JP2016057443A - Light source device and projection apparatus - Google Patents

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荻野　浩
Hiroshi Ogino
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light source device capable of aligning the width of color convergent light having various wavelength bands, and to provide a projection apparatus having the light source device capable of reducing color unevenness in projected light.SOLUTION: The light source device includes: plural light sources 71, 100 and 121 each of which emits a beam of light having uneven color wavelength bands different from each other; a light guide optical system 140 that guides the light flux of wavelength bands different from each other to the same optical path and orients the light flux to the same direction; and a convergent light width adjustment element 400 for aligning the width of the respective convergent light each having wavelength bands different from each other which are guided by the light guide optical system 140.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、光源装置及び投影装置に関する。   The present invention relates to a light source device and a projection device.

今日、パーソナルコンピュータの画面やビデオ画像、さら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、光源から出射された光を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 to display a color image on a screen.

そして、この投影装置であるプロジェクタは、パーソナルコンピュータやＤＶＤプレーヤーなどの映像機器の普及に伴って、業務用プレゼンテーションから家庭用に至るまで、用途が拡大している。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、光源として複数のレーザダイオード等の半導体発光素子を用いるとともに、この半導体発光素子を励起光源とする蛍光ホイールを備える投影装置が種々開発されている。   Projectors that are projection devices have been used for a wide range of applications from business presentations to home use with the spread of video equipment such as personal computers and DVD players. Conventionally, projectors using a high-intensity discharge lamp as a light source have been the mainstream in such projectors. However, in recent years, a plurality of semiconductor light emitting elements such as laser diodes have been used as the light source, and the semiconductor light emitting element is used as an excitation light source. Various projection apparatuses having a fluorescent wheel that has been developed have been developed.

特許文献１に開示される投影装置は、赤色発光ダイオードからなる赤色光源装置と、青色レーザダイオードからなる励起光照射装置からの出射光が励起光として照射されて緑色波長帯域の蛍光光を発する蛍光体層及び励起光照射装置からの出射光を拡散透過させる拡散透過領域を有する蛍光ホイールを備える蛍光ホイール装置と、が配置されている。励起光照射装置は、出射光が蛍光ホイールの拡散透過領域を拡散透過されることにより、青色光源ともされている。そして、赤色、緑色、青色の各波長帯域光は、導光光学系により同一光路上に合成されてライトトンネルの入射面に集光される。   The projection apparatus disclosed in Patent Document 1 is a fluorescent light that emits fluorescent light in a green wavelength band when emitted from a red light source device composed of a red light emitting diode and an excitation light irradiation device composed of a blue laser diode as excitation light. A fluorescent wheel device including a fluorescent wheel having a diffuse transmission region that diffuses and transmits light emitted from the body layer and the excitation light irradiation device is disposed. The excitation light irradiating device is also used as a blue light source because the emitted light is diffused and transmitted through the diffusion transmission region of the fluorescent wheel. The red, green, and blue wavelength band lights are combined on the same optical path by the light guide optical system and condensed on the incident surface of the light tunnel.

一方、特許文献２では、映像表示画面を複数のブロックに分割し、各ブロックの輝度レベルから求めた色ムラの補正量をデジタルデータとして保存し、増幅回路等を介してＶ−Ｔ補正された映像信号に色ムラの補正量を加算する色ムラ補正装置が開示されている。   On the other hand, in Patent Document 2, the video display screen is divided into a plurality of blocks, the correction amount of color unevenness obtained from the luminance level of each block is stored as digital data, and VT correction is performed via an amplifier circuit or the like. A color unevenness correction apparatus for adding a color unevenness correction amount to a video signal is disclosed.

特開２０１３−１９６９４６号公報JP 2013-196946 A 特開平１０−８４５５１号公報JP-A-10-84551

特許文献１の投影装置においては、光源特性によって、ライトトンネルの入射面での集光幅が異なっている。例えば、赤色発光ダイオードでは、発光面が横長に形成されるため、ライトトンネルの入射面での集光形状は横長とされる。一方、緑色波長帯域光である蛍光光は拡散光源のため、円形に集光される。また、青色レーザダイオードは、励起光照射装置における青色レーザダイオードの配列により、ライトトンネルの入射面での集光形状が変化する。   In the projection apparatus of Patent Document 1, the light collection width at the entrance surface of the light tunnel differs depending on the light source characteristics. For example, in a red light emitting diode, since the light emitting surface is formed in a horizontally long shape, the condensing shape on the light tunnel entrance surface is horizontally long. On the other hand, fluorescent light, which is green wavelength band light, is condensed in a circular shape because of a diffuse light source. The blue laser diode has a condensing shape on the incident surface of the light tunnel depending on the arrangement of the blue laser diodes in the excitation light irradiation device.

このように、ライトトンネルの入射面において集光幅が色毎に異なると、ライトトンネル出口での各色の照度分布が異なる。従って、赤色、緑色、青色の波長帯域の投影光の照度分布が、特に投影光の縁部周辺で不均一となる。このため、白色画像を投影しようとする場合、白色を形成する各原色光の分布が不均一なため、投影画像に色ムラが発生することとなる。   As described above, when the light collection width is different for each color on the incident surface of the light tunnel, the illuminance distribution of each color at the light tunnel exit is different. Therefore, the illuminance distribution of the projection light in the red, green, and blue wavelength bands is not uniform particularly around the edge of the projection light. For this reason, when trying to project a white image, since the distribution of each primary color light which forms white is non-uniform | heterogenous, color unevenness will generate | occur | produce in a projection image.

また、このような色ムラを特許文献２で開示される色ムラ補正装置により補正しようとすると、煩雑な電気的な調整が必要となり、ひいては制御プログラムの大規模化や複雑化を招いてしまう。   In addition, when such color unevenness is corrected by the color unevenness correction apparatus disclosed in Patent Document 2, complicated electrical adjustment is required, which leads to an increase in scale and complexity of the control program.

よって、本発明の目的は、各色波長帯域光の集光幅を揃えることができる光源装置と、この光源装置を備えて、投影光の色ムラを低減させた投影装置を提供する。   Therefore, an object of the present invention is to provide a light source device capable of aligning the light collection width of each color wavelength band light, and a projection device that includes this light source device and reduces color unevenness of projection light.

本発明の光源装置は、異なる波長帯域の光束が発せられる複数の光源と、複数の前記光源から発せられる異なる波長帯域の光束を同一光路上に導光して同一方向に向かわせる導光光学系と、前記導光光学系により導光された異なる波長帯域の前記光束について、それぞれの前記光束の集光幅を揃える集光幅調整素子と、を備えることを特徴とする。   The light source device of the present invention includes a plurality of light sources that emit light beams of different wavelength bands, and a light guide optical system that guides light beams of different wavelength bands emitted from the plurality of light sources on the same optical path and directs them in the same direction. And a condensing width adjusting element that aligns the condensing widths of the light beams with respect to the light beams of different wavelength bands guided by the light guide optical system.

本発明の投影装置は、本発明に係る上述の光源装置と、前記光源装置からの光源光が照射され、画像光を形成する表示素子と、前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影側光学系と、前記表示素子と、前記光源装置を制御する投影装置制御手段と、を有することを特徴とする。   The projection device of the present invention includes the above-described light source device according to the present invention, a display element that is irradiated with light source light from the light source device to form image light, and the image light emitted from the display element on a screen. A projection-side optical system for projecting, the display element, and a projection device control means for controlling the light source device.

本発明によれば、各色波長帯域光の集光幅を揃えることができる光源装置と、色ムラの発生を低減することのできる投影装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the light source device which can arrange the condensing width | variety of each color wavelength band light, and the projection apparatus which can reduce generation | occurrence | production of a color nonuniformity can be provided.

本発明の第１の実施形態に係る投影装置を示す外観斜視図である。1 is an external perspective view showing a projection apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施形態に係る投影装置の機能ブロックを示す図である。It is a figure which shows the functional block of the projection apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態に係る投影装置の内部構造を示す平面模式図である。It is a plane schematic diagram which shows the internal structure of the projection apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態に係る集光幅調整素子を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the condensing width adjustment element which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態に係る図６におけるＶ−Ｖ位置における光束の集光状態を示す模式図であり、（ａ）は赤色波長帯域光を示し、（ｂ）は緑色波長帯域光を示し、（ｃ）は青色波長帯域光を示す。It is a schematic diagram which shows the condensing state of the light beam in the VV position in FIG. 6 which concerns on the 1st Embodiment of this invention, (a) shows red wavelength band light, (b) shows green wavelength band light. (C) shows blue wavelength band light. 本発明の第１の実施形態に係る光束がライトトンネルに入射する状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state which the light beam which concerns on the 1st Embodiment of this invention injects into a light tunnel. 本発明の第２の実施形態に係る集光幅調整素子を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the condensing width adjustment element which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態に係る光束がライトトンネルに入射する状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state which the light beam which concerns on the 2nd Embodiment of this invention injects into a light tunnel.

以下、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。図１は、投影装置１０の外観斜視図である。なお、本実施形態において、投影装置１０における左右とは投影方向に対しての左右方向を示し、前後とは投影装置１０のスクリーン側方向及び光線束の進行方向に対しての前後方向を示す。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an external perspective view of the projection apparatus 10. In the present embodiment, left and right in the projection device 10 indicate the left and right direction with respect to the projection direction, and front and rear indicate the screen side direction of the projection device 10 and the front and rear direction with respect to the traveling direction of the light flux.

そして、投影装置１０は、図１に示すように、略直方体形状であって、投影装置１０の筐体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を有するとともに、この正面パネル１２には複数の排気孔１７を設けている。さらに、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。   As shown in FIG. 1, the projection device 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 housing of the projection device 10. At the same time, the front panel 12 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.

また、筐体の上面パネル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。   Further, a key / indicator unit 37 is provided on the top panel 11 of the casing, and the key / indicator unit 37 switches a power switch key, a power indicator for notifying power on / off, and switching on / off of projection. Keys and indicators such as an overheat indicator for notifying when a projection switch key, a light source device, a display element, a control circuit or the like is overheated are arranged.

さらに、筐体の背面には、背面パネルにＵＳＢ端子やアナログＲＧＢ映像信号が入力される映像信号入力用のＤ−ＳＵＢ端子、Ｓ端子、ＲＣＡ端子、音声出力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（群）２０が設けられている。また、背面パネルには、複数の吸気孔が形成されている。なお、図示しない筐体の側板である右側パネル、及び、図１に示した側板である左側パネル１５や正面パネル１２には、各々複数の排気孔１７が形成されている。また、左側パネル１５の背面パネル近傍の隅部や背面パネルには、吸気孔１８も形成されている。   In addition, an input / output connector portion provided with a D-SUB terminal, an S terminal, an RCA terminal, an audio output terminal, and the like for inputting a video signal to which a USB terminal or an analog RGB video signal is input to the rear panel is provided on the rear surface of the housing; Various terminals (group) 20 such as a power adapter plug are provided. In addition, a plurality of intake holes are formed in the back panel. A plurality of exhaust holes 17 are formed in the right side panel, which is a side plate of the casing (not shown), and the left side panel 15 and the front panel 12, which are side plates shown in FIG. An intake hole 18 is also formed in the corner of the left panel 15 near the rear panel and the rear panel.

次に、投影装置１０の投影装置制御手段について図２の機能ブロック図を用いて述べる。投影装置制御手段は、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等から構成される。   Next, the projection device control means of the projection device 10 will be described with reference to the functional block diagram of FIG. The projection device 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.

この制御部３８は、投影装置１０内の各回路の動作制御を司るものであって、ＣＰＵ、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 the operation of each circuit in the projection apparatus 10, and includes a CPU, a ROM that stores operation programs such as various settings fixedly, and a RAM that is used as a work memory. ing.

そして、この投影装置制御手段により、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あと、表示エンコーダ２４に出力される。   The image signal of various standards input from the input / output connector unit 21 by the projection device control means is in a predetermined format suitable for display by the image conversion unit 23 via the input / output interface 22 and the system bus (SB). After being converted so as to be unified into the image signal, it is output to the display encoder 24.

また、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 driving unit 26.

表示駆動部２６は、表示素子制御手段として機能するものであり、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る。   The display driving unit 26 functions as a display element control unit, and drives the display element 51 that is a spatial light modulation element (SOM) at an appropriate frame rate in accordance with the image signal output from the display encoder 24. Is.

そして、この投影装置１０は、光源装置６０から出射された光線束を、光源側光学系を介して表示素子５１に照射することにより、表示素子５１の反射光で光像を形成し、投影側光学系を介して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２３５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 projection apparatus 10 irradiates the display element 51 with the light beam emitted from the light source apparatus 60 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 projected and displayed on a screen via an optical system. The movable lens group 235 of the projection side optical system is driven by the lens motor 45 for zoom adjustment and focus adjustment.

また、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ＡＤＣＴ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う。   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 ADCT and Huffman encoding, and sequentially written in a memory card 32 that is a detachable recording medium. .

さらに、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う。   Further, the image compression / decompression unit 31 reads the image data recorded on the memory card 32 in the reproduction mode, decompresses each image data constituting a series of moving images in units of one frame, and converts the image data into an image conversion Based on the image data that is output to the display encoder 24 via the unit 23 and stored in the memory card 32, a process for enabling display of a moving image or the like is performed.

そして、筐体の上面パネル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。   Then, an operation signal of a key / indicator unit 37 composed of a main key and an indicator provided on the top panel 11 of the housing is directly sent to the control unit 38, and a key operation signal from the remote controller is received by Ir. The code signal received by the unit 35 and demodulated by the Ir processing unit 36 is output to the control unit 38.

なお、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.

また、制御部３８は、光源制御手段としての光源制御回路４１を制御しており、この光源制御回路４１は、画像生成時に要求される所定波長帯域の光が光源装置６０から出射されるように、励起光源や赤色光源装置から所定のタイミングで赤色、緑色及び青色の波長帯域光を発光させる個別の制御を行う。   Further, the control unit 38 controls a light source control circuit 41 as a light source control unit, and the light source control circuit 41 is configured so that light of a predetermined wavelength band required at the time of image generation is emitted from the light source device 60. Individual control is performed to emit red, green, and blue wavelength band light from the excitation light source and the red light source device at a predetermined timing.

さらに、制御部３８は、冷却ファン駆動制御回路４３に光源装置６０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。また、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投影装置１０本体の電源オフ後も冷却ファンの回転を持続させる、あるいは、温度センサによる温度検出の結果によっては投影装置１０本体の電源をオフにする等の制御も行う。   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 60 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 maintain the rotation of the cooling fan even after the projection apparatus 10 body is turned off by a timer or the like, or depending on the result of temperature detection by the temperature sensor, Control such as turning off the power is also performed.

次に、この投影装置１０の内部構造について図３に基づいて述べる。図３は、投影装置１０の内部構造を示す平面模式図である。投影装置１０は、右側パネル１４の近傍に制御回路基板２４１を備えている。この制御回路基板２４１は、電源回路ブロックや光源制御ブロック等を備えてなる。また、投影装置１０は、制御回路基板２４１の側方、つまり、投影装置１０筐体の略中央部分に光源装置６０を備えている。さらに、投影装置１０は、光源装置６０と左側パネル１５との間に、光源側光学系１７０や投影側光学系２２０が配置されている。   Next, the internal structure of the projection apparatus 10 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic plan view showing the internal structure of the projection apparatus 10. The projection apparatus 10 includes a control circuit board 241 in the vicinity of the right panel 14. The control circuit board 241 includes a power circuit block, a light source control block, and the like. In addition, the projection device 10 includes a light source device 60 at the side of the control circuit board 241, that is, at a substantially central portion of the housing of the projection device 10. Further, in the projector 10, a light source side optical system 170 and a projection side optical system 220 are disposed between the light source device 60 and the left panel 15.

光源装置６０は、第１の波長帯域光である赤色波長帯域光の光源とされる第１の光源としての赤色光源装置１２０と、第２の波長帯域光である緑色波長帯域光の光源とされる第２の光源としての緑色光源装置８０と、第３の波長帯域光である青色波長帯域光の光源とされる青色光源装置であると共に励起光源ともされる第３の光源としての励起光照射装置７０と、を備える。第２の光源である緑色光源装置８０は、第３の光源である励起光照射装置７０と、蛍光ホイール装置１００とにより構成される。そして、光源装置６０には、赤、緑、青の各色波長帯域の光束を同一光路上に導光して同一方向に向かわせる導光光学系１４０が配置されている。   The light source device 60 is a red light source device 120 as a first light source that is a light source of red wavelength band light that is first wavelength band light, and a light source of green wavelength band light that is second wavelength band light. Excitation light irradiation as a third light source, which is a green light source device 80 as a second light source and a blue light source device as a light source of blue wavelength band light that is third wavelength band light Device 70. A green light source device 80 that is a second light source includes an excitation light irradiation device 70 that is a third light source, and a fluorescent wheel device 100. The light source device 60 is provided with a light guide optical system 140 that guides the light beams of the respective color wavelength bands of red, green, and blue onto the same optical path and directs them in the same direction.

第３の光源としての励起光照射装置７０は、投影装置１０筐体の左右方向における略中央部分であって背面パネル１３近傍に配置される。そして、励起光照射装置７０は、背面パネル１３と光軸が平行となるよう配置された複数の半導体発光素子であり、第３の波長帯域光である青色波長帯域光を発する青色レーザダイオード７１から成る光源群、各青色レーザダイオード７１からの出射光の光軸を正面パネル１２方向に９０度変換する反射ミラー群７５、反射ミラー群７５で反射した各青色レーザダイオード７１からの出射光を集光する集光レンズ７８、及び、青色レーザダイオード７１と右側パネル１４との間に配置されたヒートシンク８１等を備える。   The excitation light irradiation device 70 as the third light source is disposed in the vicinity of the rear panel 13 at a substantially central portion in the left-right direction of the housing of the projection device 10. The excitation light irradiation device 70 is a plurality of semiconductor light emitting elements arranged so that the optical axis thereof is parallel to the rear panel 13, and from the blue laser diode 71 that emits the blue wavelength band light that is the third wavelength band light. A light source group, a reflecting mirror group 75 that converts the optical axis of the emitted light from each blue laser diode 71 in the direction of the front panel 12 by 90 degrees, and the emitted light from each blue laser diode 71 reflected by the reflecting mirror group 75 is condensed. And a heat sink 81 disposed between the blue laser diode 71 and the right panel 14.

励起光照射装置７０は、複数の青色レーザダイオード７１がマトリクス状に配列されて成る。また、各青色レーザダイオード７１からの光軸上には、各青色レーザダイオード７１からの各出射光の指向性を高めるように各々平行光に変換するコリメータレンズ７３が夫々配置されている。また、反射ミラー群７５は、複数の反射ミラーが階段状に配列されてミラー基板７６と一体化されて位置調整を行って生成され、青色レーザダイオード７１から出射される光線束の断面積を一方向に縮小して集光レンズ７８に出射する。   The excitation light irradiation device 70 includes a plurality of blue laser diodes 71 arranged in a matrix. Further, on the optical axis from each blue laser diode 71, a collimator lens 73 for converting each light into parallel light is arranged so as to enhance the directivity of each emitted light from each blue laser diode 71. In addition, the reflecting mirror group 75 is formed by aligning a plurality of reflecting mirrors in a stepped manner and integrated with the mirror substrate 76 to adjust the position, and uniformizes the cross-sectional area of the light beam emitted from the blue laser diode 71. The image is reduced in the direction and emitted to the condenser lens 78.

ヒートシンク８１と背面パネル１３との間には冷却ファン２６１が配置されており、この冷却ファン２６１とヒートシンク８１とによって青色レーザダイオード７１が冷却される。さらに、反射ミラー群７５と背面パネル１３との間にも冷却ファン２６１が配置されており、この冷却ファン２６１によって反射ミラー群７５や集光レンズ７８が冷却される。   A cooling fan 261 is disposed between the heat sink 81 and the back panel 13, and the blue laser diode 71 is cooled by the cooling fan 261 and the heat sink 81. Further, a cooling fan 261 is disposed between the reflection mirror group 75 and the back panel 13, and the reflection mirror group 75 and the condenser lens 78 are cooled by the cooling fan 261.

第１の光源としての赤色光源装置１２０には、青色レーザダイオード７１と光軸が平行となるように配置された赤色光源１２１と、赤色光源１２１からの出射光を集光する集光レンズ群１２５と、が備えられる。この赤色光源１２１は、第１の波長帯域光である赤色波長帯域の光を発する半導体発光素子である赤色発光ダイオードである。そして、赤色光源装置１２０は、赤色光源装置１２０が出射する第１の波長帯域光である赤色波長帯域光の光軸が、励起光照射装置７０から出射される第３の波長帯域光である青色波長帯域光及び蛍光ホイール１０１から出射される第２の波長帯域光である緑色波長帯域光の光軸と交差するように配置されている。さらに、赤色光源装置１２０は、赤色光源１２１の右側パネル１４側に配置されるヒートシンク１３０を備える。そして、ヒートシンク１３０と正面パネル１２との間には冷却ファン２６１が配置されており、この冷却ファン２６１及びヒートシンク１３０によって赤色光源１２１が冷却される。   The red light source device 120 as the first light source includes a red light source 121 arranged so that the optical axis is parallel to the blue laser diode 71, and a condensing lens group 125 that condenses the emitted light from the red light source 121. And are provided. The red light source 121 is a red light-emitting diode that is a semiconductor light-emitting element that emits light in the red wavelength band that is the first wavelength band light. In the red light source device 120, the optical axis of the red wavelength band light that is the first wavelength band light emitted from the red light source device 120 is blue that is the third wavelength band light emitted from the excitation light irradiation device 70. The wavelength band light and the second wavelength band light emitted from the fluorescent wheel 101 are arranged so as to intersect with the optical axis of the green wavelength band light. Furthermore, the red light source device 120 includes a heat sink 130 disposed on the right panel 14 side of the red light source 121. A cooling fan 261 is disposed between the heat sink 130 and the front panel 12, and the red light source 121 is cooled by the cooling fan 261 and the heat sink 130.

第２の光源としての緑色光源装置８０を構成する蛍光ホイール装置１００は、正面パネル１２と平行となるように、つまり、励起光照射装置７０からの出射光の光軸と直交するように配置された蛍光ホイール１０１と、この蛍光ホイール１０１を回転駆動するホイールモータ１１０と、励起光照射装置７０から出射される励起光の光線束を蛍光ホイール１０１に集光するとともに蛍光ホイール１０１から背面パネル１３方向に出射される光線束を集光する集光レンズ群１０７と、蛍光ホイール１０１から正面パネル１２方向に出射される光線束を集光する集光レンズ１１５と、を備える。なお、ホイールモータ１１０と正面パネル１２との間には冷却ファン２６１が配置されており、この冷却ファン２６１によって蛍光ホイール装置１００等が冷却される。   The fluorescent wheel device 100 constituting the green light source device 80 as the second light source is disposed so as to be parallel to the front panel 12, that is, to be orthogonal to the optical axis of the emitted light from the excitation light irradiation device 70. The fluorescent wheel 101, the wheel motor 110 that rotationally drives the fluorescent wheel 101, and the light bundle of excitation light emitted from the excitation light irradiation device 70 is condensed on the fluorescent wheel 101 and is directed from the fluorescent wheel 101 toward the rear panel 13. A condensing lens group 107 that condenses the light beam emitted from the fluorescent wheel 101 and a condensing lens 115 that condenses the light beam emitted from the fluorescent wheel 101 toward the front panel 12. A cooling fan 261 is disposed between the wheel motor 110 and the front panel 12, and the fluorescent wheel device 100 and the like are cooled by the cooling fan 261.

蛍光ホイール１０１は、励起光照射装置７０から集光レンズ群１０７を介した出射光を励起光として受けて緑色波長帯域の蛍光光を出射する蛍光発光領域と、励起光照射装置７０からの出射光である励起光が拡散されて透過される拡散透過領域と、が周方向に連続して設けられている。   The fluorescent wheel 101 receives emission light from the excitation light irradiation device 70 via the condenser lens group 107 as excitation light and emits fluorescent light in the green wavelength band, and emission light from the excitation light irradiation device 70. And a diffusion transmission region through which the excitation light is diffused and transmitted are continuously provided in the circumferential direction.

蛍光ホイール１０１の基材は銅やアルミニウム等から成る金属基材である。この金属基材の励起光照射装置７０側の表面には、環状の溝が形成され、この溝の底部が銀蒸着等によってミラー加工される。蛍光発光領域は、このミラー加工された表面に緑色蛍光体の層が敷設されてなる。また、拡散透過領域は、金属基材の切抜き透孔部に表面をサンドブラスト等で微細凹凸を形成した透明基材が嵌入されてなる。   The base material of the fluorescent wheel 101 is a metal base material made of copper, aluminum or the like. An annular groove is formed on the surface of the metal base on the side of the excitation light irradiation device 70, and the bottom of the groove is mirror processed by silver vapor deposition or the like. The fluorescent light emitting region is formed by laying a green phosphor layer on the mirrored surface. Further, the diffusion transmission region is formed by inserting a transparent base material having a surface with fine irregularities formed by sandblasting or the like in the cut-out hole portion of the metal base material.

蛍光発光領域における蛍光体層に励起光照射装置７０からの励起光としての青色波長帯域光が照射されると、緑色蛍光体が励起され、この緑色蛍光体から全方位に第２の波長帯域光である緑色波長帯域光が出射される。蛍光発光された光線束は、蛍光ホイール１０１の正面側（換言すれば、背面パネル１３側）へ出射され、集光レンズ群１０７に入射する。また、蛍光体層の蛍光体に吸収されることなく、金属基材に照射された励起光は、反射面により反射されて再び蛍光体層に入射し、蛍光体を励起することとなる。よって、蛍光ホイール１０１の凹部の表面を反射面とすることにより、励起光照射装置７０から出射される励起光の利用効率を上げることができ、より明るく発光させることができる。   When the phosphor layer in the fluorescence emission region is irradiated with blue wavelength band light as excitation light from the excitation light irradiation device 70, the green phosphor is excited, and the second wavelength band light is emitted from this green phosphor in all directions. That is, the green wavelength band light is emitted. The fluorescent light-emitted beam is emitted to the front side of the fluorescent wheel 101 (in other words, the rear panel 13 side) and enters the condenser lens group 107. Moreover, the excitation light irradiated to the metal substrate without being absorbed by the phosphor of the phosphor layer is reflected by the reflecting surface and is incident on the phosphor layer again to excite the phosphor. Therefore, by using the surface of the concave portion of the fluorescent wheel 101 as a reflection surface, the utilization efficiency of the excitation light emitted from the excitation light irradiation device 70 can be increased, and the light can be emitted more brightly.

一方、蛍光ホイール１０１における拡散透過領域に入射された励起光照射装置７０からの青色波長帯域光は、蛍光ホイール１０１を拡散透過され、蛍光ホイール１０１の背面側（換言すれば、正面パネル１２側）に配置された集光レンズ１１５に入射する。   On the other hand, the blue wavelength band light from the excitation light irradiating device 70 incident on the diffuse transmission region in the fluorescent wheel 101 is diffused and transmitted through the fluorescent wheel 101, and the back side of the fluorescent wheel 101 (in other words, the front panel 12 side). Is incident on a condenser lens 115 disposed in

そして、導光光学系１４０は、第一ダイクロイックミラー１４１，集光レンズ１４９，第二ダイクロイックミラー１４８，第一反射ミラー１４３，集光レンズ１４６，第二反射ミラー１４５，集光レンズ１４７，集光レンズ１４２からなる。第一ダイクロイックミラー１４１は、励起光照射装置７０から出射される青色波長帯域光及び蛍光ホイール１０１から出射される緑色波長帯域光と、赤色光源装置１２０から出射される赤色波長帯域光とが交差する位置に配置される。第一ダイクロイックミラー１４１は、青色及び赤色波長帯域光を透過し、緑色波長帯域光を反射して、この緑色波長帯域光の光軸を左側パネル１５方向に９０度変換する。   The light guide optical system 140 includes a first dichroic mirror 141, a condensing lens 149, a second dichroic mirror 148, a first reflecting mirror 143, a condensing lens 146, a second reflecting mirror 145, a condensing lens 147, and a condensing lens 147. It consists of a lens 142. The first dichroic mirror 141 intersects the blue wavelength band light emitted from the excitation light irradiation device 70, the green wavelength band light emitted from the fluorescent wheel 101, and the red wavelength band light emitted from the red light source device 120. Placed in position. The first dichroic mirror 141 transmits blue and red wavelength band light, reflects green wavelength band light, and converts the optical axis of the green wavelength band light by 90 degrees toward the left panel 15.

また、蛍光ホイール１０１を拡散透過した青色波長帯域光の光軸上、つまり、集光レンズ１１５と正面パネル１２との間には、青色波長帯域光を反射して、この青色光の光軸を左側パネル１５方向に９０度変換する第一反射ミラー１４３が配置されている。第一反射ミラー１４３における左側パネル１５側には、集光レンズ１４６が配置され、さらにこの集光レンズ１４６の左側パネル１５側には、第二反射ミラー１４５が配置されている。第二反射ミラー１４５の背面パネル１３側には、集光レンズ１４７が配置されている。第二反射ミラー１４５は、第一反射ミラー１４３により反射され、集光レンズ１４６を介して入射される青色波長帯域光の光軸を背面パネル１３側に９０度変換する。第二反射ミラー１４５により反射された青色波長帯域光は、集光レンズ１４７を介して第二ダイクロイックミラー１４８を透過して集光レンズ１４２により集光される。   Further, the blue wavelength band light is reflected on the optical axis of the blue wavelength band light diffusely transmitted through the fluorescent wheel 101, that is, between the condenser lens 115 and the front panel 12, and the optical axis of the blue light is changed. A first reflecting mirror 143 that converts 90 degrees in the direction of the left panel 15 is disposed. A condensing lens 146 is disposed on the left panel 15 side of the first reflecting mirror 143, and a second reflecting mirror 145 is disposed on the left panel 15 side of the condensing lens 146. A condensing lens 147 is disposed on the rear panel 13 side of the second reflecting mirror 145. The second reflection mirror 145 converts the optical axis of the blue wavelength band light reflected by the first reflection mirror 143 and incident via the condenser lens 146 to the rear panel 13 side by 90 degrees. The blue wavelength band light reflected by the second reflection mirror 145 passes through the second dichroic mirror 148 via the condenser lens 147 and is collected by the condenser lens 142.

また、第一ダイクロイックミラー１４１の左側パネル１５側には、集光レンズ１４９が配置されている。さらに、集光レンズ１４９の左側パネル１５側であって、集光レンズ１４７の背面パネル１３側には、第二ダイクロイックミラー１４８が配置されている。第二ダイクロイックミラー１４８は、赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光を反射して背面パネル１３側に９０度光軸を変換し、青色波長帯域光を透過させる。第二ダイクロイックミラー１４８の背面パネル１３側には、集光レンズ１４２が配置されている。   A condensing lens 149 is disposed on the left panel 15 side of the first dichroic mirror 141. Further, a second dichroic mirror 148 is disposed on the left panel 15 side of the condenser lens 149 and on the rear panel 13 side of the condenser lens 147. The second dichroic mirror 148 reflects the red wavelength band light and the green wavelength band light, converts the 90 ° optical axis to the back panel 13 side, and transmits the blue wavelength band light. A condensing lens 142 is disposed on the rear panel 13 side of the second dichroic mirror 148.

第一ダイクロイックミラー１４１を透過した赤色波長帯域光の光軸は、第一ダイクロイックミラー１４１により反射された緑色波長帯域光の光軸と一致される。第一ダイクロイックミラー１４１を透過した赤色波長帯域光及び第一ダイクロイックミラー１４１により反射された緑色波長帯域光は、共に集光レンズ１４９に入射される。そして、集光レンズ１４９を透過した赤色及び緑色波長帯域光は、第二ダイクロイックミラー１４８により反射され、集光レンズ１４２により集光される。   The optical axis of the red wavelength band light transmitted through the first dichroic mirror 141 is coincident with the optical axis of the green wavelength band light reflected by the first dichroic mirror 141. Both the red wavelength band light transmitted through the first dichroic mirror 141 and the green wavelength band light reflected by the first dichroic mirror 141 are incident on the condenser lens 149. Then, the red and green wavelength band light transmitted through the condenser lens 149 is reflected by the second dichroic mirror 148 and collected by the condenser lens 142.

このようにして、赤色、緑色、青色の各波長帯域光の光束は、導光光学系１４０により同一光路上に導光される。導光光学系１４０により導光された各色波長帯域光は、導光光学系１４０の集光レンズ１４２により集光される。そして、各波長帯域の光束は、集光レンズ１４２の背面パネル１３側に配置される集光幅調整素子４００により、各色光束の集光幅を揃えられて、光源側光学系１７０のライトトンネル１７５の入射口に入射される。ライトトンネル１７５に入射される各色光束は、ライトトンネル１７５により均一な強度分布の光線束とされる。なお、集光幅調整素子４００については、詳細を後述する。   In this way, the light beams of the red, green, and blue wavelength bands are guided by the light guide optical system 140 on the same optical path. Each color wavelength band light guided by the light guide optical system 140 is condensed by the condenser lens 142 of the light guide optical system 140. Then, the light fluxes of the respective wavelength bands are made to have the same light-gathering widths of the respective color light fluxes by the light-condensing width adjusting element 400 disposed on the rear panel 13 side of the condenser lens 142, so It is incident on the entrance. Each color light beam incident on the light tunnel 175 is converted into a light bundle having a uniform intensity distribution by the light tunnel 175. Details of the light collection width adjusting element 400 will be described later.

光源側光学系１７０は、ライトトンネル１７５，集光レンズ１７８，光軸変換ミラー１８１，集光レンズ１８３，照射ミラー１８５，コンデンサレンズ１９５により構成されている。なお、コンデンサレンズ１９５は、コンデンサレンズ１９５の背面パネル１３側に配置される表示素子５１から出射された画像光を投影側光学系２２０に向けて出射するので、投影側光学系２２０の一部ともされている。   The light source side optical system 170 includes a light tunnel 175, a condensing lens 178, an optical axis conversion mirror 181, a condensing lens 183, an irradiation mirror 185, and a condenser lens 195. The condenser lens 195 emits the image light emitted from the display element 51 disposed on the back panel 13 side of the condenser lens 195 toward the projection side optical system 220. Therefore, the condenser lens 195 also includes a part of the projection side optical system 220. Has been.

ライトトンネル１７５の背面パネル１３側の光軸上には、集光レンズ１７８を介して、光軸変換ミラー１８１が配置されている。ライトトンネル１７５の出射口から出射した光線束は、集光レンズ１７８で集光された後、光軸変換ミラー１８１により、左側パネル１５側に光軸を変換される。   On the optical axis on the back panel 13 side of the light tunnel 175, an optical axis conversion mirror 181 is disposed via a condenser lens 178. The beam bundle emitted from the exit of the light tunnel 175 is condensed by the condenser lens 178 and then the optical axis is converted to the left panel 15 side by the optical axis conversion mirror 181.

光軸変換ミラー１８１で反射した光線束は、集光レンズ１８３により集光された後、照射ミラー１８５により、コンデンサレンズ１９５を介して表示素子５１に所定の角度で照射される。なお、ＤＭＤとされる表示素子５１は、背面パネル１３側にヒートシンク１９０が設けられ、このヒートシンク１９０により表示素子５１は冷却される。   The light beam reflected by the optical axis conversion mirror 181 is condensed by the condenser lens 183 and then irradiated by the irradiation mirror 185 to the display element 51 through the condenser lens 195 at a predetermined angle. The display element 51 that is a DMD is provided with a heat sink 190 on the back panel 13 side, and the display element 51 is cooled by the heat sink 190.

光源側光学系１７０により表示素子５１の画像形成面に照射された光源光である光線束は、表示素子５１の画像形成面で反射され、投影光として投影側光学系２２０を介してスクリーンに投影される。ここで、投影側光学系２２０は、コンデンサレンズ１９５，可動レンズ群２３５，固定レンズ群２２５により構成されている。固定レンズ群２２５は、固定鏡筒に内蔵される。可動レンズ群２３５は、可動鏡筒に内蔵され、レンズモータにより移動可能とされることにより、ズーム調整やフォーカス調整を可能としている。   The light beam that is the light source light irradiated to the image forming surface of the display element 51 by the light source side optical system 170 is reflected by the image forming surface of the display element 51 and projected onto the screen through the projection side optical system 220 as projection light. Is done. Here, the projection side optical system 220 includes a condenser lens 195, a movable lens group 235, and a fixed lens group 225. The fixed lens group 225 is built in the fixed lens barrel. The movable lens group 235 is built in the movable lens barrel and can be moved by a lens motor, thereby enabling zoom adjustment and focus adjustment.

このように投影装置１０を構成することで、蛍光ホイール１０１を回転させるとともに第３の光源である励起光照射装置７０及び第１の光源である赤色光源装置１２０から異なるタイミングで光を出射すると、赤色、緑色及び青色の各波長帯域光が導光光学系１４０を介して集光幅調整素子４００及びライトトンネル１７５に順次入射され、さらに光源側光学系１７０を介して表示素子５１に入射されるため、投影装置１０の表示素子５１であるＤＭＤがデータに応じて各色の光を時分割表示することにより、スクリーンにカラー画像を投影することができる。   By configuring the projection device 10 in this way, when the fluorescent wheel 101 is rotated and light is emitted from the excitation light irradiation device 70 as the third light source and the red light source device 120 as the first light source at different timings, Light in each wavelength band of red, green, and blue is sequentially incident on the light collection width adjusting element 400 and the light tunnel 175 via the light guide optical system 140, and further incident on the display element 51 via the light source side optical system 170. Therefore, the DMD, which is the display element 51 of the projection device 10, displays the light of each color in a time-sharing manner according to the data, so that a color image can be projected on the screen.

次に、図４に基づいて、集光幅調整素子４００について説明する。図４は集光幅調整素子４００の斜視図である。集光幅調整素子４００は、直方体形状として形成されている。板状とされる基材４０５は、ガラス材により形成されている。そして、この基材４０５には、上下方向を長手方向とした短冊状に形成されるダイクロイック層４１１〜４１４及び４１６〜４１９が複数設けられているダイクロイック層素子４１０となっている。各ダイクロイック層４１１〜４１４及び４１６〜４１９は、光束の進行方向に対して傾斜するように、図４における正面側及び背面側の面に対して４５度の角度で配置されている。   Next, the light collection width adjusting element 400 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a perspective view of the light collection width adjusting element 400. The light collection width adjusting element 400 is formed in a rectangular parallelepiped shape. The base material 405 having a plate shape is formed of a glass material. The substrate 405 is a dichroic layer element 410 provided with a plurality of dichroic layers 411 to 414 and 416 to 419 formed in a strip shape with the vertical direction as the longitudinal direction. Each of the dichroic layers 411 to 414 and 416 to 419 is disposed at an angle of 45 degrees with respect to the front side surface and the back side surface in FIG.

より詳細には、ダイクロイック層素子４１０は、基材４０５の左右方向の中心から分けて、左右のダイクロイック層４１１〜４１４及び４１６〜４１９が対向するように（換言すれば、互いの面が向かい合う方向に）配置されている。本実施形態においては、ダイクロイック層素子４１０には、ダイクロイック層が左側に４枚と、右側に４枚の合計８枚が設けられている。すなわち、ダイクロイック層素子４１０は、右側のダイクロイック層４１１〜４１４と左側のダイクロイック層４１６〜４１９とが対向して配置されている。各ダイクロイック層４１１〜４１４及びダイクロイック層４１６〜４１９は、所定のピッチ間距離により等間隔で直線状に並べられて配置されている。   More specifically, the dichroic layer element 410 is divided from the center in the left-right direction of the base material 405 so that the left and right dichroic layers 411-414 and 416-419 face each other (in other words, the direction in which the surfaces face each other). Is arranged). In the present embodiment, the dichroic layer element 410 is provided with a total of eight dichroic layers, four on the left side and four on the right side. That is, in the dichroic layer element 410, the right dichroic layers 411 to 414 and the left dichroic layers 416 to 419 are arranged to face each other. The dichroic layers 411 to 414 and the dichroic layers 416 to 419 are arranged in a straight line at equal intervals with a predetermined pitch distance.

ダイクロイック層４１１〜４１４及び４１６〜４１９は、赤色波長帯域光を透過させ、緑色波長帯域光及び青色波長帯域光を反射するよう形成されている。なお、集光幅調整素子４００としてのダイクロイック層素子４１０は、図４における正面側が背面パネル１３側に向くように配置されている。   The dichroic layers 411 to 414 and 416 to 419 are formed so as to transmit red wavelength band light and reflect green wavelength band light and blue wavelength band light. Note that the dichroic layer element 410 as the light collection width adjusting element 400 is arranged so that the front side in FIG. 4 faces the back panel 13 side.

次に、図５により、集光レンズ１４２により集光され、集光幅調整素子４００（ダイクロイック層素子４１０）に入射される直前の各色波長帯域の光束の集光形状（すなわち、図６のＶ−Ｖ位置における光束の集光形状）を示す。図５（ａ）は、第１の光源である赤色光源装置１２０から出射された第１の波長帯域光である赤色波長帯域光ＤＲが集光される様子を示す模式図である。同様に、図５（ｂ）は、第２の光源である緑色光源装置８０からの第２の波長帯域光である緑色波長帯域光ＦＧである蛍光光を示す。図５（ｃ）は、第３の光源である励起光照射装置７０が蛍光ホイール１０１の拡散透過板を介して集光された第３の波長帯域光である青色波長帯域光ＬＢが集光される様子を示す図である。なお、図５及び図６では、赤色波長帯域光ＤＲを二点鎖線で示し、緑色波長帯域光ＦＧを一点鎖線で示し、青色波長帯域光ＬＢを実線で示す。   Next, according to FIG. 5, the light condensing shape of the light beams in the respective color wavelength bands immediately before entering the light converging width adjusting element 400 (dichroic layer element 410) (that is, V in FIG. 6). (Condensing shape of light flux at -V position). FIG. 5A is a schematic diagram illustrating a state in which red wavelength band light DR that is first wavelength band light emitted from the red light source device 120 that is the first light source is condensed. Similarly, FIG. 5B shows the fluorescent light that is the green wavelength band light FG that is the second wavelength band light from the green light source device 80 that is the second light source. In FIG. 5C, the blue wavelength band light LB that is the third wavelength band light collected by the excitation light irradiation device 70 that is the third light source via the diffusion transmission plate of the fluorescent wheel 101 is collected. FIG. 5 and 6, the red wavelength band light DR is indicated by a two-dot chain line, the green wavelength band light FG is indicated by a one-dot chain line, and the blue wavelength band light LB is indicated by a solid line.

図５（ａ）に示す通り、赤色光源装置１２０から出射された赤色波長帯域光ＤＲは、横長の楕円形状に集光される。赤色光源装置１２０の赤色光源１２１である赤色発光ダイオードは、発光面自体が横長の形状をしているため、その集光形状は横長となる。そして、ライトトンネル１７５は断面を横長矩形形状とされる。このように、赤色光源装置１２０からの赤色波長帯域光ＤＲは、ライトトンネル１７５の断面形状にほぼ合わせられた楕円形状として集光される。   As shown in FIG. 5A, the red wavelength band light DR emitted from the red light source device 120 is condensed into a horizontally long elliptical shape. Since the red light emitting diode which is the red light source 121 of the red light source device 120 has a light emitting surface itself having a horizontally long shape, the light condensing shape is horizontally long. The light tunnel 175 has a horizontally long rectangular cross section. As described above, the red wavelength band light DR from the red light source device 120 is collected as an elliptical shape substantially matched to the cross-sectional shape of the light tunnel 175.

図５（ｂ）の緑色波長帯域光ＦＧの集光形状は、ほぼ円形とされている。蛍光ホイール１０１の蛍光発光領域から出射される蛍光光である緑色波長帯域光ＦＧは拡散光のため、集光レンズ１４２で集光された光束の集光形状は、励起光が照射されて発光する蛍光体発光部の形状に合わせてほぼ円形の集光形状とされている。   The condensing shape of the green wavelength band light FG in FIG. 5B is almost circular. Since the green wavelength band light FG, which is fluorescent light emitted from the fluorescent light emitting region of the fluorescent wheel 101, is diffused light, the light collected by the condensing lens 142 has a condensing shape that is emitted when irradiated with excitation light. A substantially circular condensing shape is formed in accordance with the shape of the phosphor light emitting portion.

図５（ｃ）の青色波長帯域光ＬＢは、青色レーザダイオード７１が蛍光ホイール１０１の拡散透過領域を透過して光束が集光レンズ１４２により集光された光である。レーザダイオードからの出射光は、一般に、指向性が強く、また、蛍光ホイール１０１の蛍光発光領域への照射に合わせて励起光照射装置７０における配列等が調整されているため、ほぼ円形の集光形状とされる。   The blue wavelength band light LB in FIG. 5C is light in which the blue laser diode 71 is transmitted through the diffuse transmission region of the fluorescent wheel 101 and the light beam is collected by the condenser lens 142. The light emitted from the laser diode is generally highly directional, and the arrangement in the excitation light irradiation device 70 is adjusted in accordance with the irradiation of the fluorescent light emitting region of the fluorescent wheel 101. Shaped.

次に、図６に基づいて、各色波長帯域光が集光幅調整素子４００を透過する様子を示す。前述の通り、ダイクロイック層素子４１０（ダイクロイック層４１１〜４１４及びダイクロイック層４１６〜４１９）は、赤色波長帯域光を透過させ、緑色波長帯域光及び青色波長帯域光を反射させる。従って、例えば赤色波長帯域光ＤＲ１は、集光幅調整素子４００を透過して、ライトトンネル１７５の入射口に入射される。緑色波長帯域光ＦＧ１は、ダイクロイック層４１２により、図６における右方向に反射され、ダイクロイック層４１１によりライトトンネル１７５側に反射されてライトトンネル１７５の入射口に入射される。同様に、青色波長帯域光ＬＢ１は、ダイクロイック層４１２により、図６における右方向に反射され、ダイクロイック層４１１によりライトトンネル１７５側に反射されてライトトンネル１７５の入射口に入射される。   Next, a state in which each color wavelength band light is transmitted through the light collection width adjusting element 400 will be described with reference to FIG. As described above, the dichroic layer element 410 (dichroic layers 411 to 414 and dichroic layers 416 to 419) transmits red wavelength band light and reflects green wavelength band light and blue wavelength band light. Therefore, for example, the red wavelength band light DR <b> 1 passes through the light collection width adjusting element 400 and enters the entrance of the light tunnel 175. The green wavelength band light FG1 is reflected rightward in FIG. 6 by the dichroic layer 412, reflected by the dichroic layer 411 to the light tunnel 175 side, and incident on the entrance of the light tunnel 175. Similarly, the blue wavelength band light LB1 is reflected in the right direction in FIG. 6 by the dichroic layer 412, reflected to the light tunnel 175 side by the dichroic layer 411, and incident on the entrance of the light tunnel 175.

このようにして、緑色波長帯域光ＦＧ及び青色波長帯域光ＬＢは、集光幅調整素子４００における中心から右側のダイクロイック層４１１〜４１４により、右方向（図３では左方向）に広げられる。同様に、緑色波長帯域光ＦＧ及び青色波長帯域光ＬＢは、集光幅調整素子４００における中心から左側のダイクロイック層４１６〜４１９により、左方向（図３では右方向）に広げられる。よって、緑色波長帯域光ＦＧ及び青色波長帯域光ＬＢの集光幅は、左右方向に広げられて、赤色波長帯域光ＤＲの集光幅に近似した幅に揃えられる。   In this way, the green wavelength band light FG and the blue wavelength band light LB are spread rightward (leftward in FIG. 3) by the dichroic layers 411 to 414 on the right side from the center of the light collection width adjusting element 400. Similarly, the green wavelength band light FG and the blue wavelength band light LB are spread leftward (rightward in FIG. 3) by the left dichroic layers 416 to 419 from the center of the light collection width adjusting element 400. Therefore, the condensing widths of the green wavelength band light FG and the blue wavelength band light LB are expanded in the left-right direction, and are aligned to a width approximate to the condensing width of the red wavelength band light DR.

そして、各ダイクロイック層４１１〜４１４及びダイクロイック層４１６〜４１９が直線状に並べられて配置される、そのピッチ間距離は、集光幅を調整される光束の調整幅に対応して設定すればよい。例えば、本実施形態において、赤色波長帯域光ＤＲの横幅がライトトンネルの入口で６ｍｍであって、緑色波長帯域光ＦＧの横幅がライトトンネルの入口で４ｍｍである場合には、緑色波長帯域光ＦＧの光束を左右方向に２ｍｍ広げればよい。従って、右側のダイクロイック層４１１〜４１４及び左側のダイクロイック層４１６〜４１９それぞれのピッチ間距離は、１ｍｍとすればよい。ダイクロイック層４１１〜４１４及び４１６〜４１９のピッチ間距離を１ｍｍとすれば、緑色波長帯域光ＦＧは、左側及び右側にそれぞれ１ｍｍずつ広がり、赤色波長帯域光ＤＲの横幅と揃えられる。   Then, the dichroic layers 411 to 414 and the dichroic layers 416 to 419 are arranged in a straight line, and the distance between the pitches may be set corresponding to the adjustment width of the light flux whose light collection width is adjusted. . For example, in this embodiment, when the lateral width of the red wavelength band light DR is 6 mm at the entrance of the light tunnel and the lateral width of the green wavelength band light FG is 4 mm at the entrance of the light tunnel, the green wavelength band light FG May be expanded by 2 mm in the left-right direction. Therefore, the pitch distance between the right dichroic layers 411 to 414 and the left dichroic layers 416 to 419 may be 1 mm. If the pitch distance between the dichroic layers 411 to 414 and 416 to 419 is 1 mm, the green wavelength band light FG spreads by 1 mm on the left side and the right side, respectively, and is aligned with the lateral width of the red wavelength band light DR.

なお、本実施形態においては、ダイクロイック層素子４１０は、赤色波長帯域光を透過し、緑色波長帯域光及び青色波長帯域光を反射するダイクロイック層で構成したが、各色波長帯域光の集光幅に応じて、例えば青色波長帯域光のみ反射する複数のダイクロイック層からなるダイクロイック層素子４１０Ａとすることもできる。このように、青色波長帯域光のみ等の所望の単一の波長帯域光を反射するダイクロイック層素子４１０Ａとすれば、所望の一の波長帯域光の集光幅を調整することができる。   In the present embodiment, the dichroic layer element 410 is composed of a dichroic layer that transmits red wavelength band light and reflects green wavelength band light and blue wavelength band light. Accordingly, for example, a dichroic layer element 410A composed of a plurality of dichroic layers that reflect only blue wavelength band light may be used. As described above, if the dichroic layer element 410A that reflects a desired single wavelength band light such as only the blue wavelength band light is used, the condensing width of the desired one wavelength band light can be adjusted.

そして、緑色波長帯域光のみを反射するダイクロイック層を有する集光幅調整素子としてのダイクロイック層素子４１０Ｂと、青色波長帯域光のみを反射する複数のダイクロイック層を有する集光幅調整素子としてのダイクロイック層素子４１０Ａを、直列に間隔をあけて、又は、間隔をあけずに接合させて配置することもできる。このように、ダイクロイック層素子４１０Ｂ及びダイクロイック層素子４１０Ａを異なる波長帯域光の光束の集光幅を調整可能な二つの集光幅調整素子として配置することにより、異なる波長帯域光それぞれの光束の集光形状に応じて別個に集光幅を調整することが出来る。   And the dichroic layer element 410B as a condensing width adjustment element which has a dichroic layer which reflects only green wavelength band light, and the dichroic layer as a condensing width adjustment element which has several dichroic layers which reflect only blue wavelength band light The elements 410A can also be arranged in series or spaced apart or joined without spacing. As described above, by arranging the dichroic layer element 410B and the dichroic layer element 410A as two condensing width adjusting elements capable of adjusting the condensing width of the light beams of different wavelength bands, the light fluxes of the different wavelength band lights are collected. The light collection width can be adjusted separately according to the light shape.

なお、上記第１の実施形態では、入射光が必ずダイクロイック層に入射される例で説明したが、素子の厚さとピッチの関係により、隣り合うダイクロイック層の間を入射光束が通り抜けるような構成としてもよい。このような構成にすることにより、調整の自由度が上がる。   In the first embodiment, the example in which the incident light is always incident on the dichroic layer has been described. However, due to the relationship between the thickness of the element and the pitch, the incident light beam passes between adjacent dichroic layers. Also good. With such a configuration, the degree of freedom of adjustment is increased.

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について図７及び図８に基づいて説明する。本実施形態は、第１の実施形態における複数のダイクロイック層からなる集光幅調整素子４００としてのダイクロイック層素子４１０（４１０Ａ、４１０Ｂ）を、プリズム素子４５０に置き換えたものである。よって、この他の部材や構成については、同一の符号を用いて、その説明は省略する。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the dichroic layer element 410 (410A, 410B) as the light collection width adjusting element 400 including a plurality of dichroic layers in the first embodiment is replaced with a prism element 450. Therefore, about the other member and structure, the description is abbreviate | omitted using the same code | symbol.

プリズム素子４５０は、図７における背面側に各色波長帯域光が入射される入射部４６０が形成される。一方、プリズム素子４５０の図７における正面側には、入射された各色波長帯域光がライトトンネル１７５に向けて出射される出射部４７０が形成されている。そして、プリズムとして形成される集光幅調整素子としてのプリズム素子４５０は、ガラス等の透明材料により形成されている。   In the prism element 450, an incident portion 460 into which light of each color wavelength band is incident is formed on the back side in FIG. On the other hand, on the front side of the prism element 450 in FIG. 7, an emission part 470 is formed through which incident light of each wavelength band is emitted toward the light tunnel 175. And the prism element 450 as a condensing width adjusting element formed as a prism is formed of a transparent material such as glass.

入射部４６０は、平坦な二つの傾斜面４６１，４６２により形成される傾斜部を有する。傾斜面４６１，４６２は、入射される光束の光軸に対して傾斜するとともに、この傾斜する向きがそれぞれ異なって形成される。換言すれば、傾斜面４６１，４６２は、互いに向かい合うようにして傾斜して形成される。そして、傾斜面４６１，４６２により形成される傾斜部は、上面視において凹状に形成されている。一方、出射部４７０は、出射される光束の光軸に対して直交する平面として形成されている。   The incident part 460 has an inclined part formed by two flat inclined surfaces 461 and 462. The inclined surfaces 461 and 462 are formed with different inclination directions with respect to the optical axis of the incident light flux. In other words, the inclined surfaces 461 and 462 are formed to be inclined so as to face each other. The inclined portion formed by the inclined surfaces 461 and 462 is formed in a concave shape when viewed from above. On the other hand, the emission part 470 is formed as a plane orthogonal to the optical axis of the emitted light beam.

集光幅調整素子としてのプリズム素子４５０の入射部４６０に入射される直前の各色波長帯域光の集光幅形状は、図５（ａ）〜（ｃ）に示す各色波長帯域光の集光幅形状と同じである。すなわち、各色波長帯域の光束の集光幅形状は、赤色波長帯域光ＤＲが一番大きく、次いで緑色波長帯域光ＦＧ、青色波長帯域光ＬＢの順に小さくなる。   The condensing width shape of each color wavelength band light immediately before entering the incident portion 460 of the prism element 450 as the condensing width adjusting element is the condensing width of each color wavelength band light shown in FIGS. The shape is the same. That is, the condensing width shape of the light flux in each color wavelength band is the largest in the red wavelength band light DR, and then decreases in the order of the green wavelength band light FG and the blue wavelength band light LB.

次に、図８により、プリズム素子４５０を介して赤色波長帯域光ＤＲ、緑色波長帯域光ＦＧ、青色波長帯域光ＬＢの各色波長帯域光がライトトンネル１７５の入射口に入射される様子を説明する。プリズム素子４５０の入射部４６０には、赤色波長帯域光ＤＲ、緑色波長帯域光ＦＧ、青色波長帯域光ＬＢが入射される。入射部４６０に入射された光は、傾斜面４６１，４６２からプリズム素子４５０に入射される際に一度屈折し、プリズム素子４５０の出射部４７０から出射される際にも屈折される。   Next, with reference to FIG. 8, a state in which each color wavelength band light of the red wavelength band light DR, the green wavelength band light FG, and the blue wavelength band light LB is incident on the entrance of the light tunnel 175 through the prism element 450 will be described. . The red wavelength band light DR, the green wavelength band light FG, and the blue wavelength band light LB are incident on the incident portion 460 of the prism element 450. The light incident on the incident portion 460 is refracted once when entering the prism element 450 from the inclined surfaces 461 and 462 and also refracted when emitted from the emitting portion 470 of the prism element 450.

ここで、一般に、物質中では波長が短いほど光の速度は遅くなるので、屈折率は波長が短いほど大きくなる。よって、赤色波長帯域光ＤＲ、緑色波長帯域光ＦＧ、青色波長帯域光ＬＢを比較した場合には、波長が一番短い青色波長帯域光ＬＢの屈折率が一番大きくなり、波長が一番長い赤色波長帯域光ＤＲの屈折率が一番小さくなる。そして、集光幅調整素子４００であるプリズム素子４５０の屈折率は、集光幅を調整される光束の調整幅に対応して設定されている。本実施形態においては、緑色波長帯域光ＦＧ及び青色波長帯域光ＬＢの幅を広げて赤色波長帯域光ＤＲの集光幅に揃えられるよう、プリズム素子４５０の屈折率が設定されている。   Here, in general, the shorter the wavelength in a substance, the slower the speed of light, so the refractive index increases as the wavelength decreases. Therefore, when comparing the red wavelength band light DR, the green wavelength band light FG, and the blue wavelength band light LB, the refractive index of the blue wavelength band light LB having the shortest wavelength is the largest and the wavelength is the longest. The refractive index of the red wavelength band light DR is the smallest. The refractive index of the prism element 450, which is the light collection width adjusting element 400, is set in correspondence with the adjustment width of the light beam whose light collection width is adjusted. In the present embodiment, the refractive index of the prism element 450 is set so that the width of the green wavelength band light FG and the blue wavelength band light LB is widened to be aligned with the light collection width of the red wavelength band light DR.

例えば、図８において、赤色波長帯域光ＤＲ１、緑色波長帯域光ＦＧ１、青色波長帯域光ＬＢ１は、入射部４６０の傾斜面４６１に入射されると、それぞれ異なる屈折角度で屈折される。そして、波長の一番短い青色波長帯域光ＬＢ１は大きく屈折し、図８において右方側に寄ってライトトンネル１７５の入射口に入射される。波長の一番長い赤色波長帯域光ＤＲ１は小さく屈折してライトトンネル１７５の入射口に入射される。このようにして、ライトトンネル１７５の入射口における各色波長帯域光の集光幅が近似するように揃えられる。   For example, in FIG. 8, when the red wavelength band light DR1, the green wavelength band light FG1, and the blue wavelength band light LB1 are incident on the inclined surface 461 of the incident portion 460, they are refracted at different refraction angles. Then, the blue wavelength band light LB1 having the shortest wavelength is greatly refracted, and enters the entrance of the light tunnel 175 toward the right side in FIG. The red wavelength band light DR 1 having the longest wavelength is refracted and incident on the entrance of the light tunnel 175. In this manner, the light collection widths of the light of each color wavelength band at the entrance of the light tunnel 175 are aligned so as to approximate each other.

また、プリズム素子４５０に入射される光束は、プリズムの作用により屈折されるので、光束の入射角と出射角は異なる。従って、光束の角度分布が所望の角度分布となるように、設定することもできる。   In addition, since the light beam incident on the prism element 450 is refracted by the action of the prism, the incident angle and the emission angle of the light beam are different. Therefore, it can be set so that the angular distribution of the luminous flux becomes a desired angular distribution.

また、本実施形態においては、入射部４６０における傾斜部は、上面視において凹状に形成される。しかしながら、傾斜部は、入射幅の順序に応じて、上面視において凸状に形成することもできる。なお、図７に示す傾斜部における頂角αの角度は、集光幅を調整される光束の調整幅に対応して設定することができる。   In the present embodiment, the inclined portion in the incident portion 460 is formed in a concave shape when viewed from above. However, the inclined portion can be formed in a convex shape in a top view according to the order of the incident width. In addition, the angle of the apex angle α in the inclined portion shown in FIG. 7 can be set corresponding to the adjustment width of the light flux whose light collection width is adjusted.

また、本実施形態における傾斜部は、平坦な二つの傾斜面４６１，４６２により形成される傾斜部に換えて、楕円形の底面が光束の光軸と直交する楕円錐状の傾斜部とすることもできる。この場合においても、傾斜部は、入射幅の順序に応じて、上面視において凹状とすることもできるし、凸状とすることもできる。また、この場合の傾斜部における楕円錐を上面視した場合の頂角の角度は、集光幅を調整される光束の調整幅に対応して設定することが出来る。同様に、傾斜部を楕円錐状に形成した場合のプリズムの屈折率も、集光幅を調整される光束の調整幅に対応して設定することができる。   Further, the inclined portion in the present embodiment is an elliptical cone-shaped inclined portion whose elliptical bottom surface is orthogonal to the optical axis of the light beam, instead of the inclined portion formed by the two flat inclined surfaces 461 and 462. You can also. Also in this case, the inclined portion can be concave or convex in a top view depending on the order of the incident width. Further, the angle of the apex angle when the elliptical cone in the inclined portion in this case is viewed from above can be set in accordance with the adjustment width of the light beam whose light collection width is adjusted. Similarly, the refractive index of the prism when the inclined portion is formed in an elliptical cone shape can also be set in accordance with the adjustment width of the light beam whose light collection width is adjusted.

さらにまた、本実施形態においては、傾斜部を入射部４６０のみに形成したが、これに限られることはなく、出射部４７０に傾斜部を形成する、または、入射部４６０及び出射部４７０の両方に傾斜部を形成することもできる。さらに、入射部４６０又は出射部４７０の何れか一方側に平坦な二つの傾斜面からなる傾斜部を形成し、他方側に楕円錐状の傾斜部を形成することもできる。   Furthermore, in the present embodiment, the inclined portion is formed only in the incident portion 460, but the present invention is not limited to this, and the inclined portion is formed in the emitting portion 470, or both the incident portion 460 and the emitting portion 470 are formed. An inclined portion can also be formed. Furthermore, an inclined part composed of two flat inclined surfaces can be formed on one side of the incident part 460 or the emitting part 470, and an elliptical cone-shaped inclined part can be formed on the other side.

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は以上の実施形態によっては限定されず、種々の態様で実施することができる。例えば、光源装置６０は、第１の波長帯域光を発する第１の光源（赤色光源装置１２０）、第２の波長帯域光を発する第２の光源（緑色光源装置８０）、第３の波長帯域光を発する第３の光源（励起光照射装置７０）の光の三原色を発するよう構成したが、黄色、マゼンダ、シアン等の補色を発する光源等を追加することもできる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited by the above embodiment, It can implement in a various aspect. For example, the light source device 60 includes a first light source (red light source device 120) that emits light in the first wavelength band, a second light source (green light source device 80) that emits light in the second wavelength band, and a third wavelength band. Although it is configured to emit the three primary colors of light from the third light source that emits light (excitation light irradiation device 70), a light source that emits complementary colors such as yellow, magenta, and cyan can also be added.

以上、本発明の実施形態によれば、光源装置６０は、赤色光源装置１２０，緑色光源装置８０，励起光照射装置７０から発せられる赤色、緑色、青色の異なる波長帯域の光束を同一光路上に導光する導光光学系１４０を備える。そして、導光光学系１４０により導光された赤色、緑色、青色の波長帯域の光束について、集光幅調整素子４００としてのダイクロイック層素子４１０（４１０Ａ，４１０Ｂ），プリズム素子４５０により、各色光束の集光幅がそれぞれ揃えられる。   As described above, according to the embodiment of the present invention, the light source device 60 includes light beams of different wavelength bands of red, green, and blue emitted from the red light source device 120, the green light source device 80, and the excitation light irradiation device 70 on the same optical path. A light guide optical system 140 for guiding light is provided. Then, the light beams of the red, green, and blue wavelength bands guided by the light guide optical system 140 are transmitted by the dichroic layer elements 410 (410A and 410B) and the prism elements 450 as the light-condensing width adjusting elements 400. Condensing widths are aligned.

これにより、特性の異なる光源である赤色光源装置１２０、緑色光源装置８０、励起光照射装置７０からの出射光であっても、集光幅の広い赤色に合わせて緑色及び青色の集光幅を広げ、各色波長帯域光の集光幅を揃えることができる。従って、光源の特性に拘らず、光源装置６０から出射される赤色、緑色、青色波長帯域の輝度分布を均一にすることができる。   Thereby, even if it is the emitted light from the red light source device 120 which is a light source from which a characteristic differs, the green light source device 80, and the excitation light irradiation apparatus 70, the condensing width of green and blue is adjusted according to red with wide condensing width. The light collection width of each color wavelength band can be made uniform. Accordingly, the luminance distribution in the red, green, and blue wavelength bands emitted from the light source device 60 can be made uniform regardless of the characteristics of the light source.

また、集光幅調整素子４００としてのダイクロイック層素子４１０は、ダイクロイック層４１１〜４１４及び４１６〜４１９が板状の基材４０５中に光束の進行方向に対して傾斜するように、正面側及び背面側の面に対して４５度となるよう形成した。これにより、簡単な構成で集光幅調整素子４００（ダイクロイック層素子４１０）を形成することができる。   Further, the dichroic layer element 410 as the light condensing width adjusting element 400 has a dichroic layer 411 to 414 and 416 to 419 that are inclined in the plate-like base material 405 with respect to the light beam traveling direction. It formed so that it might become 45 degree | times with respect to the side surface. Thereby, the condensing width adjusting element 400 (dichroic layer element 410) can be formed with a simple configuration.

また、集光幅調整素子４００は、赤色、緑色、青色の各色波長帯域光のうち、例えば、発光ダイオードを用いた赤色波長帯域光と蛍光光である緑色波長帯域光が十分な集光幅を有する場合には、青色の光束の集光幅のみを調整可能なダイクロイック層素子４１０Ａとすることができる。これにより、各色波長帯域光を出射する光源の特性に合わせて、集光幅調整素子４００としてのダイクロイック層素子の構造を簡単なものとすることができる。   In addition, the condensing width adjusting element 400 has a sufficient condensing width for, for example, red wavelength band light using a light emitting diode and green wavelength band light that is fluorescent light among red, green, and blue color wavelength band lights. In the case of having it, the dichroic layer element 410A capable of adjusting only the light collection width of the blue light beam can be obtained. Thereby, the structure of the dichroic layer element as the light collection width adjusting element 400 can be simplified according to the characteristics of the light source that emits light of each color wavelength band.

また、集光幅調整素子４００は、赤色、緑色、青色の各色波長帯域のうち、緑色及び青色の波長帯域光について集光幅を調整可能なダイクロイック層素子４１０とすることができる。これにより、複数の異なる波長帯域光の光束の集光幅を調整することができる。   In addition, the condensing width adjusting element 400 may be a dichroic layer element 410 capable of adjusting the condensing width of green and blue wavelength band light among the red, green, and blue color wavelength bands. Thereby, the condensing width | variety of the light beam of a several different wavelength range light can be adjusted.

また、集光幅調整素子４００におけるダイクロイック層４１１〜４１４及び４１６〜４１９のピッチ間距離は、集光幅を調整される光束の調整幅に対応して設定される。これにより、集光幅の調整が必要な光束の集光幅を適切に調整することができる。   Further, the pitch-to-pitch distances of the dichroic layers 411 to 414 and 416 to 419 in the light collection width adjusting element 400 are set corresponding to the adjustment width of the light flux whose light collection width is adjusted. Thereby, the condensing width | variety of the light beam which needs adjustment of a condensing width | variety can be adjusted appropriately.

また、集光幅調整素子４００としてのプリズム素子４５０は、導光光学系１４０により導光された赤色、緑色、青色の各波長帯域光の光束が入射される入射部４６０と、この入射部４６０に入射される光束が出射される出射部４７０と、を有するプリズムであって、入射部４６０は、二つの傾斜面４６１，４６２により形成される傾斜部を有する。これにより、入射される各色波長帯域光の光束の集光幅が揃えられるように調整することができるとともに、各色波長帯域光の光束の角度分布も調整することができる。   In addition, the prism element 450 as the light collection width adjusting element 400 includes an incident portion 460 into which light beams of red, green, and blue wavelength bands guided by the light guide optical system 140 are incident, and the incident portion 460. The incident portion 460 has an inclined portion formed by two inclined surfaces 461 and 462. Thereby, it can adjust so that the condensing width | variety of the light flux of each color wavelength band light which enters may be adjusted, and the angular distribution of the light flux of each color wavelength band light can also be adjusted.

また、傾斜部は、底面が光束の光軸と直交する楕円錐状に形成することが出来る。これにより、入射される各色波長帯域光の光束の集光形状を、幅方向だけでなく、高さ方向にも調整できるので、投影光のアスペクト比に合わせた楕円形状として一様に出射させることができる。   The inclined portion can be formed in an elliptical cone shape whose bottom surface is orthogonal to the optical axis of the light beam. This makes it possible to adjust the condensing shape of the incident light flux of each color wavelength band not only in the width direction but also in the height direction, so that it is uniformly emitted as an elliptical shape that matches the aspect ratio of the projection light. Can do.

また、傾斜部は、上面視において凹状に形成される。これにより、集光幅の広い赤色の波長帯域光の光束の集光幅に合わせて緑色及び青色波長帯域光の集光幅を広げるようにして集光幅を揃えることができる。   The inclined portion is formed in a concave shape when viewed from above. As a result, it is possible to align the light collection width so as to widen the light collection width of the green and blue wavelength band light in accordance with the light collection width of the light flux of the red wavelength band light having a wide light collection width.

また、傾斜部の角度は、集光幅を調整される光束の調整幅に対応して設定される。これにより、容易に所望の調整幅に対応した集光幅調整素子４００としてのプリズム素子４５０を得ることができるので、各色光束の集光幅及び角度分布を適切なものとすることができる。   In addition, the angle of the inclined portion is set corresponding to the adjustment width of the light beam whose light collection width is adjusted. Thereby, since the prism element 450 as the light collection width adjusting element 400 corresponding to the desired adjustment width can be easily obtained, the light collection width and angle distribution of each color light beam can be made appropriate.

また、集光幅調整素子４００としてのプリズム素子４５０は、集光幅を調整される光束の調整幅に対応して屈折率が設定される。これにより、プリズムの材質を選択するだけで容易に各色光束の集光幅及び角度分布を適切なものとすることができる。   In addition, the prism element 450 serving as the light collection width adjusting element 400 has a refractive index corresponding to the adjustment width of the light beam whose light collection width is adjusted. Thereby, the light collection width and the angle distribution of each color light beam can be made appropriate simply by selecting the material of the prism.

また、光源装置６０は、第１の光源である赤色光源装置１２０と、第２の光源である緑色光源装置８０と、第３の光源である励起光照射装置７０を設けた。これにより、集光幅を揃えて色ムラを低減した光源装置６０について、三色光源を有する光源装置６０を提供することができる。   The light source device 60 includes a red light source device 120 as a first light source, a green light source device 80 as a second light source, and an excitation light irradiation device 70 as a third light source. Thereby, the light source device 60 which has a three-color light source can be provided about the light source device 60 which reduced the color nonuniformity by adjusting the condensing width.

また、光源装置６０は、蛍光発光領域と拡散透過領域を有する蛍光ホイール１０１を有する。そして、第２光源である緑色光源装置８０は、第３の光源である励起光照射装置７０からの励起光が蛍光ホイール１０１の蛍光発光領域に照射されて発せられる。一方、第３の光源からの青色波長帯域光は、拡散透過領域を透過されて合成される。これにより、第３の光源を励起光と利用しつつ青色光源ともすることができるとともに、拡散光とされる蛍光光を利用することができる光源装置６０を提供することができる。   The light source device 60 includes a fluorescent wheel 101 having a fluorescent light emitting region and a diffuse transmission region. The green light source device 80 that is the second light source emits the excitation light from the excitation light irradiation device 70 that is the third light source by irradiating the fluorescent light emitting region of the fluorescent wheel 101. On the other hand, the blue wavelength band light from the third light source is transmitted through the diffuse transmission region and synthesized. Thereby, while using a 3rd light source as excitation light, it can also be used as a blue light source, and the light source device 60 which can utilize the fluorescence light used as diffused light can be provided.

また、投影装置１０は、光源装置６０と、表示素子５１と、投影側光学系２２０と、投影装置制御手段とにより形成した。これにより、各色波長帯域光の光束の集光幅が揃えられえた光源光により、赤色、緑色、青色の各波長帯域の投影光の照度分布を均一にすることができる。従って、投影装置１０により投影される白色画像の色ムラが低減されるので、鮮明な白色画像を投影することができる。   The projection device 10 is formed by the light source device 60, the display element 51, the projection side optical system 220, and the projection device control means. As a result, the illuminance distribution of the projection light in each of the red, green, and blue wavelength bands can be made uniform by the light source light in which the light collecting widths of the light beams of the respective color wavelength bands can be made uniform. Therefore, since the color unevenness of the white image projected by the projection device 10 is reduced, a clear white image can be projected.

以上説明した実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   The embodiment described above is presented as an example, and is not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

以下に、本願出願の最初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］異なる波長帯域の光束が発せられる複数の光源と、
複数の前記光源から発せられる異なる波長帯域の光束を同一光路上に導光して同一方向に向かわせる導光光学系と、
前記導光光学系により導光された異なる波長帯域の前記光束について、それぞれの前記光束の集光幅を揃える集光幅調整素子と、
を備えることを特徴とする光源装置。
［２］前記集光幅調整素子は、板状の基材中に前記光束の進行方向に対して傾斜した複数のダイクロイック層を含むダイクロイック層素子であることを特徴とする前記［１］に記載の光源装置。
［３］前記ダイクロイック層素子は、前記複数の光源のうち、一の光源から発せられる一の波長帯域光の光束の集光幅を調整可能に形成される複数のダイクロイック層を含むことを特徴とする前記［２］に記載の光源装置。
［４］前記ダイクロイック層素子は、前記複数の光源のうち、二つの光源から発せられる二つの異なる波長帯域光の光束の集光幅を調整可能に形成される複数のダイクロイック層を含むことを特徴とする前記［２］に記載の光源装置。
［５］複数の前記ダイクロイック層は、短冊状に並べられて配置されるとともに、そのピッチ間距離は、集光幅を調整される光束の調整幅に対応して設定されていることを特徴とする前記［２］乃至前記［４］の何れかに記載の光源装置。
［６］前記集光幅調整素子は、前記導光光学系により導光された前記光束が入射される入射部と、前記入射部に入射された前記光束が出射される出射部と、を有するプリズム素子であって、
前記入射部及び前記出射部の少なくとも何れか一方は、傾斜する向きが異なる二つの傾斜面により形成される傾斜部を有することを特徴とする前記［１］に記載の光源装置。
［７］前記集光幅調整素子は、前記導光光学系により導光された前記光束が入射される入射部と、前記入射部に入射された光束が出射される出射部と、を有するプリズム素子であって、
前記入射部及び前記出射部の少なくとも何れか一方は、楕円形の底面が前記光束の光軸と直交する楕円錐状の傾斜部を有することを特徴とする前記［１］に記載の光源装置。
［８］前記傾斜部は、凹状に形成されることを特徴とする前記［６］又は前記［７］に記載の光源装置。
［９］前記傾斜部の角度は、集光幅を調整される光束の調整幅に対応して設定されていることを特徴とする前記［６］乃至前記［８］の何れか記載の光源装置。
［１０］前記プリズム素子は、集光幅を調整される光束の調整幅に対応して屈折率が設定されていることを特徴とする前記［５］乃至前記［８］の何れか記載の光源装置。
［１１］複数の前記光源は、第１の光源と、第２の光源と、第３の光源からなり、
前記第１の光源は、第１の波長帯域光を発し、
前記第２の光源は、前記第１の波長帯域光と異なる波長帯域の第２の波長帯域光を発し、
前記第３の光源は、前記第１の波長帯域光及び前記第２の波長帯域光と異なる波長帯域の第３の波長帯域光を発することを特徴とする前記［１］乃至前記［１０］の何れかに記載の光源装置。
［１２］前記第１の光源は、発光ダイオードからなり、
前記第３の光源は、レーザダイオードからなり、
前記第２の光源は、前記第３の光源からの出射光を励起光として照射される蛍光発光領域及び前記第３の光源からの出射光が透過される拡散透過領域が設けられる蛍光ホイールを備える蛍光ホイール装置を有することを特徴とする前記［１１］に記載の光源装置。
［１３］前記［１］乃至前記［１２］の何れか記載の光源装置と、
前記光源装置からの光源光が照射され、画像光を形成する表示素子と、
前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影側光学系と、
前記表示素子と、前記光源装置を制御する投影装置制御手段と、
を有することを特徴とする投影装置。 The invention described in the first claim of the present application will be appended below.
[1] a plurality of light sources capable of emitting light beams of different wavelength bands;
A light guide optical system that guides light beams of different wavelength bands emitted from the plurality of light sources onto the same optical path and directs them in the same direction;
Condensing width adjusting elements that align the condensing widths of the light beams with respect to the light beams of different wavelength bands guided by the light guide optical system;
A light source device comprising:
[2] The condensing width adjusting element is a dichroic layer element including a plurality of dichroic layers inclined with respect to a traveling direction of the light beam in a plate-like base material. Light source device.
[3] The dichroic layer element includes a plurality of dichroic layers formed so as to be capable of adjusting a light collection width of a light beam of one wavelength band light emitted from one light source among the plurality of light sources. The light source device according to [2].
[4] The dichroic layer element includes a plurality of dichroic layers formed so as to be capable of adjusting a light collecting width of light beams of two different wavelength bands emitted from two light sources among the plurality of light sources. The light source device according to [2].
[5] The plurality of dichroic layers are arranged in a strip shape, and the distance between the pitches is set corresponding to the adjustment width of the light flux whose light collection width is adjusted. The light source device according to any one of [2] to [4].
[6] The condensing width adjusting element includes an incident portion where the light beam guided by the light guide optical system is incident, and an emitting portion where the light beam incident on the incident portion is emitted. A prism element,
At least one of the incident part and the emission part has an inclined part formed by two inclined surfaces having different inclination directions, and the light source device according to [1].
[7] The condensing width adjusting element includes a prism having an incident portion where the light beam guided by the light guide optical system is incident and an emitting portion from which the light beam incident on the incident portion is emitted. An element,
The light source device according to [1], wherein at least one of the incident part and the emission part has an elliptical cone-shaped inclined part having an elliptical bottom surface orthogonal to the optical axis of the light beam.
[8] The light source device according to [6] or [7], wherein the inclined portion is formed in a concave shape.
[9] The light source device according to any one of [6] to [8], wherein the angle of the inclined portion is set in accordance with an adjustment width of a light flux whose light collection width is adjusted. .
[10] The light source according to any one of [5] to [8], wherein a refractive index of the prism element is set corresponding to an adjustment width of a light flux whose light collection width is adjusted. apparatus.
[11] The plurality of light sources includes a first light source, a second light source, and a third light source,
The first light source emits a first wavelength band light;
The second light source emits a second wavelength band light having a wavelength band different from the first wavelength band light;
The above-mentioned [1] to [10], wherein the third light source emits a third wavelength band light having a wavelength band different from the first wavelength band light and the second wavelength band light. The light source device according to any one of the above.
[12] The first light source comprises a light emitting diode,
The third light source comprises a laser diode;
The second light source includes a fluorescent wheel provided with a fluorescent light emitting region irradiated with light emitted from the third light source as excitation light and a diffuse transmission region through which light emitted from the third light source is transmitted. The light source device according to [11], further including a fluorescent wheel device.
[13] The light source device according to any one of [1] to [12],
A display element that is irradiated with light source light from the light source device to form image light;
A projection-side optical system that projects the image light emitted from the display element onto a screen;
A projection device control means for controlling the display element and the light source device;
A projection apparatus comprising:

１０ 投影装置 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 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 ６０ 光源装置
７０ 励起光照射装置 ７１ 青色レーザダイオード
７３ コリメータレンズ ７５ 反射ミラー群
７６ ミラー基板 ７８ 集光レンズ
８０ 緑色光源装置 ８１ ヒートシンク
１００ 蛍光ホイール装置
１０１ 蛍光ホイール １０７ 集光レンズ群
１１０ ホイールモータ １１５ 集光レンズ
１２０ 赤色光源装置 １２１ 赤色光源
１２５ 集光レンズ群 １３０ ヒートシンク
１４０ 導光光学系 １４１ 第一ダイクロイックミラー
１４２ 集光レンズ １４３ 第一反射ミラー
１４５ 第二反射ミラー １４６ 集光レンズ
１４７ 集光レンズ １４８ 第二ダイクロイックミラー
１４９ 集光レンズ １７０ 光源側光学系
１７５ ライトトンネル １７８ 集光レンズ
１８１ 光軸変換ミラー
１８３ 集光レンズ １８５ 照射ミラー
１９０ ヒートシンク １９５ コンデンサレンズ
２２０ 投影側光学系 ２２５ 固定レンズ群
２３５ 可動レンズ群 ２４１ 制御回路基板
２６１ 冷却ファン ４００ 集光幅調整素子
４０５ 基材
４１０ ダイクロイック層素子 ４１１ ダイクロイック層
４１２ ダイクロイック層 ４１３ ダイクロイック層
４１４ ダイクロイック層 ４１６ ダイクロイック層
４１７ ダイクロイック層 ４１８ ダイクロイック層
４１９ ダイクロイック層 ４５０ プリズム素子
４６０ 入射部 ４６１ 傾斜面
４６２ 傾斜面 ４７０ 出射部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Projector 11 Top panel 12 Front panel 13 Back panel 14 Right panel 15 Left panel 17 Exhaust hole 18 Intake hole 19 Lens cover 21 Input / output connector part 22 Input / output interface 23 Image conversion part 24 Display encoder 25 Video RAM
26 Display drive unit 31 Image compression / decompression unit 32 Memory card 35 Ir reception unit 36 Ir processing unit 37 Key / indicator unit 38 Control unit 41 Light source control circuit 43 Cooling fan drive control circuit 45 Lens motor 47 Audio processing unit 48 Speaker 51 Display Element 60 Light source device 70 Excitation light irradiation device 71 Blue laser diode 73 Collimator lens 75 Reflective mirror group 76 Mirror substrate 78 Condensing lens 80 Green light source device 81 Heat sink 100 Fluorescent wheel device 101 Fluorescent wheel 107 Condensing lens group 110 Wheel motor 115 Collection Optical lens 120 Red light source device 121 Red light source 125 Condensing lens group 130 Heat sink 140 Light guiding optical system 141 First dichroic mirror 142 Condensing lens 143 First reflecting mirror 145 Second reflecting mirror 146 Optical lens 147 Condensing lens 148 Second dichroic mirror 149 Condensing lens 170 Light source side optical system 175 Light tunnel 178 Condensing lens 181 Optical axis conversion mirror 183 Condensing lens 185 Irradiation mirror 190 Heat sink 195 Condenser lens 220 Projection side optical system 225 Fixed lens group 235 Movable lens group 241 Control circuit board 261 Cooling fan 400 Condensing width adjusting element 405 Base material 410 Dichroic layer element 411 Dichroic layer 412 Dichroic layer 413 Dichroic layer 414 Dichroic layer 416 Dichroic layer 417 Dichroic layer 418 Dichroic layer 418 Dichroic layer 418 Dichroic layer 418 Dichroic layer Layer 450 Prism element 460 Incident part 461 Inclined surface 462 Inclined surface 470 Outgoing part

Claims (13)

異なる波長帯域の光束が発せられる複数の光源と、
複数の前記光源から発せられる異なる波長帯域の光束を同一光路上に導光して同一方向に向かわせる導光光学系と、
前記導光光学系により導光された異なる波長帯域の前記光束について、それぞれの前記光束の集光幅を揃える集光幅調整素子と、
を備えることを特徴とする光源装置。 A plurality of light sources that emit light beams of different wavelength bands;
A light guide optical system that guides light beams of different wavelength bands emitted from the plurality of light sources onto the same optical path and directs them in the same direction;
Condensing width adjusting elements that align the condensing widths of the light beams with respect to the light beams of different wavelength bands guided by the light guide optical system;
A light source device comprising: 前記集光幅調整素子は、板状の基材中に前記光束の進行方向に対して傾斜した複数のダイクロイック層を含むダイクロイック層素子であることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。   The light source device according to claim 1, wherein the condensing width adjusting element is a dichroic layer element including a plurality of dichroic layers inclined with respect to a traveling direction of the light beam in a plate-like base material. 前記ダイクロイック層素子は、前記複数の光源のうち、一の光源から発せられる一の波長帯域光の光束の集光幅を調整可能に形成される複数のダイクロイック層を含むことを特徴とする請求項２に記載の光源装置。   The dichroic layer element includes a plurality of dichroic layers formed so as to be capable of adjusting a light collection width of a light beam of one wavelength band light emitted from one light source among the plurality of light sources. 2. The light source device according to 2. 前記ダイクロイック層素子は、前記複数の光源のうち、二つの光源から発せられる二つの異なる波長帯域光の光束の集光幅を調整可能に形成される複数のダイクロイック層を含むことを特徴とする請求項２に記載の光源装置。   The dichroic layer element includes a plurality of dichroic layers formed so as to be capable of adjusting a light collection width of light beams of two different wavelength bands emitted from two light sources among the plurality of light sources. Item 3. The light source device according to Item 2. 複数の前記ダイクロイック層は、短冊状に並べられて配置されるとともに、そのピッチ間距離は、集光幅を調整される光束の調整幅に対応して設定されていることを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れかに記載の光源装置。   The plurality of dichroic layers are arranged in a strip shape, and the distance between the pitches is set corresponding to the adjustment width of a light beam whose light collection width is adjusted. The light source device according to claim 2. 前記集光幅調整素子は、前記導光光学系により導光された前記光束が入射される入射部と、前記入射部に入射された前記光束が出射される出射部と、を有するプリズム素子であって、
前記入射部及び前記出射部の少なくとも何れか一方は、傾斜する向きが異なる二つの傾斜面により形成される傾斜部を有することを特徴とする請求項１に記載の光源装置。 The condensing width adjusting element is a prism element having an incident portion where the light beam guided by the light guide optical system is incident and an emitting portion where the light beam incident on the incident portion is emitted. There,
2. The light source device according to claim 1, wherein at least one of the incident part and the emission part includes an inclined part formed by two inclined surfaces having different inclination directions. 前記集光幅調整素子は、前記導光光学系により導光された前記光束が入射される入射部と、前記入射部に入射された光束が出射される出射部と、を有するプリズム素子であって、
前記入射部及び前記出射部の少なくとも何れか一方は、楕円形の底面が前記光束の光軸と直交する楕円錐状の傾斜部を有することを特徴とする請求項１に記載の光源装置。 The condensing width adjusting element is a prism element having an incident portion where the light beam guided by the light guide optical system is incident and an emitting portion where the light beam incident on the incident portion is emitted. And
2. The light source device according to claim 1, wherein at least one of the incident part and the emission part has an elliptical cone-shaped inclined part whose elliptical bottom surface is orthogonal to the optical axis of the light beam. 前記傾斜部は、凹状に形成されることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の光源装置。   The light source device according to claim 6, wherein the inclined portion is formed in a concave shape. 前記傾斜部の角度は、集光幅を調整される光束の調整幅に対応して設定されていることを特徴とする請求項６乃至請求項８の何れか記載の光源装置。   The light source device according to any one of claims 6 to 8, wherein the angle of the inclined portion is set in accordance with an adjustment width of a light beam whose light collection width is adjusted. 前記プリズム素子は、集光幅を調整される光束の調整幅に対応して屈折率が設定されていることを特徴とする請求項５乃至請求項８の何れか記載の光源装置。   9. The light source device according to claim 5, wherein a refractive index of the prism element is set in accordance with an adjustment width of a light beam whose light collection width is adjusted. 複数の前記光源は、第１の光源と、第２の光源と、第３の光源からなり、
前記第１の光源は、第１の波長帯域光を発し、
前記第２の光源は、前記第１の波長帯域光と異なる波長帯域の第２の波長帯域光を発し、
前記第３の光源は、前記第１の波長帯域光及び前記第２の波長帯域光と異なる波長帯域の第３の波長帯域光を発することを特徴とする請求項１乃至請求項１０の何れかに記載の光源装置。 The plurality of light sources includes a first light source, a second light source, and a third light source,
The first light source emits a first wavelength band light;
The second light source emits a second wavelength band light having a wavelength band different from the first wavelength band light;
11. The third light source according to claim 1, wherein the third light source emits a third wavelength band light having a wavelength band different from that of the first wavelength band light and the second wavelength band light. The light source device according to 1. 前記第１の光源は、発光ダイオードからなり、
前記第３の光源は、レーザダイオードからなり、
前記第２の光源は、前記第３の光源からの出射光を励起光として照射される蛍光発光領域及び前記第３の光源からの出射光が透過される拡散透過領域が設けられる蛍光ホイールを備える蛍光ホイール装置を有することを特徴とする請求項１１に記載の光源装置。 The first light source comprises a light emitting diode;
The third light source comprises a laser diode;
The second light source includes a fluorescent wheel provided with a fluorescent light emitting region irradiated with light emitted from the third light source as excitation light and a diffuse transmission region through which light emitted from the third light source is transmitted. The light source device according to claim 11, further comprising a fluorescent wheel device. 請求項１乃至請求項１２の何れか記載の光源装置と、
前記光源装置からの光源光が照射され、画像光を形成する表示素子と、
前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影側光学系と、
前記表示素子と、前記光源装置を制御する投影装置制御手段と、
を有することを特徴とする投影装置。 A light source device according to any one of claims 1 to 12,
A display element that is irradiated with light source light from the light source device to form image light;
A projection-side optical system that projects the image light emitted from the display element onto a screen;
A projection device control means for controlling the display element and the light source device;
A projection apparatus comprising:
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