical path branching optical system can be made compact. However, since a white light source is used as the illumination light source device, there is a disadvantage that the illumination light source device is enlarged.
また、光路分岐部材としてのカラーホイールに、60度毎に赤色光を反射しかつ緑色光と青色光とを透過するフィルタ領域と、青色光を反射しかつ緑色光と赤色光とを透過するフィルタ領域と、緑色光を反射しかつ赤色光と青色光とを透過するフィルタ領域とを形成しなければならないため、光路分岐部材の製造が複雑化するという問題がある。 Further, a color wheel as an optical path branching member has a filter region that reflects red light and transmits green light and blue light every 60 degrees, and a filter that reflects blue light and transmits green light and red light. Since it is necessary to form a region and a filter region that reflects green light and transmits red light and blue light, there is a problem that the manufacturing of the optical path branching member is complicated.
本発明は、小型かつコンパクトで製作が容易な光路分岐光学系及びこの光路分岐光学系を用いた照明光源装置及びこの照明光源装置を用いた画像表示装置及びこの画像表示装置を用いた投射装置を提供することを目的とする。 The present invention relates to an optical path branching optical system that is small, compact, and easy to manufacture, an illumination light source device using the optical path branching optical system, an image display device using the illumination light source device, and a projection device using the image display device. The purpose is to provide.
本発明に係る光路分岐光学系は、励起光源からの励起光の射出光路に位置されたときに前記励起光を透過させて透過方向前方に透過光路を生成する透過部と前記射出光路に位置されたときに前記励起光を反射させて反射方向前方に反射光路を生成する反射部とを有する光路分岐部材と、
前記反射光路と前記透過光路とのいずれか一方に配設されかつ前記反射光路に配設されている場合には前記反射光路に導かれた励起光を前記光路分岐部材に向けて偏向し、前記透過光路に配設されている場合には前記透過光路に導かれた励起光を前記光路分岐部材に向けて偏向する光路偏向部材とを備えている。
An optical path branching optical system according to the present invention is positioned in the emission optical path and a transmission unit that transmits the excitation light and generates a transmission optical path forward in the transmission direction when positioned in the emission optical path of the excitation light from the excitation light source. An optical path branching member having a reflection part that reflects the excitation light and generates a reflected optical path forward in the reflection direction,
In the case where the reflection light path is disposed in one of the reflection light path and the transmission light path and is disposed in the reflection light path, the excitation light guided to the reflection light path is deflected toward the light path branching member, and In the case where it is disposed in the transmission optical path, an optical path deflecting member that deflects the excitation light guided to the transmission optical path toward the optical path branching member is provided.
前記光路分岐部材は、前記光路偏向部材が前記反射光路に配設されている場合には、前記透過光路が生成されたときに該透過光路に導かれた励起光により. 青色光を生成する光路と、緑色光を生成する光路と、赤色光を生成する光路とのうちの一つの光路が形成され、前記反射光路が生成されたときに前記反射光路に導かれた励起光により、残余の二つの光路が透過と反射との関係により時分割して形成されるように、前記光路偏向部材が前記透過光路に配設されている場合には前記反射光路が生成されたときに該反射光路に導かれた励起光により、前記青色光を生成する光路と、前記緑色光を生成する光路と、前記赤色光を生成する光路とのうちの一つの光路が形成され、前記透過光路が生成されたときに前記透過光路に導かれた励起光により残余の二つの光路が透過と反射との関係により時分割して形成されるように、前記透過部と前記反射部とがセグメント領域に領域分割されている。 When the optical path deflecting member is disposed in the reflected optical path, the optical path branching member is generated by the excitation light guided to the transmitted optical path when the transmitted optical path is generated. And an optical path for generating green light and an optical path for generating red light are formed, and the remaining two light beams are generated by excitation light guided to the reflected light path when the reflected light path is generated. When the optical path deflecting member is disposed in the transmitted optical path so that two optical paths are formed in a time-sharing manner according to the relationship between transmission and reflection, the reflected optical path is generated when the reflected optical path is generated. The guided excitation light forms one optical path of an optical path that generates the blue light, an optical path that generates the green light, and an optical path that generates the red light, and the transmitted optical path is generated. Sometimes the excitation light led to the transmitted light path Ri as two optical paths of the residual is formed by time division by the relationship between reflection and transmission, and the transmission portion and the reflection portion is a region divided into segments area.
本発明によれば、光路分岐部材は、光路偏向部材が前記反射光路に配設されている場合には、透過光路が生成されたときに透過光路に導かれた励起光により.青色光を生成する光路と、緑色光を生成する光路と、赤色光を生成する光路とのうちの一つの光路が形成され、反射光路が生成されたときに反射光路に導かれた励起光により、残余の二つの光路が透過と反射との関係により時分割して形成されるように、透過部と反射部とがセグメント領域に領域分割されているので、光路分岐部材の製作が容易であると共に、光路分岐光学系の小型化、コンパクト化を図ることができる。光路偏向部材が透過光路に配設されている場合にも、同様の効果を奏する。 According to the present invention, when the optical path deflecting member is disposed in the reflected optical path, the optical path branching member generates blue light by the excitation light guided to the transmitted optical path when the transmitted optical path is generated. One of the optical path for generating the green light, the optical path for generating the green light, and the optical path for generating the red light is formed, and the remaining two light beams are generated by the excitation light guided to the reflected light path when the reflected light path is generated. Since the transmission part and the reflection part are divided into segment areas so that one optical path is formed by time division according to the relationship between transmission and reflection, the optical path branching member is easy to manufacture and the optical path branching The optical system can be reduced in size and size. The same effect can be obtained when the optical path deflecting member is disposed in the transmitted optical path.
(実施例1)
図1(a)〜図6(a)は本発明の実施例1に係る光路分岐光学系を有する照明光源装置を示す光学図である。
その図1(a)〜図6(a)において、符号1は照明光源装置、符号2は光路分岐光学系を示す。照明光源装置1は、励起光源3、集光素子4としてのコリメートレンズ、光路分岐光学系2を有する。
Example 1
FIG. 1A to FIG. 6A are optical diagrams showing an illumination light source device having an optical path branching optical system according to Embodiment 1 of the present invention.
1A to 6A, reference numeral 1 denotes an illumination light source device, and reference numeral 2 denotes an optical path branching optical system. The illumination light source device 1 includes an excitation light source 3, a collimating lens as a condensing element 4, and an optical path branching optical system 2.
励起光源3は、この実施例1では、励起光として青色レーザ光BPを発生する青色レーザダイオードである。集光素子4は、その青色レーザ光BPの射出光路P1に設けられ、その青色レーザ光BPを集光する役割を果たす。 In the first embodiment, the excitation light source 3 is a blue laser diode that generates blue laser light BP as excitation light. The condensing element 4 is provided in the emission optical path P1 of the blue laser light BP, and plays a role of condensing the blue laser light BP.
光路分岐光学系2は、光路分岐部材5と光路偏向部材6とを有する。その光路分岐部材5は、図1(b)〜図6(b)に示す回転中心軸O1を中心にして、図1(a)〜図6(a)に示す回転駆動源(例えば、駆動モータ)7’により回転駆動される回転円板から構成されている。その光路分岐部材5は、ここでは、その射出光路P1に対して45度の角度で配設されているが、これに限られるものではない。 The optical path branching optical system 2 includes an optical path branching member 5 and an optical path deflecting member 6. The optical path branching member 5 has a rotation drive source (for example, a drive motor) shown in FIGS. 1A to 6A around the rotation center axis O1 shown in FIGS. ) It is composed of a rotating disk that is rotationally driven by 7 '. Here, the optical path branching member 5 is disposed at an angle of 45 degrees with respect to the emission optical path P1, but the present invention is not limited to this.
その光路分岐部材5は、励起光源3からの青色レーザ光BPの射出光路P1に位置されたときに青色レーザ光BPを透過させて透過方向前方に透過光路P2を生成する透過部Tと、射出光路P1に位置されたときに青色レーザ光BPを反射させて反射方向前方に反射光路P3を生成する反射部Rとを有する。この透過部Tは、例えば、青色レーザ光BPを透過するダイクロイックミラーにより形成し、反射部Rは青色レーザ光BPを反射するダイクロイックミラーにより形成できる。 The optical path branching member 5 transmits the blue laser light BP when it is positioned in the emission optical path P1 of the blue laser light BP from the excitation light source 3, and generates a transmission optical path P2 forward in the transmission direction. A reflection unit R that reflects the blue laser beam BP when it is positioned in the optical path P1 and generates a reflected optical path P3 in the front of the reflection direction; The transmission part T can be formed by, for example, a dichroic mirror that transmits the blue laser light BP, and the reflection part R can be formed by a dichroic mirror that reflects the blue laser light BP.
光路偏向部材6は、この図1(a)〜図6(a)では、反射光路P3に、光路分岐部材5に対して平行に設けられている。この光路偏向部材6は、反射光路P3に導かれた青色レーザ光BPを再度、光路分岐部材5に向けて偏向する役割を果たす。 In FIG. 1A to FIG. 6A, the optical path deflecting member 6 is provided in parallel with the optical path branching member 5 in the reflected optical path P3. The optical path deflecting member 6 plays a role of deflecting the blue laser light BP guided to the reflected optical path P3 toward the optical path branching member 5 again.
なお、この実施例1では、光路偏向部材6が光路分岐部材5に対して平行に設けられているが、反射光路P3に導かれた青色レーザ光BPを光路分岐部材5に向けて偏向する機能を有すれば良く、必ずしも平行でなくとも良い。 In the first embodiment, the optical path deflecting member 6 is provided in parallel to the optical path branching member 5, but the function of deflecting the blue laser light BP guided to the reflected optical path P3 toward the optical path branching member 5 is provided. Need not be parallel.
また、この実施例1では、光路偏向部材6は、1枚構成であるが2枚構成でも良い。更に、この実施例1では、光路偏向部材6は反射光路P3に設けられているが、透過光路P2に設けても良い。 In the first embodiment, the optical path deflecting member 6 has a single configuration, but may have a dual configuration. Further, in the first embodiment, the optical path deflecting member 6 is provided in the reflected optical path P3, but may be provided in the transmitted optical path P2.
光路分岐部材5は、透過光路P2のみが実質的に生成されたときに透過光路P2に導かれた青色レーザ光BPにより赤色光RPを生成する光路P4が生成され、反射光路P3のみが実質的に生成されたときに反射光路P3に導かれた青色レーザ光BPにより、青色光BP’を生成する光路P5と緑色光GPを生成する光路P6との二つの光路が透過と反射との関係により時分割して形成されるように、透過部Tと反射部Rとが仮想的にセグメント領域に領域分割されている。
なお、この実施例では、透過部Tと反射部Rとを仮想的にセグメント領域に領域分割することとして説明したが、これに限るものではなく、各セグメント領域を物理的に領域分割して形成することもできる。
In the optical path branching member 5, when only the transmission optical path P2 is substantially generated, the optical path P4 that generates the red light RP is generated by the blue laser light BP guided to the transmission optical path P2, and only the reflection optical path P3 is substantially generated. Due to the blue laser light BP guided to the reflected light path P3, the two light paths of the light path P5 for generating the blue light BP ′ and the light path P6 for generating the green light GP are caused by the relationship between transmission and reflection. The transmission part T and the reflection part R are virtually divided into segment areas so as to be formed by time division.
In this embodiment, the transmissive part T and the reflective part R have been described as being virtually divided into segment areas. However, the present invention is not limited to this, and each segment area is formed by physically dividing the area. You can also
すなわち、透過部Tと反射部Rとは、図1(b)ないし図6(b)に示すように、回転中心軸O1を中心にして、扇形形状のセグメント領域に領域分割されている。ここでは、透過部Tの扇形の角度は120度、反射部Rの扇形の角度は240度である。 That is, the transmissive portion T and the reflective portion R are divided into sector-shaped segment regions around the rotation center axis O1 as shown in FIGS. 1B to 6B. Here, the fan-shaped angle of the transmission part T is 120 degrees, and the fan-shaped angle of the reflection part R is 240 degrees.
その透過部Tは仮想的に同形状の扇形のセグメント領域1T、2Tに二分割されている。反射部Rは仮想的に同形状の扇形のセグメント領域3R、4R、5R、6Rに四分割されている。 The transmission part T is virtually divided into two fan-shaped segment areas 1T and 2T having the same shape. The reflection portion R is virtually divided into four fan-shaped segment regions 3R, 4R, 5R, and 6R having the same shape.
すなわち、その光路分岐部材5は、仮想的に角度60度の扇形のセグメント領域に6分割され、回転中心軸O1の回りに60度毎に対称の仮想的なセグメント領域1T、2T、3R〜6Rを有する。 That is, the optical path branching member 5 is virtually divided into six segment segments having a fan angle of 60 degrees, and virtual segment areas 1T, 2T, 3R to 6R that are symmetrical about the rotation center axis O1 every 60 degrees. Have
光路P4には、ダイクロイックミラー7と波長変換部材としての蛍光部材8とが設けられている。蛍光部材8は、青色レーザ光BPにより励起されて赤色光RPを発生する蛍光物質8aと反射基板8bとから構成されている。 A dichroic mirror 7 and a fluorescent member 8 as a wavelength conversion member are provided in the optical path P4. The fluorescent member 8 includes a fluorescent material 8a that is excited by the blue laser light BP and generates red light RP, and a reflective substrate 8b.
そのダイクロイックミラー7は、青色レーザ光BPを透過しかつ赤色光RPを反射する機能を有すると共に、後述するダイクロイックミラーと協働して合成光路を形成する光路合成部材としての機能を有する。 The dichroic mirror 7 has a function of transmitting the blue laser light BP and reflecting the red light RP, and also functions as an optical path combining member that forms a combined optical path in cooperation with a dichroic mirror described later.
光路P6には、ダイクロイックミラー9と波長変換部材としての蛍光部材10とが設けられている。蛍光部材10は青色レーザ光BPにより励起されて緑色光GPを発生する蛍光物質10aと反射基板10bとから構成されている。 The optical path P6 is provided with a dichroic mirror 9 and a fluorescent member 10 as a wavelength conversion member. The fluorescent member 10 includes a fluorescent material 10a that is excited by blue laser light BP and generates green light GP, and a reflective substrate 10b.
そのダイクロイックミラー9は、青色レーザ光BPと赤色光RPとを透過しかつ緑色蛍光GPを反射する機能を有すると共に、ダイクロイックミラー7と協働して合成光路を形成する光路合成部材としての機能を有する。 The dichroic mirror 9 has a function of transmitting the blue laser beam BP and the red light RP and reflecting the green fluorescence GP, and also functions as an optical path combining member that forms a combined optical path in cooperation with the dichroic mirror 7. Have.
光路P5には、青色レーザ光BPを反射しかつ赤色光RPと緑色光GPとを透過すると共にダイクロイックミラー7、9と協働して合成光路を形成する機能を有するダイクロイックミラー11が設けられている。
以下に、この照明光源装置1の作用を説明する。
The optical path P5 is provided with a dichroic mirror 11 that reflects the blue laser light BP, transmits the red light RP and the green light GP, and cooperates with the dichroic mirrors 7 and 9 to form a combined optical path. Yes.
Below, the effect | action of this illumination light source device 1 is demonstrated.
(実施例1の作用)
ここでは、光路分岐部材5は、透過部Tのセグメント領域1Tが射出光路P1に位置している状態を基準として、この状態から青色レーザ光BPの進行方向に対して右回り方向(矢印X1方向)に等速回転するものとして説明する。
(Operation of Example 1)
Here, the optical path branching member 5 has a state in which the segment region 1T of the transmission part T is positioned in the emission optical path P1, and the clockwise direction from this state with respect to the traveling direction of the blue laser light BP (in the direction of the arrow X1) ) Is assumed to rotate at a constant speed.
図1(a)に示すように、透過部Tのセグメント領域1Tが射出光路P1に位置するときには、透過光路P2のみが生成される。青色レーザ光BPはその透過光路P2を経由してダイクロイックミラー7に導かれ、このダイクロイックミラー7を透過して蛍光部材8に照射される。これにより、蛍光物質8aが青色レーザ光BPにより励起され、赤色光RPが生成される。 As shown in FIG. 1A, when the segment region 1T of the transmissive part T is located in the emission optical path P1, only the transmitted optical path P2 is generated. The blue laser beam BP is guided to the dichroic mirror 7 via the transmission optical path P2, and is transmitted through the dichroic mirror 7 to be irradiated on the fluorescent member 8. As a result, the fluorescent material 8a is excited by the blue laser light BP, and red light RP is generated.
この赤色光RPはダイクロイックミラー7により反射され、ダイクロイックミラー9に導かれる。この赤色光RPはそのダイクロイックミラー9を通過して、ダイクロイックミラー11に導かれ、このダイクロイックミラー11を透過した後、後述する投射光学系に導かれる。図2(a)に示すように、透過部Tのセグメント領域2Tが射出光路P1に位置するときにも、同様に透過光路P4のみが生成されるため、赤色光RPのみが生成される。
透過光路P2のみが生成されているときには、図1(b)、図2(b)に示すように、セグメント領域4R、5Rには、青色レーザ光BPは照射されていない。
The red light RP is reflected by the dichroic mirror 7 and guided to the dichroic mirror 9. The red light RP passes through the dichroic mirror 9 and is guided to the dichroic mirror 11. After passing through the dichroic mirror 11, the red light RP is guided to a projection optical system described later. As shown in FIG. 2A, when the segment region 2T of the transmission part T is positioned on the emission optical path P1, only the transmission optical path P4 is generated in the same manner, so that only the red light RP is generated.
When only the transmitted light path P2 is generated, the segment laser diodes 4R and 5R are not irradiated with the blue laser light BP, as shown in FIGS. 1B and 2B.
ついで、図3に示すように、反射部Rのセグメント領域3Rが射出光路P1に位置すると、反射光路P3のみが生成される。これにより、青色レーザ光BPは、光路偏向部材6に向けて反射される。青色レーザ光BPは、この光路偏向部材6により再度、光路分岐部材5に向けて反射され、その反射部Rのセグメント領域6Rに導かれる。すなわち、セグメント領域6Rが青色レーザ光BPにより照射される。 Next, as shown in FIG. 3, when the segment region 3R of the reflection portion R is positioned on the emission optical path P1, only the reflection optical path P3 is generated. Thereby, the blue laser beam BP is reflected toward the optical path deflecting member 6. The blue laser beam BP is reflected again toward the optical path branching member 5 by the optical path deflecting member 6 and guided to the segment region 6R of the reflecting portion R. That is, the segment region 6R is irradiated with the blue laser beam BP.
このセグメント領域6Rにより青色光BP’を生成する光路P5が形成される。その青色レーザ光BPは、そのセグメント領域6Rにより形成された光路P5を通って、光路偏向部材6に再度導かれる。 The segment region 6R forms an optical path P5 that generates blue light BP '. The blue laser beam BP is guided again to the optical path deflecting member 6 through the optical path P5 formed by the segment region 6R.
その青色レーザ光BPは、その光路偏向部材6により再度反射されて、ダイクロイックミラー11に導かれ、このダイクロイックミラー11により反射されて、青色光BP’として後述する投射光学系に導かれる。 The blue laser beam BP is reflected again by the optical path deflecting member 6, guided to the dichroic mirror 11, reflected by the dichroic mirror 11, and guided to the projection optical system described later as blue light BP '.
ついで、図4(a)に示すように、反射部Rのセグメント領域4Rが射出光路P1に位置すると、同様に、反射光路P3のみが生成される。青色レーザ光BPは、同様に、光路偏向部材6に向けて反射されて、この光路偏向部材6により、再度、光路分岐部材5に向けて偏向される。 Next, as shown in FIG. 4A, when the segment region 4R of the reflection portion R is positioned on the emission optical path P1, only the reflection optical path P3 is generated. Similarly, the blue laser beam BP is reflected toward the optical path deflecting member 6, and is deflected again toward the optical path branching member 5 by the optical path deflecting member 6.
反射部Rのセグメント領域4Rが射出光路P1に位置するとき、光路偏向部材6により反射された青色レーザ光BPの反射方向前方には透過部Tのセグメント領域1Tが位置する。すなわち、反射光路P3には、セグメント領域1Tが位置して、セグメント領域1Tに青色レーザ光BPが照射される。 When the segment region 4R of the reflection portion R is located in the emission optical path P1, the segment region 1T of the transmission portion T is located in front of the blue laser light BP reflected by the optical path deflecting member 6 in the reflection direction. That is, the segment region 1T is located in the reflected light path P3, and the segment region 1T is irradiated with the blue laser light BP.
青色レーザ光BPは、このセグメント領域1Tを透過するため、このセグメント領域1Tにより緑色光GPを生成する光路P6が形成される。その青色レーザ光BPは、そのセグメント領域1Tを透過して、ダイクロイックミラー9に導かれる。 Since the blue laser beam BP passes through the segment region 1T, an optical path P6 for generating the green light GP is formed by the segment region 1T. The blue laser beam BP passes through the segment region 1T and is guided to the dichroic mirror 9.
その青色レーザ光BPは、ダイクロイックミラー9を透過して、蛍光部材10に照射される。これにより、蛍光物質10aが青色レーザ光BPにより励起され、緑色光GPが生成される。この緑色光GPは、ダイクロイックミラー9により反射された後、ダイクロイックミラー11に導かれる。この緑色光GPは、そのダイクロイックミラー11を通過して、後述する投射光学系に導かれる。 The blue laser beam BP passes through the dichroic mirror 9 and is irradiated on the fluorescent member 10. Thereby, the fluorescent material 10a is excited by the blue laser light BP, and the green light GP is generated. The green light GP is guided by the dichroic mirror 11 after being reflected by the dichroic mirror 9. The green light GP passes through the dichroic mirror 11 and is guided to a projection optical system described later.
図5(a)に示すように、反射部Rのセグメント領域5Rが位置したときにも、同様に反射光路P3のみが形成され、その反射光路P3にはセグメント領域2Tが位置するため、同様に緑色光GPが生成される。 As shown in FIG. 5A, when the segment region 5R of the reflecting portion R is located, only the reflected light path P3 is formed in the same manner, and the segment region 2T is located in the reflected light path P3. Green light GP is generated.
ついで、図6(a)に示すように、反射部Rのセグメント領域6Rが射出光路P1に位置すると、反射光路P3のみが生成される。青色レーザ光BPは、光路偏向部材6に向けて反射されて、この光路偏向部材6により光路分岐部材5の反射部Rのセグメント領域3Rに導かれる。 Next, as shown in FIG. 6A, when the segment region 6R of the reflection portion R is positioned in the emission optical path P1, only the reflection optical path P3 is generated. The blue laser beam BP is reflected toward the optical path deflecting member 6 and guided to the segment region 3R of the reflecting portion R of the optical path branching member 5 by the optical path deflecting member 6.
このセグメント領域3Rにより青色光BP’を生成する光路P5が形成される。その青色レーザ光BPは、そのセグメント領域3Rにより形成された光路P5を通って、光路偏向部材6に向けて再度導かれる。 The segment region 3R forms an optical path P5 that generates blue light BP '. The blue laser beam BP is guided again toward the optical path deflecting member 6 through the optical path P5 formed by the segment region 3R.
その青色レーザ光BPは、その光路偏向部材6により反射されて、ダイクロイックミラー11に導かれ、このダイクロイックミラー11により反射されて、青色光BP’として後述する投射光学系に導かれる。 The blue laser beam BP is reflected by the optical path deflecting member 6, guided to the dichroic mirror 11, reflected by the dichroic mirror 11, and guided to the projection optical system described later as the blue light BP '.
このように、光路分岐部材5の一回転中に青色光BP’と緑色光GPと赤色光RPとが周期的に生成される。
すなわち、光路分岐部材5が等速回転するものとすると、光路分岐部材5の一回転中に、青色光BP’を生成する光路P5と緑色光GPを生成する光路P6と赤色光RPを生成する光路P4とを同一時間形成することができる。
Thus, during one rotation of the optical path branching member 5, the blue light BP ′, the green light GP, and the red light RP are periodically generated.
That is, assuming that the optical path branching member 5 rotates at a constant speed, the optical path P5 that generates the blue light BP ′, the optical path P6 that generates the green light GP, and the red light RP are generated during one rotation of the optical path branching member 5. The optical path P4 can be formed for the same time.
この照明光源装置1によれば、ダイクロイックミラー11から投射光学系に導かれる光の色は、光路分岐部材5の一回転中、すなわち、一周期の間に、赤、赤、青、緑、緑、青の順番に切り替えられ、一周期の間で赤色の持続時間と緑色の持続時間と青色の持続時間とが同一の状態が繰り返される。 According to the illumination light source device 1, the color of light guided from the dichroic mirror 11 to the projection optical system is red, red, blue, green, green during one rotation of the optical path branching member 5, that is, during one cycle. Are switched in the order of blue, and the red duration, the green duration, and the blue duration are the same in one cycle.
この実施例1では、光路分岐部材5を回転方向に6分割して仮想的なセグメント領域を60度毎に形成することにしたがこれに限られるものではない。
(変形例1)
例えば、図6cに示すように、透過部Tの角度(セグメント領域1Tの角度θ1とセグメント領域2Tの角度θ1との和の角度)2θ1と、この各セグメント領域1T、2Tに対して回転中心軸O1を境にしてそれぞれ180度対称位置に存在する反射部Rのセグメント領域4Rの角度θ1’とセグメント領域5Rの角度θ1’との和の角度2θ1’を同一(2θ1’=2θ1)とし、反射部Rのセグメント領域3Rの角度θ2とセグメント領域6Rの角度θ2’とを同じ角度θ2=θ2’とするとき、2θ1+θ2=180度の関係を満たすように設定すれば良い。
In the first embodiment, the optical path branching member 5 is divided into six in the rotation direction to form virtual segment regions every 60 degrees. However, the present invention is not limited to this.
(Modification 1)
For example, as shown in FIG. 6c, the angle of the transmission portion T (the sum of the angle θ1 of the segment region 1T and the angle θ1 of the segment region 2T) 2θ1 and the rotation center axis with respect to the segment regions 1T and 2T The angle 2θ1 ′, which is the sum of the angle θ1 ′ of the segment region 4R and the angle θ1 ′ of the segment region 5R, which is present at a 180-degree symmetrical position with respect to O1, is the same (2θ1 ′ = 2θ1) When the angle θ2 of the segment region 3R of the portion R and the angle θ2 ′ of the segment region 6R are set to the same angle θ2 = θ2 ′, it may be set so as to satisfy the relationship of 2θ1 + θ2 = 180 degrees.
例えば、2θ1=90度、θ2=90度とすると、画像の一フレームを光路分岐部材5の回転角度360度に対応させると、赤色と緑色とが生成される時間は、光路分岐部材5の回転角度に換算して90度、青色の生成される時間は、光路分岐部材5の回転角度に換算して180度となる。 For example, if 2θ1 = 90 degrees and θ2 = 90 degrees, when one frame of an image is made to correspond to the rotation angle 360 degrees of the optical path branching member 5, the time for generating red and green is the rotation of the optical path branching member 5. The time for which blue is generated is 90 degrees in terms of angle, and 180 degrees in terms of the rotation angle of the optical path branching member 5.
また、例えば、2θ1=130度、θ2=50度とすると、画像の1フレームを光路分岐部材5の回転角度360度に対応させると、赤色と緑色が生成される持続時間は、光路分岐部材5の回転角度に換算して130度、青色が生成される持続時間は、光路分岐部材5の回転角度にして100度となる。
なお、ホワイトバランスの調整は、赤色、緑色、青色の光の強度に応じて、光路P4と光路P5と光路P6とが1周期中に生成される持続時間を調整することにより行なわれる。
For example, if 2θ1 = 130 degrees and θ2 = 50 degrees, when one frame of the image is made to correspond to the rotation angle 360 degrees of the optical path branching member 5, the duration of generation of red and green is the optical path branching member 5. In terms of the rotation angle of the optical path branching member 5, the rotation time of the blue light is 130 degrees and the rotation time of the optical path branching member 5 is 100 degrees.
The white balance is adjusted by adjusting the durations during which the optical path P4, the optical path P5, and the optical path P6 are generated in one cycle according to the intensity of red, green, and blue light.
(変形例2)
その実施例1では、透過光路P2を進行する青色レーザ光BPの進行方向前方に赤色光RPを発生する蛍光物質8aが配置され、反射光路P3を進行して偏向部材6により反射されかつセグメント領域1T、2Tを透過して進行する青色レーザ光BPの進行方向前方に緑色光GPを発生する蛍光物質10aが配置されている。
(Modification 2)
In the first embodiment, a fluorescent material 8a that generates red light RP is disposed in front of the traveling direction of the blue laser light BP that travels through the transmission optical path P2, travels through the reflection optical path P3, is reflected by the deflecting member 6, and is a segment region. A fluorescent material 10a that generates green light GP is disposed in front of the blue laser light BP that travels through 1T and 2T in the traveling direction.
しかしながら、光路P5に図6dに示すように赤色光RPを発生する蛍光部材8を配置し、透過光路P2を進行する青色レーザ光BPにより青色光BP’を生成する構成とすることもできる。 However, as shown in FIG. 6d, the fluorescent member 8 that generates the red light RP may be disposed in the optical path P5, and the blue light BP ′ may be generated by the blue laser light BP that travels through the transmission optical path P2.
この場合には、ダイクロイックミラー7の代わりに全反射ミラー7”を透過光路P2に配置する。また、ダイクロイックミラー9の代わりに、青色光BP’を透過しかつ緑色光GPを反射させるダイクロイックミラー9’を用いる。更に、ダイクロイックミラー11の代わりに、赤色光RPを反射し、緑色光GPと青色光BP’とを透過するダイクロイックミラー11’を用いる。 In this case, a total reflection mirror 7 ″ is disposed in the transmission optical path P2 instead of the dichroic mirror 7. Also, instead of the dichroic mirror 9, the dichroic mirror 9 that transmits the blue light BP ′ and reflects the green light GP. Further, instead of the dichroic mirror 11, a dichroic mirror 11 'that reflects the red light RP and transmits the green light GP and the blue light BP' is used.
この変形例によれば、θ1=130度、θ2=100度とすると、青色光BP’の持続時間と緑色光GPの持続時間とは光路分岐部材5の回転角度にして130度に相当する時間、赤色光RPの持続時間は光路分岐部材5の回転角度にして100度に相当する時間となる。 According to this modification, when θ1 = 130 degrees and θ2 = 100 degrees, the duration of the blue light BP ′ and the duration of the green light GP are equivalent to 130 degrees as the rotation angle of the optical path branching member 5. The duration of the red light RP is a time corresponding to 100 degrees as the rotation angle of the optical path branching member 5.
また、光路P5に緑色光GPを発生する蛍光部材10を配置することもできる。この場合には、青色光GP’の持続時間と赤色光RPの持続時間とは光路分岐部材5の回転角度にして130度に相当する時間、緑色光GPの持続時間は光路分岐部材5の回転角度にして100度に相当する時間となる。 In addition, the fluorescent member 10 that generates the green light GP can be disposed in the optical path P5. In this case, the duration of the blue light GP ′ and the duration of the red light RP are equivalent to 130 degrees as the rotation angle of the optical path branching member 5, and the duration of the green light GP is the rotation of the optical path branching member 5. An angle corresponds to 100 degrees.
なお、ダイクロイックミラー9’、11’の光学特性については、赤色光RPと青色光BP’と緑色光GPとが投射光学系に導かれる特性であれば良いので、その反射・透過の関係の詳細な説明を省略する。 The optical characteristics of the dichroic mirrors 9 ′ and 11 ′ may be any characteristics as long as the red light RP, the blue light BP ′, and the green light GP are guided to the projection optical system. The detailed explanation is omitted.
(実施例2)
図8は本発明の実施例1に係る光源装置1を備えた投射装置の全体構成を示すブロック図である。
その図8において、符号20は投射装置を示している。この投射装置20は、実施例1に係る照明光源装置1と、画像入力インターフェース部21と、制御装置22と、光源駆動装置23と、投射光学系24とから構成されている。
(Example 2)
FIG. 8 is a block diagram illustrating an overall configuration of a projection apparatus including the light source device 1 according to the first embodiment of the invention.
In FIG. 8, reference numeral 20 denotes a projection device. The projection device 20 includes the illumination light source device 1 according to the first embodiment, an image input interface unit 21, a control device 22, a light source driving device 23, and a projection optical system 24.
なお、この実施例2では、照明光源装置1には、ダイクロイックミラー7と蛍光部材8との間に集光素子8’が設けられ、ダイクロイックミラー9と蛍光部材10との間に集光素子10’が設けられて、蛍光部材8、10に対する青色レーザ光BPの照射強度が高められるようになっている。 In Example 2, the illumination light source device 1 is provided with a condensing element 8 ′ between the dichroic mirror 7 and the fluorescent member 8, and the condensing element 10 is provided between the dichroic mirror 9 and the fluorescent member 10. 'Is provided so that the irradiation intensity of the blue laser light BP to the fluorescent members 8 and 10 can be increased.
投射光学系24は、集光素子24A、ライトトンネル24B、照明レンズ25、26、反射ミラー27、凹面ミラー28、カラー画像を形成する画像形成部(画像形成パネル)としてのデジタルマイクロミラーデバイス(DMD)29、投射レンズ30から概略構成されている。その照明光源装置1と、デジタルマイクロミラーデバイス29と、画像情報に基づいて照明光源装置1とデジタルマイクロミラーデバイス29と制御装置22とにより画像表示装置が構成される。 The projection optical system 24 includes a condensing element 24A, a light tunnel 24B, illumination lenses 25 and 26, a reflection mirror 27, a concave mirror 28, and a digital micromirror device (DMD) as an image forming unit (image forming panel) for forming a color image. ) 29 and the projection lens 30. The illumination light source device 1, the digital micromirror device 29, and the illumination light source device 1, the digital micromirror device 29, and the control device 22 are configured based on the image information.
画像入力インターフェース部21には、図示を略す外部機器から画像情報が入力される。
制御装置22は光源駆動装置23、デジタルマイクロミラーデバイス29を画像情報に基づいて駆動制御する他、投射装置全体の回路を統括制御する。
Image information is input to the image input interface unit 21 from an external device (not shown).
The control device 22 performs drive control of the light source drive device 23 and the digital micromirror device 29 based on image information, and also controls the overall circuit of the projection device.
その光源駆動装置23は、画像情報に基づいて制御装置22に制御されつつ励起光源3を発光・消灯制御する。デジタルマイクロミラーデバイス29は画素単位のマイクロミラーを有する。なお、画像情報の一フレームの期間と励起光源3の発光状態と光路分岐部材の1回転中のセグメント領域と生成される各色の光との関係の詳細については後述する。 The light source driving device 23 controls the excitation light source 3 to emit and extinguish while being controlled by the control device 22 based on the image information. The digital micromirror device 29 has a micromirror in pixel units. Details of the relationship between the period of one frame of image information, the light emission state of the excitation light source 3, the segment area during one rotation of the optical path branching member, and the generated light of each color will be described later.
ダイクロイックミラー11により反射された青色光BP’とダイクロイックミラー11を透過した緑色光GPと赤色光RPとは集光素子24Aによりライトトンネル24Bに導かれる。 The blue light BP ′ reflected by the dichroic mirror 11, the green light GP transmitted through the dichroic mirror 11, and the red light RP are guided to the light tunnel 24B by the condensing element 24A.
ライトトンネル24Bは、光強度むらを除去する機能を有する。各色の光はライトトンネル24Bを進行中にライトトンネル内で多重反射されて、強度分布が均一な光とされて、ライトトンネル24Bから射出される。
この各色の光は、照明レンズ25、26に導かれて、この照明レンズ25、26により集光された後、反射ミラー27に導かれる。
The light tunnel 24B has a function of removing unevenness in light intensity. The light of each color is multiple-reflected in the light tunnel while traveling through the light tunnel 24B, and the light has a uniform intensity distribution and is emitted from the light tunnel 24B.
The light of each color is guided to the illumination lenses 25 and 26, collected by the illumination lenses 25 and 26, and then guided to the reflection mirror 27.
その各色の光は、その反射ミラー27により反射され、凹面ミラー28に導かれ、この凹面ミラー28によりデジタルマイクロミラーデバイス29に向かって反射される。
そのデジタルマイクロミラーデバイス29は、マイクロミラーの角度が二位置制御される。制御装置22は、画像情報に基づきそのマイクロミラーの角度の二位置制御の繰り返し時間間隔を制御する。これにより、階調制御が行われる。
The light of each color is reflected by the reflecting mirror 27, guided to the concave mirror 28, and reflected by the concave mirror 28 toward the digital micromirror device 29.
In the digital micromirror device 29, the angle of the micromirror is controlled at two positions. The control device 22 controls the repetition time interval of the two-position control of the angle of the micromirror based on the image information. Thereby, gradation control is performed.
そのデジタルマイクロミラーデバイス29により反射された各色の光は、投射レンズ30により、拡大されてスクリーンS1に投影される。これにより、スクリーンS1に画像が投影される。 The light of each color reflected by the digital micromirror device 29 is enlarged by the projection lens 30 and projected onto the screen S1. Thereby, an image is projected on the screen S1.
(画像情報の一フレームの期間と励起光源の発光状態と光路分岐部材の1回転中のセグメント領域と生成される各色の光との関係)
図8は、1フレーム中に生成される青色光と赤色光と緑色光との持続する時間(持続時間)と光路分岐部材のセグメント領域との関係の一例を示すタイムシーケンス図である。
制御装置22は、画像情報が入力されると、光源駆動装置23により励起光源3をオン(on)して、発光させる(図8(b)参照)。
(Relationship between the period of one frame of image information, the light emission state of the excitation light source, the segment area during one rotation of the optical path branching member, and the generated light of each color)
FIG. 8 is a time sequence diagram illustrating an example of the relationship between the duration (duration) of blue light, red light, and green light generated in one frame and the segment region of the optical path branching member.
When the image information is input, the control device 22 turns on the excitation light source 3 by the light source driving device 23 to emit light (see FIG. 8B).
(具体例1)
ここで、図8(a)に示す画像情報の任意のn番目のフレームの開始時期、n+1番目のフレームの開始時期がセグメント領域1Tの開始時期(0°)に対応するものとすると、図8(c)に示すように、セグメント領域1T、2Tは赤色光RPの持続時間(120度相当)に対応している。
(Specific example 1)
Here, if the start time of an arbitrary nth frame and the start time of the (n + 1) th frame of the image information shown in FIG. 8A correspond to the start time (0 °) of the segment area 1T, FIG. As shown in (c), the segment areas 1T and 2T correspond to the duration (corresponding to 120 degrees) of the red light RP.
また、セグメント領域3Rは青色光BP’の持続時間(60度相当)に対応し、セグメント領域4R、5Rは緑色光GPの持続時間(120°相当)に対応し、セグメント領域6Rは青色光BP’の持続時間(60°相当)に対応している。
励起光源3は連続点灯され、一フレームの期間内で白色となるように、各色の光のパワー強度又は青色光BP’、緑色光GP、赤色光RPの照射時間が調整される。
The segment area 3R corresponds to the duration of the blue light BP ′ (corresponding to 60 degrees), the segment areas 4R and 5R correspond to the duration of the green light GP (corresponding to 120 °), and the segment area 6R corresponds to the blue light BP. It corresponds to the duration of '(equivalent to 60 °).
The excitation light source 3 is continuously turned on, and the power intensity of light of each color or the irradiation time of the blue light BP ′, the green light GP, and the red light RP is adjusted so as to become white within a period of one frame.
(具体例2)
この具体例2では、透過部Tを90度とし、かつ、反射部Rを270度として、透過部Tの扇形の角度を45度として2個の仮想的なセグメント領域1Tと2Tとを形成し、反射部Rを扇形の角度が90度の仮想的なセグメント領域3Rと6Rと、扇形の角度が45度の仮想的なセグメント領域4Rと5Rとに分割したものである(図6(c)参照)。
(Specific example 2)
In this specific example 2, the transmissive part T is 90 degrees, the reflective part R is 270 degrees, the fan-shaped angle of the transmissive part T is 45 degrees, and two virtual segment areas 1T and 2T are formed. The reflection part R is divided into virtual segment areas 3R and 6R having a sector angle of 90 degrees and virtual segment areas 4R and 5R having a sector angle of 45 degrees (FIG. 6C). reference).
この具体例2では、図9(c)に示すように、セグメント領域1T、2Tは、赤色光RPの持続時間(90°相当)に対応し、セグメント領域3Rは、青色光BP’の持続時間(90°相当)に対応し、セグメント領域4R、5Rは緑色光(GP)の持続時間(90°)に対応し、セグメント領域6Rは、図9(b)、図9(c)に示すように、励起光源3の消灯時間に対応している。 In this specific example 2, as shown in FIG. 9C, the segment areas 1T and 2T correspond to the duration of the red light RP (corresponding to 90 °), and the segment area 3R has the duration of the blue light BP ′. (Corresponding to 90 °), the segment regions 4R and 5R correspond to the duration (90 °) of green light (GP), and the segment region 6R is as shown in FIGS. 9 (b) and 9 (c). Furthermore, it corresponds to the extinguishing time of the excitation light source 3.
この具体例2によれば、赤色光RP、青色光BP’、緑色光GPを1フレーム期間内に各1回ずつ生成する制御となるので、具体例1のように、青色光BP’を一フレーム期間内に2回発生する制御に較べて、画像生成制御の単純化を図ることができる。 According to the second specific example, since the red light RP, the blue light BP ′, and the green light GP are generated once each within one frame period, the blue light BP ′ is generated one time as in the first specific example. Image generation control can be simplified compared to control that occurs twice within a frame period.
その結果、複雑な画像に対して画像生成の制御の追従性が向上し、画像品質の向上を図ることができる。更に、一フレーム期間中に、励起光源3を消灯するので、励起光源3の発熱による光源装置1の温度上昇を抑制でき、ひいては、励起光源3の温度上昇に伴う発光効率の低下を防止できる。 As a result, the followability of the image generation control can be improved for complex images, and the image quality can be improved. Furthermore, since the excitation light source 3 is turned off during one frame period, the temperature rise of the light source device 1 due to the heat generated by the excitation light source 3 can be suppressed, and as a result, the light emission efficiency can be prevented from decreasing due to the temperature increase of the excitation light source 3.
(具体例3)
この具体例3では、図10に示すように、赤色光RPの持続時間(90°相当)と、青色光BP’の持続時間(90°相当)と、緑色光GPの持続時間(90°相当)と、青色光BP’の持続時間(90°相当)とを同じにし、一フレームの期間中に青色光BP’を2回生成したときに、ホワイトバランスを確保するために、青色光BP’の持続時間中に、励起光源3のパワーを他の色(赤色光RP、緑色光GP)の持続時間中の励起光源3のパワーの2分の1のパワーとしたものである。
(Specific example 3)
In this specific example 3, as shown in FIG. 10, the duration of the red light RP (equivalent to 90 °), the duration of the blue light BP ′ (equivalent to 90 °), and the duration of the green light GP (equivalent to 90 °). ) And the duration (equivalent to 90 °) of the blue light BP ′, and when the blue light BP ′ is generated twice during one frame period, in order to ensure white balance, the blue light BP ′ The power of the excitation light source 3 is set to half the power of the excitation light source 3 during the duration of other colors (red light RP, green light GP).
(実施例2の変形例)
図11は照明光源装置1として、図6dに示す構成のものを搭載した投射装置の画像情報の一フレームの期間と励起光源の発光状態と光路分岐部材の1回転中のセグメント領域と生成される各色の光との関係を示す説明図である。
(Modification of Example 2)
FIG. 11 shows an illumination light source device 1 that is generated as one frame period of image information, a light emission state of an excitation light source, and a segment region during one rotation of an optical path branching member of a projection device equipped with the configuration shown in FIG. It is explanatory drawing which shows the relationship with the light of each color.
この変形例では、青色光BP’の持続時間(90°相当)と、緑色光GPの持続時間(90°相当)と、赤色光RPの持続時間(90°相当)と緑色光GPの持続時間とを同じにし、一フレームの期間中に緑色光GPを2回生成したときに、ホワイトバランスを確保を図するために、緑色光BP’の持続時間中に、励起光源3のパワーを他の色(赤色光RP、青色光GP)の持続時間中の励起光源3のパワーの2分の1のパワーとしたものである。
なお、一フレーム内でセグメント領域に対応して生成される青色光が持続する時間と赤色光が持続する時間と緑色光が持続する時間との時間配分に対応して、一フレーム内で白色となるように前記励起光源3のパワーを制御することにより、ホワイトバランス調整を行う構成とすることもできる。
In this modification, the duration of blue light BP ′ (equivalent to 90 °), the duration of green light GP (equivalent to 90 °), the duration of red light RP (equivalent to 90 °), and the duration of green light GP When the green light GP is generated twice during the period of one frame, the power of the excitation light source 3 is changed to the other power during the duration of the green light BP ′ in order to ensure white balance. The power is one half of the power of the excitation light source 3 during the duration of the color (red light RP, blue light GP).
In addition, in accordance with the time distribution of the time that the blue light generated corresponding to the segment area in one frame lasts, the time that the red light lasts, and the time that the green light lasts, white in one frame In this way, the power of the excitation light source 3 can be controlled to adjust the white balance.
なお、この実施例2では、画像情報が画像入力インターフェース部21を介して外部から入力されることとして説明したが、画像情報を投射装置の内部で生成する構成とすることもできる。 In the second embodiment, the image information is input from the outside via the image input interface unit 21. However, the image information may be generated inside the projection apparatus.
(実施例3)
図12は本発明の実施例3に係る照明光源装置1の光学図である。
この実施例3では、励起光源3には、紫外線波長領域のレーザ光VPを発生するレーザダイオードが用いられている。
Example 3
FIG. 12 is an optical diagram of the illumination light source device 1 according to Embodiment 3 of the present invention.
In Example 3, a laser diode that generates laser light VP in the ultraviolet wavelength region is used as the excitation light source 3.
光路P2にはレーザ光VPを透過しかつ赤色光RPを反射するダイクロイックミラー30とレーザ光VPにより励起されて赤色光RPを発生する蛍光部材8が設けられている。 The optical path P2 includes a dichroic mirror 30 that transmits the laser light VP and reflects the red light RP, and a fluorescent member 8 that is excited by the laser light VP and generates the red light RP.
光路P6には、レーザ光VPと赤色光RPとを透過しかつ緑色光GPを反射するダイクロイックミラー31と、レーザ光VPにより励起されて緑色光GPを発生する蛍光部材10とが設けられている。 The optical path P6 is provided with a dichroic mirror 31 that transmits the laser light VP and the red light RP and reflects the green light GP, and a fluorescent member 10 that is excited by the laser light VP and generates the green light GP. .
光路P5には、レーザ光VPと赤色光RPと緑色光GPとを透過しかつ青色光BP’を反射するダイクロイックミラー32と、レーザ光VPにより励起されて青色光BPを発生する蛍光部材33とが設けられている。この蛍光部材33は、蛍光部材8、10と同様に蛍光物質33aと反射基板33bとから構成される。
この照明光源装置1の作用は、実施例1と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
In the optical path P5, a dichroic mirror 32 that transmits the laser light VP, the red light RP, and the green light GP and reflects the blue light BP ′, and a fluorescent member 33 that is excited by the laser light VP to generate the blue light BP, Is provided. Like the fluorescent members 8 and 10, the fluorescent member 33 includes a fluorescent material 33a and a reflective substrate 33b.
Since the operation of the illumination light source device 1 is the same as that of the first embodiment, detailed description thereof is omitted.
(実施例4)
図13は本発明の実施例4に係る照明光源装置1の光学図である。
この実施例4では、図13に示すダイクロイックミラー30〜32を用いる代わりに、クロスプリズム34を用いて光路合成が図られている。
Example 4
FIG. 13 is an optical diagram of the illumination light source device 1 according to Embodiment 4 of the present invention.
In the fourth embodiment, optical path synthesis is achieved using a cross prism 34 instead of using the dichroic mirrors 30 to 32 shown in FIG.
励起光源3には、図13と同様に紫外線波長領域のレーザ光VPを発生するレーザダイオードが用いられている。光路P2には赤色光RPを発生する蛍光部材8が配置されている。
光路P6には、緑色光GPを発生する蛍光部材10が配置されている。光路P5には青色光BP’を発生する蛍光部材33が配置されている。
As the excitation light source 3, a laser diode that generates laser light VP in the ultraviolet wavelength region is used as in FIG. A fluorescent member 8 that generates red light RP is disposed in the optical path P2.
A fluorescent member 10 that generates green light GP is disposed in the optical path P6. A fluorescent member 33 that generates blue light BP ′ is disposed in the optical path P5.
各蛍光部材8、10、33は、図14に拡大して示すように、一対の透明基板34、35を有し、この一対の透明基板34、35の間に蛍光物質36が設けられている。レーザ光VPが入射する側の透明基板34には蛍光物質36と密接する内面側にレーザ光VPを透過しかつ蛍光を反射するダイクロイックミラー膜34aが形成されている。 As shown in an enlarged view in FIG. 14, each fluorescent member 8, 10, 33 has a pair of transparent substrates 34, 35, and a fluorescent material 36 is provided between the pair of transparent substrates 34, 35. . A dichroic mirror film 34 a that transmits the laser beam VP and reflects the fluorescence is formed on the inner surface side in close contact with the fluorescent material 36 on the transparent substrate 34 on the side where the laser beam VP is incident.
レーザ光VPが入射する側とは反対側の透明基板35には、蛍光物質36と密接する側の面とは反対側の外面にレーザ光VPを反射しかつ蛍光を透過するダイクロイックミラー膜35aが形成されている。 The transparent substrate 35 opposite to the side on which the laser beam VP is incident has a dichroic mirror film 35a that reflects the laser beam VP and transmits the fluorescence on the outer surface opposite to the surface close to the fluorescent material 36. Is formed.
これにより、レーザ光VPが画像形成部に導かれるのが阻止され、蛍光が効率良く画像形成部に導かれる。光路P6には、緑色光GPの進行方向前方に光路合成部材としてのクロスプリズム37が配置されている。光路P4には赤色光RPの進行方向前方に赤色光RPをクロスプリズム37に向けて反射する反射ミラー38が設けられている。 Thereby, the laser beam VP is prevented from being guided to the image forming unit, and the fluorescence is efficiently guided to the image forming unit. In the optical path P6, a cross prism 37 as an optical path combining member is disposed in front of the traveling direction of the green light GP. In the optical path P4, a reflection mirror 38 that reflects the red light RP toward the cross prism 37 is provided in front of the traveling direction of the red light RP.
光路P5には、青色光BP’の進行方向前方に青色光BP’をクロスプリズム37に向けて反射する反射ミラー39が設けられている。クロスプリズム37は、赤色光RPを反射しかつ緑色光GPと青色光BP’とを透過するダイクロイックミラー面37aと青色光BP’を反射しかつ緑色光GPと赤色光RPとを透過するダイクロイックミラー面37bとを有する。 In the optical path P5, a reflection mirror 39 that reflects the blue light BP 'toward the cross prism 37 is provided in front of the traveling direction of the blue light BP'. The cross prism 37 reflects the red light RP and transmits the green light GP and the blue light BP ′, and the dichroic mirror surface 37a that reflects the blue light BP ′ and the green light GP and the red light RP. And a surface 37b.
青色光と緑色光と赤色光とは、このクロスプリズムにより光路合成されて、投射光学系に導かれる。これにより、照明光源装置1のより一層の小型化、コンパクト化を図ることができ、蛍光を効率良く画像形成部に導くことができる。また、小型化、コンパクト化を図れるので、照明効率の向上を図ることができる。 Blue light, green light, and red light are optically combined by the cross prism and guided to the projection optical system. Thereby, the illumination light source device 1 can be further reduced in size and size, and fluorescence can be efficiently guided to the image forming unit. Further, since the size and size can be reduced, the illumination efficiency can be improved.
なお、破線で示すように、クロスプリズム37の各入射面に対向して画像形成部としての液晶パネル37R、37G、37Bを設ける構成とすることもできる。 In addition, as shown with a broken line, it can also be set as the structure which provides the liquid crystal panels 37R, 37G, and 37B as an image formation part facing each entrance plane of the cross prism 37. FIG.
1…照明光源装置
2…光路分岐光学系
3…励起光源
5…光路分岐部材
6…光路偏向部材
P1…射出光路
P2…透過光路
P3…反射光路
P4〜P6…光路
R…反射部
T…透過部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Illumination light source device 2 ... Optical path branching optical system 3 ... Excitation light source 5 ... Optical path branching member 6 ... Optical path deflecting member P1 ... Emission optical path P2 ... Transmission optical path P3 ... Reflection optical path P4-P6 ... Optical path R ... Reflection part T ... Transmission part
Claims (10)
前記反射光路と前記透過光路とのいずれか一方に配設されかつ前記反射光路に配設されている場合には前記反射光路に導かれた励起光を前記光路分岐部材に向けて偏向し、前記透過光路に配設されている場合には前記透過光路に導かれた励起光を前記光路分岐部材に向けて偏向する光路偏向部材とを備え、
前記光路分岐部材は、前記光路偏向部材が前記反射光路に配設されている場合には、前記透過光路が生成されたときに該透過光路に導かれた励起光により青色光を生成する光路と、緑色光を生成する光路と、赤色光を生成する光路とのうちの一つの光路が生成され、前記反射光路が生成されたときに前記反射光路に導かれた励起光により、残余の二つの光路が透過と反射との関係により形成されるように、前記光路偏向部材が前記透過光路に配設されている場合には前記反射光路が生成されたときに該反射光路に導かれた励起光により、前記青色光を生成する光路と、前記緑色光を生成する光路と、前記赤色光を生成する光路とのうちの一つの光路が生成され、前記透過光路が生成されたときに前記透過光路に導かれた励起光により残余の二つの光路が透過と反射との関係により時間的に分割して形成されるように、前記透過部と前記反射部とがセグメント領域に分割されて形成されていることを特徴とする光路分岐光学系。 Transmitting the excitation light when positioned in the emission light path of the excitation light from the excitation light source and generating the transmission optical path forward in the transmission direction and reflecting the excitation light when positioned in the emission light path An optical path branching member having a reflection part that generates a reflected optical path forward in the reflection direction;
In the case where the reflection light path is disposed in one of the reflection light path and the transmission light path and is disposed in the reflection light path, the excitation light guided to the reflection light path is deflected toward the light path branching member, and An optical path deflecting member that deflects the excitation light guided to the transmitted optical path toward the optical path branching member when disposed in the transmitted optical path;
When the optical path deflecting member is disposed in the reflected optical path, the optical path branching member includes an optical path that generates blue light by excitation light guided to the transmitted optical path when the transmitted optical path is generated. One of the optical path for generating green light and the optical path for generating red light is generated, and the remaining two light beams are generated by the excitation light guided to the reflected optical path when the reflected optical path is generated. When the optical path deflecting member is disposed in the transmitted optical path so that the optical path is formed by the relationship between transmission and reflection, the excitation light guided to the reflected optical path when the reflected optical path is generated The optical path for generating the blue light, the optical path for generating the green light, and the optical path for generating the red light are generated, and the transmitted optical path is generated when the transmitted optical path is generated. The remaining two by the excitation light guided to The optical path branching optical system is characterized in that the transmissive part and the reflective part are divided into segment regions so that the optical path of the transmissive part is divided in terms of time according to the relationship between transmission and reflection. .
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