JP2018106087A - Light source device and image projection device - Google Patents

Light source device and image projection device Download PDF

Info

Publication number
JP2018106087A
JP2018106087A JP2016254572A JP2016254572A JP2018106087A JP 2018106087 A JP2018106087 A JP 2018106087A JP 2016254572 A JP2016254572 A JP 2016254572A JP 2016254572 A JP2016254572 A JP 2016254572A JP 2018106087 A JP2018106087 A JP 2018106087A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
light source
source device
phosphor
conversion element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2016254572A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
鉄平 黒沢
Teppei Kurosawa
鉄平 黒沢
大古場 稔
Minoru Okoba
稔 大古場
阿部 雅之
Masayuki Abe
阿部  雅之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2016254572A priority Critical patent/JP2018106087A/en
Publication of JP2018106087A publication Critical patent/JP2018106087A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce rays of light returning toward a light source, of rays of light emitted from the light source to an optical characteristic conversion element.SOLUTION: A light source device 1 comprises, in order from a light source 303, a polarization layer 401 that transmits first polarized light having a first polarization direction and reflects second polarized light having a second polarization direction different from the first polarization direction; a phase difference layer 402; and an optical characteristic conversion element 404 that generates characteristic conversion light having a different characteristic from that of incident light.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、画像投射装置(以下、プロジェクタという)等に使用される光源装置に関する。   The present invention relates to a light source device used in an image projection apparatus (hereinafter referred to as a projector).

プロジェクタの光源装置として、レーザー光源と蛍光体等の光特性変換素子とを含むものが用いられる。特許文献1には、青色のレーザー光を励起光として蛍光体に照射し、蛍光体によって該励起光の一部の波長が変換されて黄色の蛍光光が生成されることで、青色光と黄色光とが合成された白色光を出射する光源装置が開示されている。そして、この光源装置では、蛍光光の利用効率を向上させるために、励起光を透過して蛍光光を反射するダイクロイック膜を用いて、レーザー光源側に向かう蛍光光を本来の出射方向に導く構成が開示されている。   As a light source device for a projector, an apparatus including a laser light source and a light characteristic conversion element such as a phosphor is used. In Patent Document 1, a phosphor is irradiated with blue laser light as excitation light, and a part of the wavelength of the excitation light is converted by the phosphor to generate yellow fluorescent light. A light source device that emits white light combined with light is disclosed. And in this light source device, in order to improve the utilization efficiency of the fluorescent light, a structure that guides the fluorescent light toward the laser light source in the original emission direction by using a dichroic film that transmits the excitation light and reflects the fluorescent light Is disclosed.

特開2012−137705号公報JP 2012-137705 A

上記のような光源装置において、さらなる光利用効率を向上させたり、出射光の色を安定させたりするためには、蛍光体にて蛍光光に変換されずにレーザー光源側に戻る励起光を少なくする必要がある。   In the light source device as described above, in order to further improve the light utilization efficiency and stabilize the color of the emitted light, less excitation light returns to the laser light source side without being converted into fluorescent light by the phosphor. There is a need to.

本発明は、光源から光特性変換素子に照射された光のうち光源側に戻る光を少なくすることができるようにした光源装置およびこれを用いたプロジェクタを提供する。   The present invention provides a light source device and a projector using the light source device, which can reduce the light returning to the light source side among the light irradiated from the light source to the light characteristic conversion element.

本発明の一側面としての光源装置は、光源側から順に、第1の偏光方向を有する第1の偏光光を透過し、第1の偏光方向とは異なる第2の偏光方向を有する第2の偏光光を反射する偏光層と、位相差層と、入射光とは特性が異なる特性変換光を生成する光特性変換素子とを有することを特徴とする。   The light source device according to one aspect of the present invention transmits, in order from the light source side, the first polarized light having the first polarization direction and the second polarization direction different from the first polarization direction. It has a polarizing layer that reflects polarized light, a retardation layer, and an optical characteristic conversion element that generates characteristic conversion light having different characteristics from incident light.

なお、上記光源装置を用いた画像投射装置も、本発明の他の一側面を構成する。   Note that an image projection apparatus using the light source device also constitutes another aspect of the present invention.

本発明によれば、光源から光特性変換素子に照射された光のうち光源側に戻る光を少なくすることができ、光利用効率を向上させたり、出射光の色を安定させたりすることができる。そして、この光源装置を画像投射装置に用いることで、明るさや色が安定した画像を投射することができる。   According to the present invention, it is possible to reduce the light that returns to the light source side from the light irradiated to the light characteristic conversion element from the light source, and it is possible to improve the light utilization efficiency and to stabilize the color of the emitted light. it can. And by using this light source device for an image projection device, an image with stable brightness and color can be projected.

本発明の実施例1である光源装置を含むプロジェクタの構成を示す図。1 is a diagram illustrating a configuration of a projector including a light source device that is Embodiment 1 of the present invention. FIG. 実施例1の光源装置の構成を示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the light source device according to the first embodiment. 実施例1の光源装置における蛍光体部を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating a phosphor portion in the light source device according to the first embodiment. 実施例1における励起光と蛍光光が再帰するメカニズムを示す図。The figure which shows the mechanism in which the excitation light and fluorescence light recur in Example 1. FIG. 本発明の実施例2の光源装置における蛍光体部を示す図。The figure which shows the fluorescent substance part in the light source device of Example 2 of this invention.

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施例1である光源装置1の構成を示している。光源装置1は、光源部301と蛍光体ユニット302とにより構成されている。光源部301には、一対一で設けられたレーザーダイオード(LD)303とコリメートレンズ304とが複数組、アレイ状に配置されている。本実施例では、LD303は青色レーザー光(以下、単に青色光という)305を射出する。   FIG. 1 shows a configuration of a light source device 1 that is Embodiment 1 of the present invention. The light source device 1 includes a light source unit 301 and a phosphor unit 302. In the light source unit 301, a plurality of sets of laser diodes (LDs) 303 and collimating lenses 304 provided in a one-to-one manner are arranged in an array. In this embodiment, the LD 303 emits blue laser light (hereinafter simply referred to as blue light) 305.

蛍光体ユニット302は、複数のLD303に対して一対一で設けられた複数の蛍光部306と、1つの蛍光部306に対して一組ずつ設けられた集光レンズ307およびコリメートレンズ308とにより構成されている。複数の集光レンズ307と複数のコリメートレンズ308はそれぞれ、一体の光学部材にアレイ状に形成されている。蛍光部306は集光レンズ307とコリメートレンズ308との間に配置されている。   The phosphor unit 302 includes a plurality of fluorescent portions 306 provided one-on-one with respect to a plurality of LDs 303, and a condensing lens 307 and a collimating lens 308 provided for each fluorescent portion 306. Has been. The plurality of condensing lenses 307 and the plurality of collimating lenses 308 are each formed in an array on an integrated optical member. The fluorescent part 306 is disposed between the condenser lens 307 and the collimator lens 308.

光源部301からの青色光305は、集光レンズ307により集光されて蛍光部306に入射する。蛍光部306に入射した青色光305の一部は、蛍光部306内の蛍光体(光特性変換素子としての波長変換素子であり、これについては後述する)によって波長変換されて蛍光光である黄色光309として蛍光部306から出射する。また、蛍光部306に入射した青色光305のうち蛍光体によって波長変換されなかった非変換光は、青色光のまま蛍光部306から出射する。蛍光部306から出射した青色光305と黄色光309の合成光である白色光は、コリメートレンズ308によりコリメートされて蛍光体ユニット302(つまりは光源装置1)から出射する。光源装置1から出射した白色光は、後述するプロジェクタの照明光学系に入射して照明光として用いられる。   The blue light 305 from the light source unit 301 is collected by the condenser lens 307 and enters the fluorescent unit 306. A part of the blue light 305 incident on the fluorescent part 306 is yellow, which is fluorescent light after being wavelength-converted by a phosphor (a wavelength converting element as a light characteristic converting element, which will be described later) in the fluorescent part 306. The light 309 is emitted from the fluorescent portion 306. Further, the non-converted light that has not been wavelength-converted by the phosphor among the blue light 305 incident on the fluorescent part 306 is emitted from the fluorescent part 306 as blue light. White light that is a combined light of the blue light 305 and the yellow light 309 emitted from the fluorescent unit 306 is collimated by the collimating lens 308 and emitted from the phosphor unit 302 (that is, the light source device 1). White light emitted from the light source device 1 enters an illumination optical system of a projector described later and is used as illumination light.

図2は、図1に示した蛍光部306の詳細な構成を示している。以下の説明において、光源部301側を光源側といい、蛍光体ユニット302から光が出射する側を出射側という。蛍光部306は、光源側から出射側に順に配置された反射型偏光膜(偏光層)401、1/4波長膜(位相差層)402、ダイクロイック膜(ダイクロイック層)403および蛍光体404により構成されている。つまり、光源装置1では、光源部301、反射型偏光膜401、1/4波長膜402、ダイクロイック膜403および蛍光体404がこの順で配置されている。   FIG. 2 shows a detailed configuration of the fluorescent unit 306 shown in FIG. In the following description, the light source unit 301 side is referred to as a light source side, and the side from which light is emitted from the phosphor unit 302 is referred to as an emission side. The fluorescent unit 306 includes a reflective polarizing film (polarizing layer) 401, a quarter-wave film (retardation layer) 402, a dichroic film (dichroic layer) 403, and a phosphor 404, which are sequentially arranged from the light source side to the emission side. Has been. That is, in the light source device 1, the light source unit 301, the reflective polarizing film 401, the quarter wavelength film 402, the dichroic film 403, and the phosphor 404 are arranged in this order.

ここで、蛍光体404は、入射光である励起光とは波長が異なる波長変換光(特性変換光)である蛍光光を生成するが、後述する励起光の再帰効率を向上させるためには、蛍光体404は単結晶蛍光体であることが望ましい。励起光は単結晶蛍光体を通過する際に、偏光状態(偏光方向)の無秩序な乱れを生じることなく偏光状態を保存するため、上述したプロジェクタの照明光学系に含まれる偏光変換素子での偏光変換効率の向上に有効である。なお、励起光と波長変換光(特性変換光)は共に可視光領域内(約400nm以上700nm以下)の波長の光を含んでいる。   Here, the phosphor 404 generates fluorescent light that is wavelength-converted light (characteristic-converted light) having a wavelength different from that of the excitation light that is incident light. In order to improve the recursive efficiency of the excitation light described later, The phosphor 404 is preferably a single crystal phosphor. When the excitation light passes through the single crystal phosphor, the polarization state is preserved without causing random disorder of the polarization state (polarization direction). Therefore, the polarization light in the polarization conversion element included in the illumination optical system of the projector described above is used. This is effective for improving the conversion efficiency. Both the excitation light and the wavelength conversion light (characteristic conversion light) include light having a wavelength in the visible light region (about 400 nm to 700 nm).

集光レンズ307を通って蛍光体404に入射した励起光である青色光305の一部は、緑〜赤帯域のスペクトルを持つ蛍光光、すなわち前述した黄色光309に変換される。蛍光光である黄色光309は、図中に破線矢印で示すように、蛍光体404の内部から全方位に放出される。また、前述したように励起光のうち蛍光光に変換されなかった非変換光であって出射側に向かう青色光(図中に実線で示す)は、出射側に向かう黄色光309と合成されて白色光405となってコリメートレンズ308から出射する。   Part of the blue light 305 that is excitation light that has entered the phosphor 404 through the condenser lens 307 is converted into fluorescent light having a spectrum in the green to red band, that is, the yellow light 309 described above. The yellow light 309 that is fluorescent light is emitted in all directions from the inside of the phosphor 404 as indicated by broken line arrows in the drawing. Further, as described above, the blue light (shown by a solid line in the figure) that is non-converted light that has not been converted into fluorescent light among the excitation light and is directed to the emission side is combined with the yellow light 309 that is directed to the emission side. The white light 405 is emitted from the collimating lens 308.

図3には、蛍光部306内において光源側に向かう光の挙動を示している。ダイクロイック膜403は、青色光を透過して、黄色光を反射する機能を有する。反射型偏光膜401は、第1の偏光方向501を有する第1の偏光光(直線偏光)を透過し、第1の偏光方向501とは異なる(例えば直交する)第2の偏光方向505を有する第2の偏光光(直線偏光)を反射する機能を有する。また、1/4波長膜402は、第1の偏光光が1回通過することでこれを円偏光に変換し、さらにこの円偏光が1回通過することでこれを第2の偏光光に変換する機能を有する。つまり、1/4波長膜402は、第1の偏光光を2回の通過により第2の偏光光に変換する。すなわち1/4波長膜402は、反射型偏光膜401から出射した第1の偏光光のうち、偏光膜401側から蛍光体404側に向かって透過し、さらに蛍光体404から再入射して1/4波長膜402に向かって透過した光が第2の偏光光となるように形成されている。   FIG. 3 shows the behavior of light toward the light source in the fluorescent portion 306. The dichroic film 403 has a function of transmitting blue light and reflecting yellow light. The reflective polarizing film 401 transmits first polarized light (linearly polarized light) having a first polarization direction 501 and has a second polarization direction 505 different from (for example, orthogonal to) the first polarization direction 501. It has a function of reflecting the second polarized light (linearly polarized light). The quarter-wave film 402 converts the first polarized light into circularly polarized light by passing once, and further converts the circularly polarized light into second polarized light by passing this circularly polarized light once. It has the function to do. That is, the quarter wavelength film 402 converts the first polarized light into the second polarized light by passing twice. That is, the ¼ wavelength film 402 transmits the first polarized light emitted from the reflective polarizing film 401 from the polarizing film 401 side toward the phosphor 404 side, and then reenters the phosphor 404 and becomes 1 The light transmitted toward the / 4 wavelength film 402 is formed to be the second polarized light.

黄色光309のうち光源側に向かう成分(戻り光成分)502は、ダイクロイック膜403にて反射されて再帰光成分503として出射側に進み、照明光として利用される。これにより、蛍光光の利用効率を向上させることができる。   Of the yellow light 309, the component (return light component) 502 directed to the light source side is reflected by the dichroic film 403 and proceeds to the emission side as a recursive light component 503, and is used as illumination light. Thereby, the utilization efficiency of fluorescent light can be improved.

また、LD303は、第1の偏光方向501の直線偏光光としての青色光305を発する。蛍光部306に入射して1/4波長膜402を通過することで円偏光に変換された青色光305の一部は、ダイクロイック膜403と蛍光体404との界面や蛍光体404とコリメートレンズ308との界面等でフレネル反射を起こす。これにより、青色光305の一部が光源側に向かう戻り光成分504a,504bとなる。   The LD 303 emits blue light 305 as linearly polarized light in the first polarization direction 501. Part of the blue light 305 that has entered the fluorescent portion 306 and passed through the quarter-wave film 402 and converted into circularly polarized light is the interface between the dichroic film 403 and the phosphor 404 or the phosphor 404 and the collimator lens 308. Causes Fresnel reflection at the interface with Thereby, part of the blue light 305 becomes return light components 504a and 504b toward the light source.

ダイクロイック膜403と蛍光体404との界面からの戻り光成分504aは、1/4波長膜402を再度通過して反射型偏光膜401まで戻る。円偏光である戻り光成分504aが1/4波長膜402を再度通過することで、該戻り光成分504aは第2の偏光光に変換されるため、反射型偏光膜401で反射される。   The return light component 504 a from the interface between the dichroic film 403 and the phosphor 404 passes through the quarter wavelength film 402 again and returns to the reflective polarizing film 401. When the return light component 504 a that is circularly polarized light passes through the quarter wavelength film 402 again, the return light component 504 a is converted into the second polarized light, and is reflected by the reflective polarizing film 401.

一方、蛍光体404とコリメートレンズ308との界面からの戻り光成分504bは、ダイクロイック膜403および1/4波長膜402を再度通過して反射型偏光膜401まで戻る。円偏光である戻り光成分504bが1/4波長膜402を再度通過することで、該戻り光成分504bも第2の偏光光に変換されるため、反射型偏光膜401で反射される。   On the other hand, the return light component 504 b from the interface between the phosphor 404 and the collimator lens 308 passes again through the dichroic film 403 and the quarter wavelength film 402 and returns to the reflective polarizing film 401. Since the return light component 504 b that is circularly polarized light passes through the quarter wavelength film 402 again, the return light component 504 b is also converted into the second polarized light, and is reflected by the reflective polarizing film 401.

こうして反射型偏光膜401で反射された戻り光成分504a,504bは、再帰光成分506となって出射側に進み、1/4波長膜402およびダイクロイック膜403を透過して蛍光体404に戻り、励起光や青色照明光として利用される。これにより、励起光の再帰効率を向上させることができ、つまりは光源部301からの励起光の利用効率を向上させることができる。   The return light components 504a and 504b reflected by the reflective polarizing film 401 in this way become a retroreflective component 506 and travel to the emission side, pass through the quarter-wave film 402 and the dichroic film 403, and return to the phosphor 404. Used as excitation light or blue illumination light. Thereby, the recurrence efficiency of the excitation light can be improved, that is, the utilization efficiency of the excitation light from the light source unit 301 can be improved.

なお、蛍光光の再帰用途に用いられるダイクロイック膜403は、図3に示したように蛍光体404の直前に配置する必要はなく、1/4波長膜402より光源側であってもよいし、反射型偏光膜401より光源側であってもよい。つまり、光源部301と蛍光体404との間であればよい。   The dichroic film 403 used for recurring fluorescent light need not be disposed immediately before the phosphor 404 as shown in FIG. 3, and may be closer to the light source than the quarter-wave film 402, It may be closer to the light source than the reflective polarizing film 401. That is, it may be between the light source unit 301 and the phosphor 404.

本実施例により、光源部301からの青色光305を蛍光体404の励起光として用いた光源装置1において、光源側への戻り光成分を低減して光利用効率を高めることができる。   According to this embodiment, in the light source device 1 using the blue light 305 from the light source unit 301 as the excitation light of the phosphor 404, the light utilization efficiency can be increased by reducing the return light component to the light source side.

集光レンズ307と、コリメートレンズ308の焦点距離に関して説明する。本実施例では、光利用効率を高めるために、反射型偏光膜やダイクロイック膜といった角度特性を有する光学素子を用いている。このため、集光レンズ307やコリメートレンズ308の焦点距離としては長いものを選択することにより、偏光膜、1/4波長膜およびダイクロイック膜への入射光束が膜に対して垂直となるため、より光利用効率を高めることができる。   The focal length of the condensing lens 307 and the collimating lens 308 will be described. In this embodiment, an optical element having angular characteristics such as a reflective polarizing film or a dichroic film is used in order to increase the light utilization efficiency. For this reason, by selecting a long focal length for the condenser lens 307 and the collimating lens 308, the incident light flux to the polarizing film, the quarter wavelength film and the dichroic film becomes perpendicular to the film. Light utilization efficiency can be increased.

好ましい焦点距離fの例としては、蛍光体404の厚みをdとするとき、
0.5<f/d
なる条件を満足することが好ましい。より好ましくは、
0.5<f/d<100
なる条件を満足するとよい。ただし、焦点距離fは上記範囲に限定されるものではなく、これ以外にも、蛍光体404、光源の明るさ、サイズの制約等の要素も加味して総合的に決めることが望ましい。
As an example of a preferable focal length f, when the thickness of the phosphor 404 is d,
0.5 <f / d
It is preferable to satisfy the following conditions. More preferably,
0.5 <f / d <100
It is better to satisfy the following conditions. However, the focal length f is not limited to the above range, and it is desirable that the focal length f be determined comprehensively in consideration of factors such as the phosphor 404, the brightness of the light source, and size restrictions.

図4には、本発明の実施例2である光源装置における蛍光部306′の構成を示している。実施例1で述べたように、励起光の再帰効率を向上させるためには、蛍光体404として、入射する光の偏光状態を保存する単結晶蛍光体を用いることが望ましい。ただし、単結晶蛍光体を用いると、LDからのレーザー光のコヒーレンスも乱さずに保存するため、プロジェクタにおいて画像を投射をする際にスペックル等の画質劣化を防止する対策をする必要がある。また、光源装置の生産工程において蛍光部306を単独で検査する際には、コヒーレント光であるレーザー光が外部に漏れ得る状態となるため、そのようなコヒーレント光の漏れを防止する設備や対策も必要となる。   FIG. 4 shows the configuration of the fluorescent section 306 ′ in the light source device that is Embodiment 2 of the present invention. As described in Embodiment 1, in order to improve the recurrence efficiency of the excitation light, it is desirable to use a single crystal phosphor that preserves the polarization state of incident light as the phosphor 404. However, if a single crystal phosphor is used, the coherence of the laser light from the LD is stored without being disturbed, so it is necessary to take measures to prevent image quality deterioration such as speckle when projecting an image on the projector. In addition, when the fluorescent part 306 is inspected alone in the production process of the light source device, the laser light that is coherent light can be leaked to the outside, so there are facilities and measures for preventing such leakage of the coherent light. Necessary.

そこで、本実施例では、実施例1(図3)で説明した蛍光部306における蛍光体404よりも出射側に拡散膜(拡散層)601が配置されている。他の構成は、実施例1と同じであり、実施例1と共通する構成要素には実施例1と同符号を付している。   Therefore, in this embodiment, a diffusion film (diffusion layer) 601 is disposed on the emission side of the phosphor 404 in the fluorescent section 306 described in Embodiment 1 (FIG. 3). Other configurations are the same as those in the first embodiment, and the same reference numerals as those in the first embodiment are given to the constituent elements common to the first embodiment.

拡散膜601は、蛍光体404から出射した光(黄色光309および青色光305)を拡散させる。これにより、光源装置単独でコヒーレンスが抑えられた光を生成することができる。   The diffusion film 601 diffuses the light (yellow light 309 and blue light 305) emitted from the phosphor 404. As a result, light with reduced coherence can be generated by the light source device alone.

なお、実施例1,2では、光特性変換素子として蛍光体を用いる場合について説明したが、他の光特性変換素子を用いてもよい。例えば、散乱板でもよい。   In the first and second embodiments, the case where the phosphor is used as the light characteristic conversion element has been described. However, other light characteristic conversion elements may be used. For example, a scattering plate may be used.

図5には、上述した各実施例の光源装置1を用いた画像投射装置(以下、プロジェクタという)の構成を示す。プロジェクタにおいて、光源装置1から発せられた白色光102(点線で示す赤色光102r、緑色光102gおよび青色光102b)は以下に説明するプロジェクタ用光学系に入射する。まず、赤色、緑色および青色光102r,102g,青色光102bは偏光変換素子103に入射し、ここで一様な偏光方向を有する直線偏光としての赤色、緑色および青色照明光(点線で示す)104r,104g,104bに変換される。   FIG. 5 shows a configuration of an image projection apparatus (hereinafter referred to as a projector) using the light source device 1 of each of the above-described embodiments. In the projector, white light 102 (red light 102r, green light 102g, and blue light 102b indicated by dotted lines) emitted from the light source device 1 enters a projector optical system described below. First, red, green, and blue light 102r, 102g, and blue light 102b enter the polarization conversion element 103, where red, green, and blue illumination light (shown by dotted lines) 104r as linearly polarized light having a uniform polarization direction. , 104g, 104b.

これら照明光104r,104g,104bはダイクロイックミラー105により赤色照明光104rおよび青色照明光104bと緑色照明光104gとに分離される。緑色照明光104gは、偏光分離素子(以下、PBSという)108および位相補償板112を透過して光変調素子111gに到達する。赤色および青色照明光104r,104bは、偏光板106を透過して色選択性位相板107に入射する。色選択性位相板107は、赤色照明光104rの偏光方向をそのまま維持しつつ青色照明光104bの偏光方向を90°回転させる。色選択性位相板107から出射した赤色照明光104rは、PBS109および位相補償板112rを透過して光変調素子111rに到達する。色選択性位相板107から出射した青色照明光104bは、PBS109で反射して位相補償板112bを透過して光変調素子111bに到達する。各光変調素子は、反射型液晶パネルまたはデジタルマイクロミラーデバイスにより構成される。光変調素子として、透過型液晶パネルを用いることも可能である。   These illumination lights 104r, 104g, and 104b are separated by the dichroic mirror 105 into red illumination light 104r, blue illumination light 104b, and green illumination light 104g. The green illumination light 104g passes through the polarization separation element (hereinafter referred to as PBS) 108 and the phase compensation plate 112 and reaches the light modulation element 111g. The red and blue illumination lights 104 r and 104 b pass through the polarizing plate 106 and enter the color selective phase plate 107. The color selective phase plate 107 rotates the polarization direction of the blue illumination light 104b by 90 ° while maintaining the polarization direction of the red illumination light 104r as it is. The red illumination light 104r emitted from the color selective phase plate 107 passes through the PBS 109 and the phase compensation plate 112r and reaches the light modulation element 111r. The blue illumination light 104b emitted from the color selective phase plate 107 is reflected by the PBS 109, passes through the phase compensation plate 112b, and reaches the light modulation element 111b. Each light modulation element is constituted by a reflective liquid crystal panel or a digital micromirror device. A transmissive liquid crystal panel can also be used as the light modulation element.

光変調素子111g,111r,111bは入射した緑色、赤色および青色照明光104g,104r,104bを画像変調して緑色、赤色および青色画像光115g,115b,115rに変換する。これら画像光115g,115b,115rは、PBS108,109および合成プリズム118を介して合成され、投射レンズ120によりスクリーン等の被投射面に投射される。これにより、投射画像としてのカラー画像が表示される。   The light modulation elements 111g, 111r, and 111b modulate the incident green, red, and blue illumination lights 104g, 104r, and 104b to convert them into green, red, and blue image lights 115g, 115b, and 115r. The image lights 115g, 115b, and 115r are combined via the PBSs 108 and 109 and the combining prism 118, and projected onto a projection surface such as a screen by the projection lens 120. Thereby, a color image as a projection image is displayed.

本実施例によれば、光利用効率が高い光源装置1を用いることにより、色や明るさが安定した画像を投射可能なプロジェクタを実現することができる。   According to the present embodiment, a projector capable of projecting an image with stable color and brightness can be realized by using the light source device 1 with high light utilization efficiency.

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。   Each embodiment described above is only a representative example, and various modifications and changes can be made to each embodiment in carrying out the present invention.

1 光源装置
303 LD
401 反射型偏光膜
402 1/4波長膜
404 蛍光体
1 Light source device 303 LD
401 Reflective polarizing film 402 1/4 wavelength film 404 Phosphor

Claims (9)

光源側から順に、
第1の偏光方向を有する第1の偏光光を透過し、前記第1の偏光方向とは異なる第2の偏光方向を有する第2の偏光光を反射する偏光層と、
位相差層と、
入射光とは特性が異なる特性変換光を生成する光特性変換素子とを有することを特徴とする光源装置。
From the light source side,
A polarizing layer that transmits first polarized light having a first polarization direction and reflects second polarized light having a second polarization direction different from the first polarization direction;
A retardation layer;
A light source device comprising: a light characteristic conversion element that generates characteristic conversion light having a characteristic different from that of incident light.
前記位相差層が、
前記偏光層から出射した前記第1の偏光光のうち、前記偏光層側から前記光特性偏光素子側に向かって透過し、さらに前記光特性変換素子から再入射して前記位相差層に向かって透過した光が前記第2の偏光方向を有する第2の偏光光となるように、形成されていることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
The retardation layer is
Of the first polarized light emitted from the polarizing layer, it is transmitted from the polarizing layer side toward the optical characteristic polarizing element side, and further re-enters from the optical characteristic conversion element toward the retardation layer. The light source device according to claim 1, wherein the light source device is formed so that the transmitted light becomes the second polarized light having the second polarization direction.
前記入射光及び前記特性変換光は共に可視光領域内の波長を有する光であることを特徴とする請求項1または2に記載の光源装置。   3. The light source device according to claim 1, wherein both the incident light and the characteristic conversion light are light having a wavelength in a visible light region. 前記光特性変換素子は、前記入射光とは波長が異なる前記特性変換光としての波長変換光を生成する波長変換素子であることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の光源装置。   The said optical characteristic conversion element is a wavelength conversion element which produces | generates the wavelength conversion light as said characteristic conversion light in which a wavelength differs from the said incident light, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. Light source device. 前記波長変換素子は、蛍光体であることを特徴とする請求項4に記載の光源装置。   The light source device according to claim 4, wherein the wavelength conversion element is a phosphor. 前記蛍光体は、単結晶蛍光体であることを特徴とする請求項5に記載の光源装置。   The light source device according to claim 5, wherein the phosphor is a single crystal phosphor. 前記光源と前記波長変換素子との間に、前記光源からの光を透過して前記波長変換光を反射するダイクロイック層が設けられていることを特徴とする請求項4から6のいずれか一項に記載の光源装置。   The dichroic layer which transmits the light from the light source and reflects the wavelength converted light is provided between the light source and the wavelength conversion element. The light source device according to 1. 前記光特性変換素子から出射した光を拡散させる拡散層が設けられていることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の光源装置。   The light source device according to claim 1, further comprising a diffusion layer that diffuses light emitted from the light characteristic conversion element. 請求項1から8のいずれか一項に記載の光源装置と、
光を変調する光変調素子と、
前記光源装置からの光を前記光変調素子に導き、該光変調素子からの光を用いて画像を投射する光学系とを有することを特徴とする画像投射装置。
A light source device according to any one of claims 1 to 8,
A light modulation element for modulating light;
An image projection apparatus comprising: an optical system that guides light from the light source device to the light modulation element and projects an image using the light from the light modulation element.
JP2016254572A 2016-12-28 2016-12-28 Light source device and image projection device Pending JP2018106087A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016254572A JP2018106087A (en) 2016-12-28 2016-12-28 Light source device and image projection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016254572A JP2018106087A (en) 2016-12-28 2016-12-28 Light source device and image projection device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2018106087A true JP2018106087A (en) 2018-07-05

Family

ID=62784752

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016254572A Pending JP2018106087A (en) 2016-12-28 2016-12-28 Light source device and image projection device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2018106087A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6893298B2 (en) Light source device and projection type display device
JP6383937B2 (en) Light source device and projection display device
JP6202654B2 (en) Light source device and projector
US11194240B2 (en) Light source apparatus and projection type display apparatus using the same
JP6627364B2 (en) Light source device, light source unit and projector
JP6841269B2 (en) Light source device and projector
JPWO2012127554A1 (en) Illumination optical system and projector provided with phosphor
JP5675320B2 (en) Light source device and projection-type image display device
JP7081327B2 (en) Light source device and projector
US10649321B2 (en) Light source device and projector
US10620518B2 (en) Light source device and projector
US10599025B2 (en) Light source device and projector
US20170123300A1 (en) Illuminator and projector
JP2015145976A (en) Light source device and projection type display device using the same
JP4353287B2 (en) projector
US10705417B2 (en) Wavelength conversion element, light source apparatus and image projection apparatus
JP2020024318A (en) Light source device and projector
JP2017015966A (en) Light source device and projector
JP2018021990A (en) Light source device and projector
JP7106349B2 (en) Light source device and image projection device
JP2019200232A (en) Light source device and projector
JP2015145977A (en) Light source device and projection type display device using the same
JP2019008018A (en) Illumination device and projector
JP2018106087A (en) Light source device and image projection device
JP2015108830A (en) Illumination optical system including phosphor, projector, and irradiation method