JP2016061853A - Light source device and projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源装置、およびプロジェクターに関するものである。 The present invention relates to a light source device and a projector.
近年、プロジェクターの光源装置として、蛍光体を利用したものが用いられている。従来、一般的な蛍光体層は、蛍光体を樹脂で固めることで形成されている。しかしながら、蛍光は、蛍光体層にレーザー光を照射することで生成するため、レーザー光によって蛍光体層や樹脂の温度が上昇してしまい、蛍光体の温度消光が生じたり、樹脂が熱で劣化して変性するといった問題があった。 In recent years, a projector using a phosphor is used as a light source device of a projector. Conventionally, a general phosphor layer is formed by hardening a phosphor with a resin. However, since fluorescence is generated by irradiating the phosphor layer with laser light, the temperature of the phosphor layer and the resin rises due to the laser light, causing temperature quenching of the phosphor, and deterioration of the resin due to heat. Then there was a problem of degeneration.
そこで、ガラスやセラミックス等の無機材料と蛍光体とを固めた蛍光体層を用いて蛍光体の放熱性を向上させ、該蛍光体の温度上昇を抑制した発明が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, an invention is known in which a phosphor layer in which an inorganic material such as glass or ceramics and a phosphor are solidified is used to improve the heat dissipation of the phosphor and to suppress the temperature rise of the phosphor (for example, patents) Reference 1).
しかしながら、上記従来技術においては、ガラスやセラミックス等の無機材料の屈折率と蛍光体の屈折率との差が小さいため、蛍光体層中を蛍光が伝播中に散乱し難くなるといった問題があった。蛍光体層を伝搬中に散乱しないと、蛍光が蛍光体層内を伝播し易くなる。この場合、蛍光が蛍光体層内において、蛍光体層の光射出面と平行な方向に長距離進むため、蛍光体層から射出される蛍光のスポット径が大きくなり、エテンデューが増加してしまうおそれがある。そのため、例えば、光源装置をプロジェクターに適用した場合、投射光の利用効率が低下するといった問題があった。 However, the above prior art has a problem in that the difference between the refractive index of the inorganic material such as glass and ceramics and the refractive index of the phosphor is small, so that it is difficult for the fluorescence to scatter during propagation in the phosphor layer. . If it is not scattered during propagation through the phosphor layer, the fluorescence will easily propagate through the phosphor layer. In this case, since the fluorescence travels a long distance in the phosphor layer in a direction parallel to the light emission surface of the phosphor layer, the spot diameter of the fluorescence emitted from the phosphor layer increases, and the etendue may increase. There is. Therefore, for example, when the light source device is applied to a projector, there is a problem in that the use efficiency of the projection light is reduced.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、スポット径の拡大を抑制するとともに蛍光を効率良く利用できる光源装置、およびプロジェクターを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a light source device and a projector that can suppress the increase in spot diameter and can efficiently use fluorescence.
本発明の第1態様に従えば、励起光を射出する発光素子と、前記励起光が入射することで蛍光を射出する蛍光体層と、前記蛍光体層の前記励起光が入射する面とは反対側に設けられ、複数の粒子を含む散乱層と、を備える光源装置が提供される。 According to the first aspect of the present invention, a light emitting element that emits excitation light, a phosphor layer that emits fluorescence when the excitation light is incident, and a surface of the phosphor layer on which the excitation light is incident are: There is provided a light source device including a scattering layer provided on the opposite side and including a plurality of particles.
第1態様に係る光源装置によれば、蛍光体層から散乱層に入射した蛍光が散乱されて進行方向が大きく変更されるので、蛍光は蛍光体層の光射出面と平行な方向に長距離進まないうちに光射出面から射出される。よって、蛍光体層から射出される蛍光のスポット径を小さくすることができる。 According to the light source device according to the first aspect, the fluorescent light incident on the scattering layer from the phosphor layer is scattered and the traveling direction is greatly changed, so that the fluorescent light has a long distance in a direction parallel to the light emission surface of the phosphor layer. Before proceeding, it is ejected from the light exit surface. Therefore, the spot diameter of the fluorescence emitted from the phosphor layer can be reduced.
上記第1態様において、前記散乱層の前記蛍光体層とは反対側に設けられた金属基板と、前記散乱層と前記金属基板との間に設けられた反射部と、をさらに備える構成としてもよい。
この構成によれば、金属基板を介して蛍光体層の発熱を効率良く排熱することができる。よって、蛍光体層の過度な昇温を抑制して温度上昇による蛍光発光効率の低下を抑制することができる。
また、反射部は、金属基板に向かって進んだ蛍光を反射させて光射出面から射出させるので、高輝度な光源装置が提供される。
The first aspect may further include a metal substrate provided on the opposite side of the scattering layer from the phosphor layer, and a reflective portion provided between the scattering layer and the metal substrate. Good.
According to this configuration, the heat generation of the phosphor layer can be efficiently exhausted through the metal substrate. Therefore, it is possible to suppress an excessive increase in temperature of the phosphor layer and suppress a decrease in fluorescence emission efficiency due to a temperature increase.
Moreover, since the reflection part reflects the fluorescent light traveling toward the metal substrate and emits it from the light exit surface, a high-intensity light source device is provided.
上記第1態様において、前記散乱層は、前記金属基板と前記蛍光体層とを接合していてもよい。
この構成によれば、散乱層は接着層として兼用されているので、部品点数の削減を図ることができる。
In the first aspect, the scattering layer may join the metal substrate and the phosphor layer.
According to this configuration, since the scattering layer is also used as the adhesive layer, the number of parts can be reduced.
上記第1態様において、前記蛍光体層の前記散乱層とは反対側に設けられ、前記励起光を透過させる透明基板と、前記蛍光体層と前記透明基板との間に設けられ、前記励起光を透過させるとともに前記蛍光を反射させる反射膜と、をさらに備える構成としてもよい。
この構成によれば、蛍光体層の一方面側から励起光が入射し、蛍光体層の他方面側から蛍光が出射される構成が実現される。よって、励起光と蛍光とを分離するための光学部材が不要となるため、部品点数の増大や部品レイアウト上の制約が少なくなる。したがって、小型の光源装置を提供することができる。
In the first aspect, provided on the opposite side of the phosphor layer from the scattering layer, provided between the transparent substrate that transmits the excitation light, the phosphor layer and the transparent substrate, and the excitation light. It is good also as a structure further equipped with the reflecting film which permeate | transmits and reflects the said fluorescence.
According to this configuration, a configuration is realized in which excitation light enters from one side of the phosphor layer and fluorescence is emitted from the other side of the phosphor layer. This eliminates the need for an optical member for separating excitation light and fluorescence, thereby reducing the increase in the number of parts and the restrictions on the part layout. Therefore, a small light source device can be provided.
上記第1態様において、前記蛍光体層は、無機材料と蛍光体との複合材からなる構成としてもよい。
この構成によれば、蛍光体の発熱をより効率良く排熱することが可能となり、より輝度の高い光を得ることができる。
In the first aspect, the phosphor layer may be composed of a composite material of an inorganic material and a phosphor.
According to this configuration, it becomes possible to exhaust heat of the phosphor more efficiently, and light with higher luminance can be obtained.
本発明の第2態様に従えば、照明光を射出する照明装置と、前記照明光を画像情報に応じて変調することにより画像光を形成する光変調装置と、前記画像光を投射する投射光学系と、を備え、前記照明装置が、上記第1態様に係る照明装置であるプロジェクターが提供される。 According to the second aspect of the present invention, an illumination device that emits illumination light, a light modulation device that forms image light by modulating the illumination light according to image information, and projection optics that projects the image light And a projector in which the illumination device is the illumination device according to the first aspect.
第2態様に係るプロジェクターによれば、上記第1態様に係る光源装置を備えるので、本プロジェクターは品質に優れた画像表示を行うことができる。 Since the projector according to the second aspect includes the light source device according to the first aspect, the projector can perform image display with excellent quality.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In addition, in the drawings used in the following description, in order to make the features easy to understand, there are cases where the portions that become the features are enlarged for the sake of convenience, and the dimensional ratios of the respective components are not always the same as the actual ones. Absent.
(第一実施形態)
本実施形態に係るプロジェクターの一例について説明する。本実施形態のプロジェクターは、スクリーン(被投射面)SCR上にカラー映像を表示する投射型画像表示装置である。プロジェクターは、赤色光、緑色光、青色光の各色光に対応した3つの液晶光変調装置を用いている。プロジェクターは、照明装置の光源として、高輝度・高出力な光が得られる半導体レーザーを用いている。
(First embodiment)
An example of the projector according to the present embodiment will be described. The projector of this embodiment is a projection type image display device that displays a color image on a screen (projected surface) SCR. The projector uses three liquid crystal light modulation devices corresponding to red, green, and blue light. The projector uses a semiconductor laser that can obtain light with high luminance and high output as the light source of the illumination device.
図1は、本実施形態に係るプロジェクターの光学系を示す上面図である。
プロジェクター1は、図1に示すように、第1照明装置100、第2照明装置102、色分離導光光学系200、液晶光変調装置400R,400G,400B、クロスダイクロイックプリズム500及び投写光学系600を備える。
FIG. 1 is a top view showing an optical system of the projector according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the
第1照明装置100は、第1光源10、コリメート光学系70、ダイクロイックミラー80、コリメート集光光学系90、回転蛍光板(波長変換素子)30、モーター50、第1レンズアレイ120、第2レンズアレイ130、偏光変換素子140及び重畳レンズ150を備える。
The
第1光源10は、励起光としてレーザー光からなる青色光(発光強度のピーク:約445nm)Bを射出する半導体レーザー(発光素子)からなる。第1光源10は、1つの半導体レーザーからなるものであってもよいし、多数の半導体レーザーからなるものであってもよい。
なお、第1光源10は、445nm以外の波長(例えば、460nm)の青色光を射出する半導体レーザーを用いることもできる。
The
The
本実施形態において、第1光源10は、光軸が照明光軸100axと直交するように配置されている。
コリメート光学系70は、第1レンズ72と、第2レンズ74とを備え、第1光源10からの光を略平行化する。第1レンズ72及び第2レンズ74は、凸レンズからなる。
In the present embodiment, the
The collimating
ダイクロイックミラー80は、コリメート光学系70からコリメート集光光学系90までの光路中に、第1光源10の光軸及び照明光軸100axのそれぞれに対して45°の角度で交わるように配置されている。ダイクロイックミラー80は、青色光Bを反射し、赤色光及び緑色光を含む黄色の蛍光Yを通過させる。
The
コリメート集光光学系90は、ダイクロイックミラー80からの青色光Bを略集光した状態で回転蛍光板30の蛍光体層42に入射させる機能と、回転蛍光板30から射出される蛍光を略平行化する機能とを有する。コリメート集光光学系90は、第1レンズ92及び第2レンズ94を備える。第1レンズ92及び第2レンズ94は、凸レンズからなる。
The collimator condensing
第2照明装置102は、第2光源710、集光光学系760、散乱板732及びコリメート光学系770と、を備える。
The
第2光源710は、上記第1照明装置100の第1光源10と同一の半導体レーザーから構成される。
集光光学系760は、第1レンズ762及び第2レンズ764を備える。集光光学系760は、第2光源710からの青色光を散乱板732付近に集光する。第1レンズ762及び第2レンズ764は、凸レンズからなる。
The second
The condensing
散乱板732は、第2光源710からの青色光を散乱し、蛍光(回転蛍光板30から射出される光)に似た配光分布を有する青色光Bとする。散乱板732としては、例えば、光学ガラスからなる磨りガラスを用いることができる。
The
コリメート光学系770は、第1レンズ772と、第2レンズ774とを備え、散乱板732からの光を略平行化する。第1レンズ772及び第2レンズ774は、凸レンズからなる。
The collimating
本実施形態において、第2照明装置102からの青色光Bはダイクロイックミラー80で反射され、ダイクロイックミラー80を透過した回転蛍光板30からの黄色光である蛍光Yと合成されて白色光Wとなり、第1レンズアレイ120に入射する。
In the present embodiment, the blue light B from the
図2は、実施形態に係る回転蛍光板を説明するために示す図である。図2(a)は回転蛍光板30の正面図であり、図2(b)は図2(a)のA1−A1断面図である。
FIG. 2 is a view for explaining the rotating fluorescent plate according to the embodiment. 2A is a front view of the
回転蛍光板30は、図1及び図2に示すように、モーター50により回転可能な円板(基板)40上に、蛍光体層(波長変換層)42が円板40の周に沿って設けられてなる。蛍光体層42は、例えば、外径58mm、内径48mmのOリング形状からなり、厚みが250μmである。回転蛍光板30は、青色光が入射する側と同じ側に向けて蛍光Yを射出する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the rotating
円板40は、例えば、外径が60mm、厚さが0.7mmのアルミ製の円板から構成されている。
The
蛍光体層42は、第1光源10からの青色光Bにより励起されて蛍光Yを射出する。蛍光体層42は、蛍光体42aと、該蛍光体42aを保持する保持材42bとを含む。蛍光体42aは、例えば、YAG系蛍光体である(Y,Gd)3(Al,Ga)5O12:Ceから構成される。保持材42bとしては、透光性および高い熱伝導性を有する材料を用いるのが好ましく、例えば、セラミックスやガラス等の無機材料から構成される。本実施形態においては、保持材42bとして例えば低融点ガラスを用いた。なお、保持材42bは、少なくとも青色光Bおよび蛍光Yを透過させる光透過性を有していればよい。
The
図2(b)に示すように、回転蛍光板30は、蛍光体層42の青色光Bが入射する面と反対側に設けられた散乱層31と、散乱層31の蛍光体層42とは反対側に設けられた反射膜(反射部)32と、反射膜32と円板40との間に設けられた接着層33とをさらに備えている。すなわち、回転蛍光板30は、反射膜32、散乱層31、及び蛍光体層42が図2(b)の上方に向かって順に積層された積層体が接着層33を介して円板40上に貼り付けられた構成となっている。
As shown in FIG. 2B, the rotating
散乱層31は、散乱材31aと、該散乱材31aを保持する保持材31bとを含む。散乱材31aは、例えば、TiO2(チタニア)から構成される。保持材31bは、例えば、蛍光体層42の保持材42bと同一材料である低融点ガラスから構成される。このようにすれば、散乱層31および蛍光体層42の界面での屈折率差を無くすことができるので、界面での光(青色光Bおよび蛍光Y)の屈折および反射が防止される。
The
また、反射膜32は、例えば、Ag合金から構成される。接着層33は、例えば、Agフィラーを含有した高熱伝導率タイプのシリコーン接着剤であり、蛍光体層42の熱を円板40に効率良く伝達する。
The
ここで、本実施形態の回転蛍光板30の製造方法の一例について説明する。
まず、蛍光体層42のベースを作成する。例えば、低融点ガラス粉末、蛍光体粉末、及び溶媒を所定量ずつ混合し、スラリーを生成する。そして、スラリーを図2(a)に示したようなリング状に成形した後、仮焼成(プリベーク)する。
Here, an example of a manufacturing method of the
First, the base of the
続いて、散乱層31のベースを作成する。例えば、低融点ガラス粉末、チタニア粉末、及び溶媒を所定量ずつ混合したスラリーを生成する。そして、生成したスラリーを蛍光体層42のベース上に積層して仮焼成(プリベーク)し、さらに焼成(ベーク)する。
Subsequently, the base of the
そして、研削を行うことで所定形状の蛍光体層42および散乱層31を作成する。続いて、蛍光体層42および散乱層31の積層体の散乱層31側の面にAg合金を成膜することで反射膜32を形成する。これにより、蛍光体層42、散乱層31及び反射膜32の積層体が製造される。なお、Ag合金からなる反射膜32の保護目的として、反射膜32上にアルミナを成膜してもよい。
Then, the
続いて、Agフィラーを含有した高熱伝導率タイプのシリコーン接着剤(接着層33)を用いて、反射膜32が円板40と対向するように、上記積層体を円板40に接着する。そして、モーター50を円板40に取り付けることで回転蛍光板30が製造される。
Subsequently, the laminate is bonded to the
本実施形態において、蛍光体層42にはレーザー光からなる青色光Bが入射するため、蛍光体42aにおいて熱が発生する。本実施形態では、金属製の円板40が蛍光体層42を支持することで、蛍光体層42の蛍光体42aで生じた熱を円板40から放熱するようにしている。
In the present embodiment, since the blue light B made of laser light is incident on the
本実施形態の蛍光体層42は低融点ガラスからなる保持材42bを主体として構成されるため、蛍光体42aの熱を効率良く円板40に伝達することが可能である。これにより、蛍光体層42の過度な昇温を抑制して温度上昇による蛍光Yの発光効率の低下を抑制することができる。
Since the
一方、保持材42b(低融点ガラス)の屈折率と蛍光体42a(YAG系蛍光体)の屈折率との差が小さいため、蛍光体層42の中を蛍光Yが伝播中に散乱が生じ難くなる。蛍光体層42を伝搬中に散乱が生じない場合、蛍光Yは蛍光体層42内を伝播し易くなる。この場合、蛍光Yが蛍光体層42内において、蛍光体層42の光射出面42cと平行な方向に長距離進むため、蛍光体層42から射出される蛍光Yのスポット径が大きくなってしまい、エテンデューが大きくなる。その結果、蛍光Yの利用効率が低下してしまう。
On the other hand, since the difference between the refractive index of the holding
これに対して本実施形態の回転蛍光板30では、蛍光体層42における青色光Bの入射面と反対側の面に配置した散乱層31により、蛍光Yのうち蛍光体層42から散乱層31へ進入した蛍光Yを散乱させることができる。
On the other hand, in the
散乱層31で散乱された蛍光Yは、進行方向が大きく変更される。散乱された蛍光Yは、散乱層31および蛍光体層42内において光射出面42cと平行な方向に長距離進まないうちに光射出面42cから射出される。すなわち、蛍光Yは光射出面と平行な方向に拡がることなく外部に射出される。
The traveling direction of the fluorescence Y scattered by the
なお、蛍光体層42中に散乱材31aを混入することも考えられる。この場合、散乱材31aによる後方散乱効果によって、蛍光体42aに入射できない励起光が増加し、励起光の利用効率が低下する。
It is also conceivable to mix the
本実施形態によれば、散乱層31を蛍光体層42とは別に設けているため、上述したような後方散乱が生じることがなく、励起光の利用効率が低下することが無い。
According to this embodiment, since the
したがって、本実施形態の回転蛍光板30によれば、放熱性に優れた無機材料(低融点ガラス)を含有した蛍光体層42を採用した場合であっても、蛍光体層42から射出される蛍光Yのスポット径の拡大を抑制することができる。よって、エテンデューの増大を抑制することができ、蛍光Yをプロジェクターの画像光として効率良く利用することができる。
また、円板40に向かって方向に進んだ蛍光Yは反射膜32で反射されて光射出面42cから射出される。よって、蛍光Yを効率良く利用することができる。
Therefore, according to the
Further, the fluorescence Y that has traveled in the direction toward the
図1に戻って、第1レンズアレイ120は、コリメート光学系60からの光を複数の部分光束に分割するための複数の第1小レンズ122を有する。複数の第1小レンズ122は、照明光軸100axと直交する面内にマトリクス状に配列されている。
Returning to FIG. 1, the
第2レンズアレイ130は、第1レンズアレイ120の複数の第1小レンズ122に対応する複数の第2小レンズ132を有する。第2レンズアレイ130は、重畳レンズ150とともに、第1レンズアレイ120の各第1小レンズ122の像を液晶光変調装置400R,400G,400Bの画像形成領域近傍に結像させる。複数の第2小レンズ132は照明光軸100axに直交する面内にマトリクス状に配列されている。
The
偏光変換素子140は、第1レンズアレイ120により分割された各部分光束を、直線偏光光に変換する。偏光変換素子140は、回転蛍光板30からの光に含まれる偏光成分のうち一方の直線偏光成分をそのまま透過させるとともに他方の直線偏光成分を照明光軸100axに垂直な方向に反射する偏光分離層と、偏光分離層で反射された他方の直線偏光成分を照明光軸100axに平行な方向に反射する反射層と、反射層で反射された他方の直線偏光成分を一方の直線偏光成分に変換する位相差板とを有している。
The
重畳レンズ150は、偏光変換素子140からの各部分光束を集光して液晶光変調装置400R,400G,400Bの画像形成領域近傍に重畳させる。第1レンズアレイ120、第2レンズアレイ130及び重畳レンズ150は、回転蛍光板30からの光の面内光強度分布を均一にするインテグレーター光学系を構成する。
The superimposing
色分離導光光学系200は、ダイクロイックミラー210,220、反射ミラー230,240,250及びリレーレンズ260,270を備える。色分離導光光学系200は、第1照明装置100および第2照明装置102からの白色光Wを赤色光R、緑色光G及び青色光Bに分離し、赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれが対応する液晶光変調装置400R,400G,400Bに導光する。
色分離導光光学系200と、液晶光変調装置400R,400G,400Bとの間には、集光レンズ300R,300G,300Bが配置されている。
The color separation light guide
Condensing
ダイクロイックミラー210は、赤色光成分を通過させ、緑色光成分及び青色光成分を反射するダイクロイックミラーである。
ダイクロイックミラー220は、緑色光成分を反射して、青色光成分を通過させるダイクロイックミラーである。
反射ミラー230は、赤色光成分を反射する反射ミラーである。
反射ミラー240,250は青色光成分を反射する反射ミラーである。
The
The
The
The reflection mirrors 240 and 250 are reflection mirrors that reflect blue light components.
ダイクロイックミラー210を通過した赤色光は、反射ミラー230で反射され、集光レンズ300Rを通過して赤色光用の液晶光変調装置400Rの画像形成領域に入射する。
ダイクロイックミラー210で反射された緑色光は、ダイクロイックミラー220でさらに反射され、集光レンズ300Gを通過して緑色光用の液晶光変調装置400Gの画像形成領域に入射する。
ダイクロイックミラー220を通過した青色光は、リレーレンズ260、入射側の反射ミラー240、リレーレンズ270、射出側の反射ミラー250、集光レンズ300Bを経て青色光用の液晶光変調装置400Bの画像形成領域に入射する。
The red light that has passed through the
The green light reflected by the
The blue light that has passed through the
液晶光変調装置400R,400G,400Bは、入射された色光を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものである。なお、図示を省略したが、各集光レンズ300R,300G,300Bと各液晶光変調装置400R,400G,400Bとの間には、それぞれ入射側偏光板が配置され、各液晶光変調装置400R,400G,400Bとクロスダイクロイックプリズム500との間には、それぞれ射出側偏光板が配置される。
The liquid crystal
クロスダイクロイックプリズム500は、各液晶光変調装置400R,400G,400Bから射出された各画像光を合成してカラー画像を形成する光学素子である。
The cross
このクロスダイクロイックプリズム500は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた略X字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。
The cross
クロスダイクロイックプリズム500から射出されたカラー画像は、投写光学系600によって拡大投写され、スクリーンSCR上で画像を形成する。
The color image emitted from the cross
以上述べたように、本実施形態のプロジェクター1によれば、蛍光体層42の放熱性が高く、エテンデューの増大が抑制され、しかも蛍光Yを効率よく利用できる第1照明装置100を備えるため、光利用効率が高く良質な画像表示を行うことができる。
As described above, according to the
(第二実施形態)
続いて、本発明の第二実施形態について説明する。本実施形態と第一実施形態との違いは、照明装置および回転蛍光板の構成であり、それ以外の構成は共通である。そのため、以下の説明では照明装置および回転蛍光板の構成について説明する。なお、以下の説明では、上記実施形態の同一の部材および構成については同じ符号を付し、その詳細な説明については省略若しくは簡略化する。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The difference between this embodiment and 1st embodiment is the structure of an illuminating device and a rotation fluorescent plate, and other structures are common. Therefore, in the following description, the configuration of the illumination device and the rotating fluorescent plate will be described. In the following description, the same members and configurations of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted or simplified.
図3は、本実施形態に係るプロジェクターの光学系を示す上面図である。
本実施形態のプロジェクター11は、図3に示すように、照明装置103、色分離導光光学系200、液晶光変調装置400R,400G,400B、クロスダイクロイックプリズム500及び投写光学系600を備える。
FIG. 3 is a top view showing the optical system of the projector according to the present embodiment.
As shown in FIG. 3, the
照明装置103は、光源13、集光光学系20、回転蛍光板34、モーター50、コリメート光学系60、第1レンズアレイ120、第2レンズアレイ130、偏光変換素子140及び重畳レンズ150を備える。光源13は、上記第1照明装置100の第1光源10と同一の半導体レーザーから構成され、励起光としての青色光Bを射出する。
The
集光光学系20は、第1レンズ22及び第2レンズ24を備える。集光光学系20は、青色光Bを略集光した状態で回転蛍光板34の蛍光体層42に入射させる。本実施形態において、第1レンズ22及び第2レンズ24は、それぞれ凸レンズからなる。
The condensing
コリメート光学系60は、第1レンズ62と、第2レンズ64とを備え、回転蛍光板34からの光を略平行化する。第1レンズ62及び第2レンズ64は、凸レンズからなる。
The collimating
本実施形態において、光源13からの青色光Bは円板43側から蛍光体層42に入射し、青色光Bの一部は蛍光体層42を透過する。本実施形態において、蛍光体層42は、光源13からの青色光Bの一部を蛍光Yに変換し、かつ、青色光Bの残りの一部を変換せずに通過させる。これにより、蛍光Yおよび青色光Bが合成されて白色光Wとなり、第1レンズアレイ120に入射する。
In the present embodiment, the blue light B from the
図4は本実施形態に係る回転蛍光板34の断面図である。
本実施形態の回転蛍光板34は、図4に示すように、モーター50により回転可能な円板(基板)43上に、蛍光体層42が円板43の周に沿って設けられてなる。回転蛍光板34は、青色光Bが入射する側とは反対の側に向けて蛍光Yを射出する。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the
As shown in FIG. 4, the rotating
回転蛍光板34は、蛍光体層42と円板43との間に設けられ、青色光Bを透過させるとともに蛍光Yを反射させる反射膜36と、蛍光体層42の上層に設けられた散乱層31と、をさらに備えている。すなわち、回転蛍光板34は、円板43上に、反射膜36、蛍光体層42、及び散乱層31が上方に向かって順に積層された構成となっている。
The
反射膜36は、例えば、ダイクロイックミラーから構成される。反射膜36は、例えば、波長が500nmよりも小さい光を透過し、波長が500nm以上の光を反射する光学特性を有する。すなわち、反射膜36は、青色光Bを透過し、蛍光Yを反射する光学特性を有する。
The
円板43は、青色光Bを透過する材料からなる。円板43の材料としては、例えば、石英ガラス、水晶、サファイア、光学ガラス、透明樹脂等を用いることができる。
The
ここで、本実施形態の回転蛍光板34の製造方法の一例について説明する。
まず、円板40上に反射膜36を成膜する。次に、反射膜36の上に、低融点ガラス粉末、蛍光体粉末、及び溶媒を所定量ずつ混合したスラリーをリング状に塗布した後、仮焼成(プリベーク)して蛍光体層42のベースを作成する。続いて、プリベークした蛍光体層42のベース上に、例えば、低融点ガラス粉末、チタニア粉末、及び溶媒を所定量ずつ混合したスラリーをリング状に塗布した後、仮焼成(プリベーク)して散乱層31のベースを作成する。その後、蛍光体層42のベースおよび散乱層31のベースの積層体を焼成(ベーク)し、モーター50を取り付けることで回転蛍光板34が製造される。
Here, an example of a manufacturing method of the
First, the
本実施形態の回転蛍光板34によれば、第一実施形態と同様、蛍光体層42における青色光Bの入射面とは反対側の面に配置した散乱層31により蛍光Yを散乱させることができる。散乱された蛍光Yは散乱層31内での進行方向が大きく変更されるため、該散乱層31内で光射出面31cと平行な方向に長距離進まないうちに光射出面31cから外部に射出される。
すなわち、蛍光Yは光射出面31cと平行な方向に拡がることなく回転蛍光板34の外部に射出される。
よって、蛍光Yのスポット径の拡大が抑制されることでエテンデューの増大が抑制されるので、蛍光Yがプロジェクターの画像光として効率良く利用されることができる。
According to the
That is, the fluorescence Y is emitted outside the rotating
Therefore, since the increase in etendue is suppressed by suppressing the increase in the spot diameter of the fluorescence Y, the fluorescence Y can be efficiently used as the image light of the projector.
また、本実施形態の回転蛍光板34では、蛍光体層42の一方面側から青色光Bが入射し、蛍光体層42の他方面側から蛍光Yが射出されるため、第一実施形態のように、青色光Bと蛍光Yとを分離するためのダイクロイックミラーが不要となる。そのため、部品点数の増大や部品レイアウト上の制約が少なくなる。
したがって、この回転蛍光板34を含む照明装置103の小型化を図ることができる。
Further, in the
Therefore, it is possible to reduce the size of the
(第三実施形態)
続いて、本発明の第三実施形態について説明する。本実施形態と第一実施形態との違いは、回転蛍光板の構成であり、それ以外の構成は共通である。そのため、以下の説明では回転蛍光板の構成を主体に説明する。なお、以下の説明では、上記実施形態の同一の部材および構成については同じ符号を付し、その詳細な説明については省略若しくは簡略化する。
(Third embodiment)
Subsequently, a third embodiment of the present invention will be described. The difference between the present embodiment and the first embodiment is the configuration of the rotating fluorescent plate, and other configurations are common. Therefore, in the following description, the configuration of the rotating fluorescent plate will be mainly described. In the following description, the same members and configurations of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted or simplified.
図5は、本実施形態に係る回転蛍光板37の断面図である。
本実施形態の回転蛍光板37は、図5に示すように、円板40の上面に反射膜32が形成され、該反射膜32上に散乱層51および蛍光体層42が積層されている。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the
As shown in FIG. 5, the rotating
本実施形態の散乱層51は、散乱材51aと、該散乱材51aを保持する保持材51bとを含む。散乱材51aは、例えば、TiO2(チタニア)から構成される。保持材51bは、例えば、シリコーン接着材から構成される。そのため、散乱層51は、接着剤としての機能を有している。これにより、蛍光体層42は、反射膜32上に散乱層51により貼り付けられた構造となっている。
The
なお、保持材51bを構成する上記シリコーン接着剤としては、蛍光体層42の保持材42bと屈折率が略同等の材料を用いるのが好ましい。このようにすれば、散乱層51および蛍光体層42の界面での屈折率差が小さくなるので、前記界面での光(青色光Bおよび蛍光Y)の屈折および反射が抑制される。
As the silicone adhesive constituting the holding
本実施形態の回転蛍光板37を製造するには、第一実施形態と同様に、蛍光体層42を焼成で形成する。反射膜32を形成した円板40を用意する。
続いて、シリコーン接着剤内にチタニア粉を分散させた上記散乱層51用いて蛍光体層42を円板40上の反射膜32に接着した後、モーター50を取り付けることで回転蛍光板30が製造される。
In order to manufacture the
Subsequently, the
本実施形態の回転蛍光板37によれば、散乱層51によって蛍光Yが散乱されるので、蛍光Yのスポット径の拡大が抑制されてエテンデューの増大が抑制される。よって、蛍光Yをプロジェクターの画像光として効率良く利用することができる。
さらに本実施形態によれば、散乱層51が接着剤として機能するため、部品点数の削減を図ることができる。また、回転蛍光板37の製造が第一実施形態と比べて容易となる。
According to the
Furthermore, according to this embodiment, since the
なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 In addition, this invention is not necessarily limited to the thing of the said embodiment, A various change can be added in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
例えば、上記実施形態では、蛍光体層42の保持材42bとして低融点ガラスを用いる場合を例に挙げたが、セラミックスを用いても良い。また、上記実施形態では、散乱層31の散乱材31aおよび散乱層51の散乱材51aとして、複数のチタニア粒子を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、散乱材は気泡であってもよい。
For example, in the above embodiment, the case where the low melting point glass is used as the holding
また、上記実施形態では、3つの液晶光変調装置400R,400G,400Bを備えるプロジェクター1を例示したが、1つの液晶光変調装置でカラー映像を表示するプロジェクターに適用することも可能である。また、光変調装置として、デジタルミラーデバイスを用いてもよい。
In the above-described embodiment, the
また、上記実施形態では本発明による照明装置をプロジェクターに搭載した例を示したが、これに限られない。本発明による照明装置は、照明器具や自動車のヘッドライト等にも適用することができる。 Moreover, although the example which mounted the illuminating device by this invention in the projector was shown in the said embodiment, it is not restricted to this. The lighting device according to the present invention can also be applied to lighting fixtures, automobile headlights, and the like.
1、11…プロジェクター、10…第1光源、13…光源、31…散乱層、31a…散乱材(複数の粒子)、40…円板(金属基板)、42…蛍光体層、42a…蛍光体、43…円板(透明基板)、51…散乱層、51a…散乱材(複数の粒子)、100…第1照明装置、103…照明装置、400R,400G,400B…液晶光変調装置(光変調装置)、600…投写光学系。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記励起光が入射することで蛍光を射出する蛍光体層と、
前記蛍光体層の前記励起光が入射する面とは反対側に設けられ、複数の粒子を含む散乱層と、
を備える光源装置。 A light emitting element that emits excitation light;
A phosphor layer that emits fluorescence when the excitation light is incident;
A scattering layer provided on the opposite side to the surface on which the excitation light of the phosphor layer is incident, and including a plurality of particles;
A light source device comprising:
請求項1に記載の光源装置。 The light source device according to claim 1, further comprising: a metal substrate provided on a side of the scattering layer opposite to the phosphor layer; and a reflection unit provided between the scattering layer and the metal substrate.
請求項2に記載の光源装置。 The light source device according to claim 2, wherein the scattering layer joins the metal substrate and the phosphor layer.
前記蛍光体層と前記透明基板との間に設けられ、前記励起光を透過させるとともに前記蛍光を反射させる反射膜と、
をさらに備える
請求項1に記載の光源装置。 A transparent substrate that is provided on the opposite side of the phosphor layer from the scattering layer and transmits the excitation light;
A reflective film that is provided between the phosphor layer and the transparent substrate and transmits the excitation light and reflects the fluorescence;
The light source device according to claim 1.
請求項1〜4のいずれか一項に記載の光源装置。 The light source device according to claim 1, wherein the phosphor layer is made of a composite material of an inorganic material and a phosphor.
前記照明光を画像情報に応じて変調することにより画像光を形成する光変調装置と、
前記画像光を投射する投射光学系と、を備え、
前記照明装置が、請求項1〜5のいずれか一項に記載の光源装置である
プロジェクター。 An illumination device that emits illumination light;
A light modulation device that forms image light by modulating the illumination light according to image information;
A projection optical system for projecting the image light,
The projector is the light source device according to any one of claims 1 to 5.
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017215549A (en) * | 2016-06-02 | 2017-12-07 | セイコーエプソン株式会社 | Wavelength conversion element, illumination device, and projector |
WO2019004064A1 (en) * | 2017-06-30 | 2019-01-03 | シャープ株式会社 | Phosphor layer composition, fluorescent member, light source device, and projection device |
WO2019000674A1 (en) * | 2017-06-29 | 2019-01-03 | 深圳市光峰光电技术有限公司 | Wavelength conversion device and light source system |
JP2019045778A (en) * | 2017-09-06 | 2019-03-22 | セイコーエプソン株式会社 | Wavelength conversion element, light source device, and projector |
CN110967902A (en) * | 2018-09-30 | 2020-04-07 | 无锡视美乐激光显示科技有限公司 | Diffusion reflection sheet, light guide pipe, laser light source device and projector |
US10877362B2 (en) | 2017-09-08 | 2020-12-29 | Seiko Epson Corporation | Wavelength conversion element, light source device, and projector |
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017215549A (en) * | 2016-06-02 | 2017-12-07 | セイコーエプソン株式会社 | Wavelength conversion element, illumination device, and projector |
WO2019000674A1 (en) * | 2017-06-29 | 2019-01-03 | 深圳市光峰光电技术有限公司 | Wavelength conversion device and light source system |
WO2019004064A1 (en) * | 2017-06-30 | 2019-01-03 | シャープ株式会社 | Phosphor layer composition, fluorescent member, light source device, and projection device |
JPWO2019004064A1 (en) * | 2017-06-30 | 2020-07-27 | シャープ株式会社 | Phosphor layer composition, fluorescent member, light source device and projection device |
JP2019045778A (en) * | 2017-09-06 | 2019-03-22 | セイコーエプソン株式会社 | Wavelength conversion element, light source device, and projector |
US10877362B2 (en) | 2017-09-08 | 2020-12-29 | Seiko Epson Corporation | Wavelength conversion element, light source device, and projector |
CN110967902A (en) * | 2018-09-30 | 2020-04-07 | 无锡视美乐激光显示科技有限公司 | Diffusion reflection sheet, light guide pipe, laser light source device and projector |
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