JP2018132687A - Wavelength conversion element, light source device and projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、波長変換素子、光源装置およびプロジェクターに関する。 The present invention relates to a wavelength conversion element, a light source device, and a projector.
プロジェクターに用いられる光源装置として、半導体レーザー等の発光素子から射出された励起光を蛍光体に照射し、蛍光体から得られる蛍光光を利用する光源装置が提案されている。例えば下記の特許文献1に、互いに異なる発光スペクトルを有する2層の波長変換層が積層された構成の波長変換部材を備えた光源装置が開示されている。 As a light source device used for a projector, a light source device that irradiates a fluorescent material with excitation light emitted from a light emitting element such as a semiconductor laser and uses fluorescent light obtained from the fluorescent material has been proposed. For example, Patent Document 1 below discloses a light source device including a wavelength conversion member having a configuration in which two wavelength conversion layers having different emission spectra are stacked.
特許文献1に記載の光源装置では、2層の波長変換層の厚さの比が場所によって異なり、励起光の照射位置を変えることにより、波長変換部材から射出される光の色味を調整している。しかしながら、この構成では、場所によって2層の波長変換層の厚さの比を変えなければならず、波長変換部材の製造が困難である。 In the light source device described in Patent Document 1, the thickness ratio of the two wavelength conversion layers varies depending on the location, and the color of light emitted from the wavelength conversion member is adjusted by changing the irradiation position of the excitation light. ing. However, in this configuration, the ratio of the thicknesses of the two wavelength conversion layers must be changed depending on the location, and it is difficult to manufacture the wavelength conversion member.
本発明の一つの態様は、上記の課題を解決するためになされたものであり、簡易な構成で射出光の色味を調整できる波長変換素子を提供することを目的の一つとする。本発明の一つの態様は、上記の波長変換素子を備えた光源装置を提供することを目的の一つとする。本発明の一つの態様は、上記の光源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。 One aspect of the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a wavelength conversion element that can adjust the color of emitted light with a simple configuration. One aspect of the present invention is to provide a light source device including the above-described wavelength conversion element. One aspect of the present invention is to provide a projector including the light source device described above.
上記の目的を達成するために、本発明の一つの態様の波長変換素子は、光入射面と光射出面とを有するとともに、第1の波長帯の励起光の一部を第2の波長帯の光を含む変換光に変換して、前記励起光の他の一部と前記変換光とを射出する蛍光体部材と、前記蛍光体部材の前記光射出面側に設けられ、前記第1の波長帯と前記第2の波長帯との間で波長分離特性を有する波長選択部材と、を備え、前記波長選択部材と前記光射出面とが重なっている重なり領域の面積が可変である。 In order to achieve the above object, a wavelength conversion element according to one aspect of the present invention has a light incident surface and a light exit surface, and a part of excitation light in the first wavelength band is converted into the second wavelength band. A fluorescent member that converts the converted light into the converted light, and emits the other part of the excitation light and the converted light, and is provided on the light emission surface side of the fluorescent member. A wavelength selection member having a wavelength separation characteristic between the wavelength band and the second wavelength band, and an area of an overlapping region where the wavelength selection member and the light exit surface overlap each other is variable.
本発明の一つの態様の波長変換素子において、波長選択部材と光射出面との重なり領域の面積を変えることにより、射出光の全光量のうち、波長選択部材を通って射出される成分の光量が占める割合を変えることができる。これにより、第1の波長帯成分の光量と第2の波長帯成分の光量との割合を変え、射出光の色味を調整することができる。本発明の一つの態様によれば、複数の蛍光体層を積層する必要がなく、簡易な構成で射出光の色味を調整可能な波長変換素子を実現することができる。 In the wavelength conversion element according to one aspect of the present invention, by changing the area of the overlapping region between the wavelength selection member and the light emission surface, the light amount of the component emitted through the wavelength selection member out of the total light amount of the emitted light. You can change the proportion of Thereby, the ratio of the light quantity of the 1st wavelength band component and the light quantity of the 2nd wavelength band component can be changed, and the color of emitted light can be adjusted. According to one aspect of the present invention, it is not necessary to stack a plurality of phosphor layers, and a wavelength conversion element that can adjust the color of emitted light with a simple configuration can be realized.
本発明の一つの態様の波長変換素子において、前記第2の波長帯は緑色帯を含み、前記波長選択部材は、前記第1の波長帯の光を反射させ、前記第2の波長帯の光を透過させる波長分離特性を有してもよい。 In the wavelength conversion element according to one aspect of the present invention, the second wavelength band includes a green band, and the wavelength selection member reflects the light in the first wavelength band, and the light in the second wavelength band. It may have a wavelength separation characteristic that transmits light.
一般的な蛍光体では、励起光は、励起光よりも波長が長い変換光に変換される。したがって、本発明の一つの態様において、前記第2の波長帯は緑色帯を含む場合、第1の波長帯の光を反射させ、第2の波長帯の光を透過させる波長分離特性を用いた方が、第1の波長帯の光を透過させ、第2の波長帯の光を反射させる波長分離特性を用いた場合に比べ、射出光に占める第2の波長帯の光の割合が高い。すなわち、視感度が高い緑色光の射出光に占める割合が高いため、人間の眼にとって明るく感じられる射出光が得られる。 In a general phosphor, excitation light is converted into converted light having a longer wavelength than the excitation light. Therefore, in one aspect of the present invention, when the second wavelength band includes a green band, a wavelength separation characteristic that reflects light in the first wavelength band and transmits light in the second wavelength band is used. The ratio of the light in the second wavelength band in the emitted light is higher than that in the case of using the wavelength separation characteristic that transmits the light in the first wavelength band and reflects the light in the second wavelength band. That is, since the ratio of green light having high visibility to the emitted light is high, it is possible to obtain emitted light that is felt bright by human eyes.
本発明の一つの態様の波長変換素子は、前記光射出面と交差する面に設けられた第1の光反射部材をさらに備えてもよい。 The wavelength conversion element according to one aspect of the present invention may further include a first light reflecting member provided on a surface intersecting with the light emitting surface.
この構成によれば、第1の光反射部材によって励起光や変換光が光射出面と交差する面から漏れることを抑制できる。これにより、光利用効率を高めることができる。 According to this structure, it can suppress that excitation light and converted light leak from the surface which cross | intersects a light-projection surface by the 1st light reflection member. Thereby, light utilization efficiency can be improved.
本発明の一つの態様の波長変換素子において、前記波長選択部材は、前記第1の波長帯の光を反射させ、前記第2の波長帯の光を透過させる波長分離特性を有し、前記光入射面は、前記励起光を透過させる透過領域と、前記励起光を反射させる反射領域と、を備えてもよい。 In the wavelength conversion element according to one aspect of the present invention, the wavelength selection member has a wavelength separation characteristic of reflecting the light of the first wavelength band and transmitting the light of the second wavelength band, and the light The incident surface may include a transmission region that transmits the excitation light and a reflection region that reflects the excitation light.
この構成によれば、励起光のうち、波長選択部材で反射した成分はさらに光入射面の反射領域で反射する。そのため、励起光を再利用することができる。 According to this configuration, the component of the excitation light reflected by the wavelength selection member is further reflected by the reflection region of the light incident surface. Therefore, the excitation light can be reused.
本発明の一つの態様の波長変換素子において、前記光射出面は、前記光入射面を兼ねており、前記波長選択部材は、前記第1の波長帯の光を透過させ、前記第2の波長帯の光を反射させる波長分離特性を有し、前記蛍光体部材の前記光射出面とは反対側に設けられた第2の光反射部材をさらに備えてもよい。 In the wavelength conversion element according to one aspect of the present invention, the light exit surface also serves as the light incident surface, and the wavelength selection member transmits the light in the first wavelength band, and the second wavelength. There may be further provided a second light reflecting member having a wavelength separation characteristic for reflecting the band light and provided on the opposite side of the light emitting surface of the phosphor member.
この構成によれば、光射出面と同じ側から光を入射させる波長変換素子、いわゆる反射型の波長変換素子を実現することができる。 According to this configuration, it is possible to realize a wavelength conversion element that makes light incident from the same side as the light exit surface, that is, a so-called reflection type wavelength conversion element.
本発明の一つの態様の波長変換素子において、前記励起光は青色光であり、前記変換光は緑色光と赤色光とを含んでもよい。 In the wavelength conversion element according to one aspect of the present invention, the excitation light may be blue light, and the converted light may include green light and red light.
この構成によれば、ホワイトバランスが調整可能な波長変換素子を実現することができる。 According to this configuration, it is possible to realize a wavelength conversion element capable of adjusting white balance.
本発明の一つの態様の光源装置は、本発明の一つの態様の波長変換素子と、前記励起光を射出する発光素子と、前記重なり領域の面積を制御する面積制御装置と、を備える。 A light source device according to one aspect of the present invention includes the wavelength conversion element according to one aspect of the present invention, a light emitting element that emits the excitation light, and an area control device that controls an area of the overlapping region.
この構成によれば、射出光の色味を容易に調整可能な光源装置を実現することができる。 According to this configuration, it is possible to realize a light source device that can easily adjust the color of the emitted light.
本発明の一つの態様のプロジェクターは、本発明の一つの態様の光源装置と、前記光源装置からの光を画像情報に応じて変調することにより画像光を生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。 A projector according to one aspect of the present invention includes a light source device according to one aspect of the present invention, a light modulation device that generates image light by modulating light from the light source device according to image information, and the image light. A projection optical system.
この構成によれば、色再現性に優れたプロジェクターを実現することができる。 According to this configuration, a projector with excellent color reproducibility can be realized.
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態について、図1〜図10を用いて説明する。
本実施形態のプロジェクターは、半導体レーザーと波長変換素子とを含む光源装置を備えた液晶プロジェクターの一例である。
なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The projector according to the present embodiment is an example of a liquid crystal projector including a light source device including a semiconductor laser and a wavelength conversion element.
In the following drawings, in order to make each component easy to see, the scale of the size may be varied depending on the component.
本実施形態のプロジェクターは、スクリーン(被投射面)上にカラー映像を表示する投射型画像表示装置である。プロジェクターは、赤色光、緑色光、青色光の各色光に対応した3つの光変調装置を用いている。プロジェクターは、光源装置の発光素子として、高輝度・高出力な光が得られる半導体レーザー(レーザーダイオード)を用いている。 The projector according to the present embodiment is a projection type image display device that displays a color image on a screen (projected surface). The projector uses three light modulation devices corresponding to each color light of red light, green light, and blue light. The projector uses a semiconductor laser (laser diode) that can obtain light with high luminance and high output as a light emitting element of the light source device.
図1は、本実施形態のプロジェクターの概略構成図である。
図1に示すように、プロジェクター1は、光源装置100と、色分離導光光学系200と、光変調装置400Rと、光変調装置400Gと、光変調装置400Bと、合成光学系500と、投射光学系600と、を備えている。
本実施形態の光源装置100は、特許請求の範囲の光源装置に対応する。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a projector according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the projector 1 includes a
The
光源装置100は、発光素子10と、コリメート光学系70と、波長変換素子20と、面積制御装置40と、ピックアップ光学系90と、ホモジナイザー光学系125と、偏光変換素子140と、重畳レンズ150と、を備えている。
The
発光素子10、コリメート光学系70、波長変換素子20、ピックアップ光学系90、ホモジナイザー光学系125、偏光変換素子140、および重畳レンズ150は、照明光軸100ax上に配置されている。
The
発光素子10は、励起光LEを射出する半導体レーザーから構成されている。発光素子10は、例えば445nmを発光強度のピーク波長とする第1の波長帯の青色の励起光LEを射出する。発光素子10は、1個の半導体レーザーから構成されていてもよいし、複数の半導体レーザーから構成されていてもよい。なお、発光素子10は、445nm以外(例えば460nm)の発光強度のピーク波長を有する励起光を射出してもよい。
本実施形態の発光素子10は、特許請求の範囲の発光素子に対応する。
The
The
コリメート光学系70は、第1レンズ72と、第2レンズ74と、を備えている。コリメート光学系70は、発光素子10から射出された光を略平行化する。第1レンズ72および第2レンズ74は、凸レンズから構成されている。
The collimating
波長変換素子20は、励起光LEの一部を蛍光光LY(変換光)に変換し、励起光LEの他の一部と蛍光光LYとを射出させる。蛍光光LYは緑色光と赤色光とを含む黄色光である。
波長変換素子20については、後で詳しく説明する。
The
The
面積制御装置40は、後述する波長選択部材24と蛍光体部材22の光射出面22bとの重なり領域の面積を制御する。面積制御装置40は、ミラーガラス41と、アフォーカル光学系43と、光センサーユニット46と、演算処理装置47と、記憶部48と、駆動装置49と、を備えている。面積制御装置40の動作については、後で詳しく説明する。
The
ピックアップ光学系90は、波長変換素子20から射出された蛍光光LYを略平行化する。ピックアップ光学系90は、第1ピックアップレンズ92と、第2ピックアップレンズ94と、を備える。第1ピックアップレンズ92および第2ピックアップレンズ94は、凸レンズから構成されている。
The pickup
ホモジナイザー光学系125は、第1レンズアレイ120と、第2レンズアレイ130と、を備えている。第1レンズアレイ120は、ピックアップ光学系90から射出された光を複数の部分光束に分割するための複数の第1マイクロレンズ122を有する。複数の第1マイクロレンズ122は、照明光軸100axと直交する面内にマトリクス状に配列されている。
The homogenizer
第2レンズアレイ130は、第1レンズアレイ120の複数の第1マイクロレンズ122に対応する複数の第2マイクロレンズ132を備えている。第2レンズアレイ130は、重畳レンズ150とともに、第1レンズアレイ120の複数の第1マイクロレンズ122の各々の像を光変調装置400R、光変調装置400G、および光変調装置400Bの各々の画像形成領域の近傍に結像させる。複数の第2マイクロレンズ132は、照明光軸100axに直交する面内にマトリクス状に配列されている。
The
偏光変換素子140は、第1レンズアレイ120により分割された各部分光束を、直線偏光光に変換する。偏光変換素子140は、偏光分離層と、反射層と、位相差層と、を備えている。偏光分離層は、波長変換素子からの光に含まれる偏光成分のうち、一方の直線偏光成分をそのまま透過させるとともに他方の直線偏光成分を照明光軸100axに垂直な方向に反射する。反射層は、偏光分離層で反射された他方の直線偏光成分を照明光軸100axに平行な方向に反射する。位相差層は、反射層で反射された他方の直線偏光成分を一方の直線偏光成分に変換する。
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、光変調装置400G、および光変調装置400Bの各々の画像形成領域の近傍で互いに重畳させる。第1レンズアレイ120、第2レンズアレイ130、および重畳レンズ150は、波長変換素子20から射出された光の面内光強度分布を均一化するインテグレーター光学系を構成する。
The superimposing
色分離導光光学系200は、白色の照明光LWを赤色光LRと緑色光LGと青色光LBとに分離する。色分離導光光学系200は、第1ダイクロイックミラー210と、第2ダイクロイックミラー220と、第1全反射ミラー230と、第2全反射ミラー240と、第3全反射ミラー250と、第1リレーレンズ260と、第2リレーレンズ270と、を備えている。
The color separation light guide
第1ダイクロイックミラー210は、光源装置100から射出された照明光LWを、赤色光LRとその他の光(緑色光LGおよび青色光LB)とに分離する機能を有する。第1ダイクロイックミラー210は、赤色光LRを透過するとともに、その他の光(緑色光LGおよび青色光LB)を反射する。一方、第2ダイクロイックミラー220は、その他の光を緑色光LGと青色光LBとに分離する機能を有する。第2ダイクロイックミラー220は、緑色光LGを反射し、青色光LBを透過する。
The first
第1全反射ミラー230は、赤色光LRの光路中に配置され、第1ダイクロイックミラー210を透過した赤色光LRを光変調装置400Rに向けて反射する。第2全反射ミラー240および第3全反射ミラー250は、青色光LBの光路中に配置され、第2ダイクロイックミラー220を透過した青色光LBを光変調装置400Bに向けて反射する。緑色光LGは、第2ダイクロイックミラー220により光変調装置400Gに向けて反射される。
The first
第1リレーレンズ260および第2リレーレンズ270は、青色光LBの光路中における第2ダイクロイックミラー220の光射出側に配置されている。
The
光変調装置400Rは、赤色光LRを画像情報に応じて変調し、赤色光LRに対応した画像光を形成する。光変調装置400Gは、緑色光LGを画像情報に応じて変調し、緑色光LGに対応した画像光を形成する。光変調装置400Bは、青色光LBを画像情報に応じて変調し、青色光LBに対応した画像光を形成する。
The
光変調装置400R、光変調装置400G、および光変調装置400Bには、例えば透過型の液晶パネルが用いられている。また、液晶パネルの入射側および射出側それぞれには、偏光板(図示せず)が配置され、特定の方向の直線偏光光のみを透過させる構成となっている。
For example, a transmissive liquid crystal panel is used for the
光変調装置400R、光変調装置400G、および光変調装置400Bの入射側には、それぞれフィールドレンズ300R、フィールドレンズ300G、フィールドレンズ300Bが配置されている。フィールドレンズ300R、フィールドレンズ300G、およびフィールドレンズ300Bは、それぞれ光変調装置400R、光変調装置400G、光変調装置400Bに入射する赤色光LR、緑色光LG、青色光LBを平行化する。
A
合成光学系500は、光変調装置400R、光変調装置400G、および光変調装置400Bからの画像光が入射することにより、赤色光LR、緑色光LG、青色光LBに対応した画像光を合成し、合成された画像光を投射光学系600に向けて射出する。合成光学系500には、例えばクロスダイクロイックプリズムが用いられている。
The combining
投射光学系600は、投射レンズ群6から構成されている。投射光学系600は、合成光学系500により合成された画像光をスクリーンSCRに向けて拡大投射する。これにより、スクリーンSCR上には、拡大されたカラー映像(画像)が表示される。
The projection
以下、波長変換素子20の構成について説明する。
図2は、波長変換素子20の断面図である。図3は、照明光軸100axの方向から見た波長変換素子20の平面図である。図4Aおよび図4Bは、波長変換素子20の作用を説明するための図である。
図2に示すように、波長変換素子20は、蛍光体部材22と、波長選択部材24と、反射膜26(第1の光反射部材)と、を備えている。
Hereinafter, the configuration of the
FIG. 2 is a cross-sectional view of the
As shown in FIG. 2, the
蛍光体部材22は、光入射面22aと光射出面22bとを有する。第1の波長帯の励起光LEは、光入射面22aから蛍光体部材22の内部に入射する。蛍光体部材22は、励起光LEの一部を第2の波長帯の蛍光光LY(変換光)に変換し、蛍光光LYに変換されなかった励起光LEの他の一部LE1とともに光射出面22bから射出する。本実施形態において、第1の波長帯は、青色帯であり、第2の波長帯は、黄色帯である。以下、当該他の一部LE1を未変換成分LE1と称する。
The
蛍光体部材22は、例えばCeを賦活剤としたYAG系蛍光体の一種である(Y,Gd)3(Al,Ga)5O12:Ceから構成されている。蛍光体部材22は、内部に設けられた多数の気孔により光散乱特性を有していてもよい。また、蛍光体部材22の形態は、特に限定されず、例えばバルク状であってもよいし、透明基板上に薄膜状に形成されたものであってもよい。
The
反射膜26は、蛍光体部材22の光入射面22aおよび光射出面22bと交差する側面22cに設けられている。反射膜26は、例えばアルミニウム、銀等の反射率の高い金属膜で構成されていてもよいし、誘電体多層膜で構成されていてもよい。反射膜26は、入射した光を波長に依らずに反射させる特性を有する。
The
波長選択部材24は、蛍光体部材22の光射出面22b側に、光射出面22bからわずかに離間して設けられている。本実施形態の波長選択部材24は、第1の波長帯(青色帯)と第2の波長帯(黄色帯)との間で波長分離特性を有する一対の板材241で構成されている。一対の板材241は、各板材241の一方の面が蛍光体部材22の光射出面22bと対向するように設けられている。また、一対の板材241の各々は、互いが離間もしくは接近するように、光射出面22bと平行な方向(矢印Mの方向)に移動する構成となっている。
The
具体的に、板材241は、例えば、光透過性を有する板材の一面に誘電体多層膜からなる波長選択膜が形成されたものが用いられてもよいし、着色ガラスが用いられてもよい。
Specifically, for example, the
図3に示すように、一対の板材241を互いに接近する方向に移動させると、波長変換素子20を光射出面22bの面法線方向から見たとき、波長選択部材24を構成する各板材241は光射出面22bと重なる。図3に示した例では、各板材241が光射出面22bと重なっている領域は2つあるが、それらを合わせて重なり領域Kと称し、各板材241と光射出面22bとが重なっていない領域を開口領域Hと称する。
As shown in FIG. 3, when the pair of
図4Aに示すように、一対の板材241を互いに接触するまで接近させると、重なり領域Kの面積は最大となり、光射出面22bの面積と一致する。以下、この状態を全閉状態と称する。一方、図4Bに示すように、一対の板材241を最大に離間させると、各板材241と光射出面22bとが重ならない状態となり、重なり領域Kの面積は0となる。以下、この状態を全開状態と称する。図2は、全閉状態と全開状態との間の中間状態における一対の板材241を示している。このように、一対の板材241を互いに離間もしくは接近させることにより、重なり領域Kの面積は、所定の範囲内(0から光射出面22bの面積と等しい面積までの範囲内)で可変となっている。
As shown in FIG. 4A, when the pair of
図5は、波長選択部材24の波長分離特性の一例を示す図である。
図5に示すように、本実施形態の波長選択部材24は、第1の波長帯(青色帯)の光を反射させ、緑色光LGと赤色光LRとを含む第2の波長帯(黄色帯)の光を透過させる波長分離特性を有する。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the wavelength separation characteristic of the
As shown in FIG. 5, the
したがって、図4Aに示すように、波長選択部材24が全閉状態にある場合、蛍光体部材22の光射出面22bから射出された励起光LEの他の一部LE1と蛍光光LYのうち、励起光LEの他の一部LE1は波長選択部材24で反射され、蛍光光LYは波長選択部材24を透過する。その結果、波長変換素子20からは蛍光光LY(黄色光)のみが波長選択部材24を通って射出される。
Therefore, as shown in FIG. 4A, when the
また、図4Bに示すように、波長選択部材24が全開状態にある場合、蛍光体部材22の光射出面22bから射出された未変換成分LE1と蛍光光LYとの全ては開口領域Hを通って射出される。すなわち、波長変換素子20から射出された光に占める黄色光の比率は、蛍光体部材22から射出された光に占める黄色光の比率と同じである。
4B, when the
また、図2に示すように、波長選択部材24が全閉状態と全開状態との間の中間状態にある場合、重なり領域Kでは、未変換成分LE1が波長選択部材24で反射され、蛍光光LYが波長選択部材24を透過する。一方、開口領域Hでは、蛍光体部材22の光射出面22bから射出された未変換成分LE1と蛍光光LYとが射出される。その結果、波長変換素子20から射出される光に占める黄色光の比率は、蛍光体部材22から射出される光に占める黄色光の比率よりも大きくなる。
As shown in FIG. 2, when the
このように、波長変換素子20においては、板材241を移動させて重なり領域Kの面積を変えることにより、波長変換素子20から射出される光に占める青色光と黄色光との比率を調整することができる。例えば蛍光体部材22から射出される光に占める黄色光の比率が70%であったとすると、重なり領域Kの面積を変えることにより、波長変換素子20から射出される光に占める黄色光の比率を70%〜100%の間(青色光で言えば、0%〜30%の間)で調整することができる。このようにして、本実施形態の波長変換素子20では、射出光の色味を調整することができる。
As described above, in the
以下、面積制御装置40の構成について説明する。
図1に示すように、ミラーガラス41は、ピックアップ光学系90とホモジナイザー光学系125との間の照明光軸100ax上に設けられている。ミラーガラス41は、照明光軸100axに対して45°の角度をなすように配置されている。ミラーガラス41には、反射特性の波長依存性が小さく、透過率が高いミラーガラスが用いられる。すなわち、ミラーガラス41は、入射した照明光LWの波長に依らずに、入射した照明光LWのうちの僅かな成分を反射させ、残りの多くの成分を透過させる。ミラーガラス41で反射した成分は、照明光LWの色味をモニターするための光として用いられる。以下、この光をモニター光LMと称する。
Hereinafter, the configuration of the
As shown in FIG. 1, the
アフォーカル光学系43は、ミラーガラス41と光センサーユニット46との間のモニター光LMの光路上に設けられている。アフォーカル光学系43は、モニター光LMのビーム径を縮小し、ビーム径を縮小したモニター光LMを光センサーユニット46に向けて射出する。アフォーカル光学系43は、凸レンズからなる第1アフォーカルレンズ44と、凹レンズからなる第2アフォーカルレンズ45と、から構成されている。
The afocal
図6は、光センサーユニット46の一例を示す図である。
光センサーユニット46は、ダイクロイックミラー461と、複数のパワーメーター462,463と、を備えている。光センサーユニット46に入射したモニター光LMは、ダイクロイックミラー461により、青色光LB1と黄色光LY1とに分離される。複数のパワーメーター462,463の各々は、ダイクロイックミラー461によって分離された各光LB1,LY1の強度を検出する。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the
The
ダイクロイックミラー461で反射した青色光LB1の強度は、パワーメーター462により検出される。ダイクロイックミラー461を透過した黄色光LY1の強度は、パワーメーター463により検出される。
The intensity of the blue light LB1 reflected by the
各パワーメーター462,463により検出された各光LB1,LY1の強度の検出結果は、演算処理装置47に送られる。演算処理装置47は、これらの強度検出結果に基づいて、各光の光量比率を算出するとともに、光量比率に対応する波長選択部材24の一対の板材241の移動量を算出する。
The detection result of the intensity of each light LB1, LY1 detected by each
記憶部48には、照明光LWの色味と光量比率との関係を示すテーブルが格納されている。
The
駆動装置49は、演算処理装置47から送出された移動量算出結果に基づいて、波長選択部材24の一対の板材241を互いに離間もしくは接近させるように移動させる。このようにして、重なり領域Kの面積を目標値に一致させる。一対の板材241を移動させるための具体的な機構としては、特に限定されることなく、例えばガイドレールやモーター等を含む周知のスライド機構を用いることができる。
The driving
以下、光源装置100における照明光LWの色味の調整手順について説明する。
図7は、照明光LWの色味の調整手順を示すフローチャートである。
最初に、照明光LWの所望の色味が設定される(ステップS1)。このステップは、プロジェクター1の使用者がプロジェクター1に予め用意されている複数のカラーモードのうち、所望のカラーモードを入力する作業であってもよい。
Hereinafter, a procedure for adjusting the color of the illumination light LW in the
FIG. 7 is a flowchart showing a procedure for adjusting the color of the illumination light LW.
First, a desired color of the illumination light LW is set (step S1). This step may be an operation in which a user of the projector 1 inputs a desired color mode among a plurality of color modes prepared in the projector 1 in advance.
次に、演算処理装置47は、ステップS1で入力された所望の色味に対応する光量比率の目標値を記憶部48のテーブルから読み出す(ステップS2)。本実施形態においては、照明光LWに占める青色光成分の光量と黄色光成分の光量との比を光量比率と定義する。照明光LWの所望の色味として、例えば青味がかった白色が入力されたときには、例えば30/70の光量比率が読み出され、黄色味がかった白色が入力された場合には、20/80の光量比率が読み出されるというように、照明光LWの所望の色味と光量比率とは対応している。
Next, the
次に、光センサーユニット46は、パワーメーター462,463を用いて各波長帯の光、すなわち青色光LB1および黄色光LY1のそれぞれの光量を検出する(ステップS3)。その後、青色光LB1および黄色光LY1のそれぞれの光量の検出結果は、演算処理装置47に送られる。
Next, the
次に、演算処理装置47は、各波長帯の光の光量検出結果に基づいて、光量比率を算出する(ステップS4)。
Next, the
次に、演算処理装置47は、ステップS4で算出した光量比率の算出値とステップS2でテーブルから読み出した光量比率の目標値とを比較し、上記の算出値が目標値と一致しているか否かを判断する(ステップS5)。
Next, the
ここで、上記の算出値が目標値と一致していない場合、演算処理装置47は、駆動装置49に信号を送出して波長選択部材24を駆動し、重なり領域Kの面積を調整する(ステップS6)。
If the calculated value does not coincide with the target value, the
具体例として、光量比率の算出値が25/75であり、光量比率の目標値が30/70であったとする。このように、算出値が目標値よりも小さい場合、算出値を目標値に一致させるためには青色光の光量を増やす必要がある。そのため、演算処理装置47は、一対の板材241が互いに離れる方向に波長選択部材24を駆動する。これとは逆に、算出値が目標値よりも大きい場合、青色光の光量を減らす必要があるため、演算処理装置47は、一対の板材241が互いに近付く方向に波長選択部材24を駆動する。
As a specific example, assume that the calculated value of the light amount ratio is 25/75 and the target value of the light amount ratio is 30/70. Thus, when the calculated value is smaller than the target value, it is necessary to increase the amount of blue light in order to match the calculated value with the target value. Therefore, the
このように、波長選択部材24を所定量駆動した後、上記の算出値が目標値と一致するまでステップS3〜S5を繰り返し、上記の算出値が目標値と一致したところで照明光LWの色の調整は完了する(ステップS7)。
Thus, after driving the
本実施形態の波長変換素子20においては、波長選択部材24と蛍光体部材22の光射出面22bとの重なり領域Kの面積を変化させることにより、照明光LWのうち、波長選択部材24を通って射出された黄色光成分が占める割合を変えることができる。これにより、照明光LWに含まれる青色光の量と黄色光の量との割合を変えることができ、照明光LWの色味を調整することができる。このようにして、本実施形態によれば、複数の蛍光体層を積層する従来の波長変換素子に比べて、簡易な構成で照明光LWの色味を調整可能な波長変換素子20を実現することができる。
In the
特に本実施形態の場合、励起光LEは青色光であり、蛍光光LYが緑色光と赤色光とを含む黄色光であり、波長選択部材24で青色光と黄色光とを分離する。そのため、照明光LWのホワイトバランスが調整可能な波長変換素子20を実現することができる。
In particular, in the case of the present embodiment, the excitation light LE is blue light, the fluorescent light LY is yellow light including green light and red light, and the
また、本実施形態においては、波長選択部材24が励起光LEを反射させ、蛍光光LYを透過させる波長分離特性を有するため、重なり領域Kの面積を大きくすると、蛍光光LYの光量が増える方向に変化する。蛍光光LYには人間の眼の視感度が高い緑色光LGが含まれていることから、本実施形態のように蛍光光LYの光量を増やす方向に変化させる構成とすることにより、明るい射出光が得られる。
In the present embodiment, since the
また、本実施形態においては、蛍光体部材22の光入射面22aおよび光射出面22bと交差する側面22cに反射膜26が設けられているため、励起光LEや蛍光光LYが側面22cから漏れることを抑制できるため、光利用効率が高められる。
In the present embodiment, since the
また、本実施形態の光源装置100は、上記の波長変換素子20と、励起光LEを射出する発光素子10と、重なり領域Kの面積を制御する面積制御装置40と、を備えているため、照明光LWの色味を調整することができる。
In addition, the
また、本実施形態のプロジェクターは、上記の光源装置100を備えているため、色再現性に優れている。
In addition, since the projector according to the present embodiment includes the
[第2実施形態]
以下、本発明の第2実施形態について、図8を用いて説明する。
第2実施形態のプロジェクター、光源装置、および波長変換素子の基本構成は第1実施形態と同様であり、波長選択部材の波長分離特性が第1実施形態と異なる。そのため、プロジェクター、光源装置、および波長変換素子の説明は省略し、波長選択部材についてのみ説明する。
図8は、第2実施形態の波長選択部材の波長分離特性を示す図である。
[Second Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The basic configuration of the projector, light source device, and wavelength conversion element of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, and the wavelength separation characteristics of the wavelength selection member are different from those of the first embodiment. Therefore, descriptions of the projector, the light source device, and the wavelength conversion element are omitted, and only the wavelength selection member is described.
FIG. 8 is a diagram illustrating wavelength separation characteristics of the wavelength selection member according to the second embodiment.
図8に示すように、本実施形態では、第1の波長帯(青色帯)の光を透過させ、緑色光LGと赤色光LRとを含む第2の波長帯(黄色帯)の光を反射させる波長分離特性を有する波長選択部材が用いられている。 As shown in FIG. 8, in the present embodiment, light in the first wavelength band (blue band) is transmitted and light in the second wavelength band (yellow band) including the green light LG and the red light LR is reflected. A wavelength selection member having wavelength separation characteristics to be used is used.
この波長選択部材を用いた場合、一対の板材同士を接近させ、重なり領域を大きくする程、第1実施形態とは逆に、照明光に占める青色光の比率が大きくなり、黄色光の比率が小さくなる。また、一対の板材同士を離間させ、重なり領域を小さくする程、照明光に占める青色光の比率が小さくなり、黄色光の比率が大きくなる。 When this wavelength selection member is used, as the pair of plate materials are brought closer to each other and the overlapping region is increased, the ratio of blue light to the illumination light is increased and the ratio of yellow light is increased, contrary to the first embodiment. Get smaller. Further, as the pair of plate members are separated from each other and the overlapping region is reduced, the ratio of the blue light to the illumination light is reduced and the ratio of the yellow light is increased.
本実施形態においても、簡易な構成で射出光の色味を調整可能な波長変換素子を実現できる、といった第1実施形態と同様の効果が得られる。 Also in the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained in which a wavelength conversion element capable of adjusting the color of the emitted light can be realized with a simple configuration.
[第3実施形態]
以下、本発明の第3実施形態について、図9を用いて説明する。
第3実施形態のプロジェクター、光源装置、および波長変換素子の基本構成は第1実施形態と同様であり、波長選択部材の波長分離特性が第1実施形態と異なる。そのため、プロジェクター、光源装置、および波長変換素子の説明は省略し、波長選択部材についてのみ説明する。
図9は、第3実施形態の波長選択部材の波長分離特性を示す図である。
[Third Embodiment]
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The basic configurations of the projector, the light source device, and the wavelength conversion element of the third embodiment are the same as those of the first embodiment, and the wavelength separation characteristics of the wavelength selection member are different from those of the first embodiment. Therefore, descriptions of the projector, the light source device, and the wavelength conversion element are omitted, and only the wavelength selection member is described.
FIG. 9 is a diagram illustrating wavelength separation characteristics of the wavelength selection member according to the third embodiment.
図9に示すように、本実施形態では、第1の波長帯(青色帯)の光を反射させ、第2の波長帯(赤色帯)の光を透過させる波長分離特性を有する波長選択部材が用いられている。本実施形態において、第1の波長帯は青色帯であり、第2の波長帯は赤色帯である。また、波長選択部材は、第1の波長帯および第2の波長帯以外の波長帯、すなわち、緑色帯の光を青色帯の光とともに反射させる波長分離特性を有する。 As shown in FIG. 9, in this embodiment, a wavelength selection member having wavelength separation characteristics that reflects light in the first wavelength band (blue band) and transmits light in the second wavelength band (red band) is provided. It is used. In the present embodiment, the first wavelength band is a blue band, and the second wavelength band is a red band. The wavelength selection member has a wavelength separation characteristic that reflects light in a wavelength band other than the first wavelength band and the second wavelength band, that is, light in the green band together with light in the blue band.
この波長選択部材を用いた場合、一対の板材同士を接近させ、重なり領域を大きくする程、射出光に占める青色光および緑色光の比率が小さくなり、赤色光の比率が大きくなる。また、一対の板材同士を離間させ、重なり領域を小さくする程、射出光に占める青色光および緑色光の比率が大きくなり、赤色光の比率が小さくなる。 When this wavelength selection member is used, the ratio of blue light and green light in the emitted light decreases and the ratio of red light increases as the pair of plate materials are brought closer to each other and the overlapping region is increased. Further, as the pair of plate members are separated from each other and the overlapping region is reduced, the ratio of blue light and green light in the emitted light is increased, and the ratio of red light is decreased.
本実施形態においても、簡易な構成で射出光の色味を調整可能な波長変換素子を実現できる、といった第1、第2実施形態と同様の効果が得られる。 Also in this embodiment, the same effects as those of the first and second embodiments can be obtained, such that a wavelength conversion element capable of adjusting the color of the emitted light with a simple configuration can be realized.
[第4実施形態]
以下、本発明の第4実施形態について、図10を用いて説明する。
第4実施形態のプロジェクターおよび光源装置の基本構成は第1実施形態と同様であり、波長変換素子の構成が第1実施形態と異なる。そのため、プロジェクターおよび光源装置の説明は省略し、波長変換素子についてのみ説明する。
図10は、第4実施形態の波長変換素子の断面図である。
図10において、第1実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The basic configuration of the projector and the light source device of the fourth embodiment is the same as that of the first embodiment, and the configuration of the wavelength conversion element is different from that of the first embodiment. Therefore, descriptions of the projector and the light source device are omitted, and only the wavelength conversion element is described.
FIG. 10 is a cross-sectional view of the wavelength conversion element of the fourth embodiment.
10, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as drawing used in 1st Embodiment, and detailed description is abbreviate | omitted.
図10に示すように、本実施形態の波長変換素子50は、蛍光体部材22と、波長選択部材24と、第1の反射膜51(第1の光反射部材)と、第2の反射膜52と、を備えている。第1の反射膜51は、第1実施形態の反射膜26と同一の部材であり、蛍光体部材22の側面22cに設けられている。
As shown in FIG. 10, the
波長選択部材24は、第1実施形態と同様、第1の波長帯(青色帯)の光を反射させ、緑色光LGと赤色光LRとを含む第2の波長帯(黄色帯)の光を透過させる波長分離特性を有する。
Similarly to the first embodiment, the
第2の反射膜52は、蛍光体部材22の光入射面22aの一部に設けられている。第2の反射膜52は、第1の反射膜51と同様、例えばアルミニウム、銀等の反射率の高い金属膜で構成されていてもよいし、誘電体多層膜で構成されていてもよい。第2の反射膜52は、少なくとも第1の波長帯(青色帯)の光を反射させる特性を有していればよいが、全ての可視帯域の光を反射させる特性を有していてもよい。
The second
このように、第2の反射膜52が蛍光体部材22の光入射面22aの一部に設けられたことにより、光入射面22aのうち、第2の反射膜52が設けられていない領域では励起光LEが透過し、第2の反射膜52が設けられた領域では励起光LEが反射する。すなわち、光入射面22aは、励起光LEを透過させる透過領域Tと、励起光LEを反射させる反射領域Rと、を備える。
波長変換素子50のその他の構成は、第1実施形態と同様である。
As described above, since the second
Other configurations of the
本実施形態においても、簡易な構成で射出光の色味を調整可能な波長変換素子を実現できる、といった第1〜第3実施形態と同様の効果が得られる。 Also in this embodiment, the same effects as those of the first to third embodiments can be obtained, such that a wavelength conversion element that can adjust the color of the emitted light with a simple configuration can be realized.
第1実施形態の波長変換素子20においては、波長選択部材24で反射して光入射面22aに向けて進行した励起光LEの一部は、光入射面22aから射出される場合があり、照明光LWとして利用されなかった。これに対し、本実施形態の波長変換素子50においては、光入射面22aが透過領域Tと反射領域Rとを備えているため、透過領域Tから入射した励起光LEの一部LE2は、波長選択部材24で反射して光入射面22aに向けて進行した後、反射領域Rの第2の反射膜52で反射する。この光LE2は、再度光射出面22bに向かって進み、照明光LWとして利用される。
In the
また、第2の反射膜52が全ての可視帯域の光を反射させる特性を有する場合、励起光LEの一部LE2のみならず、蛍光光LYのうち、光入射面22aに向けて進行した成分の一部も反射領域Rで反射し、照明光として利用される。このように、本実施形態によれば、光利用効率の高い波長変換素子50を実現することができる。
In addition, when the second
[第5実施形態]
以下、本発明の第5実施形態について、図11および図12を用いて説明する。
第5実施形態のプロジェクターのうち、光源装置および波長変換素子の構成が第1実施形態と異なり、その他の構成が共通である。そのため、共通部分の説明は省略し、光源装置および波長変換素子についてのみ説明する。
図11は、第5実施形態のプロジェクターの概略構成図である。図12は、第5実施形態の波長変換素子の断面図である。
図11および図12において、第1実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
[Fifth Embodiment]
Hereinafter, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 and 12.
Among the projectors of the fifth embodiment, the configurations of the light source device and the wavelength conversion element are different from those of the first embodiment, and other configurations are common. Therefore, description of common parts is omitted, and only the light source device and the wavelength conversion element will be described.
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a projector according to the fifth embodiment. FIG. 12 is a cross-sectional view of the wavelength conversion element of the fifth embodiment.
In FIG. 11 and FIG. 12, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as drawing used in 1st Embodiment, and detailed description is abbreviate | omitted.
図12に示すように、本実施形態のプロジェクター2において、光源装置101は、発光素子10と、コリメート光学系70と、波長変換素子60と、面積制御装置40と、ピックアップ光学系90と、位相差板81と、偏光分離素子82と、ホモジナイザー光学系125と、偏光変換素子140と、重畳レンズ150と、を備えている。
As shown in FIG. 12, in the
波長変換素子20、ピックアップ光学系90、位相差板81、偏光分離素子82、ホモジナイザー光学系125、偏光変換素子140、および重畳レンズ150は、照明光軸100ax上に配置されている。発光素子10およびコリメート光学系70は、照明光軸100axと直交する光軸110ax上に配置されている。波長変換素子60については、後で詳しく説明する。
The
偏光分離素子82は、第1の波長帯(青色帯)の光に対してS偏光を反射し、P偏光を透過させる偏光分離特性を有する。さらに、偏光分離素子82は、緑色光LGと赤色光LRとを含む第2の波長帯(黄色帯)の光に対して偏光状態に依らずにこの光を透過させる波長分離特性を有する。偏光分離素子82は、照明光軸100axおよび光軸110axのそれぞれに対して45°の角度をなすように配置されている。
The
位相差板81は、例えば1/4波長板から構成されている。偏光分離素子82で反射したS偏光の励起光LEsは、位相差板81を透過することによって、例えば右回りの円偏光に変換される。位相差板81を透過した励起光LErは、ピックアップ光学系90に入射する。
The
図12に示すように、本実施形態の波長変換素子60は、蛍光体部材22と、波長選択部材64と、第1の反射膜61(第1の光反射部材)と、第2の反射膜62(第2の光反射部材)と、を備えている。第1の反射膜61は、第1実施形態の反射膜26と同一の部材であり、蛍光体部材22の側面22cに設けられている。
As shown in FIG. 12, the
本実施形態の波長変換素子60は反射型の波長変換素子である。すなわち、波長変換素子60の光射出面22abは、励起光LErを入射させる光入射面を兼ねている。
The
波長選択部材64は、図8に示した第2実施形態の波長選択部材と同様、第1の波長帯(青色帯)の光を透過させ、緑色光LGと赤色光LRとを含む第2の波長帯(黄色帯)の光を反射させる波長分離特性を有する。本実施形態の場合、波長選択部材64が設けられた光射出面22abの側から励起光LErを入射させるため、波長選択部材64が第1の波長帯の光を透過させる波長分離特性を有していなかったとすると、波長選択部材64と光射出面22abとの重なり領域を通して励起光LErが入射できない。例えば波長選択部材64の一対の板材641が全閉状態であったとすると、励起光LErは蛍光体部材22に全く入射できず、蛍光光LYを得ることができない。
Similarly to the wavelength selection member of the second embodiment shown in FIG. 8, the
第2の反射膜62は、蛍光体部材22の光射出面22abとは反対側の全面に設けられている。第2の反射膜62は、第1の反射膜61と同様、例えばアルミニウム、銀等の反射率の高い金属膜で構成されていてもよいし、誘電体多層膜で構成されていてもよい。第2の反射膜62は、全ての可視帯域の光を反射させる特性を有する。このように、第2の反射膜62が光射出面22abとは反対側の面に設けられたことにより、励起光LErの他の一部および蛍光光LYは第2の反射膜62で反射し、光射出面22abから射出される。
波長変換素子60のその他の構成は、第1実施形態と同様である。
The second
Other configurations of the
例えば右回りの円偏光として入射した励起光LErは、第2の反射膜62で反射した際に左回りの円偏光LEvに変換され、蛍光光LYとともに光射出面22abから射出される。その後、ピックアップ光学系90を透過した左回りの円偏光LEvは、再び位相差板81を透過することによりP偏光の青色光LEpに変換される。青色光LEpは、偏光分離素子82を透過してミラーガラス41に向かって進む。
For example, the excitation light LEr incident as clockwise circularly polarized light is converted into counterclockwise circularly polarized light LEv when reflected by the second reflecting
面積制御装置40を構成するミラーガラス41は、偏光分離素子82とホモジナイザー光学系125との間の照明光軸100ax上に設けられている。その他の面積制御装置40の構成は第1実施形態と同様である。
The
本実施形態の波長変換素子60において、波長選択部材64の一対の板材641同士を接近させ、重なり領域を大きくする程、照明光LWに占める青色光の比率が大きくなり、黄色光の比率が小さくなる。また、一対の板材641同士を離間させ、重なり領域を小さくする程、照明光LWに占める青色光の比率が小さくなり、黄色光の比率が大きくなる。
In the
このようにして、簡易な構成で射出光の色味を調整可能な波長変換素子60を実現できる、といった第1〜第4実施形態と同様の効果が得られる。
Thus, the same effects as those of the first to fourth embodiments can be obtained, such that the
本実施形態の構成によれば、光射出面22abと同じ側から光を入射させる波長変換素子60、いわゆる反射型の波長変換素子を実現することができる。
According to the configuration of the present embodiment, it is possible to realize a
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態の光源装置では、面積制御装置に図6に示す光センサーユニット46が用いられたが、この構成に代えて、図13に示す光センサーユニット146が用いられてもよい。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the light source device of the above embodiment, the
図13に示すように、光センサーユニット146は、カラーCCD、カラーCMOSイメージセンサー等からなるカラーセンサー147を備えている。カラーセンサー147は、可視帯域を分割した複数の波長域毎の光量の比率を検出する。
As shown in FIG. 13, the
また、第1実施形態においては、照明光の色味の調整手順として、プロジェクターの使用者が照明光の所望の色味を入力し、面積制御装置は、入力された所望の色味を目標値として重なり領域の面積を調整する例を挙げたが、この例に代えて、例えば、発光素子の経時変化によって照明光の色味が変化する際にセンサーが色味の変化を検出し、面積制御装置は、経時変化前の照明光の色味を目標値として重なり領域の面積を調整する構成としてもよい。 In the first embodiment, as a procedure for adjusting the color of the illumination light, the projector user inputs the desired color of the illumination light, and the area control device sets the input desired color to the target value. As an example of adjusting the area of the overlapping region, instead of this example, for example, when the color of the illumination light changes due to the change of the light emitting element over time, the sensor detects the change in color and controls the area. The apparatus may be configured to adjust the area of the overlapping region using the color of the illumination light before aging as a target value.
また、上記実施形態では、互いに接近もしくは離間する一対の板材からなる波長選択部材の例を挙げたが、重なり領域の面積を可変とする波長選択部材の構成は、これに限定されない。例えば、楔形の開口部を有し、移動可能とされた板材からなる波長選択部材が用いられてもよい。 Moreover, although the example of the wavelength selection member which consists of a pair of board | plate material which approaches or spaces apart from each other was given in the said embodiment, the structure of the wavelength selection member which makes the area of an overlapping region variable is not limited to this. For example, a wavelength selection member made of a plate material having a wedge-shaped opening and made movable may be used.
その他、波長変換素子および光源装置を構成する各構成要素の数、形状、材料、配置等については、適宜変更が可能である。また、上記実施形態では、3つの光変調装置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映像を表示するプロジェクターに本発明を適用することも可能である。さらに、光変調装置としては、上述した液晶パネルに限らず、例えばデジタルミラーデバイスなどを用いることもできる。 In addition, the number, shape, material, arrangement, and the like of each component constituting the wavelength conversion element and the light source device can be appropriately changed. In the above embodiment, a projector including three light modulation devices has been exemplified. However, the present invention can also be applied to a projector that displays a color image with one light modulation device. Furthermore, the light modulation device is not limited to the above-described liquid crystal panel, and for example, a digital mirror device can be used.
その他、プロジェクターの各種構成要素の形状、数、配置、材料等については、上記実施形態に限らず、適宜変更が可能である。
また、上記実施形態では本発明による光源装置をプロジェクターに搭載した例を示したが、これに限られない。本発明による光源装置は、照明器具や自動車のヘッドライト等にも適用することができる。
In addition, the shape, number, arrangement, material, and the like of various components of the projector are not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate.
Moreover, although the example which mounted the light source device by this invention in the projector was shown in the said embodiment, it is not restricted to this. The light source device according to the present invention can also be applied to lighting fixtures, automobile headlights, and the like.
1,2…プロジェクター、10…発光素子、20,50,60…波長変換素子、22…蛍光体部材、22a…光入射面、22b,22ab…光射出面、22c…側面(光射出面と交差する面)、24,64…波長選択部材、26…反射膜(第1の光反射部材)40…面積制御装置、51,61…第1の反射膜(第1の光反射部材)、62…第2の反射膜(第2の光反射部材)、100,101…光源装置、400R,400G,400B…光変調装置、600…投射光学系、R…反射領域、T…透過領域、K…重なり領域、LE…励起光、LY…蛍光光(変換光)。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記蛍光体部材の前記光射出面側に設けられ、前記第1の波長帯と前記第2の波長帯との間で波長分離特性を有する波長選択部材と、を備え、
前記波長選択部材と前記光射出面とが重なっている重なり領域の面積が可変である、波長変換素子。 A light incident surface and a light exit surface, and a part of the excitation light in the first wavelength band is converted into converted light including light in the second wavelength band, and the other part of the excitation light and the A phosphor member that emits converted light; and
A wavelength selection member provided on the light emission surface side of the phosphor member, and having a wavelength separation characteristic between the first wavelength band and the second wavelength band;
The wavelength conversion element, wherein an area of an overlapping region where the wavelength selection member and the light exit surface overlap is variable.
前記波長選択部材は、前記第1の波長帯の光を反射させ、前記第2の波長帯の光を透過させる波長分離特性を有する、請求項1に記載の波長変換素子。 The second wavelength band includes a green band;
2. The wavelength conversion element according to claim 1, wherein the wavelength selection member has a wavelength separation characteristic that reflects light in the first wavelength band and transmits light in the second wavelength band.
前記光入射面は、前記励起光を透過させる透過領域と、前記励起光を反射させる反射領域と、を備える、請求項3に記載の波長変換素子。 The wavelength selection member has a wavelength separation characteristic that reflects light in the first wavelength band and transmits light in the second wavelength band,
The wavelength conversion element according to claim 3, wherein the light incident surface includes a transmission region that transmits the excitation light and a reflection region that reflects the excitation light.
前記波長選択部材は、前記第1の波長帯の光を透過させ、前記第2の波長帯の光を反射させる波長分離特性を有し、
前記蛍光体部材の前記光射出面とは反対側に設けられた第2の光反射部材をさらに備える、請求項1に記載の波長変換素子。 The light exit surface also serves as the light incident surface,
The wavelength selection member has a wavelength separation characteristic that transmits light in the first wavelength band and reflects light in the second wavelength band,
The wavelength conversion element according to claim 1, further comprising a second light reflecting member provided on a side opposite to the light emitting surface of the phosphor member.
前記変換光は緑色光と赤色光とを含む、請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の波長変換素子。 The excitation light is blue light;
The wavelength conversion element according to any one of claims 1 to 5, wherein the converted light includes green light and red light.
前記励起光を射出する発光素子と、
前記重なり領域の面積を制御する面積制御装置と、を備える、光源装置。 The wavelength conversion element according to any one of claims 1 to 6,
A light emitting element that emits the excitation light;
A light source device comprising: an area control device that controls an area of the overlapping region.
前記光源装置からの光を画像情報に応じて変調することにより画像光を生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。 The light source device according to claim 7;
A light modulation device that generates image light by modulating light from the light source device according to image information;
A projection optical system that projects the image light.
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JP2021152632A (en) * | 2020-03-23 | 2021-09-30 | セイコーエプソン株式会社 | Light source device and projector |
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2017
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