JP2015135461A - 光源装置及びプロジェクター - Google Patents
光源装置及びプロジェクター Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015135461A JP2015135461A JP2014089596A JP2014089596A JP2015135461A JP 2015135461 A JP2015135461 A JP 2015135461A JP 2014089596 A JP2014089596 A JP 2014089596A JP 2014089596 A JP2014089596 A JP 2014089596A JP 2015135461 A JP2015135461 A JP 2015135461A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- light emitting
- light source
- emitting region
- phosphor layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
- Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
- Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Abstract
Description
第1発光領域と第2発光領域とを有し、第1の波長帯の励起光を射出する発光素子と、平面視において前記第1発光領域と重なるように設けられ、前記第1発光領域から射出された第1の励起光の照射により、前記第1の波長帯とは異なる第2の波長帯の光を発する蛍光体層と、前記蛍光体層の前記発光素子とは反対側に設けられ、前記第2の波長帯の光を透過させ、前記第1の波長帯の光を反射する反射素子と、前記蛍光体層と前記反射素子との間の光路中に配置され、前記第2発光領域から射出された第2の励起光および前記蛍光体層から射出された光を透過させ、前記反射素子にて反射した前記第2の励起光のうち少なくとも一部が前記蛍光体層に入射するように前記第2の励起光を導く導光部と、を備える光源装置が提供される。
この構成によれば、第2発光領域から射出された第2の励起光の少なくとも一部を反射素子の傾斜部により反射させて蛍光体層に入射させることができる。よって、複雑な構造を採用すること無く、簡便な構成により励起光が有効活用されることで蛍光体層の表裏両面に励起光を照射することができる。
この構成によれば、第2発光領域から主光線に対して大きな角度を有して射出された第2の励起光も、蛍光体層に向けて効率良く反射することができる。
この構成によれば、蛍光体層および発光素子が熱的に接触しているので、蛍光体層の熱を効率良く放出することができる。よって、蛍光体層は、熱による劣化が抑制され、長期に亘って安定した光を射出することができる。
この構成によれば、光源の第2発光領域から射出された第2の励起光の少なくとも一部は、反射素子にて反射し、さらに導光部を通過して蛍光体層に入射する。よって、第2の波長帯の光を効率的に射出する光源装置の提供が可能となる。
この構成によれば、簡素な構成の集光光学系を用いて、第2発光領域から射出される第2の励起光を効率良く蛍光体層に導くことが可能となる。また、蛍光体層が発光領域の片側に設けられるという簡素な構造なので、蛍光体層を所望の位置に容易に設けることや、光源装置製造のさらなる簡素化が可能となる。
この構成によれば、第2発光領域から射出される第2の励起光を無駄なく、光源とは反対側から蛍光体層に入射させることが可能となる。よって、さらに高輝度の第2の波長帯の光の射出が可能な光源装置を提供できる。
蛍光体層は、光源の発光領域の一部となる第1発光領域に設けられているので、反射素子から射出された光の光軸は、集光光学系の光軸に対し傾いたものとなる。
この構成によれば、光源装置は、補正部を備えているので、光軸に対する傾きを補正することができる。これによって、本発明による光源装置では、光の損失を抑制し、照明対象に効率良く第2の波長帯の光を照射することが可能となる。
この構成によれば、光源装置は上述した楔状の補正部を備えているので、反射素子から射出される光の光軸を集光光学系の光軸に沿った方向に補正することができる。また、補正部は、楔状という簡素な形状なので、製造の簡素化が図れる。
この構成によれば、光源装置は、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイを備えているので、照明対象の表面における面内光強度分布を略均一なものとすることができる。また、補正部は、第1レンズアレイから構成されるため、部品点数を増加することなく反射素子から射出される光の光軸の傾きを補正できる。
この構成によれば、集光光学系に対する第2発光領域と蛍光体層との距離が異なっても、第2発光領域から射出された第2の励起光を効率良く蛍光体層に照射することが可能となる。よって、集光光学系に対する光源および蛍光体層の配置位置の自由度の向上を図りつつ、第2発光領域から射出される第2の励起光を効率良く蛍光体層に照射することが可能となる。
この構成によれば、蛍光体層が発光素子よりも小さな面積の領域から第2の波長帯の光を発することとなるので、単位面積当たりの光束量を高めることができる。
この構成によれば、照明対象は、光源装置から射出される光によって、射出される光に直交する面において矩形状に照射される。よって、光源装置は、被照射面が矩形状の照明対象を効率良く照明することができる。
この構成によれば、第2発光領域から射出される第2の励起光を有効に蛍光体層に照射することが可能となる。よって、さらに高輝度の第2の波長帯の光の射出が可能な光源装置が図れる。
この構成によれば、発光ダイオードは小型かつ発光効率が高く、また、半導体レーザーは、集光性が高い光を射出するので、励起光の利用効率を高めて蛍光体層を発光させることができる。
この構成によれば、投写レンズに効率良く入射可能な有効な角度成分の光を取り出すことができる。よって、明るい画像を投射することができる。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
先ず、図1に示す第1実施形態に係るプロジェクター100の一例について説明する。
なお、図1は、このプロジェクター100の概略構成を示す平面図である。
光変調装置102R,102G,102Bは、液晶ライトバルブ(液晶パネル)からなり、各々は、各色に対応した照明光を画像情報に応じて変調した画像光を形成する。なお、各光変調装置102R,102G,102Bの入射側及び射出側には、偏光板(不図示)が配置されており、特定の方向の直線偏光(例えば、S偏光)の光のみを通過させるようになっている。
合成光学系103は、クロスダイクロイックプリズムからなり、各光変調装置102R,102G,102Bからの画像光が入射する。合成光学系103は、各色に対応した画像光を合成し、この合成された画像光を投写レンズ104に向かって射出する。
続いて、本発明の光源装置の第1実施形態に係る光源装置101Rの具体的な構成について説明する。
図2は、光源装置101Rの概略構成を示す平面図である。
光源装置101Rは、図2に示すように、少なくとも光源部50を備えている。また、本実施形態においては、光源装置101Rは、第1レンズアレイ51、第2レンズアレイ52、偏光変換素子53、および重畳レンズ54を更に備えている。
図3(a)、(b)は光源部50の要部構成を示す図であり、図4は光源部50の平面図である。
LED素子41における第1発光領域45Aから射出された青色光L1は、LED素子41の上層に積層された蛍光体層42の裏面に入射する。第1発光領域45Aから射出された青色光L1の大部分により励起された蛍光体層42は赤色光L2を射出する。
本実施形態では、蛍光体層42の面積がLED素子41の面積よりも小さくなっている。そのため、蛍光体層42がLED素子41よりも面積の小さい領域から赤色光L2を発することとなるので、単位面積当たりの光束量を高めることができる。
図5は第1変形例に係る光源部の構成を示す図である。
図5に示すように、本変形例に係る光源部150は、基板40と、LED素子41と、蛍光体層42と、ミラー部材(反射素子)49と、透明基材143とを備える。
ここで、Ωbは、Ωb=2π(1−cosθ)で規定される。
例えば、上記実施形態では、透明基材43(ダイクロイックミラー44)が略椀状から構成される場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図6(a)に示すように、平面形状が正方形を呈し、断面形状が台形を呈する透明基材43(ダイクロイックミラー44)を用いてもよい。あるいは、図6(b)に示すように、平面形状が正方形を呈し、断面形状が図3に示したように略椀状を呈する透明基材43(ダイクロイックミラー44)を用いても良い。
また、上記実施形態では、第2発光領域45Bが第1発光領域45Aを囲む場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図7(a)に示す例では、第1発光領域45Aは、発光領域45の片側の略半分の領域に設けられ、第2発光領域45Bは、発光領域45の残りの領域に設けられている。第1発光領域45Aおよび第2発光領域45Bは、それぞれ矩形状であり、双方の面積が略等しい。第1発光領域45Aおよび第2発光領域45Bは、光軸Cに対して軸対称となっている。
すなわち、図7(b)に示す形態では、LED素子41A,41Bにおいて、第1発光領域45Aおよび第2発光領域45Bがそれぞれ独立して設けられている。LED素子41Aの第1発光領域45AとLED素子41Bの第1発光領域45Aとは互いに分離しており、LED素子41Aの第2発光領域45BとLED素子41Bの第2発光領域45Bとは互いに分離している。
また、図7(b)に示したように、2個のLED素子41を用いる場合において、図8に示すように、蛍光体層42を一方のLED素子41A上のみに配置してもよい。具体的に、光源部50は、図8に示すように、2つのLED素子41A,41Bを有し、LED素子41A,41Bは、基板40の上に設けられている。基板40は光軸Cと直交する基準面40aを有している。
そして、LED素子41AとLED素子41Bとは、光軸Cを挟んで配置され、蛍光体層42は、一方のLED素子41A側に設けられることとなる。光源部50では、LED素子41Aの発光面の基準面40aからの高さが、LED素子41Bの発光面の基準面40aからの高さと等しくなっている。なお、LED素子41の数は2つに限らず3つ以上で構成してもよい。
また、上記実施形態では、蛍光体層42がLED素子41上に積層された場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されない。例えば、LED素子41とは別体の透明部材に設けるように構成してもよい。図9は変形例に係る光源部50および蛍光体層42を示す模式図である。図9に示すように、蛍光体層42は、LED素子41の発光領域の面積の略半分の面積を有する板状の透明部材60に積層(塗布)され、光軸Cの一方の側、つまりLED素子41の発光領域の片側に配置されていてもよい。
以下、第2実施形態に係るプロジェクターについて、図面を参照して説明する。
本実施形態のプロジェクターは、光源装置から射出された光を画像情報に応じて変調し、変調した光をスクリーン等の投写面に拡大投写する。
プロジェクター1は、図10に示すように、光源装置2を有する光学ユニット3、および図示は省略するが、制御部、電源装置、冷却装置、およびこれらの装置を内部に収納する外装筐体を備えている。
ものであり、プロジェクター1の動作の制御、例えば、画像の投写に関わる制御等を行う。
電源装置は、光源装置2や制御部等に電力を供給する。
冷却装置は、光源装置2や電源装置を冷却する。
外装筐体は、詳細な説明は省略するが、複数の部材で構成され、外気を取り込む吸気口、および内部の温まった空気を外部に排気する排気口等が設けられている。
光学ユニット3は、制御部による制御の下、光源装置2から射出された光を光学的に処理して投写する。
光学ユニット3は、図10に示すように、光源装置2に加え、インテグレーター照明光学系32、ダイクロイックミラー331,332、反射ミラー34B,34G、フィールドレンズ35B,35G,35R、光変調装置としての液晶ライトバルブ361、色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム362、および投写レンズ37を備える。
液晶ライトバルブ361は、図示しない複数の微小画素がマトリックス状に設けられた矩形状の画像形成領域を有する。各画素が表示画像信号に応じた光透過率に設定され、画像形成領域内に表示画像を形成する。そして、各色光は、液晶ライトバルブ361にて変調された後、クロスダイクロイックプリズム362に射出される。
第1光源装置4は、請求項1に記載の光源装置に相当する。第1光源装置4は、発光ダイオードを有する光源141、光源(発光素子)141の発光領域の一部に塗布された蛍光体層142、集光光学系(導光部)243、波長選択素子(反射素子)144および補正部145を備える。ただし、補正部145は必須ではない。光源141から射出された励起光により、蛍光体層142は、R光とG光とを含むY光を射出する。
第2光源装置5は、B光を射出する発光ダイオードを有する光源151、および平行化レンズ152を備え、光源151から射出されたB光を平行化レンズ152にて略平行化して射出する。
なお、第1光源装置4の構成については、後で詳細に説明する。
第1インテグレーター照明光学系321は、第1レンズアレイ3211、第2レンズアレイ3212、偏光変換素子3213、および重畳レンズ3214を備えている。
第1レンズアレイ3211は、複数の第1レンズを有し、第1光源装置4から射出された光を複数の部分光に分割する。第2レンズアレイ3212は、第1レンズアレイ3211の光射出側に配置され、第1レンズに対向する複数の第2レンズを有している。第2レンズアレイ3212は、重畳レンズ3214とともに、部分光を液晶ライトバルブ361G,361R上で重畳させる。
偏光変換素子3213は、第2レンズアレイ3212から射出された非偏光の光を直線偏光光に変換する。
第2インテグレーター照明光学系322から射出されたB光は、反射ミラー34Bにて反射し、フィールドレンズ35Bを介して液晶ライトバルブ361Bに入射する。
ダイクロイックミラー331で反射したG光は、反射ミラー34Gにて反射し、フィールドレンズ35Gを介して液晶ライトバルブ361Gに入射する。
ダイクロイックミラー332は、ダイクロイックミラー331を透過した光のうち画像形成に利用するR光を反射し、不要な光を透過する。そして、ダイクロイックミラー332にて反射したR光は、フィールドレンズ35Rを介して液晶ライトバルブ361Rに入射する。
ここで、第1光源装置4について、詳細に説明する。
図11は、第1光源装置4を説明するための模式図であり、(a)は、第1光源装置4の構成を示す図、(b)は、第1光源装置4における光源141を発光側から見た平面図である。
光源141は、第1の波長帯の励起光を射出する。本実施形態では、第1の波長帯として青色光を有する波長帯の光を発する発光ダイオードが用いられている。なお、第1の波長帯の励起光としては、青色光に限らず、紫色光や紫外光を有する波長帯の光を用いてもよい。
光源141と集光光学系243とは、集光光学系243の光軸243Cが発光領域141Eの略中心に位置するように配置される。また、蛍光体層142は、平面視において第1発光領域411と重なるように設けられている。具体的に、蛍光体層142は、図11(b)において、光軸243Cを通る上下方向に延出する直線を境界にして発光領域の片側に設けられている。言い換えれば、発光領域141Eのうち、蛍光体層142が設けられている領域が第1発光領域411であり、蛍光体層142が設けられていない領域が第2発光領域412である。
なお、第1レンズアレイ3211および第2レンズアレイ3212が備える各レンズの形状は、液晶ライトバルブ361の画像形成領域の形状と相似である。
そして、矩形状の第1発光領域411(蛍光体層142)は、各レンズの半分の形状に対応するように長手方向(短手方向)の向きが設定されている。
蛍光体層142は、光源141からの励起光によりR光とG光とを含むY光を発する。Y光は、第1の波長帯とは異なる第2の波長帯の光に相当する。
波長選択素子244を透過したY光は、補正部145に入射する。そして、第2発光領域412から射出され、波長選択素子244で反射した第2の励起光141bのうち少なくとも一部は、集光光学系243を介して蛍光体層142に入射する。すなわち、集光光学系243は、光源141の第2発光領域412から射出され、波長選択素子244にて反射した第2の励起光141bのうち少なくとも一部が蛍光体層142に入射するように、第2の励起光を導く機能を有している。
図12に示すように、第2発光領域412から射出された第2の励起光141aは、集光光学系243に向かって広がるように進行し、レンズ431,432によって略平行化されて波長選択素子244に入射する。そして、第2の励起光141aは、波長選択素子244にて反射する。波長選択素子244にて反射した第2の励起光141bのうち少なくとも一部は、レンズ432,431によって進行方向が変更され、光軸243Cに対して第2発光領域412に対称となる領域に入射する。従って、蛍光体層142が設けられている第1発光領域411は、光軸243Cに対して第2発光領域412と軸対称であることが好ましい。
すなわち、蛍光体層142は、第1発光領域411から射出され、光源141側から入射する第1の励起光、および第2発光領域412から射出され、集光光学系243、波長選択素子244を介して光源141とは反対側から入射する第2の励起光によりY光を発する。そして、Y光は波長選択素子244を透過する。
補正部145は、波長選択素子244から射出されるこの光の進行方向(光軸)の傾きを補正する機能を有している。
図13は、補正部145の機能を説明するための模式図であり、(a)は、補正部145が配置されていない場合の図、(b)は、補正部145が配置された場合の図である。
そして、補正部145が配置された場合、蛍光体層142から射出され、集光光学系243および波長選択素子244を透過した光は、補正部145によって進行方向が補正され、光軸243Cに略沿うように進行する。
第1光源装置4から射出された光は、前述したように、ダイクロイックミラー331,332によってG光とR光に分離されて、G光とR光はそれぞれ液晶ライトバルブ361G,361Rによって変調される。そして、変調されたG光とR光は、第2光源装置5から射出され、液晶ライトバルブ361Bによって変調されたB光と合成されて投写レンズ37により投写される。
(1)第1光源装置4を複雑な構造にすることなく、光源141から射出された励起光を蛍光体層142の両側(光源141側、および光源141とは反対側)に照射できる。また、部品の増加を抑制することができる。
また、光源141の発光領域の全ての領域(第1発光領域411および第2発光領域412)に重なるように蛍光体層142が設けられる構成に比べ、小さな面積から光を発することができるので、第1光源装置4の単位面積当たりの光束量を高めることができる。
したがって、簡素な構成や小型化を図ると共に、励起光を効率良く利用して高輝度のY光の射出が可能な第1光源装置4の提供が可能となる。また、この第1光源装置4を搭載するプロジェクター1は、小型であり、かつ明るい画像の投写が可能となる。
また、補正部145は、楔状という簡素な形状なので、製造の簡素化が図れる。
以下、第3実施形態に係るプロジェクターについて、図面を参照して説明する。以下の説明では、第2実施形態のプロジェクター1と同様の構成および同様の部材には、同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図14は、本実施形態のプロジェクターにおける光学ユニット13を示す模式図である。
本実施形態のプロジェクターは、図14に示すように、第2実施形態のプロジェクター1における第1光源装置4と構成の異なる第1光源装置6を備えている。
本実施形態の第1光源装置6は、R光用の光源141を有するR系光源部61R、G光用の光源141を有するG系光源部61G、ダイクロイックミラー63、および補正部64を備えている。
蛍光体層62Rは、光源141からの励起光によりR光を発する。R光は、第2の波長帯の光に相当する。
蛍光体層62Rは、図14に示すように、第2実施形態における蛍光体層142と同様に、光源141の発光領域のうちの略半分に設けられている。具体的に、蛍光体層62Rは、赤色蛍光体(例えば、CaAlSiN3−Si2N2O:Euを含有する材料)で形成されている。そして、蛍光体層62Rは、R系光源部61Rにおける集光光学系243の光軸243Crに対し、光源141の発光領域の片側に塗布されている。
光源141から射出された励起光は、第2実施形態で説明したと同様に、集光光学系243および波長選択素子244によって蛍光体層62Rの両側に照射されてR光に変換され、波長選択素子244からダイクロイックミラー63に射出される。
蛍光体層62Gは、光源141からの励起光によりG光を発する。G光は、第2の波長帯の光に相当する。
蛍光体層62Gは、図14に示すように、R系光源部61Rにおける蛍光体層62Rと同様に、光源141の発光領域のうちの略半分に設けられている。具体的に、蛍光体層62Gは、緑色蛍光体(例えば、Ba3Si6O12N2:Euを含有する材料)で形成されている。そして、蛍光体層62Gは、G系光源部61Gにおける集光光学系243の光軸243Cgに対し、光源141の発光領域の片側に塗布されている。
光源141から射出された励起光は、第2実施形態で説明したと同様に、集光光学系243および波長選択素子244によって蛍光体層62Gの両側に照射されてG光に変換され、波長選択素子244からダイクロイックミラー63に射出される。
そして、ダイクロイックミラー63は、R系光源部61Rから射出されたR光と、G系光源部61Gから射出されたG光を合成して、補正部64に射出する。
そして、第2実施形態で説明したように、ダイクロイックミラー63から射出されたR光の進行方向とG光の進行方向は、補正部64によって修正され、第1インテグレーター照明光学系321が備える第1レンズアレイ3211に対して略垂直に入射する。
第1インテグレーター照明光学系321から射出された光は、第2実施形態で説明したと同様に、G光、R光に分離され、液晶ライトバルブ361G,361Rにそれぞれ入射する。
第1光源装置6は、R光を射出するR系光源部61RとG光を射出するG系光源部61Gとを備えているため、R光の輝度およびG光の輝度を独立に制御することができる。そのため、画像のホワイトバランスを容易に調整することができる。
以下、第4実施形態に係るプロジェクターについて、図面を参照して説明する。以下の説明では、第2実施形態、第3実施形態のプロジェクターと同様の構成および同様の部材には、同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
第2実施形態のプロジェクターはY光を射出する第1光源装置4を備え、第3実施形態のプロジェクターは、R光およびG光を射出する第1光源装置6を備えているが、本実施形態のプロジェクターは、図15に示すように、R光、G光、およびB光を有する光を射出する光源装置7を備えている。
また、本実施形態のプロジェクターは、第2実施形態、第3実施形態の光学系とは異なるインテグレーター照明光学系81、色分離光学系82、およびリレー光学系83を備えている。
補正部71Rは、R系光源部61Rの光射出側に配置され、R系光源部61Rから射出されるR光の光軸の傾きを補正し、クロスダイクロイックプリズム72に向けて射出する。補正部71Gは、G系光源部61Gの光射出側に配置され、G系光源部61Gから射出されるG光の光軸の傾きを補正し、クロスダイクロイックプリズム72に向けて射出する。
第2光源装置5は、クロスダイクロイックプリズム72を介してR系光源部61Rに対向して配置され、B光をクロスダイクロイックプリズム72に向けて射出する。
ダイクロイックミラー821で反射したB光は、反射ミラー823で反射し、フィールドレンズ35Bを介して液晶ライトバルブ361Bに入射する。ダイクロイックミラー822で反射したG光は、フィールドレンズ35Gを介して液晶ライトバルブ361Gに入射する。
液晶ライトバルブ361B,361G,361Rに入射した各色光は、第2実施形態で説明したと同様に、画像情報に応じて変調された後、クロスダイクロイックプリズム362によって合成され、投写レンズ37から投写される。
第2実施形態、および第3実施形態においては、第1インテグレーター照明光学系321と第2インテグレーター照明光学系322とが必要であったが、本実施形態においては第2インテグレーター照明光学系322が不要であるため、光学ユニット23の小型化、ひいてはプロジェクターの小型化が可能となる。
(第6変形例)
前記実施形態では、蛍光体層142は、一体的に構成された光源141に塗布されているが、例えば図16に示したように、光源を別体の2個の発光素子から構成し、2個の発光素子のうち、一方の発光素子に蛍光体層を塗布するように構成してもよい。
光源10は、図16に示すように、2つの発光素子10a,10bを有し、発光素子10a,10bは、基板200の上に設けられている。基板200は、光軸243Cと直交する基準面200aを有している。
そして、発光素子10aと発光素子10bとは、光軸243Cを挟んで配置され、蛍光体層20は、光源10の片側に設けられることとなる。
図16(b)に示すように、発光素子10a,10bを配置することで、発光素子10bから射出され、集光光学系243および波長選択素子244を介して蛍光体層20に導かれる第2の励起光をより効率的に蛍光体層20に照射することが可能となる。また、光源10は、2つに限らず3つ以上の発光素子で構成してもよい。
前記実施形態では、蛍光体層142は、光源141に塗布されているが、光源141とは別体の透明部材に設けるように構成してもよい。
図17は、変形例2の光源30、および蛍光体層140を示す模式図である。
蛍光体層140は、光源(発光素子)30の発光領域の面積の略半分の面積を有する板状の透明部材250に塗布され、光軸243Cの一方の側、つまり光源30の発光領域の片側に配置される。
前記実施形態では、補正部として、断面が楔状に形成された補正部145,64,71R,71Gを用いているが、この構成に限らず、例えば、第1レンズアレイ3211に補正部の機能を盛り込むように構成してもよい。
図18は、第8変形例の補正部を説明するための模式図であり、(a)は、補正部の機能を盛り込んでいない第1レンズアレイ3211を示す図、(b)は、補正部の機能を盛り込んだ第1レンズアレイ90を示す図である。
第1レンズアレイ3211は、複数の第1レンズ3211aを有し、第1レンズアレイ90は、複数の第1レンズ90aを有している。なお、図18は、第1レンズ3211a,90aを明瞭に説明するため、それぞれ1つを記載した図である。
このように、第1レンズアレイ90の第1レンズ90aは、補正部の機能を有し、補正部が第1レンズアレイ90に設けられることで、部品点数を増加することなく波長選択素子244から射出される光の光軸の傾きを補正できる。
前記実施形態のプロジェクターは、光変調装置として液晶パネルを用いているが、光変調装置としてマイクロミラー型の光変調装置、例えばデジタルミラーデバイスを利用したものであってもよい。
図19は、第9変形例のプロジェクターにおける光学ユニット300を示す模式図である。
光学ユニット300は、第4実施形態の光源装置7、重畳レンズ201、ロッドインテグレーター202、集光光学系203、反射ミラー204、光変調装置としてのマイクロミラーデバイス205および投写レンズ206を備えている。
光源装置7は、画像情報に応じて時分割でR光、G光、B光を射出する。
光源装置7から射出された光は、重畳レンズ201によってロッドインテグレーター202の入射面に導光され、ロッドインテグレーター202の内面で多重反射することによって均一化されて射出面から射出する。
ロッドインテグレーター202から射出された光は、集光光学系203によって略平行化され、反射ミラー204にて反射し、マイクロミラーデバイス205に射出される。
マイクロミラーデバイス205に入射した光は、画像情報に応じて各画素に対応するマイクロミラーで反射することにより、画像を表す光に変調されて投写レンズ206から投写される。
このように、光源141の発光領域の一部に蛍光体層62R,62Gが設けられた光源装置7は、マイクロミラー型の光変調装置を備えるプロジェクターの光源装置にも用いることができ、前記実施形態で説明したと同様の効果を奏する。
また、第9変形例においては、第4実施形態の光源装置7を用いて説明したが、第2実施形態における光源装置2や第3実施形態における光源装置(第1光源装置6および第2光源装置5)をマイクロミラー型の光変調装置を備えるプロジェクターに用いることも可能である。
前記実施形態のプロジェクター1は、光変調装置として透過型の液晶パネルを用いているが、反射型の液晶パネルを利用したものであってもよい。
前記実施形態では、光源141として発光ダイオードを用いているが、これに限定されるものではなく、例えば、半導体レーザーや有機EL(Electro Luminescence)素子、UVランプ等を用いてもよい。
前記実施形態の光源141は、発光領域が矩形状に形成されているが、矩形状に限らず他の形状、例えば、円形や楕円形であってもよい。
前記実施形態の蛍光体層142は、光軸243Cに対して第2発光領域412に対称となる第1発光領域411に形成されているが、対称性は必須ではない。要は、光軸243Cに対して第2発光領域412に対称となる領域を含むように、蛍光体層142を設ければよい。第2発光領域412から射出され、波長選択素子244によって反射された第2の励起光の光路上に蛍光体層142が設けられていればよい。
また、第1発光領域411と第2発光領域412とが、光軸243Cに直交する平面における形状が相似形となるように形成してもよい。
この構成によれば、集光光学系243に対する第2発光領域412と蛍光体層142との距離が異なっても、第2発光領域412から射出された第2の励起光を効率良く蛍光体層142に導くことが可能となる。よって、集光光学系243に対する光源141および蛍光体層142の配置位置の自由度の向上を図りつつ、第2発光領域412から射出される第2の励起光を効率良く蛍光体層142に照射することが可能となる。
Claims (18)
- 第1発光領域と第2発光領域とを有し、第1の波長帯の励起光を射出する発光素子と、
平面視において前記第1発光領域と重なるように設けられ、前記第1発光領域から射出された第1の励起光の照射により、前記第1の波長帯とは異なる第2の波長帯の光を発する蛍光体層と、
前記蛍光体層の前記発光素子とは反対側に設けられ、前記第2の波長帯の光を透過させ、前記第1の波長帯の光を反射する反射素子と、
前記蛍光体層と前記反射素子との間の光路中に配置され、前記第2発光領域から射出された第2の励起光および前記蛍光体層から射出された光を透過させ、前記反射素子にて反射した前記第2の励起光のうち少なくとも一部が前記蛍光体層に入射するように前記第2の励起光を導く導光部と、
を備えることを特徴とする光源装置。 - 前記反射素子は、前記蛍光体層から射出される光の主光線と直交する面に対して傾いた傾斜部を含み、前記第2発光領域から射出された第2の励起光の少なくとも一部を前記蛍光体層に入射するように反射させることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
- 前記傾斜部は、前記蛍光体層に対して凹面となる曲面を備えることを特徴とする請求項2に記載の光源装置。
- 前記蛍光体層は、前記発光素子と熱的に接触していることを特徴とする請求項2又は3に記載の光源装置。
- 前記導光部は集光光学系からなることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
- 前記第1発光領域は、前記発光素子の発光領域の片側の領域に設けられ、
前記第2発光領域は、前記発光領域の残りの領域に設けられていることを特徴とする請求項5に記載の光源装置。 - 前記蛍光体層は、前記集光光学系の光軸に対し、前記第2発光領域と対称な領域を含むように設けられていることを特徴とする請求項5又は6に記載の光源装置。
- 前記反射素子を透過した前記第2の波長帯の光の進行方向を補正する補正部を備えることを特徴とする請求項5〜7のいずれか一項に記載の光源装置。
- 前記第1発光領域は、前記発光素子の発光領域の片側の領域に設けられ、
前記第2発光領域は、前記発光領域の残りの領域に設けられ、
前記補正部は、前記蛍光体層に対向する側が前記第2発光領域に対向する側より厚みが厚い楔状の形状を有することを特徴とする請求項8に記載の光源装置。 - 前記反射素子を透過した前記第2の波長帯の光の光路上に配置され、複数の第1レンズを有する第1レンズアレイと、
前記第1レンズアレイの光射出側に配置され、前記複数の第1レンズに対応する複数の第2レンズを有する第2レンズアレイと、をさらに備え、
前記第1発光領域は、前記発光素子の発光領域の片側の領域に設けられ、
前記第2発光領域は、前記発光領域の残りの領域に設けられ、
前記複数の第1レンズ各々の光軸は、対応する前記第2レンズの光軸に対して偏心しており、
前記第1レンズが前記補正部に相当することを特徴とする請求項8に記載の光源装置。 - 前記第1発光領域と前記第2発光領域とは、前記集光光学系の光軸に直交する平面における形状が相似形であることを特徴とする請求項5〜10のいずれか一項に記載の光源装置。
- 前記蛍光体層の面積は、前記発光素子の面積よりも小さいことを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の光源装置。
- 前記第1発光領域および前記第2発光領域は、前記集光光学系の光軸に沿う方向から見て矩形状であることを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載の光源装置。
- 前記第1発光領域と前記第2発光領域とは、前記集光光学系の光軸に直交する平面における面積が互いに等しいことを特徴とする請求項1〜13のいずれか一項に記載の光源装置。
- 前記発光素子は、前記励起光を射出する発光ダイオードまたは半導体レーザーを有することを特徴とする請求項1〜14のいずれか一項に記載の光源装置。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置にて変調された光を投写する投写レンズと、を備えることを特徴とするプロジェクター。 - 前記発光素子の中心から前記反射素子を見込む立体角をΩa、
前記発光素子の面積をSa、
前記光変調装置の面積をSb、
前記投写レンズの飲み込み半角で規定される立体角をΩb、としたとき、
ΩaがSb×Ωb/Sa以下の関係を満たすことを特徴とする請求項16に記載のプロジェクター。 - 請求項5〜15のいずれか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置にて変調された光を投写する投写レンズと、を備えることを特徴とするプロジェクター。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014089596A JP6354288B2 (ja) | 2013-12-20 | 2014-04-23 | 光源装置及びプロジェクター |
US14/335,223 US9423680B2 (en) | 2013-07-23 | 2014-07-18 | Light source apparatus that irradiates a phosphor layer with excitation light and projector |
CN201410354018.1A CN104345531B (zh) | 2013-07-23 | 2014-07-23 | 光源装置及投影机 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013263727 | 2013-12-20 | ||
JP2013263727 | 2013-12-20 | ||
JP2014089596A JP6354288B2 (ja) | 2013-12-20 | 2014-04-23 | 光源装置及びプロジェクター |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015135461A true JP2015135461A (ja) | 2015-07-27 |
JP6354288B2 JP6354288B2 (ja) | 2018-07-11 |
Family
ID=53767315
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014089596A Active JP6354288B2 (ja) | 2013-07-23 | 2014-04-23 | 光源装置及びプロジェクター |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6354288B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017063115A (ja) * | 2015-09-25 | 2017-03-30 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置 |
JP2018085167A (ja) * | 2016-11-21 | 2018-05-31 | 三菱電機株式会社 | 光源装置 |
CN114859639A (zh) * | 2021-02-05 | 2022-08-05 | 精工爱普生株式会社 | 光源装置和投影仪 |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000241755A (ja) * | 1999-02-18 | 2000-09-08 | Fujitsu Ltd | 照明装置及びその照度分布改善装置並びに液晶投写装置 |
JP2005292502A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Toshiba Corp | 投写型ディスプレイの照明装置、及び投写型プロジェクタ |
JP2006515961A (ja) * | 2003-01-27 | 2006-06-08 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 全内反射を利用する蛍燐光体系光源 |
US20070182299A1 (en) * | 2003-01-27 | 2007-08-09 | 3M Innovative Properties Company | Phosphor based light source component |
JP2009212275A (ja) * | 2008-03-04 | 2009-09-17 | Stanley Electric Co Ltd | 液晶表示装置用バックライト光源 |
JP2009266619A (ja) * | 2008-04-25 | 2009-11-12 | Casio Comput Co Ltd | 光源装置及びプロジェクタ |
US20110043761A1 (en) * | 2009-08-20 | 2011-02-24 | Seiko Epson Corporation | Projector |
JP2011043597A (ja) * | 2009-08-20 | 2011-03-03 | Seiko Epson Corp | プロジェクター |
WO2012154433A2 (en) * | 2011-05-12 | 2012-11-15 | 3M Innovative Properties Company | Remote phosphor polarization converter |
WO2013186954A1 (ja) * | 2012-06-11 | 2013-12-19 | 日本電気株式会社 | 光源ユニット、投射型表示装置、照明器具及び光出射方法 |
JP6217210B2 (ja) * | 2013-07-23 | 2017-10-25 | セイコーエプソン株式会社 | 光源装置、およびプロジェクター |
-
2014
- 2014-04-23 JP JP2014089596A patent/JP6354288B2/ja active Active
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000241755A (ja) * | 1999-02-18 | 2000-09-08 | Fujitsu Ltd | 照明装置及びその照度分布改善装置並びに液晶投写装置 |
JP2006515961A (ja) * | 2003-01-27 | 2006-06-08 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 全内反射を利用する蛍燐光体系光源 |
US20070182299A1 (en) * | 2003-01-27 | 2007-08-09 | 3M Innovative Properties Company | Phosphor based light source component |
JP2005292502A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Toshiba Corp | 投写型ディスプレイの照明装置、及び投写型プロジェクタ |
JP2009212275A (ja) * | 2008-03-04 | 2009-09-17 | Stanley Electric Co Ltd | 液晶表示装置用バックライト光源 |
JP2009266619A (ja) * | 2008-04-25 | 2009-11-12 | Casio Comput Co Ltd | 光源装置及びプロジェクタ |
US20110043761A1 (en) * | 2009-08-20 | 2011-02-24 | Seiko Epson Corporation | Projector |
JP2011043596A (ja) * | 2009-08-20 | 2011-03-03 | Seiko Epson Corp | プロジェクター |
JP2011043597A (ja) * | 2009-08-20 | 2011-03-03 | Seiko Epson Corp | プロジェクター |
WO2012154433A2 (en) * | 2011-05-12 | 2012-11-15 | 3M Innovative Properties Company | Remote phosphor polarization converter |
WO2013186954A1 (ja) * | 2012-06-11 | 2013-12-19 | 日本電気株式会社 | 光源ユニット、投射型表示装置、照明器具及び光出射方法 |
US20150167906A1 (en) * | 2012-06-11 | 2015-06-18 | Nec Corporatin | Light source unit, projection-type display device, lighting equipment and light emission method |
JP6217210B2 (ja) * | 2013-07-23 | 2017-10-25 | セイコーエプソン株式会社 | 光源装置、およびプロジェクター |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017063115A (ja) * | 2015-09-25 | 2017-03-30 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置 |
JP2018085167A (ja) * | 2016-11-21 | 2018-05-31 | 三菱電機株式会社 | 光源装置 |
CN114859639A (zh) * | 2021-02-05 | 2022-08-05 | 精工爱普生株式会社 | 光源装置和投影仪 |
CN114859639B (zh) * | 2021-02-05 | 2023-05-02 | 精工爱普生株式会社 | 光源装置和投影仪 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6354288B2 (ja) | 2018-07-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9423680B2 (en) | Light source apparatus that irradiates a phosphor layer with excitation light and projector | |
JP5914878B2 (ja) | 光源装置及び投写型表示装置 | |
JP6866682B2 (ja) | 照明装置及びプロジェクター | |
CN108227358B (zh) | 照明装置和投影仪 | |
JP2017083636A (ja) | 照明装置及びプロジェクター | |
JP2015049441A (ja) | 照明装置及びプロジェクター | |
US11300866B2 (en) | Light source apparatus and projector | |
JP6973457B2 (ja) | プロジェクター | |
JP2020024318A (ja) | 光源装置およびプロジェクター | |
JP6269037B2 (ja) | 蛍光発光素子、光源装置およびプロジェクター | |
JP2012078537A (ja) | 光源装置及び投写型映像表示装置 | |
JP6790546B2 (ja) | 波長変換素子、光源装置およびプロジェクター | |
JP6354288B2 (ja) | 光源装置及びプロジェクター | |
JP6217210B2 (ja) | 光源装置、およびプロジェクター | |
JP2022049267A (ja) | 光源装置およびプロジェクター | |
CN114265273B (zh) | 光源装置和投影仪 | |
US11474424B2 (en) | Light source device and projector | |
US11249380B2 (en) | Light source apparatus and projector | |
WO2021260877A1 (ja) | 光源装置およびプロジェクタ | |
JP2019028362A (ja) | プロジェクター | |
JP2021189390A (ja) | 照明装置およびプロジェクター | |
WO2016103545A1 (ja) | 画像表示装置、光源装置、及び画像表示方法 | |
JP2022135481A (ja) | 光源装置およびプロジェクター | |
JP2019138940A (ja) | 光源装置、照明装置及びプロジェクター | |
CN114384747B (zh) | 光源装置、投影仪以及显示装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170324 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180215 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180227 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180427 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180515 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180528 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6354288 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |