JP2017211603A - Light source device and projection type video display device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、3個以上の光源アレイ(光源ユニット)の光束を合成して出射する光源装置、及びこれを用いた投写型映像表示装置に関する。 The present disclosure relates to a light source device that synthesizes and emits light beams of three or more light source arrays (light source units), and a projection display apparatus using the same.
特許文献1及び2は、投写型映像表示装置(プロジェクタ)のための照明装置(光源装置)を開示する。例えば、特許文献1に開示の照明装置は、所定平面に平行な第1の方向に所定間隔で配置され所定平面に平行な同一方向にそれぞれ光を出射する第1の光源アレイ(11、12、13)と、所定平面に平行な第2の方向に所定間隔で配置され第1の光源アレイからの光と交差する同一方向にそれぞれ光を出射する第2の光源アレイ(14、15、16)と、第1の光源アレイからの光を通過させる通過領域(305、306、307)と第2の光源アレイからの光を反射する反射領域(302、303、304)とが交互に配された光合成部材(31)とを備える。光合成部材は、第1の光源アレイからの光が通過領域に入射するとともに第2の光源アレイからの光が反射領域に入射し、且つ、通過領域を通過した第1の光源アレイからの光と反射領域によって反射された第2の光源アレイからの光が同一方向に向かうよう配置されている。
これにより、第1の光源アレイからの光間の隙間を第2の光源アレイからの光が埋めるようにして光が合成されるため、合成後の照明光の光束サイズを抑制することができる。したがって、後段側の光学系に入射する際の照明光のEtendue値を抑制することができ、照明光の高光量化と利用効率の向上を実現することができる。 As a result, the light is combined so that the light from the second light source array fills the gap between the light from the first light source array, so that the luminous flux size of the combined illumination light can be suppressed. Therefore, the Etendue value of the illumination light when entering the optical system on the rear stage side can be suppressed, so that the amount of illumination light can be increased and the utilization efficiency can be improved.
また、第1の光源アレイと第2の光源アレイは、それぞれ、通過領域と反射領域に対応して配置される。このとき、通過領域は反射領域を挟んで配されているため、第1の光源アレイにおける光源間の間隔は広くなり、同様に、第2の光源アレイにおける光源間の間隔も反射領域が通過領域を挟んで配されているため広くなる。よって、第1及び第2の光源アレイにおける各光源に熱交換部が装備されても各光源を円滑に配置することができる。 Further, the first light source array and the second light source array are arranged corresponding to the passing area and the reflecting area, respectively. At this time, since the passing area is arranged with the reflecting area interposed therebetween, the interval between the light sources in the first light source array is widened. Similarly, the reflecting area is also the passing area in the interval between the light sources in the second light source array. Because it is arranged with a gap, it becomes wider. Therefore, even if each light source in the first and second light source arrays is equipped with a heat exchange unit, each light source can be arranged smoothly.
本開示は、3個以上の光源ユニットからの光束を合成して、高輝度化及び小型化が可能な光源装置、及び投写型映像表示装置を提供する。 The present disclosure provides a light source device and a projection-type image display device that can synthesize light beams from three or more light source units to achieve high brightness and downsizing.
本開示における光源装置は、第1方向に並置され、第1方向と直交する第2方向に光を出射する複数の光源を含む第1及び第2光源ユニットと、第2方向に並置され、第1方向に光を出射する複数の光源を含む第3及び第4光源ユニットと、第1光源ユニットの光源からの出射光を透過し、第3光源ユニットの光源からの出射光を第2方向に反射する第1ミラー部と、第1ミラー部からの出射光を透過し、第4光源ユニットからの出射光を第2方向に反射する第2ミラー部と、第2光源ユニットの光源からの出射光を第1方向へ反射し、第3光源ユニットの光源からの出射光を透過し、第1ミラー部へ出射する第3ミラー部とを備え、第1ないし第3ミラー部は、入射した光を透過する透過領域と、入射した光を反射する反射領域とが交互に配置されている。 A light source device according to the present disclosure is juxtaposed in a first direction, first and second light source units including a plurality of light sources that emit light in a second direction orthogonal to the first direction, and juxtaposed in a second direction. The third and fourth light source units including a plurality of light sources that emit light in one direction and the light emitted from the light source of the first light source unit are transmitted, and the light emitted from the light source of the third light source unit is transmitted in the second direction. The first mirror part that reflects, the second mirror part that transmits the light emitted from the first mirror part, and reflects the light emitted from the fourth light source unit in the second direction, and the light emitted from the light source of the second light source unit. A third mirror portion that reflects the emitted light in the first direction, transmits the emitted light from the light source of the third light source unit, and emits the emitted light to the first mirror portion, and the first to third mirror portions include the incident light. The transmission area that transmits light and the reflection area that reflects incident light are alternately It is location.
本開示における別の光源装置は、第1方向に並置され、第1方向と直交する第2方向に光を出射する複数の光源を含む第1及び第2光源ユニットと、第2方向に並置され、第1方向に光を出射する複数の光源を含む第3及び第4光源ユニットと、第1光源ユニットの光源からの出射光を透過し、第3光源ユニットの光源からの出射光を第2方向に反射する第1ミラー部と、第1ミラー部からの出射光を透過し、第4光源ユニットからの出射光を第2方向に反射する第2ミラー部と、第2光源ユニットの光源からの出射光を第1方向へ反射し、第4光源ユニットの光源からの出射光を透過し、第2ミラー部へ出射する第3ミラー部とを備え、第1ないし第3ミラー部は、入射した光を透過する透過領域と、入射した光を反射する反射領域とが交互に配置されている。 Another light source device according to the present disclosure is juxtaposed in the second direction with first and second light source units including a plurality of light sources that are juxtaposed in the first direction and emit light in the second direction orthogonal to the first direction. The third and fourth light source units including a plurality of light sources that emit light in the first direction and the light emitted from the light source of the first light source unit are transmitted, and the light emitted from the light source of the third light source unit is second. A first mirror part that reflects in a direction, a second mirror part that transmits light emitted from the first mirror part and reflects light emitted from the fourth light source unit in a second direction, and a light source of the second light source unit And a third mirror part that reflects the emitted light from the light source of the fourth light source unit, transmits the emitted light from the light source of the fourth light source unit, and emits it to the second mirror part. The transmission area that transmits the incident light and the reflection area that reflects the incident light intersect. It is located in.
本開示におけるさらに別の光源装置は、第1方向に光を出射する複数の光源を含む第1光源ユニットと、第1光源ユニットと対向して配置され、第1方向と逆方向に光を出射する複数の光源を含む第2光源ユニットと、第1方向に直交する第2方向に光を出射する複数の光源を含む第3光源ユニットと、第3光源ユニットの光源からの出射光を透過し、第2光源ユニットの光源からの出射光を第2方向に反射する第1ミラー部と、第3光源ユニットの光源からの出射光を透過し、第1光源ユニットの光源からの出射光を第2方向に反射する第2ミラー部とを備え、第1及び第2ミラー部は、入射した光を透過する透過領域と、入射した光を反射する反射領域とが交互に配置されている。 Still another light source device according to the present disclosure includes a first light source unit including a plurality of light sources that emit light in a first direction, and is disposed to face the first light source unit, and emits light in a direction opposite to the first direction. A second light source unit that includes a plurality of light sources, a third light source unit that includes a plurality of light sources that emit light in a second direction orthogonal to the first direction, and a light emitted from the light source of the third light source unit. The first mirror part that reflects the emitted light from the light source of the second light source unit in the second direction and the emitted light from the light source of the third light source unit are transmitted, and the emitted light from the light source of the first light source unit is transmitted to the first light source unit. The second mirror unit includes a second mirror unit that reflects in two directions, and the first and second mirror units are alternately arranged with transmissive regions that transmit incident light and reflective regions that reflect incident light.
本開示における投写型表示装置は、上記した光源装置と、光源装置からの光を映像信号によって変調して映像光を生成する映像生成部と、映像光を投写する投写光学系とを備える。 A projection display device according to the present disclosure includes the above-described light source device, a video generation unit that generates video light by modulating light from the light source device with a video signal, and a projection optical system that projects the video light.
本開示における光源装置及び投写型表示装置は、3個以上の光源ユニットの光束を合成して、高輝度化及び小型化を実現することができる。 The light source device and the projection display device according to the present disclosure can achieve high brightness and downsizing by combining light beams of three or more light source units.
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. However, more detailed description than necessary may be omitted. For example, detailed descriptions of already well-known matters and repeated descriptions for substantially the same configuration may be omitted. This is to avoid the following description from becoming unnecessarily redundant and to facilitate understanding by those skilled in the art.
なお、発明者(ら)は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。 The inventor (s) provides the accompanying drawings and the following description in order for those skilled in the art to fully understand the present disclosure, and is intended to limit the subject matter described in the claims. Not what you want.
(実施の形態1)
以下、図1〜8を用いて、実施の形態1を説明する。以下では、本開示にかかる投写型映像表示装置の具体的な実施の形態としてプロジェクタ装置を説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter,
[1−1.構成]
[1−1−1.プロジェクタ装置の構成]
図1は、実施の形態1にかかるプロジェクタ装置の構成を示す図である。プロジェクタ装置1は、光源装置100と、導光光学系200と、映像生成部300と、投写光学系400とを備える。なお、図1には、光の経路Lが矢印で示されている。また、図1には、XYZ直交座標系が示されており、図2以降の図面にも適宜、同一のXYZ直交座標系が示される。
[1-1. Constitution]
[1-1-1. Configuration of projector apparatus]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of the projector apparatus according to the first embodiment. The
プロジェクタ装置1は、光源装置100で生成された光を、映像生成部300におけるデジタルマイクロミラーデバイス(以下、「DMD」と称する)を用いて制御部(図示せず)からの映像信号に応じて変調することによって映像光を生成する。プロジェクタ装置1は、生成した映像光を投写光学系400によってスクリーン等に投写する。以下、各部構成について詳細に説明する。
The
光源装置100は、複数の青色の光と複数の黄色(緑色+赤色)の光とが2次元状に配列された光束を生成する。光源装置100の詳細は後述する。
The
導光光学系200は、光源装置100からの光束を映像生成部300に導く。その際、導光光学系200は、複数の青色の光と複数の黄色(緑色+赤色)の光とを混合して白色光を生成する。導光光学系200は、ロッドインテグレータ210、レンズ221、222、231、232、233と、ミラー241、242とを備える。
The light guide
レンズ221、222は、光源装置100からの光束をロッドインテグレータ210へ導くリレーレンズである。ミラー241は、レンズ221とレンズ222との間において光路を約90度変更するミラーである。
The
ロッドインテグレータ210は、ガラスなどの透明部材によって構成される中実のロッドである。ロッドインテグレータ210は、入射する光を内部で複数回反射させることにより、複数の青色の光と複数の黄色(緑色+赤色)の光とを混合して白色光を生成すると共に、光強度分布を均一化した光を生成する。なお、ロッドインテグレータ210は、内壁がミラー面によって構成される中空のロッドであってもよい。
The
レンズ231、232、233は、ロッドインテグレータ210からの出射光を映像生成部300における各DMD上に略結像するリレーレンズである。ミラー242は、レンズ232とレンズ233との間において光路を約90度変更するミラーである。
The
映像生成部300は、導光光学系200からの光を制御部からの映像信号によって変調して映像光を生成する。映像生成部300は、DMD310R、310G、310Bと、全反射プリズム320と、カラープリズム330とを備えている。
The
全反射プリズム320は、透光性部材からなるプリズム321とプリズム322とで構成される。プリズム321とプリズム322との近接面には薄い空気層325が存在する。空気層325は、臨界角以上の角度で入射する光を全反射する。全反射した光は、カラープリズム330に入射する。
The
カラープリズム330は、透光性部材からなるプリズム331、プリズム332及びプリズム333で構成される。プリズム331とプリズム332との近接面には、赤色成分の光及び緑色成分の光を透過し、青色成分の光を反射するダイクロイックミラー335が設けられている。また、プリズム332とプリズム333との近接面には、緑色成分の光を透過し、赤色成分の光を反射するダイクロイックミラー336が設けられている。
The
DMD310R、310G、310Bは、複数の可動式の微小ミラーを有する。各微小ミラーは、基本的に1画素に相当する。DMD310R、310G、310Bは、制御部からの映像信号に基づいて各微小ミラーの角度を変更することにより、反射光を投写光学系400に向けるか否かを切り替える。より具体的には、DMD310Bには、プリズム331とプリズム332との間のダイクロイックミラー335で反射された青色成分の光が入射し、DMD310Bは、青色用の映像信号に基づいて青色成分の光を変調する。DMD310Rには、プリズム332とプリズム333との間のダイクロイックミラー336で反射された赤色成分の光が入射し、DMD310Rは、赤色用の映像信号に基づいて赤色成分の光を変調する。DMD310Gには、緑色成分の光が入射し、DMD310Gは、緑色用の映像信号に基づいて緑色成分の光を変調する。DMD310B、310R、310Gで反射された光のうち投写光学系400に入射する光は、カラープリズム330にて合成される。合成された光は、全反射プリズム320に入射する。全反射プリズム320に入射した光は、空気層325に臨界角以下で入射する。従って、この光は空気層325を透過して投写光学系400に入射する。
The
投写光学系400は、映像生成部300からの映像光を例えばスクリーン等に投写する。投写光学系400は、フォーカスやズーム等を調整するためのレンズを含む。
The projection
[1−1−2.光源装置の構成]
近年、プロジェクタ装置の光源として、レーザダイオード(Laser Diode:LD)や発光ダイオード(Light Emitting Diode:LED)などの個体光源が用いられる。この種のプロジェクタ装置における光源装置は、複数の個体光源を2次元状に配列することにより、高輝度化を図っている。
[1-1-2. Configuration of light source device]
In recent years, individual light sources such as laser diodes (LDs) and light emitting diodes (LEDs) have been used as light sources for projector devices. The light source device in this type of projector device achieves high brightness by arranging a plurality of individual light sources in a two-dimensional manner.
LDやLED等の個体光源はランプ等に比べて発熱量が多いので、個体光源を冷却する必要がある。個体光源の冷却方法としては、ヒートシンクを用いる方法、ペルチェ素子を用いる方法、液冷機構を用いる方法などがあるが、安価な冷却方法であるヒートシンクを用いる方法が好ましい。この方法では、所望の冷却性能を得るために、個体光源を離間して配列する必要がある。 An individual light source such as an LD or an LED has a higher calorific value than a lamp or the like, and thus the individual light source needs to be cooled. As a method for cooling the individual light source, there are a method using a heat sink, a method using a Peltier element, a method using a liquid cooling mechanism, etc., but a method using a heat sink, which is an inexpensive cooling method, is preferable. In this method, in order to obtain a desired cooling performance, it is necessary to arrange the individual light sources separately.
ところで、プロジェクタ装置では小型化が要望されている。プロジェクタ装置の小型化のために、個体光源の間隔を狭めることにより光束サイズを小さくし、後段の光学系を小型化することが考えられる。しかし、個体光源の間隔を狭めると、ヒートシンクによる冷却性能が低下し、個体光源の放熱が不十分となり、個体光源が破損する虞がある。 By the way, miniaturization is demanded in the projector apparatus. In order to reduce the size of the projector device, it is conceivable to reduce the size of the light beam by reducing the interval between the individual light sources, and to reduce the size of the subsequent optical system. However, if the interval between the individual light sources is narrowed, the cooling performance by the heat sink decreases, the heat radiation of the individual light sources becomes insufficient, and the individual light sources may be damaged.
そこで、本願発明者(ら)は、ヒートシンクを用いる安価な冷却方法による冷却性能を損なうことなく、光源装置及びプロジェクタ装置の高輝度化及び小型化が可能な光源装置を提案する。 Therefore, the inventors of the present application propose a light source device capable of increasing the brightness and size of the light source device and the projector device without impairing the cooling performance by an inexpensive cooling method using a heat sink.
本実施の形態の光源装置100は、LDやLED等の複数の光源を含む光源ユニットを4個備え、高輝度化を図る。その際、光源装置100は、1つの光源ユニットからの光束の各隙間に、残りの光源ユニットからの光束の各光を挿入して、これらの光源ユニットからの光束を合成する。これにより、高輝度化を図りつつ、光束サイズを小さくすることができる。その結果、後段の光学系を小さくすることができ、光源装置100及びプロジェクタ装置1の小型化が可能となる。
The
また、本実施の形態の光源装置100では、小型化のために光源ユニットの光源の間隔を狭める必要がないので、ヒートシンクを用いる安価な冷却方法による冷却性能を損なうことがない。
Further, in the
以下、光源装置100の構成について、図2〜7を用いて詳細に説明する。図2は、実施の形態1にかかる光源装置の構成を示す図である。なお、図2には、光路が矢印で示されている。また、図2には、X方向(第1方向)及びY方向(第3方向)に対して45度の角度をなす方向をW方向(第4方向)として示されている。光源装置100は、複数の光源ユニット10A、10B、10C、10Dと、複数の光合成板(複数のミラー部)20A、20B、20Cと、蛍光体ホイール30と、レンズ141、142、143、144、145、146と、拡散板151、152と、ミラー161と、ダイクロイックミラー(光合成板)171とを備える。
Hereinafter, the configuration of the
各光源ユニット10A〜10Dは同じ構成を有する。光源ユニット10A、10Bは、X方向に順に並んで配置されている。光源ユニット10A、10Bはそれぞれ、XY平面において2次元状に配列された複数の光源を有し、Z方向(第2方向)に光束BA、BBを出射する。
Each
光源ユニット10C、10Dは、Z方向に順に並んで配置されている。光源ユニット10C、10Dはそれぞれ、YZ平面において2次元状に配列された複数の光源を有し、X方向に光束BC、BDを出射する。光源ユニット10Aと光源ユニット10Cとは、略L字状に隣接している。
The light source units 10C and 10D are arranged side by side in the Z direction. Each of the light source units 10C and 10D has a plurality of light sources arranged two-dimensionally in the YZ plane, and emits light beams BC and BD in the X direction. The
図3は、光源ユニット10A〜10Dの構成を示す図である。図3は、光源ユニット10Aを−Z方向に向かってみた図である。なお、各光源ユニット10A〜10Dは同じ構成を有するので、代表して光源ユニット10Aの構成を説明する。
FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of the
光源ユニット10Aは、2次元状に略等間隔で配列された複数の光源11を有する。光源ユニット10Aは、上部光源ブロック12uと、中間光源ブロック12mと、下部光源ブロック12lと、ヒートシンク13とを有する。各光源ブロック12u、12m、12lには、Y方向に2列、X方向に4個の光源11が配列されている。すなわち、各光源ブロック12u、12m、12lには、合計8個の光源11が配列されている。光源11は、例えば、LDやLEDなどの固体光源を含む。本実施の形態では固体光源として青色光を出射するLDを用いる。LDからの出射光は、例えば、波長440〜470nmの青色光である。光源11は、LDからの出射光を平行光化するコリメートレンズを含み、光源11は略平行な光を出射する。
The
ヒートシンク13は、光源ブロック12u、12m、12lの裏面に、熱伝導性グリス等を介して、接着されている。ヒートシンク13は、光源ブロック12u、12m、12lにおける光源11で発生する熱を放熱するための部材である。
The
再び図2を参照し、光合成板20Aは、光源ユニット10Aからの光束BAと光源ユニット10Cからの光束BCとに対して45度の角度をなすように配置されている。光合成板20Aは、光源ユニット10Aからの光束BAのうちの一部の光束(実線矢印)を反射し、光源ユニット10Cからの光束BCのうち一部の光束(実線矢印)を透過する。これにより、これらの光束を合成し、合成光束(青色成分の励起光)B1としてX方向に出射する。また、光合成板20Aは、光源ユニット10Aからの光束BAのうちの残りの光束(破線矢印)を透過し、光源ユニット10Cからの光束BCのうちの残りの光束(破線矢印)を反射する。これにより、これらの光束を合成光束B1と分離して合成し、合成光束(映像光の青色成分)B4としてZ方向に出射する。
Referring to FIG. 2 again, the
光合成板20Bは、光源ユニット10Bからの光束BBと光合成板20Aからの合成光束B1とに対して45度の角度をなすように配置されている。光合成板20Bは、光源ユニット10Bからの光束BBを透過し、光合成板20Aからの合成光束B1を反射する。これにより、これらの光束を合成し、合成光束B2としてZ方向に出射する。
The
光合成板20Cは、光合成板20Bからの合成光束B2と光源ユニット10Dからの光束BDとに対して45度の角度をなすように配置されている。光合成板20Cは、光合成板20Bからの合成光束B2を透過し、光源ユニット10Dからの光束BDを反射する。これにより、これらの光束を合成し、合成光束B3としてZ方向に出射する。以下、光合成板20A〜20Cについて、図4〜6を用いてより詳細に説明する。
The light combining plate 20C is arranged to form an angle of 45 degrees with respect to the combined light beam B2 from the
図4は、光合成板20Aの構成を示す図である。図4は、光合成板20Aを光源ユニット10A側からみた図である。光合成板20Aは、ガラスなどの光透過性を有する基板21を有する。光合成板20Aは、Y方向に3分割された上部領域20Auと、中間領域20Amと、下部領域20Alとを有する。
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the
上部領域20Au及び下部領域20Alには、光を透過する透過領域23と、光を反射する反射領域22とが−Y方向に交互に配置されている。領域20Au、20Alにおける透過領域23は、光源ユニット10Cの上部光源ブロック12u及び下部光源ブロック12lからの光束BC(黒丸)を透過する。領域20Au、20Alにおける反射領域22は、光源ユニット10Aの上部光源ブロック12u及び下部光源ブロック12lからの光束BA(白丸)を反射する。
In the upper region 20Au and the lower region 20Al,
一方、中間領域20Amには、光を反射する反射領域22と、光を透過する透過領域23とが−Y方向に交互に配置されている。中間領域20Amにおける反射領域22は、光源ユニット10Cの中間光源ブロック12mからの光束BC(黒丸)を反射する。中間領域20Amにおける透過領域23は、光源ユニット10Aの中間光源ブロック12mからの光束BA(白丸)を透過する。このように、中間領域20Amにおける光源ユニット10Aからの光束BA及び光源ユニット10Cからの光束BCと、反射領域22及び透過領域23との対応関係は、上部領域20Au及び下部領域20Alにおけるそれと逆になっている。
On the other hand, in the intermediate region 20Am,
これにより、光合成板20Aは、上部領域20Au及び下部領域20Alにおいて、光源ユニット10Cからの光(黒丸)がY方向において光源ユニット10Aからの光(白丸)の間にそれぞれ挿入されるように、光源ユニット10Aからの光束BAと光源ユニット10Cからの光束BCとを合成し、合成光束(青色成分の励起光)B1として出射する。一方、光合成板20Aは、中間領域20Amにおいて、光源ユニット10Cからの光(黒丸)がY方向において光源ユニット10Aからの光(白丸)の間にそれぞれ挿入されるように、光源ユニット10Aからの光束BAと光源ユニット10Cからの光束BCとを合成光束B1と分離して合成し、合成光束(映像光の青色成分)B4として出射する。
Thereby, the
上部領域20Au及び下部領域20Alの反射領域22における基板21の光源ユニット10A側の面には、反射膜が形成されている。中間領域20Amの反射領域22における基板21の光源ユニット10C側の面には、反射膜が形成されている。なお、中間領域20Amの反射領域22における反射膜は、基板21の光源ユニット10A側の面に形成されてもよく、また、上部領域20Au及び下部領域20Alの反射領域22における反射膜は、基板21の光源ユニット10C側の面に形成されてもよい。一方、透過領域23における基板21の少なくとも一方の主面には反射防止膜が形成されている。
A reflection film is formed on the surface of the
また、反射領域22及び透過領域23の形状は、W方向に複数の入射光にわたって連続する帯状であってもよいし、入射光ごとに分離された形状であってもよい。
Moreover, the shape of the
図5は、光合成板20Bの構成を示す図である。図5には、光合成板20Bの光源ユニット10B側からみた図が示されている。光合成板20Bは、ガラスなどの光透過性を有する基板21を有する。光合成板20Bには、光を反射する反射領域22と、光を透過する透過領域23とがW方向に交互に配置されている。反射領域22は、光合成板20Aからの合成光束B1(白丸及び黒丸)を反射する。透過領域23は、光源ユニット10Bからの光束BB(縦縞丸)を透過する。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of the
これにより、光合成板20Bは、光源ユニット10Bからの光(縦縞丸)がW方向において光合成板20Aからの合成光束B1のうちの光源ユニット10Aからの光(白丸)の間に挿入されるように、光合成板20Aからの合成光束B1と光源ユニット10Bからの光束BBとを合成し、合成光束(青色成分の励起光)B2として出射する。
Thereby, the
反射領域22における基板21の光合成板20A側の面には、反射膜が形成されている。なお、反射領域22における反射膜は、基板21の光源ユニット10B側の面に形成されてもよい。一方、透過領域23における基板21の少なくとも一方の主面には反射防止膜が形成されている。
A reflective film is formed on the surface of the
また、反射領域22及び透過領域23の形状は、Y方向に複数の入射光にわたって連続する帯状であってもよいし、入射光ごとに分離された形状であってもよい。
Moreover, the shape of the
図6は、光合成板20Cの構成を示す図である。図6には、光合成板20Cの光合成板20B側の面が示されている。光合成板20Cは、ガラスなどの光透過性を有する基板21を有する。光合成板20Cには、光を反射する反射領域22と、光を透過する透過領域23とが、W方向に交互に配置されると共にY方向に交互に配置されている。透過領域23は、光合成板20Bからの合成光束B2(白丸、黒丸及び縦縞丸)を透過する。反射領域22は、光源ユニット10Dからの光束BD(横縞丸)を反射する。
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the photosynthetic plate 20C. FIG. 6 shows a surface of the light combining plate 20C on the side of the
これにより、光合成板20Cは、光源ユニット10Dからの光(横縞丸)がW方向において光合成板20Bからの合成光束B2のうちの光源ユニット10Cからの光(黒丸)の間に挿入されるように、かつ、光源ユニット10Dからの光(横縞丸)がY方向において光合成板20Bからの合成光束B2のうちの光源ユニット10Bからの光(縦縞丸)の間に挿入されるように、光合成板20Bからの合成光束B2と光源ユニット10Dからの光束BDとを合成し、合成光束(青色成分の励起光)B3として出射する。
As a result, the light combining plate 20C is inserted so that the light (horizontal stripe circle) from the light source unit 10D is inserted between the light from the light source unit 10C (black circle) in the combined light beam B2 from the
反射領域22における基板21の光源ユニット10D側の面には、反射膜が形成されている。なお、反射膜は、基板21の光合成板20B側の面に形成されてもよい。一方、透過領域23における基板21の少なくとも一方の主面には反射防止膜が形成されている。
A reflective film is formed on the surface of the
また、透過領域23の形状は、Y方向に複数の入射光にわたって連続する帯状であり、かつ、W方向に複数の入射光にわたって連続する帯状であってもよいし、入射光ごとに分離された形状であってもよい。
Further, the shape of the
なお、各光源ユニット10A〜10Dは、各光合成板20A〜20Cにおいて前述した各領域に光束が入射するように位置が調整される。本実施の形態では、光源ユニット10Cは、図4に示すように、光合成板20Aにおいて、光源ユニット10Cの各光源11からの光の入射位置(黒丸)が、光源ユニット10Aの各光源11からの光の入射位置(白丸)に対して、光源ユニット10Aの光の入射位置の間隔の1/2だけY方向にずれるように、配置される。光源ユニット10Bは、図5に示すように、光合成板20Bにおいて、光源ユニット20Bの各光源11からの光の入射位置(縦縞丸)が、光源ユニット10Aの各光源11からの光の入射位置(白丸)に対して、光源ユニット10Aの光の入射位置の間隔の1/2だけW方向にずれるように、配置される。光源ユニット10Dは、図6に示すように、光合成板20Cにおいて、光源ユニット10Dの各光源11からの光の入射位置(横縞丸)が、光源ユニット10Cの各光源11からの光の入射位置(黒丸)に対して光源ユニット10Cの光の入射位置の間隔の1/2だけW方向にずれるように、かつ、光源ユニット10Bの各光源11からの光の入射位置(縦縞丸)に対して光源ユニット10Bの光の入射位置の間隔の1/2だけY方向にずれるように、配置される。
The positions of the
再び図2を参照し、レンズ141は、光合成板20Cからの光束B3を集光するコンデンサレンズである。レンズ142は、レンズ141からの光束を平行光化する凹レンズである。拡散板151は、レンズ142からの光束を拡散する拡散板である。拡散板151及び後述する拡散板152は、例えば、表面に微細な凹凸が形成されたガラス基板からなる。なお、凹凸は、拡散板151、152の片面に形成されてもよいし、両面に形成されてもよい。
Referring to FIG. 2 again, the
レンズ143及びレンズ144は、励起光を蛍光体ホイール30の蛍光体上に集光するコンデンサレンズである。また、レンズ143及びレンズ144は、蛍光体からの出射光を平行光化する。
The
蛍光体ホイール30は、入射する青色の光B3を励起光として、光の入射方向と反対方向に黄色(赤色+緑色)の蛍光Y1を発光する反射型蛍光体ホイールの一例である。図7(a)は、蛍光体ホイール30を横からみた図であり、図7(b)は、蛍光体ホイール30を励起光の入射方向からみた図である。蛍光体ホイール30は、基板31と、モータ32と、蛍光体33とを有する。
The
基板31は、励起光の入射方向に平行な回転軸30Xを中心とする円盤状をなしている。モータ32は、基板31の中心に設けられ、基板31を回転軸30Xを中心として回転させる。
The
蛍光体33は、基板21の入射面側に、環状に塗布されて形成される。なお、蛍光体33は、基板21に形成された反射膜上に形成される。蛍光体33は、青色の励起光を効率的に吸収して、黄色(赤色+緑色)の蛍光を効率的に発光する。なお、蛍光体33は、温度消光に対する耐性が高い蛍光体であることが好ましい。蛍光体33としては、セリウム付活ガーネット構造蛍光体(Y3Al5O12:Ce3+)、静的な無機蛍光体セラミック等が用いられる。なお、蛍光体33に代えて燐光体が用いられてもよい。
The
レンズ145は、第2の光源ユニット10Bからの出射光を集光するコンデンサレンズである。拡散板152は、レンズ145の集光点近傍に配置され、レンズ145からの光を拡散させる拡散板である。レンズ146は、拡散板152からの光を平行光化するコンデンサレンズである。ミラー161は、レンズ146からの光の光路を約90度変更するミラーである。
The
ダイクロイックミラー171は、拡散板151からの光及びレンズ143からの光、並びにミラー161からの光に対して略45度の角度をなすように配置される。ダイクロイックミラー171は、青色の光を透過し、黄色の光を反射する特性を有するダイクロイックミラーである。具体的には、ダイクロイックミラー171は、拡散板151からの青色の光束(励起光)B3を透過して蛍光体ホイール30に導く。また、ダイクロイックミラー171は、ミラー161からの青色の光束(映像光)B4を透過すると共に、レンズ143からの黄色(赤色+緑色)の光束Y1を反射して、これらの光束B4と光束Y1とが2次元状に配列された合成光を生成する。
The
なお、蛍光体ホイール30からの発光光の発光点とロッドインテグレータ210の入射面とが略共役の関係となり、拡散板152とロッドインテグレータ210の入射面とが略共役の関係となるように、各レンズの形状が調整されている。
Each of the emission points of the light emitted from the
これにより、光源装置100は、光合成板20A〜20Cによって合成された青色の光束B3を励起光として蛍光体ホイール30で発光した黄色(赤色+緑色)の光束Y1と、光合成板20Aによって分離された青色の光束B4とが合成され、2次元状に配列された光束を出射する。
Accordingly, the
[1−2.動作]
以上のように構成されたプロジェクタ装置の光源装置について、その動作を以下に説明する。図8は、光合成板20Aによる光合成動作を説明するための図である。なお、光合成板20B、20Cによる光合成動作についても、光合成板20Aによる光合成動作と同様であるため、その説明図は省略する。
[1-2. Operation]
The operation of the light source device of the projector device configured as described above will be described below. FIG. 8 is a diagram for explaining the light combining operation by the
図2、図4及び図8に示すように、光源ユニット10Aにおける上部光源ブロック12u及び下部光源ブロック12lの光源11から出射された青色の光束BA(図8において実線矢印)は、光合成板20Aの反射領域22で反射され、X方向すなわち光合成板20Bに向かう。一方、光源ユニット10Cにおける上部光源ブロック12u及び下部光源ブロック12lの光源11から出射された青色の光束BC(図8において実線矢印)は、光合成板20Aの透過領域23を透過して、X方向すなわち光合成板20Bに向かう。このようにして、光束BCと光束BAとは、光束BCにおける光がY方向において光束BAにおける隣り合う2つの光の間にそれぞれ挿入されるように合成され、合成光束B1として出射される。
As shown in FIGS. 2, 4 and 8, the blue luminous flux BA (solid arrow in FIG. 8) emitted from the
また、光源ユニット10Aにおける中間光源ブロック12mの光源11から出射された青色の光束BA(図8において破線矢印)は、光合成板20Aの透過領域23を透過して、Z方向すなわちレンズ145に向かう。一方、光源ユニット10Cにおける中間光源ブロック12mの光源11から出射された青色の光束BC(図8において破線矢印)は、光合成板20Aの反射領域22で反射され、Z方向すなわちレンズ145に向かう。このようにして、光束BCと光束BAとは、光束BCにおける光がY方向において光束BAにおける隣り合う2つの光の間にそれぞれ挿入されるように合成され、合成光束B1と分離して合成光束B4として出射される。
Further, the blue light beam BA (broken arrow in FIG. 8) emitted from the
さらに、図2及び図5に示すように、光源ユニット10Bの光源11から出射された青色の光束BBは、光合成板20Bの透過領域23を透過して、Z方向すなわち光合成板20Cに向かう。一方、光合成板20Aからの合成光B1は、光合成板20Bの反射領域22で反射され、Z方向すなわち光合成板20Cに向かう。このようにして、光束BBと合成光束B1とは、光束BBにおける光がW方向において合成光束B1のうちの光束BAにおける隣り合う2つの光の間にそれぞれ挿入されるように合成され、合成光束B2として出射される。
Further, as shown in FIGS. 2 and 5, the blue light beam BB emitted from the
さらに、図2及び図6に示すように、光合成板20Bからの合成光B2は、光合成板20Cの透過領域23を透過して、Z方向すなわちレンズ141に向かう。一方、光源ユニット10Dにおける光源11から出射される青色の光束BDは、光合成板20Cの反射領域22で反射され、Z方向すなわちレンズ141に向かう。光合成板20Cにおいて、光束BDにおける光は、W方向において合成光束B2のうちの光束BCにおける光の間に入射する。また、光合成板20Cにおいて、光束BDにおける光は、Y方向において合成光束B2のうちの光束BBにおける光の間に入射する。光合成板20Cにおいて、各光束がこのように合成され、合成光束B3として出射される。
Further, as shown in FIGS. 2 and 6, the combined light B2 from the
合成光束B3は、レンズ141、142、拡散板151、ダイクロイックミラー171、及び、レンズ143、144を通って、青色の励起光として蛍光体ホイール30に入射する。蛍光体ホイール30において、青色の合成光束B3を励起光として黄色(赤色+緑色)の光束Y1が発光され、この光束Y1はレンズ144、143を通ってダイクロイックミラー171に入射する。
The combined light beam B3 passes through the
一方、分離された青色の光束B4は、レンズ145、拡散板152、レンズ146、及び、ミラー161を通ってダイクロイックミラー171に入射する。ダイクロイックミラー171において、黄色(赤色+緑色)の光束Y1と青色の光束B4が2次元状に合成されて出射される。
On the other hand, the separated blue light beam B <b> 4 enters the
このように、4個の光源ユニット10A〜10Dからの光束を合成することにより、出射光の輝度を高めることができる(高輝度化)。
Thus, the brightness | luminance of an emitted light can be raised by synthesize | combining the light beam from four
また、光合成板20Cにおいて、光源ユニット10Aからの光束のW方向及びY方向における各隙間に他の光源ユニット10B〜10Dからの光束の光を挿入して合成するため、複数の光源ユニットを単にW方向及びY方向に並べて複数の光源ユニットの光束を合成する手法と比べて、出射光の光束サイズが大きくなることを抑制することができる。その結果、後段の光学素子(レンズ141〜146、拡散板151〜152、ミラー161及びダイクロイックミラー171等)を大きくする必要がなく、複数の光源ユニットを単にW方向及びY方向に並べて複数の光源ユニットの光束を合成する手法と比べて、光源装置100の小型化が可能である。さらに、導光光学系200、映像生成部300及び投写光学系400における光学素子を大きくする必要がないため、プロジェクタ装置1の小型化も可能である。
Further, in the light combining plate 20C, the light beams from the other light source units 10B to 10D are inserted into the respective gaps in the W direction and the Y direction of the light beam from the
なお、小型化のために、すなわち出射光の光束サイズを小さくするために、光源ユニット10A〜10Dにおける光源11の間隔を狭める必要がないので、ヒートシンク13を用いる安価な冷却機構による冷却性能が損なわれることがない。
In addition, since it is not necessary to reduce the space | interval of the
[1−3.効果等]
以上のように、本実施の形態において、光源装置100は、光源ユニット(第1光源ユニット)10Bと、光源ユニット(第2光源ユニット)10Aと、光源ユニット(第3光源ユニット)10Cと、光源ユニット(第4光源ユニット)10Dと、光合成板(第1ミラー部)20Bと、光合成板(第2ミラー部)20Cと、光合成板(第3ミラー部)20Aとを備える。光源ユニット10B、10Aは、X方向(第1方向)に並置され、Z方向(第2方向)に光を出射する複数の光源11を含む。光源ユニット10C、10Dは、Z方向に並置され、X方向に光を出射する複数の光源11を含む。光合成板20Bは、光源ユニット10Bの光源11からの出射光を透過し、光源ユニット10Cの光源11からの出射光をZ方向に反射する。光合成板20Cは、光合成板20Bからの出射光を透過し、光源ユニット10Dからの出射光をZ方向に反射する。光合成板20Aは、光源ユニット10Aの光源11からの出射光をX方向へ反射し、光源ユニット10Cの光源11からの出射光を透過し、光合成板20Bへ出射する。光合成板20A、20B、20Cは、入射した光を透過する透過領域23と、入射した光を反射する反射領域22とが交互に配置されている。
[1-3. Effect]
As described above, in the present embodiment, the
また、本実施の形態において、光源ユニット10A、10Bのそれぞれは、X方向とY方向(第3方向)とにおいてマトリクス状に配置された複数の光源11を含み、光源ユニット10C、10Dのそれぞれは、Z方向とY方向とにおいてマトリクス状に配置された複数の光源11を含み、光合成板20Bにおいて、帯状の反射領域22と帯状の透過領域23がY方向に直交するW方向(第4方向)において交互に配置され、光合成板20Cにおいて、反射領域22は、Y方向及びW方向のそれぞれにおいて、透過領域23を挟んで配置され、光合成板20Aにおいて、帯状の反射領域22と帯状の透過領域23がY方向において交互に配置され、光合成板20Bの反射領域22において、光源ユニット10Aの光源11からの光BAと、光源ユニット10Cの光源11からの光BCとがY方向において交互に入射され、かつ、光合成板20Cにおいて、光源ユニット10A〜10Dそれぞれの光源11からの光が互いに重ならずに入射されるように、光源ユニット10A〜10Dの位置が調整されている。
In the present embodiment, each of the
これにより、光合成板20Aによって、光源ユニット10Cからの光BCがY方向において光源ユニット10Aからの光BAの間に挿入されて、光源ユニット10Aからの光束BAと光源ユニット10Cからの光束BCとが合成される。また、光合成板20Bによって、光源ユニット10Bからの光BBがW方向において光合成板20Aからの合成光束B1のうちの光源ユニット10Aからの光BAの間に挿入されて、光合成板20Aからの合成光束B1と光源ユニット10Bからの光束BBとが合成される。さらに、光合成板20Cによって、光源ユニット10Dからの光BDが、W方向において光合成板20Bからの合成光束B2のうちの光源ユニット10Cからの光BCの間に挿入され、かつ、Y方向において光合成板20Bからの光束B2のうちの光源ユニット10Bからの光BBの間に挿入されて、光合成板20Bからの合成光束B2と光源ユニット10Dからの光束BDとが合成される。
Thereby, the light BC from the light source unit 10C is inserted between the light BA from the
このように、4個の光源ユニット10A〜10Dからの光束BA〜BDを合成して、出射光の輝度を高めることができる(高輝度化)。また、光源ユニット10Aからの光束のW方向及びY方向における各隙間に光源ユニット10B〜10Dからの光束の各光を挿入して合成するため、出射光の光束サイズが大きくなることを抑制することができる。その結果、後段の光学素子を大きくする必要がなく、複数の光源ユニットを単にW方向及びY方向に並べて複数の光源ユニットの光束を合成する手法と比べて、光源装置100及びプロジェクタ装置1の小型化が可能となる。
In this way, the luminous fluxes BA to BD from the four
なお、小型化のために、すなわち出射光の光束サイズを小さくするために、光源ユニット10A〜10Dにおける光源11の間隔を狭める必要がないので、ヒートシンク13を用いる安価な冷却機構による冷却性能が損なわれることがない。
In addition, since it is not necessary to reduce the space | interval of the
(実施の形態2)
実施の形態2では、実施の形態1と比較して、光源装置100における光合成板20Aの位置が異なる。また、実施の形態2では、実施の形態1と比較して、光合成板20A、20B、20Cにおける反射領域22及び透過領域23の形状が異なる。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, the position of the
以下、実施の形態2にかかる光源装置の構成について、図9〜12を用いて説明する。図9は、実施の形態2にかかる光源装置の構成を示す図である。実施の形態2の光源装置100において、光合成板20Aは、光源ユニット10Aからの光束BAと光源ユニット10Dからの光束BDとを受けるように配置される。光合成板20Aは、光源ユニット10Aからの光束BAと光源ユニット10Dからの光束BDとに対して45度の角度をなすように配置されている。光合成板20Aは、光源ユニット10Aからの光束BAのうちの一部の光束(実線矢印)を反射し、光源ユニット10Dからの光束BDのうちの一部の光束(実線矢印)を透過する。これにより、これらの光束を合成して、合成光束(青色成分の励起光)B1としてX方向に出射する。また、光合成板20Aは、光源ユニット10Aからの光束BAのうちの残りの光束(破線矢印)を透過し、光源ユニット10Dからの光束BDのうちの残りの光束(破線矢印)を反射する。これにより、これらの光束を合成光束B1と分離して合成し、合成光束(映像光の青色成分)B4としてZ方向に出射する。
Hereinafter, the configuration of the light source device according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of the light source device according to the second embodiment. In the
光合成板20Bは、光源ユニット10Bからの光束BBと光源ユニット10Cからの光束BCとに対して45度の角度をなすように配置されている。光合成板20Bは、光源ユニット10Bからの光束BBを透過し、光源ユニット10Cからの光束BCを反射する。これにより、これらの光束を合成し、合成光束B2としてZ方向に出射する。
The
光合成板20Cは、光合成板20Aからの合成光束B1と光合成板20Bからの合成光束B2とに対して45度の角度をなすように配置されている。光合成板20Cは、光合成板20Aからの合成光束B1を反射し、光合成板20Bからの合成光束B2を透過する。これにより、これらの光束を合成し、合成光束B3としてZ方向に出射する。以下、光合成板20A〜20Cについて、図10〜12を用いてより詳細に説明する。
The light combining plate 20C is disposed at an angle of 45 degrees with respect to the combined light beam B1 from the
図10は、光合成板20Aの構成を示す図である。図10は、光合成板20Aを光源ユニット10A側からみた図である。光合成板20Aにおける上部領域20Au及び下部領域20Alには、光を反射する反射領域22と、光を透過する透過領域23とがW方向に交互に配置されている。領域20Au、20Alにおける反射領域22は、光源ユニット10Aの上部光源ブロック12u及び下部光源ブロック12lからの光束BA(白丸)を反射する。領域20Au、20Alにおける透過領域23は、光源ユニット10Dの上部光源ブロック12u及び下部光源ブロック12lからの光束BD(横縞丸)を透過する。
FIG. 10 is a diagram illustrating the configuration of the
一方、光合成板20Aにおける中間領域20Amには、光を透過する透過領域23と、光を反射する反射領域22とがW方向に交互に配置されている。中間領域20Amにおける透過領域23は、光源ユニット10Aの中間光源ブロック12mからの光束BA(白丸)を透過する。中間領域20Amにおける反射領域22は、光源ユニット10Dの中間光源ブロック12mからの光束BD(黒丸)を反射する。このように、中間領域20Amにおける光源ユニット10Aからの光束BA及び光源ユニット10Dからの光束BDと、透過領域23及び反射領域22との対応関係は、上部領域20Au及び下部領域20Alにおけるそれと逆になっている。
On the other hand, in the intermediate region 20Am of the
これにより、光合成板20Aは、上部領域20Au及び下部領域20Alにおいて、光源ユニット10Dからの光(横縞丸)がW方向において光源ユニット10Aからの光(白丸)の間にそれぞれ挿入されるように、光源ユニット10Aからの光束BAと光源ユニット10Dからの光束BDとを合成し、合成光束(青色成分の励起光)B1として出射する。一方、光合成板20Aは、中間領域20Amにおいて、光源ユニット10Dからの光(横縞丸)がW方向において光源ユニット10Aからの光(白丸)の間にそれぞれ挿入されるように、光源ユニット10Aからの光束BAと光源ユニット10Dからの光束BDとを合成光束B1と分離して合成し、合成光束(映像光の青色成分)B4として出射する。
Thus, the
図11は、光合成板20Bの構成を示す図である。図11には、光合成板20Bの光源ユニット10B側からみた図が示されている。光合成板20Bには、光を反射する反射領域22と、光を透過する透過領域23とがW方向に交互に配置されている。反射領域22は、光源ユニット10Cからの光束BC(黒丸)を反射する。透過領域23は、光源ユニット10Bからの光束BB(縦縞丸)を透過する。
FIG. 11 is a diagram illustrating the configuration of the
これにより、光合成板20Bは、光源ユニット10Bからの光(縦縞丸)がW方向において光源ユニット10Cからの光(黒丸)の間に挿入されるように、光源ユニット10Bからの光束BBと光源ユニット10Cからの光束BCとを合成し、合成光束(青色成分の励起光)B2として出射する。
As a result, the
図12は、光合成板20Cの構成を示す図である。図12には、光合成板20Cの光合成板20B側の面が示されている。光合成板20Cには、光を反射する反射領域22と、光を透過する透過領域23とが、Y方向に交互に配置されている。反射領域22は、光合成板20Aからの合成光束B1(白丸及び横縞丸)を反射する。透過領域23は、光合成板20Bからの合成光束B2(黒丸及び縦縞丸)を透過する。
FIG. 12 is a diagram showing the configuration of the photosynthetic plate 20C. FIG. 12 shows a surface of the photosynthesis plate 20C on the
これにより、光合成板20Cは、光合成板20Aからの光(白丸、横縞丸)がY方向において光合成板20Bからの光(黒丸及び縦縞丸)の間に挿入されるように、光合成板20Aからの合成光束B1と光合成板20Bからの合成光束B2とを合成し、合成光束(青色成分の励起光)B3として出射する。
As a result, the light combining plate 20C has the light from the
以上のように、本実施の形態2において、光源装置100は、光源ユニット(第1光源ユニット)10Bと、光源ユニット(第2光源ユニット)10Aと、光源ユニット(第3光源ユニット)10Cと、光源ユニット(第4光源ユニット)10Dと、光合成板(第1ミラー部)20Bと、光合成板(第2ミラー部)20Cと、光合成板(第3ミラー部)20Aとを備える。光源ユニット10B、10Aは、X方向(第1方向)に並置され、Z方向(第2方向)に光を出射する複数の光源11を含む。光源ユニット10C、10Dは、Z方向に並置され、X方向に光を出射する複数の光源11を含む。光合成板20Bは、光源ユニット10Bの光源11からの出射光を透過し、光源ユニット10Cの光源11からの出射光をZ方向に反射する。光合成板20Cは、光合成板20Bからの出射光を透過し、光源ユニット10Dからの出射光をZ方向に反射する。光合成板20Aは、光源ユニット10Aの光源11からの出射光をX方向へ反射し、光源ユニット10Dの光源11からの出射光を透過し、光合成板20Cへ出射する。光合成板20A、20B、20Cは、入射した光を透過する透過領域23と、入射した光を反射する反射領域22とが交互に配置されている。
As described above, in the second embodiment, the
また、本実施の形態2において、光源装置100は、光源ユニット10A、10Bのそれぞれは、X方向とY方向(第3方向)とにおいてマトリクス状に配置された複数の光源11を含み、光源ユニット10C、10Dのそれぞれは、Z方向とY方向とにおいてマトリクス状に配置された複数の光源11を含み、光合成板20Bにおいて、帯状の反射領域22と帯状の透過領域23がY方向に直交するW方向(第4方向)において交互に配置され、光合成板20Cにおいて、帯状の反射領域22と帯状の透過領域23がY方向において交互に配置され、光合成板20Aにおいて、帯状の反射領域22と、帯状の透過領域23が市松模様状に配置され、各帯状の反射領域22と各帯状の透過領域23のそれぞれには複数の光源11からの光が入射され、光合成板20Cの反射領域22において、光源ユニット10Aの光源11からの光BAと、光源ユニット10Dの光源11からの光BDとがW方向に交互に入射され、かつ、光合成板20Cの透過領域23において、光源ユニット10Bの光源11からの光BBと、光源ユニット10Cの光源11からの光BCとがW方向において交互に入射されるように、光源ユニット10A〜10Dの位置が調整されている。
In the second embodiment, the
本実施の形態2でも、実施の形態1と同様の利点を得ることができる。すなわち、4個の光源ユニット10A〜10Dからの光束BA〜BDを合成することにより、出射光の輝度を高めることができる(高輝度化)。また、光源ユニット10Aからの光束のW方向及びY方向における各隙間に光源ユニット10B〜10Dからの光束の各光を挿入して合成するため、出射光の光束サイズが大きくなることを抑制することができる。その結果、後段の光学素子を大きくする必要がなく、光源装置100及びプロジェクタ装置1の小型化が可能である。
Also in the second embodiment, the same advantages as in the first embodiment can be obtained. That is, by combining the light beams BA to BD from the four
また、小型化のために、光源ユニット10A〜10Dにおける光源11の間隔を狭める必要がないので、ヒートシンク13を用いる安価な冷却機構による冷却性能が損なわれることがない。
Moreover, since it is not necessary to reduce the space | interval of the
(実施の形態3)
実施の形態1及び2では、光源装置100が、4つの光源ユニット10A〜10Dと3つの光合成板20A〜20Cとを備えた。実施の形態3では、光源装置100は、3つの光源ユニット10A〜10Cと2つの光合成板20A、20Bとを備える。
(Embodiment 3)
In the first and second embodiments, the
また、実施の形態1及び2では、光合成板20Aが光源ユニット10A〜10Dからの光束を合成する光合成機能に加え、蛍光体ホイール30の励起光のための青色の光束B3と映像光のための青色の光束B4とを分離する光分離機能を備えた。実施の形態3では、蛍光体ホイール30の励起光のための青色の光束B3と映像光のための青色の光束B4とを分離するための光分離板を光合成板と別に備える。
In the first and second embodiments, in addition to the light combining function in which the
以下、実施の形態3にかかる光源装置の構成について、図13〜16を用いて説明する。図13は、実施の形態3にかかる光源装置の構成を示す図である。なお、図13には、W方向と直交する方向であって、−X方向及びY方向に対して45度の角度をなす方向をV方向として示されている。実施の形態3の光源装置100は、実施の形態1の光源装置100において4つの光源ユニット10A〜10Dと3つの光合成板20A〜20Cに代えて3つの光源ユニット10A〜10Cと2つの光合成板20A、20Bとを備える。さらに、実施の形態3の光源装置100は、光分離板181とミラー162とを備える。
Hereinafter, the configuration of the light source device according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of the light source device according to the third embodiment. In FIG. 13, a direction perpendicular to the W direction and forming an angle of 45 degrees with respect to the −X direction and the Y direction is shown as the V direction. The
光源ユニット10Aは、複数の光源がXY平面に配列されるように配置され、Z方向に光束BAを出射する。
The
光源ユニット10Bと光源ユニット10Cとは、X方向において互いに対向し、光源ユニット10Aと略L字状に隣接するように、配置されている。光源ユニット10Bは、複数の光源がYZ平面に配列されるように配置され、−X方向に光束BBを出射する。光源ユニット10Cは、複数の光源がYZ平面に配列されるように配置され、X方向に光束を出射する。
The light source unit 10B and the light source unit 10C are disposed so as to face each other in the X direction and to be adjacent to the
光合成板20Aは、光源ユニット10Aからの光束BAと光源ユニット10Bからの光束BBとに対して45度の角度をなすように配置されている。光合成板20Bは、光源ユニット10Aからの光束BAと光源ユニット10Cからの光束BCとに対して45度の角度をなすように配置されている。これらの光合成板20Aと光合成板20Bとは、XZ平面において直交している。
The
光合成板20Aは、光源ユニット10Aからの光束BAを透過し、光源ユニット10Bからの光束BBを反射する。これにより、これらの光束を合成してZ方向に出射する。光合成板20Bは、光源ユニット10Aからの光束BAを透過し、光源ユニット10Cからの光束BCを反射する。これにより、これらの光束を合成してZ方向に出射する。以下、光合成板20A、20Bについて、図4、5を用いてより詳細に説明する。
The
図14は、光合成板20Aの構成を示す図である。図14は、光合成板20Aを光源ユニット10A側からみた図である。光合成板20Aには、光を透過する透過領域23と、光を反射する反射領域22とがV方向に交互に配置されている。透過領域23は、光源ユニット10Aからの光束BA(白丸)を透過する。反射領域22は、光源ユニット10Bからの光束BB(縦縞丸)を反射する。
FIG. 14 is a diagram illustrating the configuration of the
また、光合成板20Aには、Y方向における反射領域22の間に透過領域23が形成されている。これにより、光合成板20Bで反射される前に光合成板20Aに到達する光源ユニット10Cからの一部の光束BC(黒丸)を妨げることなく透過し、この光束BCを光合成板20Bに導くことができる。また、光合成板20Bで反射されて光合成板20Aに到達する光源ユニット10Cからの一部の光束BC(黒丸)を妨げることなく透過し、Z方向へ出射することができる。
In addition, a
図15は、光合成板20Bの構成を示す図である。図15は、光合成板20Bを光源ユニット10A側からみた図である。光合成板20Bには、光を透過する透過領域23と、光を反射する反射領域22とがY方向に交互に、かつ、W方向に交互に配置されている。透過領域23は、光源ユニット10Aからの光束BA(白丸)を透過する。反射領域22は、光源ユニット10Cからの光束BC(黒丸)を反射する。
FIG. 15 is a diagram illustrating the configuration of the
また、光合成板20Bには、Y方向における反射領域22の間に透過領域23が形成されている。これにより、光合成板20Aで反射される前に光合成板20Bに到達する光源ユニット10Bからの一部の光束BB(縦縞丸)を妨げることなく透過し、この光束BBを光合成板20Aに導くことができる。また、光合成板20Aで反射されて光合成板20Bに到達する光源ユニット10Bからの一部の光束BB(縦縞丸)を妨げることなく透過し、Z方向へ出射することができる。
In addition, a
以上の構成により、光合成板20A、20Bは、光源ユニット10Bからの光(縦縞丸)がV方向において光源ユニット10Aからの光(白丸)の間に挿入されるように、かつ、光源ユニット10Cからの光(黒丸)がY方向かつW方向において光源ユニット10Aからの光(白丸)の間に挿入されるように、光源ユニット10Aからの光束BAと光源ユニット10Bからの光束BBと光源ユニット10Cからの光束BCとを合成し、合成光束として出射する。
With the above configuration, the
図13に戻り、光分離板181は、光合成板20A、20Bからの合成光束に対して45度の角度をなすように配置されている。光分離板181は、合成光束における一部の光束を透過して、合成光束(青色成分の励起光)B3としてZ方向に出射する。また、光分離板181は、合成光束における残りの光束を反射して、これらの光束を合成光束B3と分離し、合成光束(映像光の青色成分)B4としてX方向と逆方向に出射する。以下、光分離板181について、図16を用いてより詳細に説明する。
Returning to FIG. 13, the
図16は、実施の形態3にかかる光分離板181の構成を示す図である。図16は、光分離板181を光源ユニット10A側からみた図である。光分離板181は、ガラスなどの光透過性を有する基板21を有する。光分離板181は、−Y方向に3分割された上部領域20Auと、中間領域20Amと、下部領域20Alとを有する。
FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration of the
上部領域20Au及び下部領域20Alには、光を透過する透過領域23のみが配置されている。これらの領域20Au、20Alにおける透過領域23は、光合成板20A、20Bからの光束を透過する。
In the upper region 20Au and the lower region 20Al, only the
一方、中間領域20Amには、光を反射する反射領域22と、光を透過する透過領域23とがV方向に交互に配置されている。中間領域20Amにおける反射領域22は、光合成板20A、20Bからの光束のうちの当該中間領域20Amに入射する光束(白丸)を反射する。中間領域20Amにおける透過領域23は、光合成板20A、20Bからの光束のうちの当該中間領域20Amに入射する光束(黒丸及び縦縞丸)を透過する。
On the other hand, in the intermediate region 20Am,
これにより、光分離板181は、光合成板20A、20Bからの光束のうちの上部領域20Au及び下部領域20Alにおける光束と、中間領域20Amにおける光源ユニット10B及び10Cからの光束BB、BC(黒丸及び縦縞丸)を、合成光束を合成光束(青色成分の励起光)B3として出射する。また、光分離板181は、光合成板20A、20Bからの光束のうちの中間領域20Amにおける光源ユニット10Aからの光束BA(白丸)を、合成光束(青色成分の励起光)B3と分離して、合成光束(映像光の青色成分)B4として出射する。
As a result, the
図13に戻り、合成光束B3は、レンズ142、拡散板151、ダイクロイックミラー171、及び、レンズ143、144を通って、青色の励起光として蛍光体ホイール30に入射する。蛍光体ホイール30において、青色の合成光束B3を励起光として黄色(赤色+緑色)の光束Y1が発光され、この光束Y1はレンズ144、143を通ってダイクロイックミラー171に入射する。
Returning to FIG. 13, the combined light beam B <b> 3 passes through the
一方、分離された青色の光束B4は、レンズ145、ミラー162、拡散板152、レンズ146、及び、ミラー161を通ってダイクロイックミラー171に入射する。なお、ミラー162は、光分離板181によって分離された合成光束(映像光の青色成分)B4の光路を略90度変更する。ダイクロイックミラー171において、黄色(赤色+緑色)の光束Y1と青色の光束B4が2次元状に合成されて出射される。
On the other hand, the separated blue light beam B <b> 4 enters the
以上のように、本実施の形態2において、光源装置100は、光源ユニット(第1光源ユニット)10Cと、光源ユニット(第2光源ユニット)10Bと、光源ユニット(第3光源ユニット)10Aと、光合成板(第1ミラー部)20Aと、光合成板(第2ミラー部)20Bとを備える。光源ユニット10Cは、X方向(第1方向)に光を出射する複数の光源11を含む。光源ユニット10Bは、光源ユニット10Cと対向して配置され、X方向と逆方向に光を出射する複数の光源11を含む。光源ユニット10Aは、Z方向(第2方向)に光を出射する複数の光源11を含む。光合成板20Aは、光源ユニット10Aの光源11からの出射光を透過し、光源ユニット10Bの光源からの出射光をZ方向に反射する。光合成板20Bは、光源ユニット10Aの光源11からの出射光を透過し、光源ユニット10Cの光源11からの出射光をZ方向に反射する。光合成板20A、20Bは、入射した光を透過する透過領域23と、入射した光を反射する反射領域22とが交互に配置されている。
As described above, in the second embodiment, the
また、本実施の形態2において、光源装置100は、光源ユニット10C、10Bのそれぞれは、Z方向とY方向とにおいてマトリクス状に配置された複数の光源11を含み、光源ユニット10Aは、X方向とY方向とにおいてマトリクス状に配置された複数の光源11を含み、光合成板20Aにおいて、反射領域22は、Y方向及びV方向のそれぞれにおいて、透過領域23を挟んで配置され、光合成板20Bにおいて、反射領域22は、Y方向及びW方向のそれぞれにおいて、透過領域23を挟んで配置され、光合成板20B、20Aにおいて、光源ユニット10C、10B、10Aそれぞれの光源11からの光が互いに重ならずに入射されるように、光源ユニット10C、10B、10Aの位置が調整されている。
In the second embodiment, in the
本実施の形態3でも、実施の形態1と同様の利点を得ることができる。すなわち、3個の光源ユニット10A〜10Cからの光束BA〜BCを合成することにより、出射光の輝度を高めることができる(高輝度化)。また、光源ユニット10Aからの光束のW方向及びY方向における各隙間に光源ユニット10B〜10Cからの光束の各光を挿入して合成するため、出射光の光束サイズが大きくなることを抑制することができる。その結果、後段の光学素子を大きくする必要がなく、光源装置100及びプロジェクタ装置1の小型化が可能である。
In the third embodiment, the same advantages as in the first embodiment can be obtained. That is, by combining the light beams BA to BC from the three
また、小型化のために、光源ユニット10A〜10Cにおける光源11の間隔を狭める必要がないので、ヒートシンク13を用いる安価な冷却機構による冷却性能が損なわれることがない。
Moreover, since it is not necessary to reduce the space | interval of the
さらに、本実施の形態3では、実施の形態1及び2に比べて光源ユニットの数及び光合成板の数が少ないので、光源装置100及びプロジェクタ装置1の更なる小型化が可能である。本実施の形態3の光源装置100は、高輝度化よりも小型化が要望される場合に好適である。
Furthermore, since the number of light source units and the number of light combining plates are smaller in the third embodiment than in the first and second embodiments, the
(実施の形態4)
実施の形態1では、光源装置100において、黄色(赤色+緑色)の光束Y1と青色の光束B4とが2次元状に配列された合成光束を生成し、映像生成部300において、3つのDMD310R、310G、310Bを用いて合成光束の赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ変調した。実施の形態4では、光源装置100において、黄色(赤色を含む)の光束、緑色の光束、青色の光束をそれぞれ異なるタイミングで出射し、映像生成部300において、1つのDMDを用いて黄色光(赤色光を含む)、緑色光、青色光をそれぞれ異なるタイミングで変調する。
(Embodiment 4)
In the first embodiment, the
以下、実施の形態4にかかるプロジェクタ装置の構成について、図17〜22を用いて説明する。図17は、実施の形態4にかかるプロジェクタ装置の構成を示す図である。実施の形態4のプロジェクタ装置1は、実施の形態1のプロジェクタ装置1と比較して、光源装置100及び映像生成部300の構成が異なる。以下、光源装置100、映像生成部300について順に説明する。
Hereinafter, the configuration of the projector apparatus according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration of the projector apparatus according to the fourth embodiment. The
図18は、実施の形態4にかかる光源装置の構成を示す図である。実施の形態4の光源装置100は、実施の形態1の光源装置100と比較して、光合成板20Aにおける反射領域22及び透過領域23の形状、及び、蛍光体ホイール30の形状が異なる。また、実施の形態4の光源装置100は、レンズ145、146、拡散板152、ミラー161に代えて、ミラー163、164、165をさらに備える。
FIG. 18 is a diagram illustrating a configuration of the light source device according to the fourth embodiment. The
実施の形態4の光合成板20Aは、図3に示す実施の形態1の光合成板20Aと比較して、光分離機能を備えない点で異なる。すなわち、光合成板20Aは、光源ユニット10Aからの光束BAの全てを反射し、光源ユニット10Cからの光束BCの全てを透過することにより、これらの光束を合成し、合成光束(青色成分の励起光)B1としてX方向に出射する。以下、光合成板20Aについて、図19を用いてより詳細に説明する。
The
図19は、実施の形態4にかかる光合成板20Aの構成を示す図である。図19に示す実施の形態4の光合成板20Aは、図4に示す実施の形態1の光合成板20Aと比較して、中間領域20Amにおける光源ユニット10Aからの光束BA及び光源ユニット10Cからの光束BCと、反射領域22及び透過領域23との対応関係が、上部領域20Au及び下部領域20Alにおけるそれと同一である点で異なる。これにより、光合成板20Aは、光分離機能を備えず、上部領域20Au、中間領域20Am及び下部領域20Alの全ての領域において、光源ユニット10Cからの光(黒丸)がY方向において光源ユニット10Aからの光(白丸)の間にそれぞれ挿入されるように、光源ユニット10Aからの光束BAと光源ユニット10Cからの光束BCとを合成し、合成光束(青色成分の励起光)B1として出射する。
FIG. 19 is a diagram illustrating a configuration of a
なお、図20に示す実施の形態4の光合成板20Bにおける反射領域22及び透過領域23の形状は、図5に示す実施の形態1の光合成板20Bと同一である。また、図21に示す実施の形態4の光合成板20Cにおける反射領域22及び透過領域23の形状は、図6に示す実施の形態1の光合成板20Bと同一である。
The shapes of the
図18に戻り、蛍光体ホイール30は、光合成板20Cからの青色の合成光束B3を励起光として、光の入射方向と反対方向に黄色の光束Y1及び緑色の光束G1(実線矢印)をそれぞれ異なるタイミングで発光する。また、蛍光体ホイール30は、光合成板20Cからの青色の光束B3を青色の光束B4(破線矢印)として透過し、黄色の光束Y1及び緑色の光束G1の出射タイミングと異なるタイミングで出射する。以下、蛍光体ホイール30について、図22を用いてより詳細に説明する。
Returning to FIG. 18, the
図22(a)は、蛍光体ホイール30を横からみた図であり、図20(b)は、蛍光体ホイール30を励起光の入射方向からみた図である。図22(b)に示す実施の形態4の蛍光体ホイール30は、図7(b)に示す実施の形態1の蛍光体ホイール30と比較して、蛍光体33の形成位置に蛍光体領域35と、蛍光体領域36と、切欠き領域37とを有する点で異なる。
FIG. 22A is a diagram of the
蛍光体領域35には、波長約450nmの光を励起光として主波長が570nmの黄色の光を発光する蛍光体が、基板31の入射面側に、回転軸30Xを中心とする扇形形状に塗布されている。蛍光体領域36には、波長約450nmの光を励起光として主波長が552nmの緑色の光を発光する蛍光体が、基板31の入射面側に、回転軸30Xを中心とする扇形形状に塗布されている。切欠き領域37は、蛍光体ホイール30の周方向における一部を、回転軸30Xを中心とする扇形形状に切り欠いて形成されている。なお、蛍光体領域35と蛍光体領域36とは、ほぼ同じ大きさの領域になるように形成されている。また、蛍光体領域35及び蛍光体領域36は、切欠き領域37よりも大きい領域として形成されている。
In the
蛍光体ホイール30は、上述した2つの蛍光体領域35、36と1つの切欠き領域37とが、1フレーム(例えば、1/60秒)で回転するように構成されている。なお、1フレームに相当する時間で蛍光体ホイール30が一回転するように、モータ32の回転速度が制御される。
The
これにより、光合成板20Cからの青色の光は、1フレームに相当する時間で、蛍光体領域35、蛍光体領域36、切欠き領域37に順に入射する。蛍光体領域35では、入射する光を励起光として黄色の蛍光が発光され、黄色の光束Y1として光の入射方向と反対方向に出射される。蛍光体領域36では、入射する光を励起光として緑色の蛍光が発光され、緑色の光束G1として光の入射方向と反対方向に出射される。一方、切欠き領域37では、入射する光はそのまま通過し、青色の光束B4として光の入射方向に出射される。
Thereby, the blue light from the light combining plate 20C is incident on the
図18に戻り、蛍光体ホイール30からの黄色の光束Y1及び緑色の光束R1は、レンズ144、143を通ってダイクロイックミラー171で反射され、出射される。一方、蛍光体ホイール30からの青色の光束B4は、レンズ145、ミラー163、164、165によって光路が90度ずつ変更されてダイクロイックミラー171を通過し、出射される。このようにして、黄色の光束Y1と、緑色の光束R1と、青色の光束B4とが異なるタイミングで出射される。
Returning to FIG. 18, the yellow light beam Y1 and the green light beam R1 from the
図17に戻り、実施の形態4の映像生成部300は、図1に示す実施の形態1の映像生成部300と比較して、3つのDMD310R、310G、310Bに代えて1つのDMD310を備え、さらにカラープリズム330を備えない点で異なる。DMD310は、全反射プリズム320を介して入射する黄色光、緑色光、青色光を、各色光の入射タイミングに合わせて制御部から受信する各色の映像信号に応じて変調し、映像光を生成する。
Returning to FIG. 17, the
本実施の形態4でも、実施の形態1と同様の利点を得ることができる。すなわち、4個の光源ユニット10A〜10Dからの光束BA〜BDを合成することにより、出射光の輝度を高めることができる(高輝度化)。また、光源ユニット10Aからの光束のW方向及びY方向における各隙間に光源ユニット10B〜10Dからの光束の各光を挿入して合成するため、出射光の光束サイズが大きくなることを抑制することができる。その結果、後段の光学素子を大きくする必要がなく、光源装置100及びプロジェクタ装置1の小型化が可能である。
In the fourth embodiment, the same advantages as in the first embodiment can be obtained. That is, by combining the light beams BA to BD from the four
また、小型化のために、光源ユニット10A〜10Dにおける光源11の間隔を狭める必要がないので、ヒートシンク13を用いる安価な冷却機構による冷却性能が損なわれることがない。
Moreover, since it is not necessary to reduce the space | interval of the
さらに、本実施の形態4では、映像生成部300においてDMDの数を少なくできるとともにカラープリズムを備える必要がないので、プロジェクタ装置1の更なる小型化が可能である。
Furthermore, in the fourth embodiment, since the number of DMDs can be reduced in the
(他の実施の形態)
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態1〜4を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態1〜4で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
(Other embodiments)
As described above,
(1)実施の形態1〜4では、3つの光源ユニット10A〜10Cと2つの光合成板20A〜20B、又は、4つの光源ユニット10A〜10Dと3つの光合成板20A〜20Cを備える光源装置100を説明した。本開示はこれに限定されず、n個の光源ユニット10とn−1個の光合成板を備える形態に適用可能である。なお、nは3以上の整数である。
(1) In the first to fourth embodiments, the
(2)また、実施の形態1〜4では、透過領域23において、ガラスなどの光透過性を有する基板21上に反射防止膜を形成したが、透過領域23は、基板21を切り欠いて形成した貫通孔やスリット等であってもよい。
(2) In the first to fourth embodiments, the antireflection film is formed on the light-transmitting
(3)また、実施の形態1〜4では、光源ユニット10A〜10Dにおける光源11の出射光の波長は全て同一であってもよいし、青色帯域(440〜470nm)において異ならせてよい。例えば、光源ユニット10Aの上部光源ブロック12u及び下部光源ブロック12l、光源ユニット10Cの上部光源ブロック12u及び下部光源ブロック12l、光源ユニット10Bの全ての光源ブロック12u、12m、12l、及び、光源ユニット10Dの全ての光源ブロック12u、12m、12lにおける光源11は、蛍光体を励起するのに好適な波長の光を発する光源であってもよい。これに対して、光源ユニット10Aの中間光源ブロック12m、及び、光源ユニット10Cの中間光源ブロック12mにおける光源11は、蛍光体で発光する黄色の蛍光光と合成されたときに所望の色が得られる波長の光を発する光源であってもよい。
(3) Moreover, in Embodiment 1-4, all the wavelengths of the emitted light of the
(4)また、実施の形態1〜4では、光変調素子としてDMDを例示したが、光変調素子は、液晶パネルであってもよい。例えば、図1のように、赤色光変調のための液晶パネル、緑色光変調のための液晶パネル、及び、青色光変調のための液晶パネルのように3つの液晶パネルを用いてもよいし、図17のように、1つの液晶パネルを用いて赤色光変調、緑色光変調、青色光変調を時間的に区別して行ってもよい。また、液晶パネルは、透過型であってもよいし、反射型であってもよい。
(4) In
(5)また、実施の形態1及び4では、光源装置100において、光合成板20Aの反射領域22と透過領域23とをY方向に交互に配置し、光合成板20Bの反射領域22と透過領域23とをW方向(主面においてY方向に直交する方向)に交互に配置し、光合成板20Cの透過領域23と反射領域22とをY方向及びW方向に交互に配置した。本開示はこれに限定されず、光合成板20Aの反射領域22と透過領域23とをY方向及びW方向(主面においてY方向に直交する方向)のうちの一方の方向に交互に配置し、光合成板20Bの反射領域22と透過領域23とをY方向及びW方向のうちの他方の方向に交互に配置し、光合成板20Cの反射領域22と透過領域23とを一方の方向に、かつ、他方の方向に交互に配置する形態であってもよい。
(5) In the first and fourth embodiments, in the
(6)また、実施の形態2では、光源装置100において、光合成板20Aの反射領域22と透過領域23とをW方向(主面においてY方向に直交する方向)に交互に配置し、光合成板20Bの反射領域22と透過領域23とをW方向に交互に配置し、光合成板20Cの透過領域23と反射領域22とをY方向に交互に配置した。本開示はこれに限定されず、光合成板20Aの反射領域22と透過領域23とをY方向及びW方向(主面においてY方向に直交する方向)のうちの一方の方向に交互に配置し、光合成板20Bの反射領域22と透過領域23とを当該一方の方向に交互に配置し、光合成板20Cの反射領域22と透過領域23とをY方向及びW方向のうちの他方の方向に交互に配置する形態であってもよい。
(6) In the second embodiment, in the
(7)また、実施の形態3では、光源装置100において、光合成板20Aの反射領域22と透過領域23とをV方向(主面においてY方向に直交する方向)に交互に配置し、光合成板20Bの反射領域22と透過領域23とをY方向にかつW方向(主面においてY方向に直交する方向)(W方向とV方向は直交)に交互に配置した。本開示はこれに限定されず、光合成板20Aの反射領域22と透過領域23とをY方向及び主面においてY方向に直交する方向のうちの一方の方向に交互に配置し、光合成板20Bの反射領域22と透過領域23とをY方向及び主面においてY方向に直交する方向のうちの他方の方向に、又は、当該一方の方向かつ他方の方向に交互に配置する形態であってもよい。
(7) In the third embodiment, in the
(8)また、実施の形態1では、光源装置100において、光合成板20Aと光合成板20Cとが分離していたが、図20に示すように、光合成板20Aと光合成板20Cは1枚の光合成板で構成されてもよい。
(8) In the first embodiment, the
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。 As described above, the embodiments have been described as examples of the technology in the present disclosure. For this purpose, the accompanying drawings and detailed description are provided.
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。 Accordingly, among the components described in the accompanying drawings and the detailed description, not only the components essential for solving the problem, but also the components not essential for solving the problem in order to illustrate the above technique. May also be included. Therefore, it should not be immediately recognized that these non-essential components are essential as those non-essential components are described in the accompanying drawings and detailed description.
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。 Moreover, since the above-mentioned embodiment is for demonstrating the technique in this indication, a various change, replacement, addition, abbreviation, etc. can be performed in a claim or its equivalent range.
本開示は、複数の光源からの光を合成して利用する光源装置、及び、この光源装置を用いた投写型映像表示装置に適用可能である。 The present disclosure is applicable to a light source device that combines and uses light from a plurality of light sources, and a projection display apparatus using the light source device.
1 プロジェクタ装置(投写型映像表示装置)
100 光源装置
10A、10B、10C、10D 光源ユニット
11 光源
12u 上部光源ユニット
12m 中間光源ユニット
12l 下部光源ユニット
13 ヒートシンク
20A、20B、20C 光合成板(ミラー部)
21 基板
22 反射領域
23 透過領域
20Au 上部領域
20Am 中間領域
20Al 下部領域
30 蛍光体ホイール
30X 回転軸
31 基板
32 モータ
33 蛍光体
35、36 蛍光体領域
37 切欠き領域
141、142、143、144、145、146 レンズ
151、152 拡散板
161、162、163、164、165 ミラー
171 ダイクロイックミラー
181 光分離板
200 導光光学系
210 ロッドインテグレータ
221、222、231、232、233 レンズ
241、242 ミラー
300 映像生成部
310R、310G、310B、310 DMD
320 全反射プリズム
321、322 プリズム
325 空気層
330 カラープリズム
331、332、333 プリズム
335、336 ダイクロイックミラー
400 投写光学系
1 Projector device (projection display device)
DESCRIPTION OF
21
320
Claims (8)
前記第2方向に並置され、前記第1方向に光を出射する複数の光源を含む第3及び第4光源ユニットと、
前記第1光源ユニットの光源からの出射光を透過し、前記第3光源ユニットの光源からの出射光を前記第2方向に反射する第1ミラー部と、
前記第1ミラー部からの出射光を透過し、前記第4光源ユニットからの出射光を前記第2方向に反射する第2ミラー部と、
前記第2光源ユニットの光源からの出射光を前記第1方向へ反射し、前記第3光源ユニットの光源からの出射光を透過し、前記第1ミラー部へ出射する第3ミラー部と、を備え、
前記第1ないし第3ミラー部は、入射した光を透過する透過領域と、入射した光を反射する反射領域とが交互に配置された
光源装置。 First and second light source units including a plurality of light sources juxtaposed in a first direction and emitting light in a second direction orthogonal to the first direction;
A third and fourth light source unit including a plurality of light sources juxtaposed in the second direction and emitting light in the first direction;
A first mirror portion that transmits the emitted light from the light source of the first light source unit and reflects the emitted light from the light source of the third light source unit in the second direction;
A second mirror part that transmits the light emitted from the first mirror part and reflects the light emitted from the fourth light source unit in the second direction;
A third mirror part that reflects light emitted from the light source of the second light source unit in the first direction, transmits light emitted from the light source of the third light source unit, and emits the light to the first mirror part; Prepared,
The first to third mirror units are light source devices in which transmission regions that transmit incident light and reflection regions that reflect incident light are alternately arranged.
前記第3ないし第4光源ユニットのそれぞれは、前記第2方向と前記第3方向とにおいてマトリクス状に配置された複数の光源を含み、
前記第1ミラー部において、帯状の反射領域と帯状の透過領域が前記第3方向に直交する第4方向において交互に配置され、
前記第2ミラー部において、前記反射領域は、前記第3方向及び第4方向のそれぞれにおいて、前記透過領域を挟んで配置され、
前記第3ミラー部において、帯状の反射領域と帯状の透過領域が前記第3方向において交互に配置され、
前記第1ミラー部の反射領域において、前記第2光源ユニットの光源からの光と、前記第3光源ユニットの光源からの光とが前記第3方向において交互に入射され、かつ、前記第2ミラー部において、前記第1ないし第4光源ユニットそれぞれの光源からの光が互いに重ならずに入射されるように、前記第1ないし第4光源ユニットの位置が調整された、
請求項1記載の光源装置。 Each of the first to second light source units includes a plurality of light sources arranged in a matrix in the first direction and a third direction orthogonal to the first and second directions,
Each of the third to fourth light source units includes a plurality of light sources arranged in a matrix in the second direction and the third direction,
In the first mirror portion, the band-shaped reflection areas and the band-shaped transmission areas are alternately arranged in a fourth direction orthogonal to the third direction,
In the second mirror portion, the reflective region is disposed across the transmissive region in each of the third direction and the fourth direction,
In the third mirror portion, band-like reflection areas and band-like transmission areas are alternately arranged in the third direction,
In the reflection region of the first mirror unit, light from the light source of the second light source unit and light from the light source of the third light source unit are alternately incident in the third direction, and the second mirror The positions of the first to fourth light source units are adjusted such that light from the respective light sources of the first to fourth light source units is incident without overlapping each other.
The light source device according to claim 1.
前記第2方向に並置され、前記第1方向に光を出射する複数の光源を含む第3及び第4光源ユニットと、
前記第1光源ユニットの光源からの出射光を透過し、前記第3光源ユニットの光源からの出射光を前記第2方向に反射する第1ミラー部と、
前記第1ミラー部からの出射光を透過し、前記第4光源ユニットからの出射光を前記第2方向に反射する第2ミラー部と、
前記第2光源ユニットの光源からの出射光を前記第1方向へ反射し、前記第4光源ユニットの光源からの出射光を透過し、前記第2ミラー部へ出射する第3ミラー部と、を備え、
前記第1ないし第3ミラー部は、入射した光を透過する透過領域と、入射した光を反射する反射領域とが交互に配置された
光源装置。 First and second light source units including a plurality of light sources juxtaposed in a first direction and emitting light in a second direction orthogonal to the first direction;
A third and fourth light source unit including a plurality of light sources juxtaposed in the second direction and emitting light in the first direction;
A first mirror portion that transmits the emitted light from the light source of the first light source unit and reflects the emitted light from the light source of the third light source unit in the second direction;
A second mirror part that transmits the light emitted from the first mirror part and reflects the light emitted from the fourth light source unit in the second direction;
A third mirror part that reflects light emitted from the light source of the second light source unit in the first direction, transmits light emitted from the light source of the fourth light source unit, and emits the light to the second mirror part; Prepared,
The first to third mirror units are light source devices in which transmission regions that transmit incident light and reflection regions that reflect incident light are alternately arranged.
前記第3ないし第4光源ユニットのそれぞれは、前記第2方向と前記第3方向とにおいてマトリクス状に配置された複数の光源を含み、
前記第1ミラー部において、帯状の反射領域と帯状の透過領域が前記第3方向に直交する第4方向において交互に配置され、
前記第2ミラー部において、帯状の反射領域と帯状の透過領域が前記第3方向において交互に配置され、
前記第3ミラー部において、帯状の反射領域と、帯状の透過領域が市松模様状に配置され、各帯状の反射領域と各帯状の透過領域のそれぞれには複数の光源からの光が入射され、
前記第2ミラー部の反射領域において、前記第2光源ユニットの光源からの光と、前記第4光源ユニットの光源からの光とが前記第4方向に交互に入射され、かつ、前記第2ミラー部の透過領域において、前記第1光源ユニットの光源からの光と、前記第3光源ユニットの光源からの光とが前記第4方向において交互に入射されるように、前記第1ないし第4光源ユニットの位置が調整された、
請求項3記載の光源装置。 Each of the first to second light source units includes a plurality of light sources arranged in a matrix in the first direction and a third direction orthogonal to the first and second directions,
Each of the third to fourth light source units includes a plurality of light sources arranged in a matrix in the second direction and the third direction,
In the first mirror portion, the band-shaped reflection areas and the band-shaped transmission areas are alternately arranged in a fourth direction orthogonal to the third direction,
In the second mirror portion, strip-shaped reflection regions and strip-shaped transmission regions are alternately arranged in the third direction,
In the third mirror portion, the belt-like reflection region and the belt-like transmission region are arranged in a checkered pattern, and light from a plurality of light sources is incident on each of the belt-like reflection region and each belt-like transmission region,
In the reflection region of the second mirror unit, light from the light source of the second light source unit and light from the light source of the fourth light source unit are alternately incident in the fourth direction, and the second mirror The first to fourth light sources so that light from the light source of the first light source unit and light from the light source of the third light source unit are alternately incident in the fourth direction in the transmission region of the unit. The position of the unit has been adjusted,
The light source device according to claim 3.
前記第1光源ユニットと対向して配置され、前記第1方向と逆方向に光を出射する複数の光源を含む第2光源ユニットと、
前記第1方向に直交する第2方向に光を出射する複数の光源を含む第3光源ユニットと、
前記第3光源ユニットの光源からの出射光を透過し、前記第2光源ユニットの光源からの出射光を前記第2方向に反射する第1ミラー部と、
前記第3光源ユニットの光源からの出射光を透過し、前記第1光源ユニットの光源からの出射光を前記第2方向に反射する第2ミラー部と、を備え、
前記第1及び第2ミラー部は、入射した光を透過する透過領域と、入射した光を反射する反射領域とが交互に配置された
光源装置。 A first light source unit including a plurality of light sources that emit light in a first direction;
A second light source unit including a plurality of light sources arranged opposite to the first light source unit and emitting light in a direction opposite to the first direction;
A third light source unit including a plurality of light sources that emit light in a second direction orthogonal to the first direction;
A first mirror portion that transmits light emitted from the light source of the third light source unit and reflects light emitted from the light source of the second light source unit in the second direction;
A second mirror portion that transmits the emitted light from the light source of the third light source unit and reflects the emitted light from the light source of the first light source unit in the second direction;
The first and second mirror units are light source devices in which transmission regions that transmit incident light and reflection regions that reflect incident light are alternately arranged.
前記第3光源ユニットは、前記第1方向と前記第3方向とにおいてマトリクス状に配置された複数の光源を含み、
前記第1及び第2ミラー部において、前記反射領域は、前記第3方向及び前記第3方向に直交する第4方向のそれぞれにおいて、前記透過領域を挟んで配置され、
前記第1及び第2ミラー部において、前記第1ないし第3光源ユニットそれぞれの光源からの光が互いに重ならずに入射されるように、前記第1ないし第3光源ユニットの位置が調整された、
請求項5記載の光源装置。 Each of the first to second light source units includes a plurality of light sources arranged in a matrix in the second direction and a third direction orthogonal to the first and second directions,
The third light source unit includes a plurality of light sources arranged in a matrix in the first direction and the third direction,
In the first and second mirror portions, the reflection region is disposed with the transmission region interposed therebetween in each of the third direction and a fourth direction orthogonal to the third direction,
In the first and second mirror units, the positions of the first to third light source units are adjusted so that light from the respective light sources of the first to third light source units is incident without overlapping each other. ,
The light source device according to claim 5.
前記光源装置からの光を映像信号によって変調して映像光を生成する映像生成部と、
前記映像光を投写する光学系とを備えた
投写型映像表示装置。 A light source device according to any one of claims 1 to 7,
A video generation unit for generating video light by modulating light from the light source device with a video signal;
A projection display apparatus comprising: an optical system that projects the image light.
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