JP2019159332A - 撮像装置、装置の制御プログラム及び撮像方法 - Google Patents
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また、蛍光体に形成すべき蛍光領域、透過領域の角度サイズは、プロジェクタの種類によって異なるため、プロジェクタの種類ごとに蛍光領域の角度が異なる蛍光体を製造しなければならず、蛍光体の管理も煩雑であるという不都合がある。
前記光源装置は、
可視光の励起光を発する光源部と、
前記光源部が発した前記励起光により蛍光を発する蛍光部と、
前記蛍光部が発した前記蛍光から前記蛍光とは異なる色の色光を取り出し、前記励起光と前記色光とを切り替え射出する色成分切り替え部とを備え、
前記蛍光部における前記蛍光の発光のタイミングと、前記色成分切り替え部が前記励起光と前記色光とを切り替えるタイミングとが、同期されており、
前記色成分切り替え部が前記励起光と前記色光とを切り替えるタイミングで、前記光源部と前記画像形成素子との少なくとも一方によって投射像の明るさを低下させることを特徴とする。
図1は、本発明の実施例1に係る光源装置を有するプロジェクタの光学系の要部構成を示す光学図である。この図1において、符号1は光源部を示す。光源部1はレーザ光源としてのレーザダイオード(LD)1aとカップリングレンズ1bと集光レンズ1cとから概略構成されている。
その光路切り替え盤3の反射領域3aには、図3に示すように、その青色成分のレーザ光BPが当たる面の側に反射膜3dが設けられている。
なお、拡散面3fを光路切り替え盤3に設ける代わりに、回転拡散板を設ける構成としても良い。
蛍光体5は、ここでは、回転円盤から構成され、図1において、符号6は、その駆動源としてのステッピングモータを示している。
その蛍光体5の回転により同一箇所に長時間集中してレーザ光が照射されるのが防止され、蛍光膜5aの劣化が防止される。その蛍光膜5aの蛍光材料には、例えば、青色成分のレーザ光BPの照射により励起されて、緑色成分の蛍光を発生する蛍光材料と赤色成分の蛍光を発生する蛍光材料(黄色Yの蛍光を発生する蛍光材料)との混合物が用いられる。しかしながら、これに限られるものではない。
例えば、緑色成分の波長域から赤色成分の波長域にまたがる蛍光分布特性を有する蛍光材料を用いることができる。
この実施例1では、その色成分切り替え盤10は緑色成分の蛍光GPと赤色成分の蛍光RPとを切り替える役割を果たす。集光レンズ9は、平行光束BP"を蛍光体5にスポット状に集束させる機能と蛍光体5からの蛍光を集光して平行光束LP'に変換する機能とを有する。
この実施例1では、集光レンズ9とダイクロイックミラー8と集光レンズ11とにより光源部1から発せられた色成分の光により励起された蛍光YPを色成分切り替え盤10に向かって進行させる光路が形成されている。
その光路切り替え盤3と色成分切り替え盤10とは、同一回転速度でかつ同期して回転される。図5に示すように、青色成分のレーザ光BPを透過する透過領域3bに対応する時間tB(図7参照)が確保されるように透過領域3bの角度φBが設定される。反射領域3aの角度φGBはその残りの角度(360-φB)である。
青色成分のレーザ光BPが反射領域3aにより反射されている間、蛍光体5にレーザ光BPが照射されるので、蛍光体5は蛍光を発する。
その色成分切り替え盤10は、ここでは、緑色成分の蛍光GPを透過しかつ赤色成分の蛍光RPの透過を阻止する透過領域10a'と赤色成分の蛍光RPを透過しかつ緑色成分の蛍光GPの透過を阻止する透過領域10b'とが形成されている。
その色成分切り替え盤10は、図15に示すように、回転方向に緑色成分の蛍光GPを透過しかつ赤色成分の蛍光RPを吸収又は反射する透過領域10a'と赤色成分の蛍光RPを透過しかつ緑色成分の蛍光GPを吸収又は反射する透過領域10b'とが角度方向に分割されて形成された色成分時分割用回転円盤から構成される。
この実施例2では、集光レンズ9'と反射ミラー22'と反射ミラー22とダイクロイックミラー15と集光レンズ17'とにより光源部1から発せられた色成分の光を画像形成素子に向かって進行する光路が形成されている。
また、集光素子9、ダイクロイックミラー8、集光レンズ11により光源部1から発せられた色成分の光により励起された蛍光を色成分切り替え盤10に向かって進行させる光路が形成されている。
その他、ダイクロイックミラー8、15の透過反射の関係は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、光学系の構成に対応させて自由に設定できる。
図17は本発明の実施例3に係る光源装置を有するプロジェクタの光学系の要部構成を示す光学図である。
その図17において、実施例1と同一構成要素に同一符号を付して説明することとする。
レーザダイオード1aは、駆動回路基板2に複数個設けられ、各レーザダイオード1aに対してそれぞれカップリングレンズ1bが設けられている。
その光路切り替え盤3の反射領域3aにより反射された青色成分のレーザ光BPが進行する光路は、光源部1から発せられた青色成分のレーザ光BPをライトトンネル18に向かって進行させる光路とされている。
その光路切り替え盤3の透過領域3bを透過した青色成分のレーザ光BPが進行する光路には、集光レンズ7'とダイクロイックミラー8'と集光レンズ9'とが設けられている。
その各色成分の光は、ライトトンネル18の進行中に光量分布が均一化される。そのライトトンネル18から出射された各色成分の光は、集光レンズ19により平行光束とされ、反射ミラー22により反射されて、画像形成パネル13に導かれる。
図19においては、色成分切り替え盤10を、透明領域10c〜10fの4セグメントにより構成している。しかしながら、色成分切り替え盤10は、本来、蛍光YPから蛍光RPと蛍光GPとを生成するために設けられているものである。
この図20に示す色成分切り替え盤10を用いれば、上述したように、レーザ光BPと蛍光YPとの切り替えを光路切り替え盤3のみによって行うことができる。
光路切り替え盤3、色成分切り替え盤10には、図18、図19に示すように、ビームスポットBSP、BSP'が仮想的に形成される。このビームスポットBSP、BSP'は一定の大きさを有する。
光路切り替え盤3の回転中心Oを通り、かつ、ビームスポットBSPの円に接する二つの半径方向接線r1'、r1”の為す角度をθsとする。また、境界r1が半径方向接線r1'に一致しているとき、光路切り替え盤3の回転角度θを0度とする。
色成分切り替え盤10に当たるレーザ光BPのビームスポットBSP'のスポット径を便宜的にΦ'=Φとする。すなわち、ビームスポットBSP'に接する半径方向接線r3'、r3”の為す角度をθsとする。
このような混色1ないし混色4が生じると、色純度が低下し、色再現範囲が狭くなる。
しかしながら、この混色1ないし混色4が生じる投射期間にレーザダイオード(LD)1a又は画像形成パネル13をオフする構成とすると、その分、画像が暗くなる。
スクリーンSに対する照明効率の観点から考えると、レーザ光BPは光源部1から射出されるため、その照明効率が最も大きい。
つまり、本質的に、レーザ光BP、蛍光YPは本質的に色成分切り替え盤10を素通りさせることができる。これに対して、蛍光RP、蛍光GPには色成分切り替え盤10を通過する際に生じる損失が発生する。このため、その蛍光RP、蛍光GPの照明効率はレーザ光YPの照明効率よりも更に小さい。
その結果、混色が生じる回数を減少させることができる。
また、ビームスポットBSPの径ΦとビームスポットBSP'の径Φ'との大きさを異ならせ、光路切り替え盤3のビームスポットBSPの径Φと色成分切り替え盤10のビームスポットBSP'の径Φ'のうちのいずれか一方の径の大きな方のタイミングに合わせて、レーザダイオード1aとデジタルミラーマイクロデバイスDMDとの少なくとも一方をオフする構成とする。これにより、オンオフ制御の簡素化を図ることができる。
この実施例4では、この青色成分のレーザ光BPとは異なる緑色の色成分を含む蛍光GPと赤色成分の蛍光RPとを含む黄色の蛍光YPを発生する蛍光膜5aを蛍光体5に設ける構成として説明した。
例えば、緑色成分の蛍光GPを発生する蛍光膜5a'を用いる場合、蛍光GPのスペクトルのうちの特定波長の蛍光をカットすることにより、蛍光GPの色度を調整することができる。
3…光路切り替え盤(光路切り替え部)
5…蛍光体
10…色成分切り替え盤(色成分切り替え部)
13…画像形成パネル(画像形成素子)
S…スクリーン
Claims (6)
- 複数の色の光を発する光源装置と、前記複数の色の光が順次照射されて画像を形成する画像形成素子とを備え、前記画像形成素子に形成された画像を投射するプロジェクタにおいて、
前記光源装置は、
可視光の励起光を発する光源部と、
前記光源部が発した前記励起光により蛍光を発する蛍光部と、
前記蛍光部が発した前記蛍光から前記蛍光とは異なる色の色光を取り出し、前記励起光と前記色光とを切り替え射出する色成分切り替え部とを備え、
前記蛍光部における前記蛍光の発光のタイミングと、前記色成分切り替え部が前記励起光と前記色光とを切り替えるタイミングとが、同期されており、
前記色成分切り替え部が前記励起光と前記色光とを切り替えるタイミングで、前記光源部と前記画像形成素子との少なくとも一方によって投射像の明るさを低下させることを特徴とするプロジェクタ。 - 可視光の励起光を発する光源部と、
前記光源部が発した前記励起光により蛍光を発する蛍光部と、
前記蛍光部が発した前記蛍光から前記蛍光とは異なる色の色光を取り出し、前記励起光と前記色光とを切り替え射出する色成分切り替え部とを備え、
前記蛍光部における前記蛍光の発光のタイミングと、前記色成分切り替え部が前記励起光と前記色光とを切り替えるタイミングとが、同期されており、
前記色成分切り替え部が前記励起光と前記色光とを切り替えるタイミングで、前記光源部の出力を低下させることを特徴とする光源装置。 - 請求項1に記載のプロジェクタにおいて、
前記色成分切り替え部は、前記蛍光と前記励起光と前記色光とを切り替え射出することを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項2に記載の光源装置において、
前記色成分切り替え部は、前記蛍光と前記励起光と前記色光とを切り替え射出することを特徴とする光源装置。 - 請求項1もしくは請求項3のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記色成分切り替え部は、前記蛍光のうち所定の第一の波長域の光を反射し且つ所定の第二の波長域の光を透過することで、前記蛍光から前記色光を取り出し、
前記色光は、前記蛍光よりも光量が小さいことを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項2もしくは請求項4のいずれかに記載の光源装置において、
前記色成分切り替え部は、前記蛍光のうち所定の第一の波長域の光を反射し且つ所定の第二の波長域の光を透過することで、前記蛍光から前記色光を取り出し、
前記色光は、前記蛍光よりも光量が小さいことを特徴とする光源装置。
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