JP2018097130A - Light source device, illumination device and projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源装置、照明装置及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, a lighting device, and a projector.
従来、プロジェクターに用いる照明装置として、複数のレーザー光源から射出した光により蛍光体を励起し、蛍光体で生成される蛍光光を照明光の一部として利用したものが知られている(例えば特許文献1)。 2. Description of the Related Art Conventionally, lighting devices used in projectors are known that excite phosphors with light emitted from a plurality of laser light sources and use fluorescent light generated by the phosphors as part of illumination light (for example, patents). Reference 1).
上記照明装置において、複数のレーザー光源から射出された光はマルチレンズアレイとその後段に設けられたレンズとによって蛍光体に均一に照射される。ところが、蛍光体上の照度分布の均一性の更なる改善が求められていた。 In the illuminating device, the light emitted from the plurality of laser light sources is uniformly irradiated onto the phosphor by the multi-lens array and the lens provided at the subsequent stage. However, further improvement in the uniformity of the illuminance distribution on the phosphor has been demanded.
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、被照明領域での照度分布の均一性を向上できる、光源装置を提供することを目的の一つとする。また、上記光源装置を備えた照明装置を提供することを目的の一つとする。また、上記光源装置又は上記照明装置を備えたプロジェクターを提供することを目的の一つとする。 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 that can improve the uniformity of the illuminance distribution in the illuminated area. Another object is to provide an illumination device including the light source device. Another object is to provide a projector including the light source device or the lighting device.
本発明の第1態様に従えば、第1の光ビームと第2の光ビームとを含む第1の光を射出する第1光源アレイと、第3の光ビームと第4の光ビームとを含む第2の光を射出する第2光源アレイと、前記第1の光が入射する第1のコリメート光学系と、前記第2の光が入射する第2のコリメート光学系と、第1の光反射面と、該第1の光反射面を含む第1の平面とは異なる第2の平面の上に設けられた第2の光反射面と、を有する第1の光反射部と、を備え、前記第1のコリメート光学系を透過した前記第1の光ビームと前記第2の光ビームとはそれぞれ、前記第1の光反射面と前記第2の光反射面とで反射され、前記第2のコリメート光学系を透過した前記第3の光ビームと前記第4の光ビームとは前記第1の光反射部に入射することなく、前記第1の光反射部で反射された前記第1の光と同じ方向に進行し、前記第1の光反射部の後段において、前記第1の光ビームと前記第2の光ビームとの間隔は、前記第3の光ビームと前記第4の光ビームとの間隔とは異なっており、かつ、前記第1の光と前記第2の光とは、前記第1の光ビームと前記第2の光ビームとが並んでいる方向とは交差する方向に並んでいる光源装置が提供される。 According to the first aspect of the present invention, a first light source array that emits first light including a first light beam and a second light beam, a third light beam, and a fourth light beam are provided. A second light source array that emits second light, a first collimating optical system on which the first light is incident, a second collimating optical system on which the second light is incident, and a first light A first light reflecting portion having a reflecting surface and a second light reflecting surface provided on a second plane different from the first plane including the first light reflecting surface. The first light beam and the second light beam that have passed through the first collimating optical system are reflected by the first light reflection surface and the second light reflection surface, respectively. The third light beam and the fourth light beam transmitted through the second collimating optical system are not incident on the first light reflecting portion, Proceeding in the same direction as the first light reflected by the first light reflecting portion, and in the subsequent stage of the first light reflecting portion, the distance between the first light beam and the second light beam is , The distance between the third light beam and the fourth light beam is different, and the first light and the second light are the first light beam and the second light beam. There is provided a light source device arranged in a direction intersecting with a direction in which the light beams are arranged.
第1態様に係る光源装置によれば、複数の発光素子の配列ピッチが互いに同じ第1光源アレイ及び第2光源アレイを用いた場合でも、第1の光反射部の後段において、第1の光ビームと第2の光ビームとの間隔と、第3の光ビームと第4の光ビームとの間隔とを異ならせることができる。これにより、被照明領域上に形成される光ビームのスポット配列の規則性を低下させることができる。よって、被照明領域の照度分布の均一性を向上できる。 According to the light source device according to the first aspect, even when the first light source array and the second light source array having the same arrangement pitch of the plurality of light emitting elements are used, the first light is reflected in the subsequent stage of the first light reflecting unit. The distance between the beam and the second light beam can be made different from the distance between the third light beam and the fourth light beam. Thereby, the regularity of the spot arrangement of the light beam formed on the illuminated region can be reduced. Therefore, the uniformity of the illuminance distribution in the illuminated area can be improved.
上記第1態様において、前記第1の光反射部の後段における前記第1の光ビームと前記第2の光ビームとの間隔は、前記第1の光反射部の前段における前記第1の光ビームと前記第2の光ビームとの間隔よりも小さいのが好ましい。
この構成によれば、光源装置から射出する光の光束径が大型化するのを防止できる。これにより、光源装置の後段に配置される光学系が大型化するのを防止できる。
In the first aspect, an interval between the first light beam and the second light beam in the subsequent stage of the first light reflecting unit is set so that the first light beam in the previous stage of the first light reflecting unit is And the distance between the second light beam and the second light beam.
According to this configuration, it is possible to prevent an increase in the diameter of the light beam emitted from the light source device. Thereby, it can prevent that the optical system arrange | positioned at the back | latter stage of a light source device enlarges.
上記第1態様において、前記第1の光は第5の光ビームと第6の光ビームとをさらに含み、前記第1の平面上に設けられた第3の光反射面と、前記第2の平面上に設けられた第4の光反射面と、を有する第2の光反射部、をさらに備え、前記第1の光反射部と前記第2の光反射部とは、前記第1の光反射面と前記第2の光反射面とが並んでいる方向とは交差する方向に並んでおり、前記第1のコリメート光学系を透過した前記第5の光ビームと前記第6の光ビームとはそれぞれ、前記第3の光反射面と前記第4の光反射面とで反射され、前記第2の光反射部の後段において、前記第5の光ビームと前記第6の光ビームとの間隔は、前記第3の光ビームと前記第4の光ビームとの間隔とは異なっているのが好ましい。
この構成によれば、被照明領域上に形成される光ビームのスポット配列の規則性がより低下するので、被照明領域の照度分布の均一性をより向上できる。
In the first aspect, the first light further includes a fifth light beam and a sixth light beam, a third light reflecting surface provided on the first plane, and the second light beam. A second light reflecting portion having a fourth light reflecting surface provided on a plane, wherein the first light reflecting portion and the second light reflecting portion are the first light and the second light reflecting portion. The fifth light beam and the sixth light beam, which are arranged in a direction intersecting with the direction in which the reflection surface and the second light reflection surface are arranged, are transmitted through the first collimating optical system. Are reflected by the third light reflecting surface and the fourth light reflecting surface, respectively, and the distance between the fifth light beam and the sixth light beam in the subsequent stage of the second light reflecting portion. Is preferably different from the distance between the third light beam and the fourth light beam.
According to this configuration, since the regularity of the spot arrangement of the light beam formed on the illuminated area is further lowered, the uniformity of the illuminance distribution in the illuminated area can be further improved.
上記第1態様において、前記第1の光は第5の光ビームと第6の光ビームとをさらに含み、前記第1の平面とは異なる第3の平面の上に設けられた第3の光反射面と、前記第3の平面とは異なる平面上に設けられた第4の光反射面と、を有する第2の光反射部、をさらに備え、前記第1の光反射部と前記第2の光反射部とは、前記第1の光反射面と前記第2の光反射面とが並んでいる方向とは交差する方向に並んでおり、前記第1のコリメート光学系を透過した前記第5の光ビームと前記第6の光ビームとはそれぞれ、前記第3の光反射面と前記第4の光反射面とで反射され、前記第2の光反射部の後段において、前記第5の光ビームと前記第6の光ビームとの間隔は、前記第3の光ビームと前記第4の光ビームとの間隔とは異なっているのが好ましい。
この構成によれば、被照明領域上に形成される光ビームのスポット配列の規則性がより低下するので、被照明領域の照度分布の均一性をより向上できる。
In the first aspect, the first light further includes a fifth light beam and a sixth light beam, and the third light is provided on a third plane different from the first plane. A second light reflecting portion having a reflecting surface and a fourth light reflecting surface provided on a plane different from the third plane; and the first light reflecting portion and the second light reflecting portion. The light reflecting portion is arranged in a direction intersecting the direction in which the first light reflecting surface and the second light reflecting surface are arranged, and transmits the first collimating optical system. 5 light beam and the sixth light beam are reflected by the third light reflection surface and the fourth light reflection surface, respectively, and the fifth light beam is reflected by the fifth light reflection portion at the rear stage of the second light reflection portion. The distance between the light beam and the sixth light beam is different from the distance between the third light beam and the fourth light beam. Preferred.
According to this configuration, since the regularity of the spot arrangement of the light beam formed on the illuminated area is further lowered, the uniformity of the illuminance distribution in the illuminated area can be further improved.
上記第1態様において、前記第1の光の進行方向と平行な方向から見たとき、前記第1の光反射面の長手方向と、前記第2の光反射面の長手方向と、前記第1の光反射面における前記第1の光ビームのスポットの長手方向と、前記第2の光反射面における前記第2の光ビームのスポットの長手方向とは、前記第1の光反射面と前記第2の光反射面とが並んでいる方向と平行であるのが好ましい。
この構成によれば、第1の光反射部を小型化できる。また、第1の光ビームと第2の光ビームとが光反射面で良好に反射されるので、光を効率良く利用できる。
In the first aspect, when viewed from a direction parallel to the traveling direction of the first light, the longitudinal direction of the first light reflecting surface, the longitudinal direction of the second light reflecting surface, and the first The longitudinal direction of the spot of the first light beam on the light reflecting surface and the longitudinal direction of the spot of the second light beam on the second light reflecting surface are the first light reflecting surface and the first light beam. It is preferable to be parallel to the direction in which the two light reflecting surfaces are arranged.
According to this configuration, the first light reflecting portion can be reduced in size. Further, since the first light beam and the second light beam are favorably reflected by the light reflecting surface, the light can be used efficiently.
本発明の第2態様に従えば、上記第1態様に係る光源装置と、前記光源装置から射出された光が入射する均一化光学系と、前記均一化光学系から射出された光が入射する波長変換素子と、を備える照明装置が提供される。 According to the second aspect of the present invention, the light source device according to the first aspect, the homogenizing optical system on which the light emitted from the light source device is incident, and the light emitted from the uniformizing optical system are incident. An illumination device including a wavelength conversion element is provided.
第2態様に係る照明装置は、第1態様に係る光源装置を備えているので、波長変換素子上における照度分布の均一性が高い。よって、高い効率で照明光を生成できる。 Since the illumination device according to the second aspect includes the light source device according to the first aspect, the illuminance distribution on the wavelength conversion element is highly uniform. Therefore, illumination light can be generated with high efficiency.
本発明の第3態様に従えば、上記第2態様に係る照明装置と、前記照明装置からの光を画像情報に応じて変調して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、を備えるプロジェクターが提供される。 According to the third aspect of the present invention, the illumination device according to the second aspect, a light modulation device that modulates light from the illumination device according to image information to form image light, and the image light is projected. A projection optical system is provided.
第3態様に係るプロジェクターは、第2態様に係る照明装置を備えているので、高い効率で画像を表示できる。 Since the projector according to the third aspect includes the illumination device according to the second aspect, it is possible to display an image with high efficiency.
本発明の第4態様に従えば、上記第1態様に係る光源装置と、前記光源装置からの光が入射する均一化光学系と、前記均一化光学系から射出された光を画像情報に応じて変調して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、を備えるプロジェクターが提供される。 According to the fourth aspect of the present invention, the light source device according to the first aspect, the homogenizing optical system on which the light from the light source device is incident, and the light emitted from the homogenizing optical system according to image information A projector is provided that includes a light modulation device that modulates the light and forms image light, and a projection optical system that projects the image light.
第4態様に係るプロジェクターは、第1態様に係る光源装置を備えるため、高い効率で画像を表示できる。 Since the projector according to the fourth aspect includes the light source device according to the first aspect, it can display an image with high efficiency.
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1実施形態)
まず、本実施形態に係るプロジェクターについて説明する。図1は本実施形態のプロジェクター1の概略構成を示す図である。
(First embodiment)
First, the projector according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a
図1に示すように、プロジェクター1は、照明装置100、色分離導光光学系200、光変調装置400R,400G,400B、クロスダイクロイックプリズム500及び投射光学系600を備える。
As shown in FIG. 1, the
本実施形態において、照明装置100は、赤色光、緑色光及び青色光を含む白色の照明光Wを射出する。
In the present embodiment, the
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、照明装置100からの白色の照明光Wを赤色光LR、緑色光LG及び青色光LBに分離し、赤色光LR、緑色光LG及び青色光LBをそれぞれが対応する光変調装置400R,400G,400Bに導光する。
The color separation light guide
色分離導光光学系200と、光変調装置400R,400G,400Bとの間には、フィールドレンズ300R,300G,300Bが配置されている。
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
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液晶パネルからなる。液晶パネルの動作モードは、TNモード、VAモード、横電界モード等、特に限定されるものではない。
The
なお、図示を省略したが、各フィールドレンズ300R,300G,300Bと各光変調装置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。
Although not shown, an incident-side polarizing plate is disposed between each
クロスダイクロイックプリズム500は、各光変調装置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。
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、投射光学系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
(照明装置)
図2は、照明装置100の構成を示す図である。図2に示すように、照明装置100は、第1光源装置5と、ホモジナイザー光学系6と、ダイクロイックミラー7と、集光光学系8と、回転蛍光板30と、第2光源装置9と、均一化照明手段14とを備えている。本実施形態において、第1光源装置5は特許請求の範囲に記載の「光源装置」に相当する。
(Lighting device)
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the
以下、図面においてXYZ座標系を用いて説明することもある。
図2において、X方向は照明装置100から射出された光の光軸(照明光軸)100axと平行な方向であり、Y方向は第1光源装置5の光軸ax1と平行な方向であり、Z方向はX方向及びY方向にそれぞれ直交する方向である。なお、第2光源装置9の光軸は第1光源装置5の光軸ax1と一致する。
Hereinafter, the XYZ coordinate system may be used in the drawings.
In FIG. 2, the X direction is a direction parallel to the optical axis (illumination optical axis) 100ax of the light emitted from the
第1光源装置5は、第1光源アレイ21と、第2光源アレイ22と、第1のコリメート光学系23と、第2のコリメート光学系24と、光合成部25とを備える。第1光源装置5は、後述する回転蛍光板30の蛍光体層33に対して励起光を照射するためのものである。
The first
第1光源アレイ21は、二次元的に配列された複数の発光素子40を有する。第1光源アレイ21において、発光素子40は、例えば、Y方向に4個、Z方向に5個、つまりYZ平面と平行な面内に20個配置されている。発光素子40は、半導体レーザーから構成される。発光素子40は光線B1を射出する。光線B1はピーク波長が例えば445nmであるレーザー光である。なお、発光素子40の数及び配列は上記に限定されることは無い。
第1光源アレイ21は、複数の光線B1からなる光線束K1を射出する。本実施形態において、光線束K1は特許請求の範囲の「第1の光」に相当する。
The first
The first
本実施形態において、複数の発光素子40は支持部材41の実装面に二次元的に配列されている。支持部材41は、例えば、アルミや銅といった放熱性に優れた金属材料からなる。これにより、発光素子40の熱を効率良く放出することが可能となっている。
In the present embodiment, the plurality of
図3は第1光源アレイ21が備える発光素子40の要部構成を示す図である。
図3に示すように、発光素子40は、光線B1を射出する光射出面40aを有している。光射出面40aは、光線B1の主光線Oの方向から視て長手方向W1と短手方向W2とを有した、略矩形状の平面形状を有している。
本実施形態において、長手方向W1はZ方向と平行であり、短手方向W2はY方向と平行である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a main part of the
As shown in FIG. 3, the
In the present embodiment, the longitudinal direction W1 is parallel to the Z direction, and the short direction W2 is parallel to the Y direction.
短手方向W2は発光素子40の速軸方向であり、長手方向W1は発光素子40の遅軸方向であるので、光線B1の短手方向W2への拡がりは、光線B1の長手方向W1への拡がりよりも大きい。そのため、光線B1の断面形状BSは、長手方向W1を短軸方向、短手方向W2を長軸とした楕円形状となる。
Since the short direction W2 is the fast axis direction of the
図2に戻って、本実施形態において、第1光源アレイ21(複数の発光素子40)から射出された光は第1のコリメート光学系23に入射する。
第1のコリメート光学系23は、複数のコリメーターレンズ43を含む。各コリメーターレンズ43は、各発光素子40に対応して二次元的に配置されている。すなわち、各コリメーターレンズ43は、対応する発光素子40から射出された各光線B1を平行光に変換する。そして、光線束K1は光合成部25に入射する。
Returning to FIG. 2, in this embodiment, the light emitted from the first light source array 21 (the plurality of light emitting elements 40) enters the first collimating optical system 23.
The first collimating optical system 23 includes a plurality of
第2光源アレイ22も、二次元的に配列された複数の発光素子40を有する。第2光源アレイ22の規格は第1光源アレイ21の規格と同じである。ここで、規格とは、発光素子40の配列の仕方およびそのピッチを意味している。
The second
すなわち、第2光源アレイ22において、発光素子40はX方向に4個、Z方向に5個、つまりXZ平面と平行な面内に20個配置されている。これにより、発光素子40は光線B2をY方向に向けて射出するようになっている。光線B2は、ピーク波長が例えば445nmであるレーザー光である。なお、光線B2の断面形状は、Z方向を短軸方向、X方向を長軸方向とした楕円形状である。第2光源アレイ22は、複数の光線B2からなる光線束K2を射出する。本実施形態において、光線束K2は特許請求の範囲の「第2の光」に相当する。
That is, in the second
また、第2のコリメート光学系24は、第1のコリメート光学系23と同一の構成を有し、複数のコリメーターレンズ43を含む。第2のコリメート光学系24により、各光線B2は平行光に変換される。光線束K2は光合成部25に入射する。光合成部25は、光線束K1,K2を合成して励起光KGを生成するものである。
The second collimating
図4Aは光合成部25の斜視図であり、図4Bは図4Aの要部拡大図である。
4A is a perspective view of the
図4A,Bに示すように、光合成部25は、複数の光反射部55と複数の光透過部56とを含む。1つの光反射部55は、XY平面と略平行に並んだ複数のミラー50を有している。Z方向に互いに隣り合っている2つの光反射部55の隙間が光透過部56として機能している。つまり、光反射部55と光透過部56とは、Z方向において交互に並んでいる。
As illustrated in FIGS. 4A and 4B, the
複数の光反射部55には、第1のコリメート光学系23を透過した複数の光線B1が入射する。複数の光透過部56には、第2のコリメート光学系24を透過した複数の光線B2が入射する。
A plurality of light beams B1 transmitted through the first collimating optical system 23 are incident on the plurality of light reflecting portions 55. A plurality of light beams B <b> 2 transmitted through the second collimating
本実施形態において、各ミラー50は基準平面Mと平行に配置されている。なお、基準平面Mは、光線束K1の光軸と45度の角度をなす面である(図2参照)。
In the present embodiment, each
このように複数のミラー50を互いに平行に配置することで、複数の光線B1を所定方向に反射することができる。よって、励起光KG(図2参照)を生成するときに第1光源アレイ21から射出された複数の光線B1を効率良く利用することができる。
Thus, by arranging the plurality of
ミラー50は、第1光源アレイ21の発光素子40と同じ数だけ設けられている。つまり、複数のミラー50は、Z方向に5段設けられ、各段は4つのミラー50を含む。各ミラー50は長手方向を有する矩形状からなる光反射面51を有し、第1光源アレイ21から射出された複数の光線B1をY方向(光軸ax1方向)に向けて反射する。第1光源アレイ21は、各光線B1が対応するいずれか1つのミラー50に入射するように位置決めされている。
The same number of
光透過部56は、光線B2を十分に透過可能なサイズに設定されている。第2光源アレイ22は、各光線B2がそれぞれ対応している光透過部56を通過するように位置決めされている。
The
図4Bに示すように、複数のミラー50は、Z方向の最上段(5段目)で互いに隣り合う2つのミラー50a、50bと、これらミラー50a,50bの下方(−Z方向)に位置するミラー50c、50dと、を含む。また、各ミラー50a、50b、50c、50dはそれぞれ光反射面51a、51b、51c、51dを有する。
As shown in FIG. 4B, the plurality of
光線束K1を構成する複数の光線B1は、ミラー50aの光反射面51aに入射する光線B1aと、ミラー50bの光反射面51bに入射する光線B1bと、ミラー50cの光反射面51cに入射する光線B1cと、ミラー50dの光反射面51dに入射する光線B1dとを含む。
The plurality of light beams B1 constituting the light beam K1 are incident on the light beam B1a incident on the
光反射面51aは特許請求の範囲に記載の「第1の光反射面」に相当し、光反射面51bは特許請求の範囲に記載の「第2の光反射面」に相当し、光反射面51cは特許請求の範囲に記載の「第3の光反射面」に相当し、光反射面51dは特許請求の範囲に記載の「第4の光反射面」に相当する。
The
光線B1aは特許請求の範囲に記載の「第1の光ビーム」に相当し、光線B1bは特許請求の範囲に記載の「第2の光ビーム」に相当し、光線B1cは特許請求の範囲に記載の「第5の光ビーム」に相当し、光線B1dは特許請求の範囲に記載の「第6の光ビーム」に相当する。 The light beam B1a corresponds to the “first light beam” described in the claims, the light beam B1b corresponds to the “second light beam” described in the claims, and the light beam B1c corresponds to the claims. The light beam B1d corresponds to the “sixth light beam” described in the claims.
また、第2光源アレイ22から射出された複数の光線B2は、ミラー50aとミラー50cとの間の隙間を通過する光線B2aと、ミラー50bとミラー50dとの間の隙間を通過する光線B2bとを含む。このように、光線B1aと光線B2aとは、光線B1aと光線B1bとが並んでいる方向とは交差する方向に並んでおり、光線B1bと光線B2bとは、光線B1aと光線B1bとが並んでいる方向とは交差する方向に並んでいる。言い換えれば、光線B1aと光線B2aとは、XY平面と交差する方向に並んでおり、光線B1bと光線B2bとは、XY平面と交差する方向に並んでいる。光線B2aは特許請求の範囲に記載の「第3の光ビーム」に相当し、光線B2bは特許請求の範囲に記載の「第4の光ビーム」に相当する。
The plurality of light beams B2 emitted from the second
図4Cは最上段に位置する光反射部55のXY平面に平行な面での断面図である。図4Cに示すように、ミラー50aは、ミラー50bよりも基準平面Mから+X方向に離れた位置に配置されている。すなわち、ミラー50aとミラー50bとは異なる平面上に配置されている。本実施形態において、ミラー50a及びミラー50bは、Z方向において同じ高さに配置され、X方向及びY方向において異なる位置に配置される。
FIG. 4C is a cross-sectional view of the light reflecting portion 55 located at the uppermost stage on a plane parallel to the XY plane. As shown in FIG. 4C, the
ミラー50aの光反射面51aは基準平面Mと平行な平面M1上に設けられ、ミラー50bの光反射面51bは平面M1とは異なり基準平面Mと平行な平面M2上に設けられている。平面M1は特許請求の範囲に記載の「第1の平面」に相当し、平面M2は特許請求の範囲に記載の「第2の平面」に相当する。
The
本実施形態において、複数の光反射部55は、第1の光反射部55Aと第2の光反射部55Bとを含む。図4A,4Bに示したように、第1の光反射部55はミラー50a(光反射面51a)とミラー50b(光反射面51b)とを含む。第2の光反射部55Bは、ミラー50c(光反射面51c)とミラー50d(光反射面51d)とを含む。ここで、光線束K1の光軸の基準平面Mへの射影と平行な方向を第1方向Aと定義する。第1の光反射部55Aと第2の光反射部55Bとは、第1方向Aと交差する方向(Z方向)に並んでいる(図4B参照)。
In the present embodiment, the plurality of light reflecting portions 55 includes a first
ミラー50cとミラー50aとは、Z方向において互いに異なる高さに配置され、X方向及びY方向において互いに同じ位置に配置されている。また、ミラー50dとミラー50bとは、Z方向において互いに異なる高さに配置され、X方向及びY方向において互いに同じ位置に配置されている。すなわち、本実施形態において、ミラー50cの光反射面51cは上記平面M1上に設けられ、ミラー50dの光反射面51dは上記平面M2上に設けられている(図4C参照)。
The
1つの光反射部55が有する複数のミラー50は、互いに基準平面Mとの距離が異なっている(図4C参照)。すなわち、略第1方向Aに沿って配置されている各ミラー50は、互いに異なる面上に位置している。なお、Z方向に沿って並ぶ各ミラー50(例えば、ミラー50a,50c或いはミラー50b,50d)は、同一面上(基準平面Mから同じ距離)に位置している。
The plurality of
光合成部25は、第1光源アレイ21から射出された複数の光線B1の間隔を光合成部25の前段と後段との間で異ならせる。本実施形態では後で説明するように、光合成部25の後段における光線束K1の光束幅が光合成部25の前段における光線束K1の光束幅よりも小さくなるように、複数のミラー50の基準平面Mに対する各位置を設定した。
The
複数の光線B1はそれぞれ対応した光反射面51で反射される。具体的には、光線B1aと光線B1bとはそれぞれ、光反射面51aと光反射面51bとで反射され、光線B1cと光線B1dとはそれぞれ、光反射面51cと光反射面51dとで反射される。
The plurality of light beams B1 are reflected by the corresponding
光線B2a、B2bを含む複数の光線B2は、いずれの光反射部に入射することなく複数の光透過部56を通過し、光合成部25で反射された複数の光線B1(光線B1a,B1b、B1c,B1d)と同じY方向(光軸ax1方向)に進む。
The plurality of light beams B2 including the light beams B2a and B2b pass through the plurality of
ここで、仮に、基準平面M(すなわち同一の平面)上に配置された光反射面51a,51bによって光線B1a,B1bをそれぞれ反射させたとすると、反射の前後において、光線B1a,B1bの間隔は変化しない。そのため、第1の光反射部55Aの後段において、光線B1a,B1bの間隔は光線B2a,B2bの間隔と等しくなる。
Here, if the light beams B1a and B1b are reflected by the
これに対し、本実施形態では、互いに異なる平面M1,M2上にそれぞれ配置された光反射面51a,51bによって光線B1a,光線B1bをそれぞれ反射させているので、光線B1aと光線B1bとの間隔は反射の前後で異なっている。同様に、光線B1c,B1dは光反射面51c,51dで反射されるので、該光線B1c,B1d間の間隔も反射の前後で異なっている。
On the other hand, in the present embodiment, since the light beams B1a and B1b are reflected by the
一方、本実施形態において、光線B2aと光線B2bとは第1の光反射部55Aに入射しないため、光線B2a,B2bとの間隔は光合成部25の前後で同じである。
On the other hand, in the present embodiment, since the light beam B2a and the light beam B2b do not enter the first
本実施形態の光合成部25によれば、第1の光反射部55Aの後段において、光線B1aと光線B1bとの間隔D1が光線B2aと光線B2bとの間隔D2と異なっている。また、第2の光反射部55Bの後段において、光線B1cと光線B1dとの間隔D3が光線B2aと光線B2bとの間隔D2と異なっている。ただし、間隔D1は間隔D3と等しい。
According to the
本実施形態においては、間隔D1が第1の光反射部55Aによって縮小され、間隔D3が第2の光反射部55Bによって縮小され、間隔D1および間隔D3が間隔D2よりも小さくなるように、ミラー50a,50b,50c、50dを配置した。Z方向と平行な方向から見たとき、光線B1a,B1b,B1c,B1dを含む複数の光線B1からなる光線束K1の光束径は光合成部25によって縮小されている。
In the present embodiment, the mirror is arranged such that the distance D1 is reduced by the first
このように、光合成部25は、光線束K1及び光線束K2を合成して励起光KGを生成する際、光線束K1の光束幅を縮小する。本実施形態によれば、光束幅を縮小した光線束K1を用いて励起光KGを生成するため、励起光KGの光束径が大きくなるのを防止できる。これにより、励起光KGが入射する後段の光学系(例えば、ホモジナイザー光学系6)が大型化するのを防止できる。
As described above, when the
ところで、上述したように各光線B1,B2の断面形状は、いずれもZ方向を短軸とする楕円状となっている。本実施形態において、複数の発光素子40各々の遅軸方向(図3に示した長手方向W1に相当)は、ミラー50の配列方向(Z方向)と平行となっている。すなわち、各光線B1,B2は、ミラー50の短辺方向に各々の短軸方向を一致させた状態となる。これにより、光線B1aは、光反射面51a上において、該光反射面51aの長手方向と平行な方向に長軸を有した楕円状のスポットを形成する。また、光線B2aは、光反射面51b上において、該光反射面51bの長手方向と平行な方向に長軸を有した楕円状のスポットを形成する。
Incidentally, as described above, the cross-sectional shapes of the light beams B1 and B2 are all elliptical with the Z direction as the minor axis. In the present embodiment, the slow axis direction (corresponding to the longitudinal direction W1 shown in FIG. 3) of each of the plurality of
一方、各光線B1,B2の長軸方向とミラー50短辺方向とが一致する場合、例えば、光線B2の一部がミラー50により反射されることで光軸ax1側に射出することができない。すなわち、複数の光線B1,B2を合成して励起光KGを生成するときに損失が発生する。損失を防ぐためには、Z方向に互い隣り合う2つの光線の間隔を大きくして、光線B1が光透過部56に入射せず、光線B2が光反射部55に入射しないようにしなければならない。すなわち、光反射部55の間隔が大きくなることで光合成部25自体も大型化してしまう。
On the other hand, when the major axis direction of each of the light beams B1 and B2 coincides with the short side direction of the
これに対し、本実施形態の光合成部25によれば、上述のように各光線B1,B2の短軸方向をミラー50の短辺方向と一致させている。すなわち、本実施形態において、光線束K1の進行方向と平行な方向から見たとき、光反射面51aの長手方向と、光反射面51bの長手方向と、光反射面51aにおける光線B1aのスポットの長手方向と、光反射面51bにおける光線B1bのスポットの長手方向とが、光反射面51aと光反射面51bとが並んでいる方向と平行となっている。これにより、光反射部55の間隔を小さくできるので、結果的に光合成部25を小型化できる。
On the other hand, according to the
そのため、励起光KGを生成するときに損失が発生する可能性が低い。よって、本実施形態の第1光源装置5によれば、各光線B1,B2を効率良く利用して励起光KGを生成することができる。第1光源装置5から射出された励起光KGはホモジナイザー光学系6に入射する。
Therefore, there is a low possibility that a loss occurs when the excitation light KG is generated. Therefore, according to the first
図2に戻って、ホモジナイザー光学系6は、例えば一対のレンズアレイ6aおよびレンズアレイ6bからなる。レンズアレイ6aは複数の小レンズ6amを含み、レンズアレイ6bは複数の小レンズ6bmを含む。複数の小レンズ6bmは複数の小レンズ6amとそれぞれ対応している。小レンズ6am,6bmは光軸ax1に垂直な面内において格子状に配列される。
Returning to FIG. 2, the homogenizer
ホモジナイザー光学系6は、励起光KGの被照明領域である回転蛍光板30の蛍光体層33における光強度分布を均一な状態(いわゆるトップハット分布)に変換するものである。すなわち、ホモジナイザー光学系6は特許請求の範囲に記載の「均一化光学系」に相当する。
The homogenizer
ホモジナイザー光学系6を経由した励起光はダイクロイックミラー7に入射する。ダイクロイックミラー7は励起光を反射させるとともに蛍光体層33で生成された蛍光を透過させる特性を有する。
Excitation light that has passed through the homogenizer
本実施形態において、ダイクロイックミラー7は、ホモジナイザー光学系6から集光光学系8までの光路中に、第1光源装置5の光軸ax1及び照明装置100の照明光軸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。これにより、ダイクロイックミラー7は、励起光を集光光学系8に向けて反射する。
In this embodiment, the dichroic mirror 7 is 45 with respect to each of the optical axis ax1 of the first
集光光学系8は、励起光を回転蛍光板30の蛍光体層33に向かって集光させる機能と、蛍光体層33から射出された蛍光Yを略平行化する機能とを有する。集光光学系8は、第1レンズ8a及び第2レンズ8bを備える。第1レンズ8a及び第2レンズ8bは、凸レンズからなる。
The condensing
回転蛍光板30は、モーター31により回転可能な円板32上にリング状の蛍光体層33を備える。蛍光体層33は、励起光KGによって励起されて、赤色光及び緑色光を含む蛍光Yを射出する。蛍光体層33は、例えば、YAG系蛍光体である(Y,Gd)3(Al,Ga)5O12:Ceを含有する層からなる。
The
円板32は、例えば、アルミや銅といった放熱性に優れた金属製の円板から構成されている。円板32と蛍光体層33との間に誘電体多層膜34が設けられている。誘電体多層膜34は、入射した蛍光Yを円板32とは反対側に向けて反射する。よって、回転蛍光板30は、励起光が入射する側と同じ側に向けて蛍光Yを射出する。
The disc 32 is made of a metal disc having excellent heat dissipation, such as aluminum or copper. A
ホモジナイザー光学系6において、レンズアレイ6aは複数の小レンズ6amによって励起光KGを複数の光に分割する。そして、レンズアレイ6bの各小レンズ6bmは、集光光学系8と協働することで小レンズ6amによって分割した複数の光を蛍光体層33上に重畳する。これにより、被照明領域である蛍光体層33における励起光KGの照度分布の均一性が高められる。
In the homogenizer
ところで、照明光Wとして明るい蛍光Yを得るには、蛍光体層33における励起光KGの照度分布の均一性を高める必要がある。励起光KGの照度分布の均一性を高めるには、ホモジナイザー光学系6の光入射領域に対する励起光KGの入射位置が重要となる。
By the way, in order to obtain bright fluorescence Y as the illumination light W, it is necessary to improve the uniformity of the illuminance distribution of the excitation light KG in the phosphor layer 33. In order to improve the uniformity of the illuminance distribution of the excitation light KG, the incident position of the excitation light KG with respect to the light incidence area of the homogenizer
図5はホモジナイザー光学系6に対する励起光KGの入射位置を示した図である。図6は比較例としてホモジナイザー光学系6に対する励起光KG1の入射位置を示した図である。なお、励起光KG1は、すべての複数のミラー50を基準平面M上に配置した光合成部251によって合成される光である。また、図5,6では、ホモジナイザー光学系6の光入射領域として、レンズアレイ6aの最外形のみを図示している。
FIG. 5 is a diagram showing the incident position of the excitation light KG with respect to the homogenizer
図5に示すように、励起光KGは、複数の光線B1と、複数の光線B2とが互いに異なるピッチで配置されたものとなる。これに対し、図6に示すように、励起光KG1は、複数の光線B1と、複数の光線B2とが互いに同じピッチで配置されたものとなる。 As shown in FIG. 5, the excitation light KG has a plurality of light beams B1 and a plurality of light beams B2 arranged at different pitches. On the other hand, as shown in FIG. 6, the excitation light KG1 includes a plurality of light beams B1 and a plurality of light beams B2 arranged at the same pitch.
図6に示した例では、複数の光線B1,B2が形成する複数のスポットの配列の規則性が高く、図5に示した例では、複数の光線B1,B2が形成する複数のスポットの配列の規則性が低くなっている。すなわち、励起光KGは、励起光KG1に比べて、ホモジナイザー光学系6の光入射領域上に複数のスポットをより均一に分布させる。
In the example shown in FIG. 6, the regularity of the arrangement of the plurality of spots formed by the plurality of light beams B1 and B2 is high. In the example shown in FIG. 5, the arrangement of the plurality of spots formed by the plurality of light beams B1 and B2. The regularity of is low. That is, the excitation light KG distributes a plurality of spots more uniformly on the light incident area of the homogenizer
よって、本実施形態の第1光源装置5によれば蛍光体層33における励起光KGによる照度分布の均一性を高めることができる。そのため、回転蛍光板30の蛍光体層33を均一性の高い光で照明することで、照明光として明るい蛍光Yを得ることができる。
Therefore, according to the 1st
図2に戻り、第2光源装置9は、第2光源60、第2集光光学系61、散乱板62及びコリメート光学系63を備える。
Returning to FIG. 2, the second
第2光源60は、上記第1光源アレイ21と同一構成からなる。
第2集光光学系61は、第1レンズ61a及び第2レンズ61bを備える。第2集光光学系61は、第2光源60からの青色光Bを散乱板62付近に集光する。第1レンズ61a及び第2レンズ61bは凸レンズからなる。
The second
The second condensing
散乱板62は、第2光源60からの青色光Bを散乱し、回転蛍光板30から射出される蛍光Yの配光分布に似た配光分布を有する青色光Bとする。散乱板62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63は、第1レンズ63aと、第2レンズ63bとを備え、散乱板62からの光を略平行化する。第1レンズ63a及び第2レンズ63bは凸レンズからなる。
The collimating
本実施形態において、第2光源装置9からの青色光Bはダイクロイックミラー7で反射され、回転蛍光板30から射出されダイクロイックミラー7を透過した蛍光Yと合成されて白色の照明光Wを生成する。当該照明光Wは均一化照明手段14に入射する。
In the present embodiment, the blue light B from the second
均一化照明手段14は、第1レンズアレイ125、第2レンズアレイ130、偏光変換素子140及び重畳レンズ150を含む。
The
第1レンズアレイ125は、ダイクロイックミラー7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125aを有する。複数の第1小レンズ125a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。
The
第2レンズアレイ130は、第1レンズアレイ125の複数の第1小レンズ125a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125の各第1小レンズ125aの像を光変調装置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、照明光Wの偏光方向を揃えるものである。偏光変換素子140は、例えば、偏光分離膜と位相差板とミラーとから構成されている。偏光変換素子140は、非偏光である蛍光Yの偏光方向と青色光Bの偏光方向とを揃えるため、他方の偏光成分を一方の偏光成分に、例えばP偏光成分をS偏光成分に変換する。
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光変調装置400R,400G,400Bの画像形成領域近傍で互いに重畳させる。第1レンズアレイ125、第2レンズアレイ130及び重畳レンズ150は、照明光W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
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33を高い均一性で照明することで明るい蛍光Yを得る上記第1光源装置5を備えるので、該プロジェクター1は明るい画像を表示することが可能である。
As described above, according to the
(第1変形例)
続いて、第1光源装置の第1変形例について説明する。本変形例と第1実施形態の第1光源装置5との違いは光合成部25の構成であり、それ以外の構成は共通である。以下では、第1実施形態と共通の構成及び部材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する。
(First modification)
Then, the 1st modification of a 1st light source device is demonstrated. The difference between the present modification and the first
第1実施形態の光合成部25において、ミラー50aとミラー50cとは同一の平面M1上に配置されており、ミラー50bとミラー50dとは同一の平面M2上に配置されていた。すなわち、Z方向に沿って配置されたミラー50が同一の平面上に配置されていた。
これに対し、本変形例では、Z方向に沿って配置される複数のミラー50のうち少なくともいずれかが異なる平面上に配置されている。
In the
On the other hand, in this modification, at least one of the plurality of
図7は、本変形例に係る光合成部25Aの、第1の光反射部55Aを通るXY平面と平行な面による断面図である。図7には、第1の光反射部55Aと第2の光反射部55Bとを描いてある。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the
図7に示すように、本変形例において、ミラー50aの光反射面51aは基準平面Mと平行な平面M1上に設けられ、ミラー50bの光反射面51bは平面M1とは異なり基準平面Mと平行な平面M2上に設けられている。ミラー50cの光反射面51cは平面M1とは異なり基準平面Mと平行な平面M3上に設けられ、ミラー50dの光反射面51dは平面M3とは異なり基準平面Mと平行な平面M4上に設けられている。本変形例において、平面M1,M2,M3,M4はいずれも互いに異なる平面である。
As shown in FIG. 7, in this modification, the
本変形例において、平面M3は特許請求の範囲に記載の「第3の平面」に相当し、平面M4は特許請求の範囲に記載の「第4の平面」に相当する。 In the present modification, the plane M3 corresponds to the “third plane” recited in the claims, and the plane M4 corresponds to the “fourth plane” recited in the claims.
すなわち、本変形例において、ミラー50cとミラー50aとは、Z方向において異なる高さに配置され、X方向においても異なる位置に配置されている。また、ミラー50dとミラー50bとは、Z方向において異なる高さに配置され、X方向においても異なる位置に配置されている。
That is, in this modification, the
第1の光反射部55Aが備えるミラー50のうちミラー50eは、第2の光反射部55Bが備えるミラー50のうちミラー50eとZ方向に並んでいるミラー50と同じ平面上に配置されている。また、第1の光反射部55Aが備えるミラー50のうちミラー50fは、第2の光反射部55Bが備えるミラー50のうちミラー50fとZ方向に並んでいるミラー50と同じ平面上に配置されている。
Of the
本変形例において、光線B1aは平面M1上に配置された光反射面51aで反射され、光線B1bは平面M2上に配置された光反射面51bで反射される。光線B1cは平面M3上に配置された光反射面51cで反射され、光線B1dは平面M4上に配置された光反射面51dで反射される。
In this modification, the light beam B1a is reflected by the
このように光線B1a,B1b,B1c,B1dはそれぞれ、互いに異なる平面に配置された光反射面で反射される。そのため、光合成部25Aの後段において、各光線B1a,B1b,B1c,B1dは、Z方向から平面視した状態において、X方向における位置が異なっている。
In this way, the light beams B1a, B1b, B1c, and B1d are reflected by the light reflecting surfaces arranged on different planes. Therefore, in the subsequent stage of the
このように、本変形例の光合成部25Aによれば、ミラー50a,50c、50b,50dが互いに異なる面上に配置されているため、第1実施形態の構成に比べ、ホモジナイザー光学系6の光入射領域上に形成される複数のスポットの配列の規則性をより低下させることができる。よって、回転蛍光板30の蛍光体層33をより均一性の高い光で照明することでより明るい蛍光Yを得ることができる。
As described above, according to the
なお、本変形例においては平面M4と平面M2とは互いに異なる面であったが、これに限定されない。平面M1が平面M3と異なる面であれば、平面M4が平面M2と同じ面であっても良い。また、平面M2が平面M4と異なる面であれば、平面M1が平面M3と同じ面であっても良い。 In the present modification, the plane M4 and the plane M2 are different from each other, but the present invention is not limited to this. As long as the plane M1 is a plane different from the plane M3, the plane M4 may be the same plane as the plane M2. Further, if the plane M2 is a plane different from the plane M4, the plane M1 may be the same plane as the plane M3.
(第2変形例)
続いて、第1光源装置の第2変形例について説明する。本変形例と第1実施形態の第1光源装置5との違いは光合成部25の構成であり、それ以外の構成は共通である。以下では、第1実施形態と共通の構成及び部材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する。
(Second modification)
Then, the 2nd modification of a 1st light source device is demonstrated. The difference between the present modification and the first
第1実施形態において、光反射部55は、複数の光線B1同士の間隔を縮小するように、複数のミラー50を配置していたが、本発明はこれに限定されない。
In the first embodiment, the light reflecting section 55 has the plurality of
図8は本変形例に係る光合成部25Bの要部構成を示した断面図である。図8は、光合成部25の第1の光反射部55Aを通るXY平面と平行な面での断面図である。なお、図8では、図を見易くするため、光線B1のみを図示し、光線B2の図示を省略している。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the main configuration of the
図8に示すように、略第1方向Aに沿って並ぶ複数のミラー50の少なくともいずれかは、複数の光線B1間の間隔を拡げるように配置されている。
As shown in FIG. 8, at least one of the plurality of
このように、本変形例の光合成部25Bにおいても、複数の光線B1の間隔と複数の光線B2の間隔とを異ならせることができる。よって、ホモジナイザー光学系6の光入射領域上に形成される複数のスポットの配列の規則性をより低下させることができ、回転蛍光板30の蛍光体層33を均一性の高い光で照明することで明るい蛍光Yを得ることができる。
As described above, also in the
(第2実施形態)
続いて、第2実施形態に係るプロジェクターについて説明する。第2実施形態に係るプロジェクターの投写光学系周辺の構造は、上記第1実施形態に係るプロジェクターと略同様であるが、照明装置の構成が異なる。よって、以下の説明では第1実施形態とは異なる点について詳しく説明する。また、以下では、第1実施形態と共通の構成及び部材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する。
(Second Embodiment)
Next, the projector according to the second embodiment will be described. The structure around the projection optical system of the projector according to the second embodiment is substantially the same as that of the projector according to the first embodiment, but the configuration of the illumination device is different. Therefore, in the following description, differences from the first embodiment will be described in detail. Moreover, below, the same code | symbol is attached | subjected about the same structure and member as 1st Embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted.
図9は本実施形態のプロジェクターを示す概略構成図である。
図9に示すように、プロジェクター1Aは、赤色光用照明装置101Rと、緑色光用照明装置101Gと、青色光用照明装置101Bと、光変調装置400R,400G,400Bと、フィールドレンズ300R,300G,300Bと、クロスダイクロイックプリズム500と、投射光学系600と、を備えている。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram illustrating the projector according to the present embodiment.
As shown in FIG. 9, the projector 1A includes a red
本実施形態において、赤色光用照明装置101R、緑色光用照明装置101Gおよび青色光用照明装置101B各々は、特許請求の範囲の「照明装置」に対応する。
In the present embodiment, each of the red
プロジェクター1Aは、概略すると以下のように動作する。
赤色光用照明装置101Rから射出された赤色のレーザー光からなる赤色光LRは、フィールドレンズ300Rを介して光変調装置400Rに入射して変調される。同様に、緑色光用照明装置101Gから射出された緑色のレーザー光からなる緑色光LGは、フィールドレンズ300Gを介して光変調装置400Gに入射して変調される。青色光用照明装置101Bから射出された青色のレーザー光からなる青色光LBは、フィールドレンズ300Bを介して光変調装置400Bに入射して変調される。
The projector 1A generally operates as follows.
The red light LR made of red laser light emitted from the red
以下、プロジェクター1Aの各構成要素について説明する。
赤色光用照明装置101R、緑色光用照明装置101G、および青色光用照明装置101Bは、射出される光の色が異なるだけであり、装置構成は同様である。
Hereinafter, each component of the projector 1A will be described.
The red
一例として、赤色光用のレーザー光源は、概ね585nm〜720nmの波長域にピーク波長を持つレーザー光からなる赤色光LRを射出する。緑色光用のレーザー光源は、概ね495nm〜585nmの波長域にピーク波長を持つレーザー光からなる緑色光LGを射出する。青色光用のレーザー光源は、概ね380nm〜495nmの波長域にピーク波長を持つレーザー光からなる青色光LBを射出する。 As an example, a laser light source for red light emits red light LR composed of laser light having a peak wavelength in a wavelength range of approximately 585 nm to 720 nm. The laser light source for green light emits green light LG composed of laser light having a peak wavelength in a wavelength range of approximately 495 nm to 585 nm. The laser light source for blue light emits blue light LB composed of laser light having a peak wavelength in a wavelength range of approximately 380 nm to 495 nm.
したがって、以下では、青色光用照明装置101Bについてのみ説明し、赤色光用照明装置101Rおよび緑色光用照明装置101Gについては説明を省略する。
Accordingly, only the blue
図10は青色光用照明装置101Bの概略構成を示す図である。なお、図10においては、説明の都合上、フィールドレンズ300B及び光変調装置400Bも図示している。
図10に示すように、青色光用照明装置101Bは、光源装置10と、ホモジナイザー光学系12と、重畳光学系13とを備えている。
FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of the blue
As shown in FIG. 10, the blue light illumination device 101 </ b> B includes a
光源装置10は、第1実施形態或いは変形例に係る第1光源装置5と同一構成からなる。
The
ホモジナイザー光学系12は、第1実施形態のホモジナイザー光学系6と同一の構成を有している。すなわち、ホモジナイザー光学系12は、レンズアレイ6a,6bを有している。
The homogenizer
重畳光学系13は、例えば、重畳レンズから構成され、光源装置10から射出された青色光LBをフィールドレンズ300Bと協働して被照明領域である光変調装置400B上で互いに重畳させる。
The superimposing
本実施形態の青色光用照明装置101Bによれば、被照明領域である光変調装置400B上における青色光LBの照度分布の均一性を高めることができる。また、赤色光用照明装置101R及び緑色光用照明装置101Gについても、同様に、光変調装置400R或いは光変調装置400Bの画像形成領域の照度分布の均一性を高めることができる。
According to the blue
したがって、本実施形態のプロジェクター1Aによれば、赤色光用照明装置101R、緑色光用照明装置101G及び青色光用照明装置101Bを備えるため、明るいカラー画像を表示することができる。
Therefore, according to the projector 1A of the present embodiment, since the illumination device for
なお、本発明は上記実施形態の内容に限定されることはなく、発明の主旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。 In addition, this invention is not limited to the content of the said embodiment, In the range which does not deviate from the main point of invention, it can change suitably.
例えば、上記実施形態及び変形例では、複数のミラー50が基準平面Mに平行に配置される場合を例に挙げた。すなわち、複数のミラー50が互いに平行に配置される場合を例に挙げたが、複数のミラー50は必ずしも互いに平行に配置されていなくても良い。すなわち、複数のミラー50の少なくともいずれかが基準平面Mと平行に配置されていなくても良い。
For example, in the above embodiment and the modification, the case where the plurality of
また、上記実施形態では、3つの光変調装置400R,400G,400Bを備えるプロジェクターを例示したが、1つの光変調装置でカラー画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 projector including the three
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応用する例を示したが、これに限られない。本発明による照明装置を自動車用ヘッドライトなどの照明器具にも適用することができる。 Moreover, in the said embodiment, although the example which applies the illuminating device by this invention to a projector was shown, it is not restricted to this. The lighting device according to the present invention can also be applied to lighting fixtures such as automobile headlights.
1,1A…プロジェクター、5…第1光源装置、6…ホモジナイザー光学系、10…光源装置、12…ホモジナイザー光学系、21…第1光源アレイ、22…第2光源アレイ、
23…第1のコリメート光学系、24…第2のコリメート光学系、25,25A,25B…光合成部、33…蛍光体層(波長変換素子)、51a…光反射面(第1の光反射面)、51b…光反射面(第2の光反射面)、51c…光反射面(第3の光反射面)、51d…光反射面(第4の光反射面)、55A…第1の光反射部、55B…第2の光反射部、100…照明装置、101B…青色光用照明装置、101G…緑色光用照明装置、101R…赤色光用照明装置、400B,400G,400R…光変調装置、600…投射光学系、B1a…光線(第1の光ビーム)、B1b…光線(第2の光ビーム)、B1c…光線(第5の光ビーム)、B1d…光線(第6の光ビーム)、B2a…光線(第3の光ビーム)、B2b…光線(第4の光ビーム)、D1…間隔(第1の光ビームと第2の光ビームとの間隔)、D2,D3,D4…間隔(第3の光ビームと第4の光ビームとの間隔)、K1…光線束(第1の光)、K2…光線束(第2の光)、LB…青色光(照明装置から射出する光)、LG…緑色光(照明装置から射出する光)、LR…赤色光(照明装置から射出する光)、M1…平面(第1の平面)、M2…平面(第2の平面)、M3…平面(第3の平面)、M4…平面(第4の平面)。
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF SYMBOLS 23 ... 1st collimating optical system, 24 ... 2nd collimating optical system, 25, 25A, 25B ... Photosynthesis part, 33 ... Phosphor layer (wavelength conversion element), 51a ... Light reflection surface (1st light reflection surface) ), 51b: Light reflecting surface (second light reflecting surface), 51c: Light reflecting surface (third light reflecting surface), 51d: Light reflecting surface (fourth light reflecting surface), 55A: First light Reflector, 55B ... second light reflector, 100 ... illumination device, 101B ... blue light illumination device, 101G ... green light illumination device, 101R ... red light illumination device, 400B, 400G, 400R ... light modulation device , 600 ... projection optical system, B1a ... light beam (first light beam), B1b ... light beam (second light beam), B1c ... light beam (fifth light beam), B1d ... light beam (sixth light beam) , B2a ... rays (third light beam), B2b ... rays (fourth light beam) ), D1... Interval (interval between the first light beam and the second light beam), D2, D3, D4... Interval (interval between the third light beam and the fourth light beam), K1. (First light), K2 ... light beam (second light), LB ... blue light (light emitted from the illumination device), LG ... green light (light emitted from the illumination device), LR ... red light (illumination) Light emitted from the apparatus), M1 plane (first plane), M2 plane (second plane), M3 plane (third plane), M4 plane (fourth plane).
Claims (8)
第3の光ビームと第4の光ビームとを含む第2の光を射出する第2光源アレイと、
前記第1の光が入射する第1のコリメート光学系と、
前記第2の光が入射する第2のコリメート光学系と、
第1の光反射面と、該第1の光反射面を含む第1の平面とは異なる第2の平面の上に設けられた第2の光反射面と、を有する第1の光反射部と、を備え、
前記第1のコリメート光学系を透過した前記第1の光ビームと前記第2の光ビームとはそれぞれ、前記第1の光反射面と前記第2の光反射面とで反射され、
前記第2のコリメート光学系を透過した前記第3の光ビームと前記第4の光ビームとは前記第1の光反射部に入射することなく、前記第1の光反射部で反射された前記第1の光と同じ方向に進行し、
前記第1の光反射部の後段において、前記第1の光ビームと前記第2の光ビームとの間隔は、前記第3の光ビームと前記第4の光ビームとの間隔とは異なっており、かつ、前記第1の光と前記第2の光とは、前記第1の光ビームと前記第2の光ビームとが並んでいる方向とは交差する方向に並んでいる
ことを特徴とする光源装置。 A first light source array for emitting a first light including a first light beam and a second light beam;
A second light source array that emits second light including a third light beam and a fourth light beam;
A first collimating optical system on which the first light is incident;
A second collimating optical system on which the second light is incident;
A first light reflecting portion having a first light reflecting surface and a second light reflecting surface provided on a second plane different from the first plane including the first light reflecting surface And comprising
The first light beam and the second light beam that have passed through the first collimating optical system are reflected by the first light reflection surface and the second light reflection surface, respectively.
The third light beam and the fourth light beam transmitted through the second collimating optical system are not incident on the first light reflecting portion and are reflected by the first light reflecting portion. Traveling in the same direction as the first light,
In the subsequent stage of the first light reflecting portion, the distance between the first light beam and the second light beam is different from the distance between the third light beam and the fourth light beam. In addition, the first light and the second light are arranged in a direction intersecting with a direction in which the first light beam and the second light beam are arranged. Light source device.
ことを特徴とする請求項1に記載の光源装置。 The interval between the first light beam and the second light beam in the subsequent stage of the first light reflecting unit is set so that the first light beam and the second light in the previous stage of the first light reflecting unit are separated. It is smaller than the space | interval with a beam. The light source device of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
前記第1の平面上に設けられた第3の光反射面と、前記第2の平面上に設けられた第4の光反射面と、を有する第2の光反射部、をさらに備え、
前記第1の光反射部と前記第2の光反射部とは、前記第1の光反射面と前記第2の光反射面とが並んでいる方向とは交差する方向に並んでおり、
前記第1のコリメート光学系を透過した前記第5の光ビームと前記第6の光ビームとはそれぞれ、前記第3の光反射面と前記第4の光反射面とで反射され、
前記第2の光反射部の後段において、前記第5の光ビームと前記第6の光ビームとの間隔は、前記第3の光ビームと前記第4の光ビームとの間隔とは異なっている
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の光源装置。 The first light further includes a fifth light beam and a sixth light beam;
A second light reflecting portion having a third light reflecting surface provided on the first plane and a fourth light reflecting surface provided on the second plane;
The first light reflecting portion and the second light reflecting portion are arranged in a direction intersecting with the direction in which the first light reflecting surface and the second light reflecting surface are arranged,
The fifth light beam and the sixth light beam transmitted through the first collimating optical system are reflected by the third light reflection surface and the fourth light reflection surface, respectively.
In the subsequent stage of the second light reflecting portion, the distance between the fifth light beam and the sixth light beam is different from the distance between the third light beam and the fourth light beam. The light source device according to claim 1, wherein:
前記第1の平面とは異なる第3の平面の上に設けられた第3の光反射面と、前記第3の平面とは異なる平面上に設けられた第4の光反射面と、を有する第2の光反射部、をさらに備え、
前記第1の光反射部と前記第2の光反射部とは、前記第1の光反射面と前記第2の光反射面とが並んでいる方向とは交差する方向に並んでおり、
前記第1のコリメート光学系を透過した前記第5の光ビームと前記第6の光ビームとはそれぞれ、前記第3の光反射面と前記第4の光反射面とで反射され、
前記第2の光反射部の後段において、前記第5の光ビームと前記第6の光ビームとの間隔は、前記第3の光ビームと前記第4の光ビームとの間隔とは異なっている
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の光源装置。 The first light further includes a fifth light beam and a sixth light beam;
A third light reflecting surface provided on a third plane different from the first plane; and a fourth light reflecting surface provided on a plane different from the third plane. A second light reflecting portion,
The first light reflecting portion and the second light reflecting portion are arranged in a direction intersecting with the direction in which the first light reflecting surface and the second light reflecting surface are arranged,
The fifth light beam and the sixth light beam transmitted through the first collimating optical system are reflected by the third light reflection surface and the fourth light reflection surface, respectively.
In the subsequent stage of the second light reflecting portion, the distance between the fifth light beam and the sixth light beam is different from the distance between the third light beam and the fourth light beam. The light source device according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の光源装置。 When viewed from a direction parallel to the traveling direction of the first light, the longitudinal direction of the first light reflecting surface, the longitudinal direction of the second light reflecting surface, and the first light reflecting surface The longitudinal direction of the first light beam spot and the longitudinal direction of the second light beam spot on the second light reflecting surface are the first light reflecting surface and the second light reflecting surface, respectively. The light source device according to claim 1, wherein the light source device is parallel to a direction in which the light sources are arranged.
前記光源装置から射出された光が入射する均一化光学系と、
前記均一化光学系から射出された光が入射する波長変換素子と、を備える
ことを特徴とする照明装置。 A light source device according to any one of claims 1 to 5,
A homogenizing optical system on which light emitted from the light source device is incident;
And a wavelength conversion element on which the light emitted from the homogenizing optical system is incident.
前記照明装置からの光を画像情報に応じて変調して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、を備える
ことを特徴とするプロジェクター。 A lighting device according to claim 6;
A light modulation device that modulates light from the illumination device according to image information to form image light; and
A projection optical system for projecting the image light.
前記光源装置から射出された光が入射する均一化光学系と、
前記均一化光学系からの光を画像情報に応じて変調して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、を備える
ことを特徴とするプロジェクター。 A light source device according to any one of claims 1 to 5,
A homogenizing optical system on which light emitted from the light source device is incident;
A light modulation device that modulates light from the uniformizing optical system according to image information to form image light;
A projection optical system for projecting the image light.
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