JP2019168652A

JP2019168652A - 光源装置及び投影装置

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Publication number: JP2019168652A
Application number: JP2018058329A
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Inventors: 小川　昌宏; Masahiro Ogawa; 昌宏小川
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Filing date: 2018-03-26
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Abstract

【課題】簡易な構成で色再現性の良い光源装置及び投影装置を提供すること。【解決手段】光源装置６０は、第１波長帯域光を出射する発光素子と、第１波長帯域光を蛍光光に変換する蛍光発光領域３１０と、第１波長帯域光を透過する透過領域３２０と、を周方向に並設した蛍光ホイール１０１と、発光素子から出射された第１波長帯域光のうち第１偏光方向の成分を反射し、第１波長帯域光のうち第１偏光方向と直交する第２偏光方向の成分を透過し、蛍光光を透過または反射するダイクロイックミラー１４１と、透過領域３２０を透過した第１波長帯域光を透過領域３２０へ反射する反射部材１４２と、蛍光ホイール１０１と反射部材１４３との間に配置され、透過領域３２０を透過した第１波長帯域光及び反射部材１４２で反射した第１波長帯域光を透過して、第１偏光方向の第１波長帯域光を第２偏光方向に偏光変換する偏光変換素子１４３と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、光源装置及びこの光源装置を備える投影装置に関する。

今日、パーソナルコンピュータの画面やビデオ画面、さらにメモリカード等に記憶されている画像等をスクリーンに投影する画像投影装置として、データプロジェクタが多用されている。このプロジェクタは、光源から出射された光を、ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）や液晶板等の表示素子に集光させ、スクリーン上にカラー画像を表示させる。

例えば、特許文献１には、励起光源と、蛍光体層が設けられるホイールと、ホイールと励起光源との間に設けられたダイクロイックミラーと、ホイールとダイクロイックミラーとの間に設けられて励起光の偏光方向を変える偏光変換素子と、を備えた光源装置が開示されている。ダイクロイックミラーは、励起光源からの励起光を透過してそのホイールへ導光すると共に、ホイールによって反射された光を反射して、照明光学系へ導光する。また、蛍光体層は赤色及び緑色の波長帯域の光を発することが開示されている。

特開２０１２−２１２１２９号公報

しかしながら、特許文献１の光源装置では、赤色や緑色の蛍光体層に入射した励起光の一部が、蛍光体を励起せずにダイクロイックミラー側へ反射することがある。そうすると、蛍光体を励起せずにホイールで照明光学系側へ導光された励起光は偏光変換素子により偏光方向を変換されて、ダイクロイックミラーにおいて反射可能となる。したがって、蛍光光を出射する期間に蛍光光とともに励起光も照明光学系へ導光され、混色によって光源光としての色純度が低下してしまう。

本発明は、以上の点に鑑み、簡易な構成で色再現性の良い光源装置及び投影装置を提供することを目的とする。

本発明の光源装置は、第１波長帯域光を出射する発光素子と、前記第１波長帯域光を蛍光光に変換する蛍光発光領域と、前記第１波長帯域光を透過する透過領域と、を周方向に並設した蛍光ホイールと、前記発光素子から出射された前記第１波長帯域光のうち第１偏光方向の成分を反射し、前記第１波長帯域光のうち前記第１偏光方向と直交する第２偏光方向の成分を透過し、前記蛍光光を透過または反射するダイクロイックミラーと、前記透過領域を透過した前記第１波長帯域光を前記透過領域へ反射する反射部材と、前記蛍光ホイールと前記反射部材との間に配置され、前記透過領域を透過した前記第１波長帯域光及び前記反射部材で反射した前記第１波長帯域光を透過して、前記第１偏光方向の前記第１波長帯域光を前記第２偏光方向に偏光変換する偏光変換素子と、を備えることを特徴とする。

本発明の投影装置は、上記の光源装置と、前記光源装置からの光源光が照射され、画像光を形成する表示素子と、前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影側光学系と、前記表示素子と前記光源装置を制御する制御部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、簡易な構成で色再現性の良い光源装置及び投影装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る投影装置の機能回路ブロックを示す図である。本発明の実施形態に係る投影装置の内部構造を示す平面模式図である。本発明の実施形態に係るダイクロイックミラーの反射特性を示す図である。本発明の実施形態に係る蛍光ホイール装置の模式図であり、（ａ）は蛍光ホイールの正面図を示し、（ｂ）は図４（ａ）のＩＶｂ−ＩＶｂ断面の蛍光ホイールと、偏光変換素子と、反射部材とを示す。

以下、本発明を実施するための形態について述べる。図１は投影装置１０の機能回路ブロックを示す図である。投影装置１０は、制御部３８、入出力インターフェース２２、画像変換部２３、表示エンコーダ２４、表示駆動部２６等から構成される投影装置制御手段を有する。入出力コネクタ部２１から入力された各種規格の画像信号は、入出力インターフェース２２及びシステムバス（ＳＢ）を介して画像変換部２３で表示に適した所定のフォーマットの画像信号に統一するように変換された後、表示エンコーダ２４に出力される。

表示エンコーダ２４は、入力された画像信号をビデオＲＡＭ２５に展開記憶させた上でこのビデオＲＡＭ２５の記憶内容からビデオ信号を生成して表示駆動部２６に出力する。

表示駆動部２６は、表示素子制御手段として機能する。表示駆動部２６は、表示エンコーダ２４から出力された画像信号に対応して適宜のフレームレートで空間的光変調素子（ＳＯＭ）である表示素子５１を駆動する。そして、投影装置１０は、光源装置６０から出射された光線束を、導光光学系を介して表示素子５１に照射することにより、表示素子５１の反射光で光像を形成し、後述する投影側光学系を介して図示しないスクリーンに画像を投影表示する。なお、この投影側光学系の可動レンズ群２３５は、レンズモータ４５によりズーム調整やフォーカス調整のための駆動が行われる。

画像圧縮／伸長部３１は、画像信号の輝度信号及び色差信号をＡＤＣＴ及びハフマン符号化等の処理によりデータ圧縮して着脱自在な記録媒体とされるメモリカード３２に順次書き込む記録処理を行う。さらに、画像圧縮／伸長部３１は、再生モード時にメモリカード３２に記録された画像データを読み出し、一連の動画を構成する個々の画像データを１フレーム単位で伸長する。画像圧縮／伸長部３１は、その画像データを、画像変換部２３を介して表示エンコーダ２４に出力し、メモリカード３２に記憶された画像データに基づいて動画等の表示を可能とする処理を行う。

制御部３８は、投影装置１０内の各回路の動作制御を司るものであって、ＣＰＵや各種セッティング等の動作プログラムを固定的に記憶したＲＯＭ及びワークメモリとして使用されるＲＡＭ等により構成されている。

筐体の上面パネルに設けられるメインキー及びインジケータ等により構成されるキー／インジケータ部３７の操作信号は、直接に制御部３８に送出される。リモートコントローラからのキー操作信号は、Ｉｒ受信部３５で受信され、Ｉｒ処理部３６でコード信号に復調された後、制御部３８に出力される。

制御部３８は、システムバス（ＳＢ）を介して音声処理部４７と接続されている。この音声処理部４７は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備えており、投影モード及び再生モード時には音声データをアナログ化し、スピーカ４８を駆動して拡声報音させる。

また、制御部３８は、光源制御手段としての光源制御回路４１を制御している。光源制御回路４１は、画像生成時に要求される所定波長帯域の光が光源装置６０から出射されるように、光源装置６０の励起光照射装置７０（図２参照）の動作を個別に制御する。また、光源制御回路４１は、制御部３８の指示により、投影モードに応じて、蛍光ホイール１０１等の同期のタイミングを制御する。

さらに、制御部３８は、冷却ファン駆動制御回路４３に光源装置６０等に設けた複数の温度センサによる温度検出を行わせ、この温度検出の結果から冷却ファンの回転速度を制御させている。また、制御部３８は、冷却ファン駆動制御回路４３にタイマー等により投影装置１０本体の電源のＯＦＦ後も冷却ファンの回転を持続させる、あるいは、温度センサによる温度検出の結果によっては投影装置１０本体の電源をＯＦＦにする等の制御を行う。

図２は、投影装置１０の内部構造を示す平面模式図である。投影装置１０は、右側パネル１４の近傍に制御回路基板２４１を備える。制御回路基板２４１は、電源回路ブロックや光源制御ブロック等を備える。また、投影装置１０は、投影装置１０の筐体の略中央前方部分に光源装置６０を備える。さらに、投影装置１０は、光源側光学系１７０や投影側光学系２２０を備える。

光源装置６０は、励起光照射装置７０と、蛍光ホイール装置１００と、ダイクロイックミラー１４１を備える。ダイクロイックミラー１４１は、励起光照射装置７０及び蛍光ホイール装置１００から出射される各色波長帯域光の光軸上に配置される。

励起光照射装置７０は、青色レーザダイオード７１、コリメータレンズ７３、ヒートシンク１３０及び冷却ファン２６１を備える。青色レーザダイオード７１は、背面パネル１３と光軸が平行になるよう配置された半導体発光素子である。青色レーザダイオード７１は、略直線偏光の青色波長帯域光（第１波長帯域光）をダイクロイックミラー１４１に対してＳ偏光の偏光光として出射する。

コリメータレンズ７３は、各青色レーザダイオード７１の光軸上に配置されて、各青色レーザダイオード７１から出射される青色波長帯域光の指向性を高めるように平行光に変換する。

ヒートシンク１３０は、青色レーザダイオード７１の後方である右側パネル１４側に配置される。また、冷却ファン２６１は、ヒートシンク１３０と正面パネル１２との間に配置される。青色レーザダイオード７１は、この冷却ファン２６１とヒートシンク１３０とによって冷却される。

ここで、ダイクロイックミラー１４１の反射特性について説明する。図３は、青色波長帯域光Ｌ１、緑色波長帯域光Ｌ２及び赤色波長帯域光Ｌ３の分布曲線と、ダイクロイックミラー１４１のＳ偏光成分の反射特性Ｒｓと、ダイクロイックミラー１４１のＰ偏光成分の反射特性Ｒｐと、を示している。図３の左の縦軸は、Ｓ偏光成分の反射特性ＲｓとＰ偏光成分の反射特性Ｒｐの反射率（％）を示し、右の縦軸は、青色波長帯域光Ｌ１、緑色波長帯域光Ｌ２及び赤色波長帯域光Ｌ３の光強度を示す。横軸は、波長（ｎｍ）を示している。例えば、青色波長帯域光Ｌ１のピーク波長Ｂｃは４５０ｎｍ、ダイクロイックミラー１４１のＰ偏光成分の反射特性Ｒｐの半値波長Ｂｌは４３５ｎｍ、ダイクロイックミラー１４１のＳ偏光成分の反射特性Ｒｓの半値波長Ｂｈは４６５ｎｍである。また、緑色波長帯域光Ｌ２のピーク波長Ｇｃは５４０ｎｍ、赤色波長帯域光Ｌ３のピーク波長Ｒｃは６２０ｎｍである。

ダイクロイックミラー１４１は、Ｓ偏光成分の反射特性Ｒｓに示すように、Ｓ偏光成分については短波長側の帯域の殆どを反射し、長波長側の帯域の殆どを透過する。また、ダイクロイックミラー１４１は、反射特性Ｒｐに示すように、Ｐ偏光成分についても短波長側の帯域の殆どを反射して、長波長側の帯域の殆どを透過する。そして、ダイクロイックミラー１４１は、Ｓ偏光成分を、Ｐ偏光成分よりも長波長側の帯域まで反射することができる。本実施形態のダイクロイックミラー１４１は、青色波長帯域光Ｌ１のうち、Ｓ偏光方向（第１偏光方向）の成分を反射し、Ｐ偏光方向（第２偏光方向）の成分を透過する。

図２に戻り、ダイクロイックミラー１４１は、青色レーザダイオード７１からＳ偏光で出射された青色波長帯域光の殆どを反射して、蛍光ホイール１０１側へ導光する。ダイクロイックミラー１４１で反射された青色波長帯域光は、集光レンズ群１１１で集光されて、蛍光ホイール１０１に照射される。

蛍光ホイール１０１は、正面パネル１２と略平行となるように、つまり、ダイクロイックミラー１４１からの入射光の光軸と直交するように配置される。モータ１１０は、蛍光ホイール１０１を回転駆動させる。集光レンズ群１１１は、励起光照射装置７０から出射される青色波長帯域光を蛍光ホイール１０１に集光させるとともに蛍光ホイール１０１から背面パネル１３方向に出射される光を集光する。

ここで、蛍光ホイール装置１００について説明する。図４（ａ）は、蛍光ホイール１０１を正面側（図２の励起光が入射する側）から見た模式図である。蛍光ホイール１０１は、略円盤状に形成される。蛍光ホイール１０１の中心軸１１２は、図２に示したモータ１１０の軸部に固定される。蛍光ホイール１０１の基材１０２は銅やアルミニウム等の金属により形成することができる。ダイクロイックミラー１４１側の基材１０２の表面は銀蒸着等によってミラー加工された反射面１０２ａとなっている。

蛍光ホイール１０１は、外周縁近傍に、青色波長帯域光を励起光として受けて蛍光光を出射する蛍光発光領域３１０と、青色波長帯域光を透過する透過領域３２０とを有する。蛍光発光領域３１０は、反射面１０２ａ側に形成され、緑色蛍光発光領域３１１（第１蛍光発光領域）と、赤色蛍光発光領域３１２（第２蛍光発光領域）とを含む。緑色蛍光発光領域３１１、赤色蛍光発光領域３１２及び透過領域３２０は、蛍光ホイール１０１の周方向に並設される。緑色蛍光発光領域３１１及び赤色蛍光発光領域３１２及び透過領域３２０は、各々円弧状に形成される。

緑色蛍光発光領域３１１は、励起光照射装置７０から出射されてダイクロイックミラー１４１で反射された青色波長帯域光が照射されると、緑色波長帯域光（第２波長帯域光）を蛍光光として出射する。また、赤色蛍光発光領域３１２は、青色波長帯域光が照射されると、緑色波長帯域光と波長帯域が隣接する赤色波長帯域光（第３波長帯域光）を蛍光光として出射する。透過領域３２０は、ガラスやプラスチックなどの透明な材料により形成することができ、入射された青色波長帯域光を透過する。

図４（ｂ）は、図４（ａ）のＩＶｂ−ＩＶｂ断面における蛍光ホイール１０１と、偏光変換素子１４３と、反射部材１４２とを示す図である。蛍光ホイール１０１の蛍光発光領域３１０が形成される側の反対側には、反射部材１４２と、偏光変換素子１４３とが配置される。反射部材１４２は、蛍光ホイール１０１側から入射する青色波長帯域光の焦点Ｆの位置を中心として球面状に湾曲した反射面１４２ａを有する。そのため、反射面１４２ａの曲率半径は、焦点Ｆから反射面１４２ａまでの距離と一致する。図４（ｂ）では、焦点Ｆの位置を蛍光発光領域３１０の表面３１０ａ付近としているが、焦点Ｆの位置は、蛍光発光領域３１０の表面３１０ａから反射面１０２ａまでの間の位置や、反射面１０２ａ付近に設定してもよい。また、青色波長帯域光の照射密度が高くなって蛍光発光領域３１０の発光効率が低下することを防ぐために、焦点Ｆの位置を、表面３１０ａのやや集光レンズ群１１１側の位置や、反射面１０２ａより下方位置に設定してもよい。

偏光変換素子１４３は、蛍光ホイール１０１と、反射部材１４２との間に配置される。本実施形態の偏光変換素子１４３は、入射する青色波長帯域光の位相を１／４波長ずらす１／４波長板である。図２のダイクロイックミラー１４１を反射したＳ偏光の青色波長帯域光は、透過領域３２０の領域Ｓに照射されると、偏光変換素子１４３側へ透過する。透過領域３２０から出射した青色波長帯域光は、偏光変換素子１４３によって位相が１／４波長ずれた円偏光に変換されて反射部材１４２側へ透過する。反射部材１４２は、反射面１４２ａが焦点Ｆを中心とする球面状に形成されているため、偏光変換素子１４３から出射された円偏光の青色波長帯域光を入射角度及び反射角度を略０度として、入射経路と略同一の経路で偏光変換素子１４３側へ反射する。

偏光変換素子１４３は、反射部材１４２で反射された円偏光の青色波長帯域光の位相をさらに１／４波長ずらして透過領域３２０側へ透過する。これにより、偏光変換素子１４３が透過領域３２０側へ出射される青色波長帯域光は、透過領域３２０から偏光変換素子１４３側へ出射される青色波長帯域光と比べて、位相が１／２波長ずれることになり、偏光方向が９０度回転した直線偏光となる。よって、偏光変換素子１４３側から透過領域３２０に入射した青色波長帯域光は、図２の集光レンズ群１１１で集光されて、ダイクロイックミラー１４１にＰ偏光で入射する。

また、緑色蛍光発光領域３１１から出射された緑色波長帯域光、及び赤色蛍光発光領域３１２から出射された赤色波長帯域光も、集光レンズ群１１１を介してダイクロイックミラー１４１へ向かって出射する。

ダイクロイックミラー１４１は、蛍光ホイール１０１から出射された緑色波長帯域光及び赤色波長帯域光を透過して、光源側光学系１７０へ光源光として導光する。また、ダイクロイックミラー１４１は、蛍光ホイール１０１から出射されたＰ偏光の青色波長帯域光の殆どを透過して、光源側光学系１７０側へ光源光として導光する。

光源側光学系１７０は、集光レンズ１７３、ライトトンネル１７５（導光装置）、集光レンズ１７８、光軸変換ミラー１８１、集光レンズ１８３、照射ミラー１８５、コンデンサレンズ１９５等により構成されている。なお、コンデンサレンズ１９５は、コンデンサレンズ１９５の背面パネル１３側に配置される表示素子５１から出射された画像光を投影側光学系２２０に向けて出射するので、投影側光学系２２０の一部でもある。

集光レンズ１７３は、ライトトンネル１７５の入射口の近傍に配置され、ダイクロイックミラー１４１を透過した青色波長帯域光、緑色波長帯域光及び赤色波長帯域光を集光する。集光レンズ１７３により集光された各色波長帯域光は、ライトトンネル１７５に向かって出射される。

光軸変換ミラー１８１は、ライトトンネル１７５の背面パネル１３側の光軸上である、集光レンズ１７８の後方に配置される。ライトトンネル１７５の出射口から出射した光線束は、集光レンズ１７８で集光された後、光軸変換ミラー１８１により、左側パネル１５側に光軸を変換される。

光軸変換ミラー１８１で反射した光線束は、集光レンズ１８３により集光された後、照射ミラー１８５により、コンデンサレンズ１９５を介して表示素子５１に所定の角度で照射される。なお、本実施形態では、表示素子５１としてＤＭＤを使用している。表示素子５１は、背面パネル１３側に設けられたヒートシンク１９０により冷却される。

光源側光学系１７０により表示素子５１の画像形成面に照射された光源光は、表示素子５１の画像形成面で反射され、投影光として投影側光学系２２０を介してスクリーンに投影される。ここで、投影側光学系２２０は、コンデンサレンズ１９５、可動レンズ群２３５、固定レンズ群２２５等により構成される。可動レンズ群２３５は、レンズモータにより移動可能に形成される。そして、可動レンズ群２３５及び固定レンズ群２２５は、固定鏡筒に内蔵される。よって、可動レンズ群２３５を備える固定鏡筒は、可変焦点型レンズとされ、ズーム調節やフォーカス調節が可能に形成される。

このように投影装置１０を構成することで、蛍光ホイール１０１を回転させながら励起光照射装置７０から光を出射すると、青色、緑色及び赤色の各波長帯域光がダイクロイックミラー１４１及び光源側光学系１７０を介して表示素子５１に入射される。そのため、投影装置１０の表示素子５１であるＤＭＤがデータに応じて各色の光を時分割表示することにより、スクリーンにカラー画像を投影することができる。

なお、本実施形態では、透過領域３２０を円弧状の材料を配置することにより形成したが、透過領域３２０が設けられる領域を、切欠や貫通孔により形成してもよい。また、透過領域３２０は、拡散層を設けることにより青色波長帯域光を拡散透過させる構成としてもよい。これにより、青色波長帯域光の照度分布を均一にすることができる。反射部材１４２は湾曲した反射面１４２ａを有するため、拡散透過された青色波長帯域光は焦点Ｆの位置に向かって透過領域３２０に再入射することができる。

また、本実施形態では、図２において、１つの青色レーザダイオード７１を図示したが、励起光照射装置７０は、複数の青色レーザダイオード７１を配置したアレイ状の光源としてもよい。

また、ダイクロイックミラー１４１を基準として、蛍光ホイール１０１を青色レーザダイオード７１と対向するように配置し、ダイクロイックミラー１４１の反射方向に光源側光学系１７０を配置する構成としてもよい。この場合、ダイクロイックミラー１４１は、青色レーザダイオード７１から出射された青色波長帯域光のうち、Ｐ偏光成分を透過してＳ偏光成分を反射し、蛍光光を反射する。

以上説明したように、本発明の実施形態の光源装置６０及び光源装置６０を有する投影装置１０は、蛍光発光領域３１０と透過領域３２０とを周方向に並設した蛍光ホイール１０１と、発光素子（青色レーザダイオード７１）から出射された第１波長帯域光のうちＳ偏光方向（第１偏光方向）の成分を反射し、第１波長帯域光のうちＰ偏光方向（第２偏光方向）の成分を透過するダイクロイックミラー１４１と、透過領域３２０を透過した第１波長帯域光及び反射部材１４２で反射した第１波長帯域光を透過して、Ｓ偏光方向（第１偏光方向）の第１波長帯域光をＰ偏光方向（第２偏光方向）に偏光変換する、またはＰ偏光方向（第２偏光方向）の第１波長帯域光をＳ偏光方向（第１偏光方向）に偏光変換する偏光変換素子１４３と、を備える。

そのため、偏光方向を変換する必要の無い蛍光光が偏光変換素子１４３を透過して損失が発生することを防ぐことができる。また、第１波長帯域光は、透過領域３２０を透過して蛍光ホイール１０１の裏面側に設けられた反射部材１４２と偏光変換素子１４３とにより反射し、ダイクロイックミラー１４１で蛍光光と合成する構成としたため、部品点数の少ない簡易な構成で色再現性の良い光源装置６０及び投影装置１０とすることができる。

また、第１偏光方向がＳ偏光方向であり、第２偏光方向がＰ偏光方向であり、第１波長帯域光がＳ偏光のときダイクロイックミラー１４１が蛍光光を透過し、第１波長帯域光がＰ偏光のときダイクロイックミラー１４１が蛍光光を反射する光源装置６０は、ダイクロイックミラー１４１がＰ偏光よりもＳ偏光の方が反射効率が良い場合に、第１波長帯域光の光路損失の発生を低減することができる。

また、偏光変換素子１４３が１／４波長板である光源装置６０は、第１波長帯域光を偏光変換素子１４３に二回入射させることにより偏光方向を９０度変換させることができる。本実施形態では偏光変換素子１４３を蛍光ホイール１０１と反射部材１４２との間に設けたため、蛍光ホイール１０１上等の焦点Ｆ付近に設けた場合と比較して、光を広い範囲に照射させて照射密度を低減でき、偏光変換素子１４３の劣化を低減することができる。

また、反射部材１４２の反射面１４２ａが蛍光ホイール１０１に照射される第１波長帯域光の焦点Ｆを中心として球面状に湾曲する光源装置６０は、第２偏光方向の光を透過領域３２０に確実に再入射させ、第１波長帯域光を光源光として効率良く利用させることができる。

また、蛍光発光領域３１０が、第２波長帯域光を出射する第１蛍光発光領域（緑色蛍光発光領域３１１）と、第３波長帯域光を出射する第２蛍光発光領域（赤色蛍光発光領域３１２）とを含む光源装置６０は、透過領域３２０を含めて三種類の波長帯域の光を蛍光ホイール１０１から出射させることができる。

また、第１波長帯域光が青色波長帯域光であり、第２波長帯域光が緑色波長帯域光であり、第３波長帯域光が赤色波長帯域光である光源装置６０は、カラー画像を形成することができる。

なお、以上説明した実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

以下に、本願出願の最初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］第１波長帯域光を出射する発光素子と、
前記第１波長帯域光を蛍光光に変換する蛍光発光領域と、前記第１波長帯域光を透過する透過領域と、を周方向に並設した蛍光ホイールと、
前記発光素子から出射された前記第１波長帯域光のうち第１偏光方向の成分を反射し、前記第１波長帯域光のうち前記第１偏光方向と直交する第２偏光方向の成分を透過し、前記蛍光光を透過または反射するダイクロイックミラーと、
前記透過領域を透過した前記第１波長帯域光を前記透過領域へ反射する反射部材と、
前記蛍光ホイールと前記反射部材との間に配置され、前記透過領域を透過した前記第１波長帯域光及び前記反射部材で反射した前記第１波長帯域光を透過して、前記第１偏光方向の前記第１波長帯域光を前記第２偏光方向に偏光変換する偏光変換素子と、
を備えることを特徴とする光源装置。
［２］前記第１偏光方向は、Ｓ偏光方向、前記第２偏光方向は、Ｐ偏光方向であり、
前記第１波長帯域光がＳ偏光のとき、前記ダイクロイックミラーは前記蛍光光を透過し、
前記第１波長帯域光がＰ偏光のとき、前記ダイクロイックミラーは前記蛍光光を反射する、
ことを特徴とする上記［１］に記載の光源装置。
［３］前記偏光変換素子は、１／４波長板であることを特徴とする上記［１］又は上記［２］に記載の光源装置。
［４］前記反射部材の反射面は、前記蛍光ホイールに照射される前記第１波長帯域光の焦点を中心として球面状に湾曲していることを特徴とする上記［１］乃至上記［３］の何れかに記載の光源装置。
［５］前記蛍光発光領域は、第２波長帯域光を出射する第１蛍光発光領域と、第３波長帯域光を出射する第２蛍光発光領域とを含むことを特徴とする上記［１］乃至上記［４］の何れかに記載の光源装置。
［６］前記第１波長帯域光は、青色波長帯域光であり、
前記第２波長帯域光は、緑色波長帯域光であり、
前記第３波長帯域光は、赤色波長帯域光である、
ことを特徴とする上記［５］に記載の光源装置。
［７］上記［１］乃至上記［６］の何れか記載の光源装置と、
前記光源装置からの光源光が照射され、画像光を形成する表示素子と、
前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影側光学系と、
前記表示素子と前記光源装置を制御する制御部と、
を有することを特徴とする投影装置。

１０投影装置１２正面パネル
１３背面パネル１４右側パネル
１５左側パネル２１入出力コネクタ部
２２入出力インターフェース２３画像変換部
２４表示エンコーダ２５ビデオＲＡＭ
２６表示駆動部３１画像圧縮／伸長部
３２メモリカード３５Ｉｒ受信部
３６Ｉｒ処理部３７キー／インジケータ部
３８制御部４１光源制御回路
４３冷却ファン駆動制御回路４５レンズモータ
４７音声処理部４８スピーカ
５１表示素子６０光源装置
７０励起光照射装置７１青色レーザダイオード
７３コリメータレンズ１００蛍光ホイール装置
１０１蛍光ホイール１０２基材
１０２ａ反射面１１０モータ
１１１集光レンズ群１１２中心軸
１３０ヒートシンク１４１ダイクロイックミラー
１４２反射部材１４２ａ反射面
１４３偏光変換素子１７０光源側光学系
１７３集光レンズ１７５ライトトンネル
１７８集光レンズ１８１光軸変換ミラー
１８３集光レンズ１８５照射ミラー
１９０ヒートシンク１９５コンデンサレンズ
２２０投影側光学系２２５固定レンズ群
２３５可動レンズ群２４１制御回路基板
２６１冷却ファン３１０蛍光発光領域
３１０ａ表面３１１緑色蛍光発光領域
３１２赤色蛍光発光領域３２０透過領域
Ｂｃピーク波長Ｂｈ半値波長
Ｂｌ半値波長Ｆ焦点
Ｇｃピーク波長Ｌ１青色波長帯域光
Ｌ２緑色波長帯域光Ｌ３赤色波長帯域光
Ｒｃピーク波長ＲｐＰ偏光成分の反射特性
ＲｓＳ偏光成分の反射特性Ｓ領域

Claims

第１波長帯域光を出射する発光素子と、
前記第１波長帯域光を蛍光光に変換する蛍光発光領域と、前記第１波長帯域光を透過する透過領域と、を周方向に並設した蛍光ホイールと、
前記発光素子から出射された前記第１波長帯域光のうち第１偏光方向の成分を反射し、前記第１波長帯域光のうち前記第１偏光方向と直交する第２偏光方向の成分を透過し、前記蛍光光を透過または反射するダイクロイックミラーと、
前記透過領域を透過した前記第１波長帯域光を前記透過領域へ反射する反射部材と、
前記蛍光ホイールと前記反射部材との間に配置され、前記透過領域を透過した前記第１波長帯域光及び前記反射部材で反射した前記第１波長帯域光を透過して、前記第１偏光方向の前記第１波長帯域光を前記第２偏光方向に偏光変換する偏光変換素子と、
を備えることを特徴とする光源装置。
前記第１偏光方向は、Ｓ偏光方向、前記第２偏光方向は、Ｐ偏光方向であり、
前記第１波長帯域光がＳ偏光のとき、前記ダイクロイックミラーは前記蛍光光を透過し、
前記第１波長帯域光がＰ偏光のとき、前記ダイクロイックミラーは前記蛍光光を反射する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
前記偏光変換素子は、１／４波長板であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光源装置。
前記反射部材の反射面は、前記蛍光ホイールに照射される前記第１波長帯域光の焦点を中心として球面状に湾曲していることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の光源装置。
前記蛍光発光領域は、第２波長帯域光を出射する第１蛍光発光領域と、第３波長帯域光を出射する第２蛍光発光領域とを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の光源装置。
前記第１波長帯域光は、青色波長帯域光であり、
前記第２波長帯域光は、緑色波長帯域光であり、
前記第３波長帯域光は、赤色波長帯域光である、
ことを特徴とする請求項５に記載の光源装置。
請求項１乃至請求項６の何れか記載の光源装置と、
前記光源装置からの光源光が照射され、画像光を形成する表示素子と、
前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影側光学系と、
前記表示素子と前記光源装置を制御する制御部と、
を有することを特徴とする投影装置。