JP2015043109A - Light source device, and projector - Google Patents

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小椋　直嗣
Naotada Ogura
直嗣 小椋
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light source device including a small-sized fluorescent light generation device with high output, and a small-sized thin projector having the light source device.SOLUTION: A projector according to the present invention comprises: a light source device; a light guide device; a display element; a projection side optical system; and projector control means. The light source device comprises: three fluorescent light generation devices 130 for generating red, green, and blue wavelength region light. The fluorescent light generation device 130 comprises: an excitation light source 131; a condenser lens 132 arranged on an optical path of the excitation light source 131; a phosphor 133; a mirror face box 136 having an incident port 136a for receiving excitation light; a dichroic filter 137 transmitting emission light and reflecting the excitation light; and a condensing optical system 135 arranged ahead of the dichroic filter 137. The excitation light is condensed to the incident port 136a by the condenser lens 132 to be incident into the mirror face box 136. The phosphor 133 emits light by the excitation light thereby radiating emission light as effective light from one direction.

Description

本発明は、蛍光光生成装置を備えた光源装置と、該光源装置を備えたプロジェクタに関するものである。   The present invention relates to a light source device including a fluorescent light generation device and a projector including the light source device.

今日、パーソナルコンピュータの画面やビデオ画像、更にメモリカード等に記憶されている画像データによる画像等をスクリーンに投影する画像投影装置としてのデータプロジェクタが多用されている。このプロジェクタは、光源から射出された光をＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）と呼ばれるマイクロミラー表示素子、又は、液晶板に集光させ、スクリーン上にカラー画像を表示させるものである。   2. Description of the Related Art Today, data projectors are widely used as image projection apparatuses that project a screen of a personal computer, a video image, an image based on image data stored in a memory card or the like onto a screen. This projector focuses light emitted from a light source on a micromirror display element called DMD (digital micromirror device) or a liquid crystal plate, and displays a color image on a screen.

このようなプロジェクタにおいて、従来は高輝度の放電ランプを光源とするものが主流であったが、近年、光源として発光ダイオードやレーザダイオード、或いは、有機ＤＬ等の半導体発光素子を用いる開発や提案が多々なされている。   Conventionally, projectors using a high-intensity discharge lamp as a light source have been the mainstream of such projectors. However, in recent years, developments and proposals using light-emitting diodes, laser diodes, or semiconductor light-emitting elements such as organic DL as the light source have been made. A lot has been done.

発光ダイオードをプロジェクタの光源として用いる場合、単体の発光ダイオードでは出力が弱いため、高い出力を得るために複数の発光ダイオードを同時に用いる必要がある。しかしながら、複数の発光ダイオードを用いて光源装置を形成する場合、輝点が増えるため各輝点から射出される光をその後の光学系で１点に集光させることが困難となり、各発光ダイオードから射出される光の利用効率が低くなるという問題点があった。   When a light-emitting diode is used as a light source for a projector, the output of a single light-emitting diode is weak. Therefore, in order to obtain a high output, it is necessary to use a plurality of light-emitting diodes simultaneously. However, when forming a light source device using a plurality of light emitting diodes, the number of bright spots increases, making it difficult to focus light emitted from each bright spot to one point in the subsequent optical system. There was a problem that the utilization efficiency of the emitted light was lowered.

又、レーザダイオードを光源として用いる場合、出力の問題は解決できるが、光のエネルギーが高いため、人体の眼等に対する影響が問題となっていた。特開２００３−２９５３１９号公報（特許文献１）では、この問題を解決するための提案がなされている。この提案における光源装置は、回転放物線面形状のリフレクタ内に蛍光体を配置し、この蛍光体にレーザ光線をコリメータレンズ（コリメートレンズ）及びコンデンサレンズを介して照射し、蛍光体の発光によって生成された光をリフレクタで平行光に変換して投影に利用する構成とされている。   Further, when a laser diode is used as a light source, the problem of output can be solved, but since the energy of light is high, the influence on the human eye and the like has been a problem. Japanese Patent Laid-Open No. 2003-295319 (Patent Document 1) proposes to solve this problem. The light source device in this proposal is produced by arranging a phosphor in a rotating parabolic reflector, irradiating the phosphor with a laser beam through a collimator lens (collimator lens) and a condenser lens, and generating light from the phosphor. The reflected light is converted into parallel light by a reflector and used for projection.

このようなレーザダイオードを利用した光源装置では、レーザダイオードからの射出光を励起光として蛍光体を発光させ、この蛍光体による発光光を投影光として利用する構成であるため、レーザダイオードから射出されるコヒーレント（波の干渉のしやすさ）の高い光が直接外部に射出されることを防止できると共に、充分な出力の光量を得られる。   In such a light source device using a laser diode, the phosphor emits light using the light emitted from the laser diode as excitation light, and the light emitted from the phosphor is used as projection light. Therefore, the light emitted from the laser diode is emitted. In addition, it is possible to prevent light having high coherence (ease of wave interference) from being directly emitted to the outside and to obtain a sufficient output light amount.

特開２００３−２９５３１９号公報JP 2003-295319 A

上述したような蛍光体の発光光を利用した光源装置では、蛍光体が全方位に発光するため、この発光光を集光して一方向へ照射するために大型のリフレクタを必要とし、光源装置が大型化するという問題点があった。   In the light source device using the light emitted from the phosphor as described above, since the phosphor emits light in all directions, a large reflector is required to collect the emitted light and irradiate it in one direction. However, there was a problem of increasing the size.

又、上述した光源装置では、蛍光体に照射された励起光における蛍光体で反射した光がリフレクタ等を介してそのまま外部に射出されてしまうことがあり、安全面や励起光の利用効率に関して問題点があった。   Further, in the light source device described above, the light reflected by the phosphor in the excitation light irradiated on the phosphor may be emitted to the outside as it is through a reflector or the like, and there is a problem regarding safety and utilization efficiency of the excitation light. There was a point.

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、励起光及び発光光の利用効率の高い蛍光光生成装置を備えた光源装置と、該光源装置を備えた小型及び薄型のプロジェクタとを提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and includes a light source device including a fluorescent light generating device with high utilization efficiency of excitation light and emitted light, and a small size including the light source device. And a thin projector.

本発明の光源装置は、励起光源と、該励起光源の光軸上に配置された集光レンズと、該集光レンズによって集光された光線束の光軸上に配置された前方を開口とする鏡面箱と、該鏡面箱の開口を封止するように配置された蛍光体と、該蛍光体の前記鏡面箱を封止した面の対向面に配置されたダイクロイックフィルタと、から形成された蛍光光生成装置を備え、前記蛍光体は、前記励起光源からの射出光を励起光として発光し、前記鏡面箱は、前記蛍光体からの射出光を内面で反射させて該蛍光体の前方に位置する面である射出面から射出させ、前記ダイクロイックフィルタは、前記励起光を反射して前記蛍光体に入射させると共に、前記発光光を透過して外部に有効光として射出させることを特徴とする。   The light source device of the present invention includes an excitation light source, a condensing lens disposed on the optical axis of the excitation light source, and an opening disposed on the optical axis of the light bundle collected by the condensing lens. A specular box, a phosphor disposed so as to seal the opening of the specular box, and a dichroic filter disposed on an opposite surface of the surface of the phosphor that seals the specular box. A fluorescent light generation device, wherein the phosphor emits light emitted from the excitation light source as excitation light, and the specular box reflects the light emitted from the phosphor on the inner surface to the front of the phosphor. The dichroic filter emits light from an emission surface that is positioned, reflects the excitation light to enter the phosphor, and transmits the emitted light to emit it as effective light to the outside. .

又、前記鏡面箱は、内面を反射面とした中空の錐台形状であり、前記励起光源側に位置する一面に口径の小さな入射口を備え、前記励起光は、前記集光レンズによって前記鏡面箱の入射口内の略一点に集光され、該入射口から鏡面箱内に入射されることを特徴とする。   Further, the mirror box has a hollow frustum shape with an inner surface as a reflection surface, and has an entrance having a small aperture on one surface located on the excitation light source side, and the excitation light is reflected by the condenser lens by the mirror surface. The light beam is condensed at approximately one point in the incident port of the box, and is incident on the specular box from the incident port.

更に、前記蛍光体は、透明な部材に１０〜３０重量％の蛍光材料が均一に分散されて形成されていることを特徴とする。   Further, the phosphor is formed by uniformly dispersing 10 to 30% by weight of a fluorescent material in a transparent member.

そして、前記蛍光光生成装置は、前記蛍光体の射出方向の前方位置に配置されて前記発光光を集光する集光光学系を備えることを特徴とする。   And the said fluorescence light generation apparatus is provided in the front position of the emission direction of the said fluorescent substance, and is provided with the condensing optical system which condenses the said emitted light.

又、前記励起光源は、半導体発光素子であることを特徴とする。   Further, the excitation light source is a semiconductor light emitting element.

更に、前記励起光源は、レーザダイオードとされることもある。   Further, the excitation light source may be a laser diode.

又、前記励起光源は、光源内に拡散レンズを備えることもある。   The excitation light source may include a diffusion lens in the light source.

そして、光源装置は、赤色波長域光を生成する前記蛍光光生成装置としての赤色蛍光光生成装置と、緑色波長域光を生成する前記蛍光光生成装置としての緑色蛍光光生成装置と、青色波長域光を射出する青色生成装置と、を備え、該複数の蛍光光生成装置及び青色生成装置から射出された光線束の光軸の向きを一致させるように変換する光軸変換装置を有していることを特徴とする。   The light source device includes a red fluorescent light generating device as the fluorescent light generating device that generates red wavelength region light, a green fluorescent light generating device as the fluorescent light generating device that generates green wavelength region light, and a blue wavelength. A blue light generating device that emits a range of light, and an optical axis conversion device that converts the plurality of fluorescent light generating devices and the light axis emitted from the blue light generating device to coincide with the direction of the optical axis. It is characterized by being.

又、光源装置は、赤色波長域光を生成する前記蛍光光生成装置としての赤色蛍光光生成装置と、緑色波長域光を生成する前記蛍光光生成装置としての緑色蛍光光生成装置と、青色波長域光を生成する前記蛍光光生成装置としての青色蛍光光生成装置と、を備え、該複数の蛍光光生成装置から射出された光線束の光軸の向きを一致させるように変換する光軸変換装置を有していることを特徴とすることもある。   The light source device includes a red fluorescent light generating device as the fluorescent light generating device that generates red wavelength band light, a green fluorescent light generating device as the fluorescent light generating device that generates green wavelength light, and a blue wavelength. A blue fluorescent light generation device as the fluorescent light generation device for generating a region light, and an optical axis conversion for converting the direction of the optical axis of the light bundle emitted from the plurality of fluorescent light generation devices to match It may be characterized by having a device.

更に、光源装置は、白色光を生成する前記蛍光光生成装置を備えることとすることもある。   Furthermore, the light source device may include the fluorescent light generation device that generates white light.

本発明のプロジェクタは、光源装置と、導光装置と、表示素子と、投影側光学系と、プロジェクタ制御手段とを備え、前記光源装置は、上述した３つの蛍光光生成装置を備えた光源装置とされるものであり、前記励起光源を時分割制御することにより投影を行なうことを特徴とする。   The projector according to the present invention includes a light source device, a light guide device, a display element, a projection-side optical system, and a projector control unit, and the light source device includes the above-described three fluorescent light generation devices. The projection is performed by time-sharing control of the excitation light source.

又、プロジェクタは、光源装置と、導光装置と、カラーホイールと、表示素子と、投影側光学系と、プロジェクタ制御手段とを備え、前記光源装置は、上述した白色光を生成する蛍光光生成装置を備えた光源装置とされることもある。   The projector includes a light source device, a light guide device, a color wheel, a display element, a projection-side optical system, and projector control means, and the light source device generates fluorescent light that generates the above-described white light. The light source device may be provided with the device.

本発明によれば、励起光及び発光光の利用効率の高い蛍光光生成装置を備えた光源装置と、該光源装置を備えた小型及び薄型のプロジェクタとを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the light source device provided with the fluorescence light production | generation apparatus with high utilization efficiency of excitation light and emitted light, and the small and thin projector provided with this light source device can be provided.

本発明に係る光源装置を用いたプロジェクタの実施例を示す外観斜視図である。It is an external appearance perspective view which shows the Example of the projector using the light source device which concerns on this invention. 本発明に係る光源装置を用いたプロジェクタの機能回路ブロックを示す図である。It is a figure which shows the functional circuit block of the projector using the light source device which concerns on this invention. 本発明に係る光源装置を用いたプロジェクタの内部構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the internal structure of the projector using the light source device which concerns on this invention. 本発明の実施例に係る光源装置の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the light source device which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る特定波長域光生成装置の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the specific wavelength range light production | generation apparatus which concerns on the Example of this invention. 本発明の変形例に係る特定波長域光生成装置の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the specific wavelength range light production | generation apparatus which concerns on the modification of this invention.

以下、本発明を実施するための形態について述べる。プロジェクタ10は、光源装置63と、導光装置75と、表示素子51と、投影側光学系90と、プロジェクタ制御手段とを備える。そして、光源装置63は、赤色波長域光を生成する赤色蛍光光生成装置130Rと、緑色波長域光を生成する緑色蛍光光生成装置130Gと、青色波長域光を生成する青色蛍光光生成装置130Bと、を備え、複数の蛍光光生成装置130から射出された光線束の光軸の向きを一致させるように変換する光軸変換装置を有している。   Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described. The projector 10 includes a light source device 63, a light guide device 75, a display element 51, a projection-side optical system 90, and projector control means. The light source device 63 includes a red fluorescent light generating device 130R that generates red wavelength band light, a green fluorescent light generating device 130G that generates green wavelength band light, and a blue fluorescent light generating device 130B that generates blue wavelength band light. And an optical axis conversion device that converts the direction of the optical axis of the light bundles emitted from the plurality of fluorescent light generation devices 130 to coincide with each other.

この蛍光光生成装置130は、レーザダイオードとされた励起光源131と、励起光源131の光軸上に配置された集光レンズ132と、集光レンズ132によって集光された光線束の光軸上に配置された前方を開口とする鏡面箱136と、鏡面箱136の開口を封止するように配置された蛍光体133と、蛍光体133の鏡面箱136を封止した面の対向面に配置されたダイクロイックフィルタ137と、ダイクロイックフィルタ137の前方に配置された集光光学系135と、から形成されている。   The fluorescent light generating device 130 includes an excitation light source 131 that is a laser diode, a condensing lens 132 that is disposed on the optical axis of the excitation light source 131, and an optical axis of a light beam that is collected by the condensing lens 132. Mirror surface box 136 having an opening at the front, disposed on the opposite side of the surface of the phosphor 133 disposed so as to seal the opening of the mirror surface box 136, and the surface of the phosphor 133 on which the mirror surface box 136 is sealed The dichroic filter 137 and a condensing optical system 135 disposed in front of the dichroic filter 137 are formed.

蛍光体133は、透明な部材に１０〜３０重量％の蛍光材料が均一に分散されて形成され、励起光源131からの射出光を励起光として発光する。   The phosphor 133 is formed by uniformly dispersing 10 to 30% by weight of a fluorescent material in a transparent member, and emits light emitted from the excitation light source 131 as excitation light.

鏡面箱136は、内面を反射面とした中空の円錐台形状であり、励起光源131側に位置する一面に口径の小さな入射口136aを備えており、蛍光体133からの射出光を内面で反射させて該蛍光体133におけるダイクロイックフィルタ137が配置された面から射出させる。   The specular box 136 has a hollow frustum shape with an inner surface as a reflecting surface, and has an incident port 136a having a small aperture on one surface located on the excitation light source 131 side, and reflects the light emitted from the phosphor 133 on the inner surface. Then, the phosphor 133 is emitted from the surface on which the dichroic filter 137 is disposed.

又、励起光は、集光レンズ132によって口径の小さな入射口136a内の略一点に集光され、この小さな入射口136aから鏡面箱136内に入射されて蛍光体133に照射され、蛍光体133を透過したものはダイクロイックフィルタ137によって反射されて再び蛍光体133に入射する。発光光は、鏡面箱136によって蛍光体133におけるダイクロイックフィルタ137が配置された面から射出され、集光光学系135によって集光されて有効光として射出される。   In addition, the excitation light is condensed at approximately one point in the entrance 136a having a small diameter by the condenser lens 132, is incident on the mirror 133 through the small entrance 136a, and is irradiated on the phosphor 133. Is transmitted by the dichroic filter 137 and enters the phosphor 133 again. The emitted light is emitted from the surface of the phosphor 133 on which the dichroic filter 137 is disposed by the mirror box 136, collected by the condensing optical system 135, and emitted as effective light.

以下、本発明の実施例を図に基づいて詳説する。図１は、プロジェクタ10の外観斜視図である。尚、本実施例において、左右とは投影方向に対しての左右方向を示し、前後とは光線束の進行方向に対しての前後方向を示す。プロジェクタ10は、図１に示すように、略直方体形状であって、本体ケースの前方の側板とされる正面パネル12の側方に投影口を覆うレンズカバー19を有すると共に、この正面パネル12には複数の排気孔17を設けている。更に、図示しないがリモートコントローラからの制御信号を受信するＩｒ受信部を備えている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an external perspective view of the projector 10. In this embodiment, left and right indicate the left and right direction with respect to the projection direction, and front and rear indicate the front and rear direction with respect to the traveling direction of the light beam. As shown in FIG. 1, the projector 10 has a substantially rectangular parallelepiped shape, and has a lens cover 19 that covers the projection port on the side of the front panel 12 that is a side plate in front of the main body case. Is provided with a plurality of exhaust holes 17. Further, although not shown, an Ir receiver for receiving a control signal from the remote controller is provided.

又、本体ケースである上面パネル11にはキー／インジケータ部37が設けられ、このキー／インジケータ部37には、電源スイッチキーや電源のオン又はオフを報知するパワーインジケータ、投影のオン、オフを切りかえる投影スイッチキー、光源装置や表示素子又は制御回路等が過熱したときに報知をする過熱インジケータ等のキーやインジケータが配置されている。   In addition, a key / indicator unit 37 is provided on the top panel 11 which is a main body case. The key / indicator unit 37 includes a power switch key, a power indicator for notifying power on / off, and projection on / off. There are arranged keys and indicators such as a projection switch key for switching, an overheat indicator for notifying when a light source device, a display element, a control circuit or the like is overheated.

更に、本体ケースの背面には、背面パネル13にＵＳＢ端子や画像信号入力用のＤ−ＳＵＢ端子、Ｓ端子、ＲＣＡ端子等を設ける入出力コネクタ部及び電源アダプタプラグ等の各種端子20が設けられている。尚、図示しない本体ケースの側板である右側パネル14、及び、図１に示した側板である左側パネル15の下部近傍には、各々複数の吸気孔18が形成されている。   Further, on the back of the main body case, there are provided various terminals 20 such as an input / output connector portion and a power adapter plug for providing a USB terminal, a D-SUB terminal for inputting image signals, an S terminal, an RCA terminal, etc. on the rear panel 13. ing. A plurality of intake holes 18 are formed in the vicinity of the lower portion of the right side panel 14 which is a side plate of the main body case (not shown) and the left side panel 15 which is the side plate shown in FIG.

次に、プロジェクタ10のプロジェクタ制御手段について図２のブロック図を用いて述べる。プロジェクタ制御手段は、制御部38、入出力インターフェース22、画像変換部23、表示エンコーダ24、表示駆動部26等から構成され、入出力コネクタ部21から入力された各種規格の画像信号は、入出力インターフェース22、システムバス（ＳＢ）を介して画像変換部23で表示に適した所定のフォーマットの画像信号に統一するように変換された後、表示エンコーダ24に出力される。   Next, projector control means of the projector 10 will be described with reference to the block diagram of FIG. The projector control means includes a control unit 38, an input / output interface 22, an image conversion unit 23, a display encoder 24, a display drive unit 26, and the like. Image signals of various standards input from the input / output connector unit 21 are input / output. The image conversion unit 23 converts the image signal into a predetermined format suitable for display via the interface 22 and the system bus (SB), and outputs the image signal to the display encoder 24.

又、表示エンコーダ24は、入力された画像信号をビデオＲＡＭ25に展開記憶させた上でこのビデオＲＡＭ25の記憶内容からビデオ信号を生成して表示駆動部26に出力する。   The display encoder 24 develops and stores the input image signal in the video RAM 25, generates a video signal from the stored contents of the video RAM 25, and outputs the video signal to the display driver 26.

表示駆動部26は、表示エンコーダ24から出力された画像信号に対応して適宜フレームレートで空間的光変調素子（ＳＯＭ）である表示素子51を駆動するものであり、光源装置63から射出された光線束を光源側光学系を介して表示素子51に入射することにより、表示素子51の反射光で光像を形成し、投影側光学系とする投影系レンズ群を介して図示しないスクリーンに画像を投影表示する。尚、この投影側光学系の可動レンズ群97は、レンズモータ45によりズーム調整やフォーカス調整のための駆動が行われる。   The display driving unit 26 drives the display element 51, which is a spatial light modulation element (SOM), at an appropriate frame rate corresponding to the image signal output from the display encoder 24, and is emitted from the light source device 63. A light beam is incident on the display element 51 via the light source side optical system, thereby forming an optical image with the reflected light of the display element 51, and an image is displayed on a screen (not shown) via a projection system lens group serving as a projection side optical system. Is projected and displayed. The movable lens group 97 of the projection side optical system is driven by the lens motor 45 for zoom adjustment and focus adjustment.

又、画像圧縮伸長部31は、画像信号の輝度信号及び色差信号をＡＤＴＣ及びハフマン符号化等の処理によりデータ圧縮して着脱自在な記録媒体とされるメモリカード32に順次書き込む記録処理を行なう。更に、画像圧縮伸長部31は、再生モード時にメモリカード32に記録された画像データを読み出し、一連の動画を構成する個々の画像データを１フレーム単位で伸長し、この画像データを画像変換部23を介して表示エンコーダ24に出力し、メモリカード32に記憶された画像データに基づいて動画等の表示を可能とする処理を行なう。   Further, the image compression / decompression unit 31 performs a recording process in which the luminance signal and the color difference signal of the image signal are data-compressed by a process such as ADTC and Huffman coding and are sequentially written in a memory card 32 which is a detachable recording medium. Further, the image compression / decompression unit 31 reads out the image data recorded on the memory card 32 in the reproduction mode, decompresses individual image data constituting a series of moving images in units of one frame, and converts the image data into the image conversion unit 23. Is output to the display encoder 24 and the processing for enabling the display of a moving image or the like based on the image data stored in the memory card 32 is performed.

制御部38は、プロジェクタ10内の各回路の動作制御を司るものであって、ＣＰＵや各種セッティング等の動作プログラムを固定的に記憶したＲＯＭ及びワークメモリとして使用されるＲＡＭ等により構成されている。   The control unit 38 controls operation of each circuit in the projector 10, and includes a ROM that stores operation programs such as a CPU and various settings fixedly, and a RAM that is used as a work memory. .

本体ケースの上面パネル11に設けられるメインキー及びインジケータ等により構成されるキー／インジケータ部37の操作信号は、直接に制御部38に送出され、リモートコントローラからのキー操作信号は、Ｉｒ受信部35で受信され、Ｉｒ処理部36で復調されたコード信号が制御部38に出力される。   An operation signal of a key / indicator unit 37 composed of a main key and an indicator provided on the upper panel 11 of the main body case is directly sent to the control unit 38, and a key operation signal from the remote controller is sent to the Ir receiving unit 35. , And the code signal demodulated by the Ir processor 36 is output to the controller 38.

尚、制御部38にはシステムバス（ＳＢ）を介して音声処理部47が接続されている。この音声処理部47は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備えており、投影モード及び再生モード時には音声データをアナログ化し、スピーカ48を駆動して拡声放音させる。   Note that an audio processing unit 47 is connected to the control unit 38 via a system bus (SB). The sound processing unit 47 includes a sound source circuit such as a PCM sound source, converts the sound data into analog in the projection mode and the playback mode, and drives the speaker 48 to emit loud sounds.

又、制御部38は、光源制御回路41に画像信号に応じて赤色光源、緑色光源、青色光源を時分割制御させている。更に、制御部38は、冷却ファン駆動制御回路43に光源装置63等に設けた複数の温度センサによる温度検出を行わせ、この温度検出の結果から冷却ファンの回転速度を制御させている。又、制御部38は、冷却ファン駆動制御回路43にタイマー等によりプロジェクタ本体の電源ＯＦＦ後も冷却ファンの回転を持続させ、更に、温度センサによる温度検出の結果によってはプロジェクタ本体の電源をＯＦＦにする等の制御も行う。   The control unit 38 causes the light source control circuit 41 to control the red light source, the green light source, and the blue light source in a time-sharing manner according to the image signal. Further, the control unit 38 causes the cooling fan drive control circuit 43 to perform temperature detection using a plurality of temperature sensors provided in the light source device 63 and the like, and controls the rotation speed of the cooling fan based on the temperature detection result. Further, the control unit 38 causes the cooling fan drive control circuit 43 to keep the cooling fan rotating even after the projector body is turned off by a timer or the like, and further turns off the projector body depending on the result of temperature detection by the temperature sensor. Control is also performed.

そして、これらのＲＯＭ、ＲＡＭ、ＩＣや回路素子は、後述する主制御基板としての制御回路基板103や電源回路ブロック101に組み込まれ、制御系の主制御基板とした制御回路基板103と電力系の電源回路ブロック101等が取付けられる光源制御回路基板102とを分けて形成している。   These ROM, RAM, IC and circuit elements are incorporated into a control circuit board 103 and a power supply circuit block 101 as a main control board, which will be described later, and the control circuit board 103 as a main control board of the control system and the power system The light source control circuit board 102 to which the power supply circuit block 101 and the like are attached is formed separately.

次に、このプロジェクタ10の内部構造について述べる。図３は、プロジェクタ10の内部構造を示す模式図である。プロジェクタ10は、図３に示すように、右側パネル14の近傍に電源回路ブロック101等を取付けた光源制御回路基板102が配置され、略中央にはシロッコファンタイプのブロア110が配置され、このブロア110の近傍に制御回路基板103が配置され、正面パネル12の近傍には光源装置63が配置され、左側パネル15の近傍には光学系ユニット70が配置されている。又、プロジェクタ10は、筐体内を区画用隔壁120により背面パネル13側の吸気側空間室121と正面パネル12側の排気側空間室122とに気密に区画されており、ブロア110は、吸込み口111が吸気側空間室121に位置し排気側空間室122と吸気側空間室121の境界に吐出口113が位置するように配置されている。   Next, the internal structure of the projector 10 will be described. FIG. 3 is a schematic diagram showing the internal structure of the projector 10. As shown in FIG. 3, the projector 10 has a light source control circuit board 102 to which a power circuit block 101 and the like are attached in the vicinity of the right panel 14, and a sirocco fan type blower 110 is arranged in the approximate center. A control circuit board 103 is disposed near 110, a light source device 63 is disposed near the front panel 12, and an optical system unit 70 is disposed near the left panel 15. Further, the projector 10 is airtightly divided into an intake side space chamber 121 on the rear panel 13 side and an exhaust side space chamber 122 on the front panel 12 side by a partition wall 120 in the housing, and the blower 110 has a suction port 111 is disposed in the intake side space chamber 121 and the discharge port 113 is positioned at the boundary between the exhaust side space chamber 122 and the intake side space chamber 121.

光学系ユニット70は、光源装置63の近傍に位置する照明側ブロック78と、背面パネル13側に位置する画像生成ブロック79と、照明側ブロック78と左側パネル15との間に位置する投影側ブロック80との３つのブロックから構成された略コの字形状である。   The optical system unit 70 includes an illumination side block 78 located in the vicinity of the light source device 63, an image generation block 79 located on the back panel 13 side, and a projection side block located between the illumination side block 78 and the left panel 15. It is a substantially U-shape composed of 80 and 3 blocks.

この照明側ブロック78は、光源装置63から射出された光を画像生成ブロック79が備える表示素子51に導光する光源側光学系62の一部を備えている。この照明側ブロック78が有する光源側光学系62としては、光源装置63から射出された光線束を均一な強度分布の光束とする導光装置75や、導光装置75を透過した光を集光する集光レンズ等がある。   The illumination side block 78 includes a part of the light source side optical system 62 that guides the light emitted from the light source device 63 to the display element 51 provided in the image generation block 79. As the light source side optical system 62 included in the illumination side block 78, the light guide device 75 that converts the light beam emitted from the light source device 63 into a light beam having a uniform intensity distribution, and condenses light transmitted through the light guide device 75. There is a condensing lens.

画像生成ブロック79は、光源側光学系62として、導光装置75から射出された光線束の光軸方向を変更する光軸変更ミラー74と、この光軸変更ミラー74により反射した光を表示素子51に集光させる複数枚の集光レンズと、これらの集光レンズを透過した光線束を表示素子51に所定の角度で照射する照射ミラー84と、を有している。更に、画像生成ブロック79は、表示素子51とするＤＭＤを備え、この表示素子51の背面パネル13側には表示素子51を冷却するための表示素子冷却装置53が配置されて、表示素子51が高温となることを防止している。   The image generation block 79 includes, as the light source side optical system 62, an optical axis changing mirror 74 that changes the optical axis direction of the light beam emitted from the light guide device 75, and light reflected by the optical axis changing mirror 74 as a display element. A plurality of condensing lenses for condensing on 51 and an irradiation mirror 84 for irradiating the display element 51 with a light beam transmitted through these condensing lenses at a predetermined angle. Further, the image generation block 79 includes a DMD serving as a display element 51, and a display element cooling device 53 for cooling the display element 51 is disposed on the rear panel 13 side of the display element 51. Prevents high temperatures.

投影側ブロック80は、表示素子51で反射されて画像を形成する光をスクリーンに放出する投影側光学系90のレンズ群を有している。この投影側光学系90としては、固定鏡筒に内蔵する固定レンズ群93と可動鏡筒に内蔵する可動レンズ群97とを備えてズーム機能を備えた可変焦点型レンズとされ、レンズモータにより可動レンズ群97を移動させることによりズーム調整やフォーカス調整を可能としている。   The projection-side block 80 includes a lens group of the projection-side optical system 90 that emits light that is reflected by the display element 51 and forms an image to the screen. The projection-side optical system 90 includes a fixed lens group 93 built in a fixed lens barrel and a movable lens group 97 built in a movable lens barrel, and is a variable focus lens having a zoom function, and is movable by a lens motor. Zoom adjustment and focus adjustment are enabled by moving the lens group 97.

又、プロジェクタ10の内部構造において、吸気側空間室121内には光源装置63と比較して低温である部材が配置されるものであり、具体的には、光源制御回路基板102と、ブロア110と、制御回路基板103と、光学系ユニット70の画像生成ブロック79と、光学系ユニット70の投影側ブロック80と、光学系ユニット70の照明側ブロック78における集光レンズと、が配置されている。   Further, in the internal structure of the projector 10, members having a temperature lower than that of the light source device 63 are arranged in the intake side space chamber 121. Specifically, the light source control circuit board 102 and the blower 110 are arranged. A control circuit board 103, an image generation block 79 of the optical system unit 70, a projection side block 80 of the optical system unit 70, and a condenser lens in the illumination side block 78 of the optical system unit 70. .

一方、排気側空間室122内には、比較的高温となる光源装置63と、光学系ユニット70の照明側ブロック78が備える導光装置75と、排気温低減装置114とが配置されている。   On the other hand, in the exhaust-side space chamber 122, a light source device 63 that has a relatively high temperature, a light guide device 75 provided in the illumination-side block 78 of the optical system unit 70, and an exhaust temperature reducing device 114 are arranged.

そして、光源装置63は、図４に示すように、光の三原色である赤色、緑色、青色の所定波長域光を生成する３つの蛍光光生成装置130と、各蛍光光生成装置130から射出される光線束の光軸を変換する光軸変換装置と、複数の集光レンズと、を備える。又、この３つの蛍光光生成装置130としては、赤色波長域光を生成する赤色蛍光光生成装置130Rと、緑色波長域光を生成する緑色蛍光光生成装置130Gと、青色波長域光を生成する青色蛍光光生成装置130Bとがある。   Then, as shown in FIG. 4, the light source device 63 is emitted from three fluorescent light generation devices 130 that generate light of a predetermined wavelength range of red, green, and blue, which are the three primary colors of light, and each fluorescent light generation device 130. An optical axis conversion device that converts the optical axis of the light bundle and a plurality of condenser lenses. Further, as these three fluorescent light generating devices 130, a red fluorescent light generating device 130R that generates red wavelength band light, a green fluorescent light generating device 130G that generates green wavelength light, and a blue wavelength light are generated. There is a blue fluorescent light generation device 130B.

赤色蛍光光生成装置130Rの前方には光軸変換装置である赤色光反射ミラー142が配置され、この赤色光反射ミラー142は、赤色蛍光光生成装置130Rからの射出される光線束の光軸の向きを９０度変換することにより、赤色光の光軸を導光装置75の中心軸と一致させている。又、赤色光反射ミラー142からの反射光の光軸上には、集光レンズである第一凸レンズ143が配置されている。   A red light reflection mirror 142, which is an optical axis conversion device, is disposed in front of the red fluorescent light generation device 130R. The red light reflection mirror 142 is arranged on the optical axis of the light bundle emitted from the red fluorescent light generation device 130R. By converting the direction by 90 degrees, the optical axis of the red light coincides with the central axis of the light guide device 75. A first convex lens 143 that is a condensing lens is disposed on the optical axis of the reflected light from the red light reflecting mirror 142.

緑色蛍光光生成装置130Gは、赤色蛍光光生成装置130Rの光軸と緑色蛍光光生成装置130Gの光軸が平行となるように配置されている。又、青色蛍光光生成装置130Bは、緑色蛍光光生成装置130Gの光軸と青色蛍光光生成装置130Bの光軸が垂直に交差するように配置されている。そして、緑色蛍光光生成装置130Gと青色蛍光光生成装置130Bの夫々の光軸が交差する位置には、光軸変換装置である第一ダイクロイックミラー144が配置されている。この第一ダイクロイックミラー144は、青色光を反射し緑色光を透過するダイクロイックフィルタを備えたミラーであり、緑色蛍光光生成装置130Gからの射出光を透過させ、青色蛍光光生成装置130Gからの射出光を９０度反射させることで緑色光と青色光の両光軸を一致させている。   The green fluorescent light generating device 130G is arranged so that the optical axis of the red fluorescent light generating device 130R and the optical axis of the green fluorescent light generating device 130G are parallel to each other. Further, the blue fluorescent light generating device 130B is arranged so that the optical axis of the green fluorescent light generating device 130G and the optical axis of the blue fluorescent light generating device 130B intersect perpendicularly. A first dichroic mirror 144, which is an optical axis conversion device, is disposed at a position where the optical axes of the green fluorescent light generation device 130G and the blue fluorescent light generation device 130B intersect. The first dichroic mirror 144 is a mirror that includes a dichroic filter that reflects blue light and transmits green light. The first dichroic mirror 144 transmits light emitted from the green fluorescent light generation device 130G and emits light from the blue fluorescent light generation device 130G. By reflecting light by 90 degrees, both optical axes of green light and blue light are matched.

又、第一ダイクロイックミラー144によって合成された光軸の前方には集光レンズである第二凸レンズ145が配置され、この第二凸レンズ145の前方には光軸変換装置である第二ダイクロイックミラー146が配置されている。この第二ダイクロイックミラー146は、緑色及び青色光を反射し赤色光を透過するダイクロイックフィルタを備えたミラーであり、赤色光を透過し合成された緑色及び青色光を９０度反射させることで導光装置75の中心軸に各光軸を一致させている。   Further, a second convex lens 145 that is a condenser lens is disposed in front of the optical axis synthesized by the first dichroic mirror 144, and a second dichroic mirror 146 that is an optical axis conversion device is disposed in front of the second convex lens 145. Is arranged. The second dichroic mirror 146 is a mirror having a dichroic filter that reflects green and blue light and transmits red light, and guides the green and blue light that is transmitted through red light and reflected by 90 degrees. Each optical axis coincides with the central axis of the device 75.

更に、第二ダイクロイックミラー146の前方には、一面を平面とされた集光レンズである第三凸レンズ147が配置されている。この第三凸レンズ147は、赤色、緑色、青色の光線束を導光装置75の入射口に集光させている。   Further, in front of the second dichroic mirror 146, a third convex lens 147, which is a condensing lens having a flat surface, is disposed. The third convex lens 147 collects red, green, and blue light bundles at the entrance of the light guide device 75.

そして、光源装置63の３つの蛍光光生成装置130は、光源制御回路41によって時分割制御され、所定波長領域の光線束を導光装置75に入射させるものであり、導光装置75に入射した光線束は光源側光学系62によって表示素子51に誘導され、表示素子51で画像を生成して投影側光学系90よりスクリーンに投影される。   Then, the three fluorescent light generation devices 130 of the light source device 63 are time-division controlled by the light source control circuit 41, and cause the light flux in a predetermined wavelength region to enter the light guide device 75 and enter the light guide device 75. The light flux is guided to the display element 51 by the light source side optical system 62, and an image is generated by the display element 51 and projected from the projection side optical system 90 onto the screen.

次に、赤色蛍光光生成装置130R及び緑色蛍光光生成装置130G、青色蛍光光生成装置130Bとされた蛍光光生成装置130の構造について述べる。図５は、本実施例の蛍光光生成装置130の断面模式図である。蛍光光生成装置130は、図５に示すように、励起光源131と、集光レンズ132と、蛍光体133を備えた発光部134と、集光光学系135と、を備える。この蛍光光生成装置130は、励起光源131から射出される励起光を集光レンズ132によって発光部134における後述する鏡面箱136の入射口136aに集光し、発光部134において蛍光体133を励起して発光光を生成し、この発光光を集光光学系135によって集光し利用する構成とされている。   Next, the structure of the fluorescent light generation device 130 which is the red fluorescent light generation device 130R, the green fluorescent light generation device 130G, and the blue fluorescent light generation device 130B will be described. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the fluorescent light generating device 130 of this embodiment. As shown in FIG. 5, the fluorescent light generation device 130 includes an excitation light source 131, a condensing lens 132, a light emitting unit 134 including a phosphor 133, and a condensing optical system 135. This fluorescent light generation device 130 condenses the excitation light emitted from the excitation light source 131 by an condenser lens 132 onto an incident port 136a of a specular box 136 (to be described later) in the light emitting unit 134, and excites the phosphor 133 in the light emitting unit 134. Thus, the emitted light is generated, and the emitted light is condensed by the condensing optical system 135 and used.

励起光源131は、紫外線等のエネルギーの高い（波長の短い）レーザ光線を射出するレーザダイオードであり、励起光源131の点灯／消灯を制御する光源基板131aに固定されている。又、集光レンズ132は、励起光源131からの射出光を鏡面箱136の入射口136a内の略一点に集光する凸レンズである。尚、励起光源131は、レーザダイオードに限るものでなく、他の半導体発光素子を用いてもよい。   The excitation light source 131 is a laser diode that emits a laser beam having a high energy (short wavelength) such as ultraviolet rays, and is fixed to a light source substrate 131a that controls turning on / off of the excitation light source 131. The condensing lens 132 is a convex lens that condenses the light emitted from the excitation light source 131 at approximately one point in the incident port 136a of the specular box 136. The excitation light source 131 is not limited to a laser diode, and other semiconductor light emitting elements may be used.

発光部134は、鏡面箱136と、蛍光体133と、ダイクロイックフィルタ137とから形成されている。この鏡面箱136は、前方を開口とした中空の円錐台形状であり、透明な外ケース138と、内面に取り付けられた反射材139とから形成されている。又、鏡面箱136は、励起光源131と対向する面である後面の中央部に、反射材139に小さな開口を設けることによって形成された口径の小さな入射口136aを備える。そして、この鏡面箱136は、集光レンズ132の前方に配置され、全方位に発光する蛍光体133からの発光光を蛍光体133の前方に位置する一面から射出されるように反射している。   The light emitting unit 134 is formed of a specular box 136, a phosphor 133, and a dichroic filter 137. The specular box 136 has a hollow frustum shape with an opening at the front, and is formed of a transparent outer case 138 and a reflector 139 attached to the inner surface. In addition, the specular box 136 includes an entrance port 136a having a small aperture formed by providing a small opening in the reflector 139 at the center of the rear surface, which is the surface facing the excitation light source 131. The specular box 136 is disposed in front of the condenser lens 132 and reflects the emitted light from the phosphor 133 that emits light in all directions so as to be emitted from one surface located in front of the phosphor 133. .

蛍光体133は、紫外線を吸収して所定波長域の光を発光する蛍光体133であって、鏡面箱136の前方の開口と略同一形状とされた円形の薄板であり、鏡面箱136の前方を封止するように配置されている。この蛍光体133は、透明な部材に１０〜３０重量％の蛍光材料を均一に分散することにより形成されている。尚、この透明な部材としては、シリコン樹脂やガラス等の可視光線を透過する部材を用いるのが好適である。又、ダイクロイックフィルタ137は、紫外線を反射し発光光を透過する円形のフィルタであり、蛍光体133の鏡面箱136を封止した面の対向面面、つまり蛍光体133の射出面に配置されている。尚、励起光として、紫外線ではなく、可視光の青色波長領域の光でも構わない。励起光として可視光の青色波長領域の光を用いる場合、蛍光体133は、青色波長領域の光を吸収して所定波長域の光を発光する蛍光体133である。この場合、青色蛍光光生成装置130Bは、蛍光体133の形成されている部分に、蛍光体133に代わって、透明粒子や、微小な凹凸を有する光拡散構造を有して、可視光の青色波長領域の光の励起光がそのまま青色となる。   The phosphor 133 is a phosphor 133 that absorbs ultraviolet rays and emits light in a predetermined wavelength range, and is a circular thin plate having substantially the same shape as the opening in front of the mirror surface box 136. Is arranged to seal. The phosphor 133 is formed by uniformly dispersing 10 to 30% by weight of a fluorescent material in a transparent member. As the transparent member, it is preferable to use a member that transmits visible light, such as silicon resin or glass. The dichroic filter 137 is a circular filter that reflects ultraviolet light and transmits emitted light. The dichroic filter 137 is disposed on the opposite surface of the surface of the phosphor 133 where the specular box 136 is sealed, that is, on the emission surface of the phosphor 133. Yes. The excitation light may be light in the blue wavelength region of visible light instead of ultraviolet light. When light in the blue wavelength region of visible light is used as excitation light, the phosphor 133 is a phosphor 133 that absorbs light in the blue wavelength region and emits light in a predetermined wavelength region. In this case, the blue fluorescent light generation device 130B has a transparent particle or a light diffusion structure having minute irregularities in place of the fluorescent material 133 in the portion where the fluorescent material 133 is formed. The excitation light of the light in the wavelength region becomes blue as it is.

集光光学系135は、三つの凸レンズから構成されており、蛍光体133の前方に配置されている。この三つの凸レンズは、蛍光体133の直近に位置する凸レンズの径が最も小さく、蛍光体133から離れるにしたがって径の大きな凸レンズとなるように、順に配置されている。   The condensing optical system 135 is composed of three convex lenses, and is disposed in front of the phosphor 133. The three convex lenses are arranged in order so that the convex lens located closest to the phosphor 133 has the smallest diameter and becomes a convex lens having a larger diameter as the distance from the phosphor 133 increases.

そして、このような構成とされた蛍光光生成装置130において、励起光源131から射出された紫外線のレーザ光である光線束は、集光レンズ132によって鏡面箱136の小さな入射口136a内に集光され、この入射口136aから鏡面箱136内に入射し、蛍光体133に照射されて蛍光体133を励起する。鏡面箱136内に入射した光線束の中で蛍光体133を透過した光線束は、ダイクロイックフィルタ137に反射して再び蛍光体133に照射されて蛍光体133を励起する。更に、鏡面箱136内に入射した光線束における蛍光体133で反射した光線束は、鏡面箱136の内面に取り付けられた反射材139で反射して再び蛍光体133に照射されて蛍光体133を励起する。   In the fluorescent light generation device 130 having such a configuration, the light beam that is the ultraviolet laser light emitted from the excitation light source 131 is condensed by the condensing lens 132 into the small incident port 136a of the specular box 136. Then, the light enters the specular box 136 from the incident port 136a and is applied to the phosphor 133 to excite the phosphor 133. Among the light beams incident on the specular box 136, the light beam transmitted through the phosphor 133 is reflected by the dichroic filter 137 and irradiated again to the phosphor 133 to excite the phosphor 133. Further, the light beam reflected by the phosphor 133 in the light beam incident on the mirror box 136 is reflected by the reflecting material 139 attached to the inner surface of the mirror box 136 and irradiated again to the phosphor 133. Excited.

蛍光体133は、励起光源131から射出された紫外線を励起光として全方向に発光光を射出する。蛍光体133から射出された発光光の中で前方に射出された光線束は、ダイクロイックフィルタ137を透過して集光光学系135に入射する。又、蛍光体133から射出された発光光の中で後方に射出された光線束は、鏡面箱136の内面で反射して再び蛍光体133に入射し、蛍光体133及びダイクロイックフィルタ137を透過して集光光学系135に入射する。集光光学系135に入射した蛍光体133の発光光の光線束は、３つの凸レンズを順に透過し集光されて前方に射出される。   The phosphor 133 emits emitted light in all directions using the ultraviolet light emitted from the excitation light source 131 as excitation light. The light bundle emitted forward from the emitted light emitted from the phosphor 133 passes through the dichroic filter 137 and enters the condensing optical system 135. In addition, the light beam emitted backward from the emitted light emitted from the phosphor 133 is reflected by the inner surface of the specular box 136 and enters the phosphor 133 again, and passes through the phosphor 133 and the dichroic filter 137. Is incident on the condensing optical system 135. The bundle of light emitted from the phosphor 133 that has entered the condensing optical system 135 passes through the three convex lenses in order, is condensed, and is emitted forward.

このように本実施例の蛍光光生成装置130では、励起光源131から射出された光線束を励起光とし、蛍光体133による発光光を蛍光光生成装置130からの射出光として利用する構成とされているため、励起光源131としてレーザダイオードを用いた場合においても、人の眼に対する安全性を確保することができる。   As described above, the fluorescent light generation apparatus 130 of the present embodiment is configured to use the light beam emitted from the excitation light source 131 as excitation light and use the light emitted from the phosphor 133 as the emission light from the fluorescent light generation apparatus 130. Therefore, even when a laser diode is used as the excitation light source 131, safety for human eyes can be ensured.

又、鏡面箱136及びダイクロイックフィルタ137でレーザ光を反射させる構成とすることにより、鏡面箱136に入射した光線束を無駄なく蛍光体133に照射させることができるため、励起光源131からの射出光の利用効率を高めることができる。   Further, by adopting a configuration in which the laser beam is reflected by the mirror surface box 136 and the dichroic filter 137, the light beam incident on the mirror surface box 136 can be irradiated to the phosphor 133 without waste, so that the emitted light from the excitation light source 131 is emitted. Can improve the efficiency of use.

更に、励起光源131からの射出光を集光レンズ132によって略１点に集光することにより鏡面箱136の入射口136aを小さく形成することができるため、鏡面箱136に入射した光線束の中で入射口136aから外部に射出される光が殆どなく、よって励起光源131からの射出光の利用効率を更に高めることができる。尚、励起光源131内に拡散レンズ等を配置し、拡散光である励起光を集光レンズ132によって鏡面箱136の入射口136aに集光させる構成とすることもできる。この場合、励起光源131から射出された光線束の拡散角が大きいため、鏡面箱136に入射した光線束は鏡面箱136内で拡散し蛍光体133の広い範囲に照射することになり、蛍光体133における励起光の利用効率を更に高めることができる。   Furthermore, since the light exiting from the excitation light source 131 is condensed at approximately one point by the condenser lens 132, the entrance 136a of the specular box 136 can be formed small. Therefore, there is almost no light emitted from the incident port 136a to the outside, and therefore the utilization efficiency of the emitted light from the excitation light source 131 can be further increased. Note that a configuration may be adopted in which a diffusion lens or the like is disposed in the excitation light source 131 and the excitation light, which is diffused light, is condensed on the incident port 136a of the specular box 136 by the condenser lens 132. In this case, since the diffusion angle of the light beam emitted from the excitation light source 131 is large, the light beam incident on the specular box 136 is diffused in the specular box 136 and irradiates a wide range of the phosphor 133. The utilization efficiency of the excitation light at 133 can be further increased.

又、蛍光体133からの発光光の中で前方以外の面から射出された光線束も鏡面箱136の内面で反射して、いずれ前方の面である射出面から射出するため、発光光の利用効率を高めることができる。   In addition, the light beam emitted from the surface other than the front in the emitted light from the phosphor 133 is reflected by the inner surface of the specular box 136 and is eventually emitted from the exit surface which is the front surface. Efficiency can be increased.

そして、蛍光体133を形成する物質の例としては、赤色波長領域の光を生成する場合には硼酸カドミウム（Ｃｄ２Ｂ２Ｏ５）、緑色波長領域の光を生成する場合には珪酸亜鉛（ＺｎＳｉＯ３）、青色波長領域の光を生成する場合にはタングステン酸カルシウム（ＣａＷＯ４）を用いることにより所望の波長領域の光線束を生成することができる。   Examples of substances forming the phosphor 133 include cadmium borate (Cd2B2O5) when generating light in the red wavelength region, zinc silicate (ZnSiO3) when generating light in the green wavelength region, and blue wavelength. In the case of generating light in a region, a light flux in a desired wavelength region can be generated by using calcium tungstate (CaWO4).

尚、図６に示すように、鏡面箱136の開口部分に前方に突出する縁部136cを形成し、蛍光体133の外周縁を縁部136cが覆う構成とすることもできる。このように形成することにより蛍光体133の側面から射出される光線束の一部も有効光とすることができるため、蛍光体133の発光光の利用効率を更に高めることができる。又、鏡面箱136の形状を円錐台形状としているが、四角錐台形状や他の多角錐台形状とすることもできる。   As shown in FIG. 6, an edge portion 136c protruding forward may be formed in the opening portion of the specular box 136, and the outer edge portion of the phosphor 133 may be covered by the edge portion 136c. By forming in this way, part of the light flux emitted from the side surface of the phosphor 133 can also be used as effective light, so that the utilization efficiency of the emitted light of the phosphor 133 can be further increased. Further, although the shape of the mirror box 136 is a truncated cone shape, it may be a quadrangular frustum shape or other polygonal frustum shapes.

又、上述したプロジェクタ10の実施例では、赤色、緑色、青色の光を生成する３つの蛍光光生成装置を使用しているが、白色光を生成する蛍光光生成装置を使用し、カラーホイールで着色する構成とすることもできる。この白色光を発光する蛍光体133としては、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｍｎ（マンガン）、Ｂａ（バリウム）、Ｓｉ（ケイ素）等の化合物を用いることができる。   In the embodiment of the projector 10 described above, three fluorescent light generating devices that generate red, green, and blue light are used. However, a fluorescent light generating device that generates white light is used, and a color wheel is used. It can also be set as the structure colored. As the phosphor 133 that emits white light, compounds such as Mg (magnesium), Mn (manganese), Ba (barium), and Si (silicon) can be used.

本実施例によれば、全方位に発光する蛍光体133の発光光を一方向に射出させるための鏡面箱136を設けることにより、一方向に高出力の発光光を射出でき、又、鏡面箱136を小型のものとすることにより小型の光源装置63を提供できる。   According to the present embodiment, by providing the mirror box 136 for emitting the emitted light of the phosphor 133 that emits light in all directions in one direction, it is possible to emit high-power emitted light in one direction. A compact light source device 63 can be provided by making 136 compact.

又、鏡面箱136の一面に口径の小さな入射口136aを形成し、集光レンズ132でこの小さな入射口136aに励起光を集光させることにより、励起光源131からの射出光の利用効率を上げることができ、又、発光光が入射口136aから外部に漏れることを最小限にできるため、発光光の利用効率も高めることができる。更に、鏡面箱136を前方を開口とした錐台形状とし、この開口を封止するように蛍光体133を配置した構成とすることにより鏡面箱136を小さく形成することができ、蛍光光生成装置130を小さく形成することができるため、光源装置63を小型に形成することができる。   In addition, an incident port 136a having a small diameter is formed on one surface of the specular box 136, and the condensing lens 132 condenses the excitation light on the small incident port 136a, thereby increasing the use efficiency of the light emitted from the excitation light source 131. In addition, since it is possible to minimize the leakage of the emitted light from the incident port 136a, the utilization efficiency of the emitted light can be improved. Furthermore, the specular box 136 can be formed in a small size by adopting a configuration in which the specular box 136 has a frustum shape with an opening at the front, and the phosphor 133 is disposed so as to seal the opening. Since 130 can be formed small, the light source device 63 can be formed small.

又、蛍光体133が透明な部材に１０〜３０重量％の蛍光材料が均一に分散されて形成されていることにより、励起光を受けて発光光を射出できると共に、鏡面箱136内に発光されて再び蛍光体133に入射した光線束の透過率も高くすることができるため、励起光及び発光光の利用効率を高くすることができる。   Further, since the phosphor 133 is formed by uniformly dispersing 10 to 30% by weight of the fluorescent material on the transparent member, it can emit the emitted light upon receiving the excitation light and is emitted inside the mirror box 136. Thus, the transmittance of the light beam incident on the phosphor 133 again can be increased, so that the utilization efficiency of the excitation light and the emitted light can be increased.

更に、蛍光体133の射出方向の前方位置に集光光学系135が配置されることにより、発光光の中で光軸に対する角度が大きい光も光軸と関わる角度を小さくして前方に射出することができ、発光光の利用効率を高くすることができる。   Further, by arranging the condensing optical system 135 at the front position in the emission direction of the phosphor 133, light having a large angle with respect to the optical axis in the emitted light is emitted forward with a reduced angle related to the optical axis. And the utilization efficiency of the emitted light can be increased.

そして、励起光源131として半導体発光素子を用いることにより、蛍光光生成装置130を小型化でき、又、電気消費量も抑えることができる。又、励起光源131としてレーザダイオードを用いることにより、励起光の出力を高くすることができると共に励起光源131から射出される光線束を集光させることも容易となるため、励起光の利用効率を更に高めることができる。   Then, by using a semiconductor light emitting element as the excitation light source 131, the fluorescent light generating device 130 can be miniaturized and the electric consumption can be suppressed. In addition, by using a laser diode as the excitation light source 131, it is possible to increase the output of the excitation light and to easily collect the light flux emitted from the excitation light source 131. It can be further increased.

又、光の三原色である赤色、緑色、青色の発光光を生成する３つの蛍光光生成装置130を用いることにより、全ての色を生成することができるため、光源装置63の用途を広げることができる。   In addition, since all the colors can be generated by using the three fluorescent light generation devices 130 that generate the three primary colors of red, green, and blue, the use of the light source device 63 can be expanded. it can.

そして、プロジェクタ10においてこの光源装置63を用い、各蛍光光生成装置130を時分割制御する構成とすることにより、カラーホイール等の着色手段が無くとも可視光における全色を生成できるようになり、プロジェクタ10の小型化及び薄型化を図ることができ、熱対策も容易となる。   Then, by using the light source device 63 in the projector 10 and adopting a configuration in which each fluorescent light generating device 130 is controlled in a time-sharing manner, it becomes possible to generate all colors in visible light without a coloring means such as a color wheel, The projector 10 can be reduced in size and thickness, and heat countermeasures can be easily achieved.

又、白色光を生成する蛍光光生成装置130を用いることにより、カラーホイール等の着色手段を有した既存の電気機器において本実施例における蛍光光生成装置130を使用することができるようになる。   In addition, by using the fluorescent light generation device 130 that generates white light, the fluorescent light generation device 130 according to the present embodiment can be used in an existing electrical apparatus having a coloring means such as a color wheel.

更に、この白色光を生成する蛍光光生成装置130を備えた光源装置63をプロジェクタ10で用いることにより、光源装置63の小型化、軽量化を図れ、電気消費量を抑えることもでき、更に、現在一般的なカラーホイールを用いたプロジェクタ10に複雑な改良を施すことなく使用することができる。   Furthermore, by using the light source device 63 provided with the fluorescent light generation device 130 that generates the white light in the projector 10, the light source device 63 can be reduced in size and weight, and electricity consumption can be reduced. The projector 10 using the currently common color wheel can be used without complicated improvements.

尚、上述した実施例では、蛍光光生成装置130の鏡面箱136の形状を錐台形状としているが、立方体や他面立体とすることもでき、光源装置63の使用環境に応じて様々な構成とすることができる。又、本発明は、以上の実施例に限定されるものでなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で自由に変更、改良が可能である。   In the above-described embodiment, the shape of the specular box 136 of the fluorescent light generation device 130 is a frustum shape, but it may be a cube or other surface solid, and various configurations are possible depending on the use environment of the light source device 63. It can be. The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be freely changed and improved without departing from the gist of the invention.

10 プロジェクタ
11 上面パネル 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
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
51 表示素子 53 表示素子冷却装置
62 光源側光学系 63 光源装置
70 光学系ユニット 74 光軸変更ミラー
75 導光装置 78 照明側ブロック
79 画像生成ブロック 80 投影側ブロック
84 照射ミラー 90 投影側光学系
93 固定レンズ群 97 可動レンズ群
101 電源回路ブロック 102 光源制御回路基板
103 制御回路基板 110 ブロア
111 吸込み口 113 吐出口
114 排気温低減装置 120 区画用隔壁
121 吸気側空間室 122 排気側空間室
130 蛍光光生成装置 130B 青色蛍光光生成装置
130G 緑色蛍光光生成装置 130R 赤色蛍光光生成装置
131 励起光源
131a 光源基板 132 集光レンズ
133 蛍光体 134 発光部
135 集光光学系 136 鏡面箱
136a 入射口 136c 縁部
137 ダイクロイックフィルタ 138 外ケース
139 反射材 142 赤色光反射ミラー
143 第一凸レンズ 144 第一ダイクロイックミラー
145 第二凸レンズ 146 第二ダイクロイックミラー
147 第三凸レンズ

10 Projector
11 Top panel 12 Front panel
13 Rear panel 14 Right panel
15 Left panel 17 Exhaust hole
18 Air intake hole 19 Lens cover
20 Various terminals 21 Input / output connector
22 I / O interface 23 Image converter
24 Display encoder 25 Video RAM
26 Display drive unit 31 Image compression / decompression unit
32 Memory card 35 Ir receiver
36 Ir processing section 37 Key / indicator section
38 Control unit 41 Light source control circuit
43 Cooling fan drive control circuit 45 Lens motor
47 Audio processor 48 Speaker
51 Display element 53 Display element cooling device
62 Light source side optical system 63 Light source device
70 Optical system unit 74 Optical axis change mirror
75 Light guide device 78 Illumination side block
79 Image generation block 80 Projection side block
84 Irradiation mirror 90 Projection side optical system
93 Fixed lens group 97 Movable lens group
101 Power circuit block 102 Light source control circuit board
103 Control circuit board 110 Blower
111 Suction port 113 Discharge port
114 Exhaust temperature reduction device 120 Partition wall
121 Inlet side space 122 Exhaust side space
130 Fluorescent light generator 130B Blue fluorescent light generator
130G green fluorescent light generator 130R red fluorescent light generator
131 Excitation light source
131a Light source board 132 Condensing lens
133 Phosphor 134 Light emitter
135 Condensing optics 136 Specular box
136a Entrance 136c Edge
137 Dichroic filter 138 Outer case
139 Reflector 142 Red light reflecting mirror
143 First convex lens 144 First dichroic mirror
145 Second convex lens 146 Second dichroic mirror
147 Third convex lens

本発明は、光源装置と、プロジェクタに関するものである。 The present invention includes a light source apparatus, and a projector.

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、発光光の利用効率の高い光源装置と、プロジェクタとを提供することを目的としている。 The present invention has such has been made in view of the prior art problems, it is an object with a high light source device utilization efficiency of light emission light, to provide a projector.

本発明の光源装置は、前方に開口と、透明な外ケースと、前記外ケースの内側に取り付けられた反射材とから形成された中空の箱体に設けられた蛍光体と、を備えたことを特徴とする。 The light source device of the present invention includes a phosphor provided in a hollow box formed from an opening in the front, a transparent outer case, and a reflector attached to the inside of the outer case. It is characterized by.

本発明によれば、発光光の利用効率の高い光源装置と、プロジェクタとを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a high yet light source device utilization efficiency of light emission light and a projector.

Claims (12)

励起光源と、該励起光源の光軸上に配置された集光レンズと、該集光レンズによって集光された光線束の光軸上に配置された前方を開口とする鏡面箱と、該鏡面箱の開口を封止するように配置された蛍光体と、該蛍光体の前記鏡面箱を封止した面の対向面に配置されたダイクロイックフィルタと、から形成された蛍光光生成装置を備え、
前記蛍光体は、前記励起光源からの射出光を励起光として発光し、
前記鏡面箱は、前記蛍光体からの射出光を内面で反射させて該蛍光体の前方に位置する面である射出面から射出させ、
前記ダイクロイックフィルタは、前記励起光を反射して前記蛍光体に入射させると共に、前記発光光を透過して外部に有効光として射出させることを特徴とする光源装置。 An excitation light source, a condensing lens disposed on the optical axis of the excitation light source, a specular box having an opening at the front disposed on the optical axis of the light bundle collected by the condensing lens, and the mirror surface A fluorescent light generating device formed from a phosphor arranged to seal the opening of the box, and a dichroic filter arranged on the opposite surface of the surface of the phosphor sealing the mirror surface box,
The phosphor emits light emitted from the excitation light source as excitation light,
The specular box reflects the light emitted from the phosphor on the inner surface and emits the light from an emission surface that is a front surface of the phosphor,
The dichroic filter reflects the excitation light so as to enter the phosphor, and transmits the emitted light to be emitted to the outside as effective light. 前記鏡面箱は、内面を反射面とした中空の錐台形状であり、前記励起光源側に位置する一面に口径の小さな入射口を備え、
前記励起光は、前記集光レンズによって前記鏡面箱の入射口内の略一点に集光され、該入射口から鏡面箱内に入射されることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。 The specular box has a hollow frustum shape with an inner surface as a reflection surface, and includes a small-diameter entrance on one surface located on the excitation light source side,
2. The light source device according to claim 1, wherein the excitation light is condensed at substantially one point in an incident port of the specular box by the condensing lens and is incident into the specular box from the incident port. 前記蛍光体は、透明な部材に１０〜３０重量％の蛍光材料が均一に分散されて形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光源装置。   3. The light source device according to claim 1, wherein the phosphor is formed by uniformly dispersing 10 to 30 wt% of a fluorescent material in a transparent member. 前記蛍光光生成装置は、前記蛍光体の射出方向の前方位置に配置されて前記発光光を集光する集光光学系を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光源装置。   The said fluorescent light production | generation apparatus is provided in the front position of the emission direction of the said fluorescent substance, and is provided with the condensing optical system which condenses the said emitted light, The any one of Claim 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned. Light source device. 前記励起光源は、半導体発光素子であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の光源装置。   The light source device according to claim 1, wherein the excitation light source is a semiconductor light emitting element. 前記励起光源は、レーザダイオードであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の光源装置。   6. The light source device according to claim 1, wherein the excitation light source is a laser diode. 前記励起光源は、光源内に拡散レンズを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の光源装置。   The light source device according to any one of claims 1 to 6, wherein the excitation light source includes a diffusion lens in the light source. 赤色波長域光を生成する前記蛍光光生成装置としての赤色蛍光光生成装置と、緑色波長域光を生成する前記蛍光光生成装置としての緑色蛍光光生成装置と、青色波長域光を射出する青色生成装置と、を備え、
該複数の蛍光光生成装置及び青色生成装置から射出された光線束の光軸の向きを一致させるように変換する光軸変換装置を有していることを特徴とする請求項１又は請求項７に記載の光源装置。 Red fluorescent light generating device as the fluorescent light generating device that generates red wavelength band light, green fluorescent light generating device as the fluorescent light generating device that generates green wavelength light, and blue that emits blue wavelength light A generating device,
8. An optical axis conversion device that converts an optical axis of the light bundles emitted from the plurality of fluorescent light generation devices and the blue color generation device so as to coincide with each other. The light source device according to 1. 赤色波長域光を生成する前記蛍光光生成装置としての赤色蛍光光生成装置と、緑色波長域光を生成する前記蛍光光生成装置としての緑色蛍光光生成装置と、青色波長域光を生成する前記蛍光光生成装置としての青色蛍光光生成装置と、を備え、
該複数の蛍光光生成装置から射出された光線束の光軸の向きを一致させるように変換する光軸変換装置を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の光源装置。 A red fluorescent light generating device as the fluorescent light generating device that generates red wavelength band light, a green fluorescent light generating device as the fluorescent light generating device that generates green wavelength light, and the blue wavelength band light A blue fluorescent light generation device as a fluorescent light generation device,
8. The optical axis conversion device according to claim 1, wherein the optical axis conversion device converts the direction of the optical axis of the light flux emitted from the plurality of fluorescent light generation devices so as to coincide with each other. The light source device described. 白色光を生成する前記蛍光光生成装置を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の光源装置。   The light source device according to claim 1, comprising the fluorescent light generation device that generates white light. 光源装置と、導光装置と、表示素子と、投影側光学系と、プロジェクタ制御手段とを備え、
前記光源装置は、請求項８又は９に記載の光源装置であり、前記励起光源を時分割制御することにより投影を行なうことを特徴とするプロジェクタ。 A light source device, a light guide device, a display element, a projection side optical system, and a projector control means,
The projector according to claim 8 or 9, wherein the light source device performs projection by time-sharing control of the excitation light source. 光源装置と、導光装置と、カラーホイールと、表示素子と、投影側光学系と、プロジェクタ制御手段とを備え、
前記光源装置は、請求項１０に記載の光源装置であることを特徴とするプロジェクタ。
A light source device, a light guide device, a color wheel, a display element, a projection side optical system, and a projector control means,
The projector according to claim 10, wherein the light source device is the light source device according to claim 10.
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