JP2020101786A - Light source device and projection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源装置と、この光源装置を備える投影装置に関する。 The present invention relates to a light source device and a projection device including the light source device.
今日、パーソナルコンピュータの画面やビデオ画面、メモリカード等に記憶されている画像データによ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）と呼ばれるマイクロミラー表示素子や液晶板に集光させ、スクリーン上にカラー画像を表示させている。 2. Description of the Related Art Today, a data projector is widely used as an image projection device that projects an image based on image data stored in a screen of a personal computer, a video screen, a memory card or the like onto a screen. This projector focuses light emitted from a light source on a micromirror display element called a DMD (digital micromirror device) or a liquid crystal plate to display a color image on a screen.
例えば、特許文献１には、光源と蛍光ホイールとカラーホイールとを有し、蛍光ホイールとカラーホイールを同期制御させて、緑色、赤色及び青色の光を出射する光源装置が開示されている。蛍光ホイールは、光源からの出射光を受けて異なる波長帯域の光を出射する複数の光源セグメントを有する。光源セグメントとしては、緑色蛍光体層、黄色蛍光体層及び赤色蛍光体層と、青色波長帯域光を透過する透過領域とが形成されている。また、カラーホイールは、青色及び緑色の光を透過可能な青緑透過領域と、赤色、黄色、緑色及び青色の光を透過可能な白透過領域とを有して、蛍光ホイールから異なる波長帯域の光が照射される。
For example,
しかしながら、特許文献１のように蛍光ホイール上に蛍光体層を設けた構成では、蛍光の出射時間の伸長範囲が物理的に制約され、色によっては画像形成に十分な輝度を確保できないことが想定される。そのため、投影画像全体の色バランスの確保が困難な場合がある。
However, in the configuration in which the phosphor layer is provided on the fluorescent wheel as in
本発明は、以上の点に鑑み、色バランスを向上させた光源装置及び投影装置を提供することを目的とする。 In view of the above points, the present invention has an object to provide a light source device and a projection device with improved color balance.
本発明の光源装置は、第一波長帯域光を出射する第一発光素子と、前記第一波長帯域光により励起された蛍光を第二波長帯域光として出射する蛍光発光領域を有する蛍光ホイールと、前記第二波長帯域光よりも長波長側に分布する第三波長帯域光を出射する第二発光素子と、前記第二波長帯域光と前記第三波長帯域光とを同一光軸に合成する合成手段と、複数の領域を有し、当該複数の領域の一つは前記合成手段により合成された前記第三波長帯域光と前記第二波長帯域光の長波長側の一部の光とを第四波長帯域光として選択する領域となっているカラーホイールと、前記第一発光素子、前記第二発光素子、前記蛍光ホイール及び前記カラーホイールを制御し、前記第二波長帯域光と前記第四波長帯域光とを時分割で制御する制御部と、を備えることを特徴とする。 The light source device of the present invention, a first light emitting element that emits a first wavelength band light, a fluorescent wheel having a fluorescent light emitting region that emits fluorescence excited by the first wavelength band light as a second wavelength band light, A second light emitting element that emits a third wavelength band light distributed on the longer wavelength side than the second wavelength band light, and a composite that combines the second wavelength band light and the third wavelength band light on the same optical axis. Means and a plurality of regions, one of the plurality of regions is the third wavelength band light combined by the combining means and a part of the light on the long wavelength side of the second wavelength band light A color wheel that is a region selected as four wavelength band light, and controls the first light emitting element, the second light emitting element, the fluorescent wheel and the color wheel, and the second wavelength band light and the fourth wavelength. And a control unit that controls the band light in a time division manner.
また、本発明の投影装置は、上述の光源装置と、画像光を生成する表示素子と、前記表示素子から出射された画像光をスクリーンに投影する投影光学系と、を備え、前記制御部は、前記光源装置と前記表示素子とを制御することを特徴とする。 A projection device of the present invention includes the above-described light source device, a display element that generates image light, and a projection optical system that projects image light emitted from the display element onto a screen, and the control unit is , Controlling the light source device and the display element.
本発明によれば、色バランスを向上させた光源装置及び投影装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a light source device and a projection device with improved color balance.
（実施形態１）
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図である。投影装置制御部（制御部）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。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、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。
(Embodiment 1)
Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described. FIG. 1 is a functional circuit block diagram of the
また、表示エンコーダ２４は、入力された画像信号をビデオＲＡＭ２５に展開記憶された上でこのビデオ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。
Further, the
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。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の反射光で光学像を形成し、後述する投影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を行うことができる。
The
また、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であるメモリカード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し、画像変換部２３を介して表示エンコーダ２４に出力する。よって、画像圧縮／伸長部３１は、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行うことができる。
Further, the image compression/
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等により構成される。
The
キー／インジケータ部３７は、筐体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、制御部３８に直接送出される。また、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て制御部３８に出力される。
The key/
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。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を駆動して拡声放音させる。
The
制御部３８は、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の指示により蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１（図２等参照）の同期のタイミングを制御する。
The
また、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する。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投影装置１０本体の電源をＯＦＦにする等の制御も行う。このように、制御部３８を含む投影装置制御部は、青色レーザダイオード７１（第一発光素子）、赤色発光ダイオード１２１（第二発光素子）、蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１を制御し、緑色波長帯域光（第二波長帯域光）と、第四波長帯域光［緑色波長帯域光（第二波長帯域光）の長波長側の一部の光］と、を時分割で制御する。
Further, the
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。この制御回路基板２４１は、電源回路ブロックや光源制御ブロック等を備えている。また、投影装置１０は、制御回路基板２４１の左方側に、光源装置６０、光源側光学系１７０及び投影光学系２２０を備える。
FIG. 2 is a schematic plan view showing the internal structure of the
光源装置６０は、青色波長帯域光（第一波長帯域光）の光源であって励起光源でもある励起光照射装置７０と、緑色波長帯域光（第二波長帯域光）の光源である緑色光源装置８０と、赤色波長帯域光（第三波長帯域光）の光源である赤色光源装置１２０と、カラーホイール装置２００とを備える。緑色光源装置８０は、励起光照射装置７０と蛍光ホイール装置１００とにより構成される。
The
光源装置６０には、各色波長帯域光を導光する導光光学系１４０が配置されている。導光光学系１４０は、励起光照射装置７０、緑色光源装置８０及び赤色光源装置１２０から出射される光を光源側光学系１７０に導光する。
A light guide
励起光照射装置７０は、投影装置１０の正面パネル１２近傍に配置される。励起光照射装置７０は、複数の青色レーザダイオード７１から成る光源群、集光レンズ７７，７８及び拡散板７９を備える。青色レーザダイオード７１（第一発光素子）は、半導体発光素子であり、背面パネル１３と光軸が平行となるよう配置される。
The excitation
上述の光源群は、複数の青色レーザダイオード７１がマトリクス状に配置されて形成される。各青色レーザダイオード７１の光軸上には、青色レーザダイオード７１からの出射光の指向性を高めるように、各々平行光に変換するコリメータレンズ７３が配置される。集光レンズ７７及び集光レンズ７８は、青色レーザダイオード７１から出射される光線束を一方向に縮小して拡散板７９に出射する。拡散板７９は、入射した青色波長帯域光を、蛍光ホイール１０１側に配置されたダイクロイックミラー１４１へ拡散透過する。
The above-mentioned light source group is formed by arranging a plurality of
蛍光ホイール装置１００は、励起光照射装置７０から出射される励起光の光路上であって、正面パネル１２の近傍に配置される。蛍光ホイール装置１００は、蛍光ホイール１０１、モータ１１０、集光レンズ群１１１及び集光レンズ１１５を備える。蛍光ホイール１０１は、励起光照射装置７０からの出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を回転駆動する。
The
ここで、蛍光ホイール１０１の構成について説明する。図３（ａ）は、蛍光ホイール１０１の平面模式図である。蛍光ホイール１０１は、円板状に形成され、その中央に取付孔部１１２を有する。取付孔部１１２がモータ１１０の軸部に固定されるため、蛍光ホイール１０１はモータ１１０の駆動が駆動すると軸部周りに回転することができる。
Here, the configuration of the
蛍光ホイール１０１は、蛍光発光領域３１０と透過領域（第一透過領域）３２０を、周方向に並設している。蛍光発光領域３１０は略２７０度の角度範囲で形成され、透過領域３２０は残りの略９０度の角度範囲で形成される。蛍光ホイール１０１の基材は銅やアルミニウム等の金属基材により形成することができる。この基材の励起光照射装置７０側の表面は銀蒸着等によってミラー加工されている。蛍光発光領域３１０は、このミラー加工された表面に形成される。蛍光発光領域３１０には緑色蛍光体層が形成される。蛍光発光領域３１０は、励起光照射装置７０から青色波長帯域光を励起光として受けて、全方位に緑色波長帯域の蛍光を出射する。この蛍光は、投影装置１０から右側パネル１４側へ出射され、図２に示した集光レンズ群１１１に入射する。
The
透過領域３２０は、蛍光発光領域３１０の両端の間に、境界Ｂ１，Ｂ２を隔てて配置される。透過領域３２０は、蛍光ホイール１０１の基材に形成された切抜部に、透光性を有する透明基材を嵌入して形成することができる。透明基材は、ガラスや樹脂等の透明な材料で形成される。また、透明基材には、青色波長帯域光が照射される側又はその反対側の表面に拡散層を設けてもよい。拡散層は、例えば、その透明基材の表面に、サンドブラスト等による微細凹凸を形成して設けることができる。透過領域３２０に入射された励起光照射装置７０からの青色波長帯域光は、透過領域３２０を透過又は拡散透過し、図２に示した集光レンズ１１５に入射する。
The
図２に戻り、集光レンズ群１１１は、励起光照射装置７０から出射された青色波長帯域光の光線束を蛍光ホイール１０１に集光するとともに蛍光ホイール１０１から右側パネル１４方向に出射された蛍光を集光する。集光レンズ１１５は、蛍光ホイール１０１から左側パネル１５方向に出射された光線束を集光する。励起光照射装置７０や蛍光ホイール装置１００は、投影装置１０内に配置された図示しないヒートシンクや冷却ファンによって冷却される。
Returning to FIG. 2, the condensing
赤色光源装置１２０は、青色レーザダイオード７１と出射光の光軸が平行となるように配置された半導体発光素子である赤色発光ダイオード１２１（第二発光素子）と、赤色発光ダイオード１２１から出射された赤色波長帯域光を集光する集光レンズ群１２５と、を備える。赤色光源装置１２０は、赤色発光ダイオード１２１が出射する赤色波長帯域光の光軸と、蛍光ホイール１０１から出射されてダイクロイックミラー１４１で反射された緑色波長帯域光の光軸とが交差するように配置される。
The red
導光光学系１４０は、ダイクロイックミラー１４１，第一ダイクロイックミラー１４２（合成手段），第二ダイクロイックミラー１４３、光線束を集光させる集光レンズ１４５，１４６，１４７、各光線束の光軸を変換して同一の光軸とさせる反射ミラー１４４等からなる。以下、各部材について説明する。
The light guide
ダイクロイックミラー１４１は、拡散板７９と集光レンズ群１１１との間の位置に配置される。ダイクロイックミラー１４１は、青色波長帯域光を集光レンズ群１１１側へ透過するとともに、緑色波長帯域光を集光レンズ１４５方向に反射してその光軸を９０度変換する。
The
第一ダイクロイックミラー１４２は、緑色波長帯域光（第二波長帯域光）と赤色波長帯域光（第三波長帯域光）とを同一光軸に合成する合成手段であり、緑色波長帯域光を反射し、赤色波長帯域光を透過する。ダイクロイックミラー１４１で反射された緑色波長帯域光は、集光レンズ１４５で集光されて、第一ダイクロイックミラー１４２に入射する。具体的には、第一ダイクロイックミラー（合成手段）は、緑色波長帯域光（第二波長帯域光）の第１の長波長側を除いた光を反射するとともに赤色波長帯域光（第三波長帯域光）を透過、又は緑色波長帯域光（第二波長帯域光）の第１の長波長側を除いた光を透過するとともに赤色波長帯域光（第三波長帯域光）を反射して、緑色波長帯域光（第二波長帯域光）の第１の長波長側を除いた光及び赤色波長帯域光（第三波長帯域光）をカラーホイール側へ導光する。
The first
第一ダイクロイックミラー１４２で反射された緑色波長帯域光は、集光レンズ１４６で集光され、集光レンズ１４６の左側パネル１５側に配置された第二ダイクロイックミラー１４３に入射する。第二ダイクロイックミラー１４３は、赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光を反射して、青色波長帯域光を透過する。従って、第二ダイクロイックミラー１４３は、集光レンズ１４６で集光された赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光を集光レンズ１７３へ反射して、赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光を導光する。具体的には、第二ダイクロイックミラー１４３は、第一ダイクロイックミラー１４２により合成された緑色波長帯域光（第二波長帯域光）の第１の長波長側を除いた光及び赤色波長帯域光（第三波長帯域光）を反射するとともに、青色波長帯域光（第一波長帯域光）を透過、又は第一ダイクロイックミラーにより合成された緑色波長帯域光（第二波長帯域光）の第１の長波長側を除いた光及び赤色波長帯域光（第三波長帯域光）を透過するとともに青色波長帯域光（第一波長帯域光）を反射して、青色波長帯域光（第一波長帯域光）乃至赤色波長帯域光（第三波長帯域光）をカラーホイール２０１に導光する。
The green wavelength band light reflected by the first
一方、蛍光ホイール１０１における青色波長帯域光の照射領域Ｓ（図３（ａ）参照）が、透過領域３２０であるとき、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は透過領域３２０を透過し、集光レンズ１１５で集光された後に反射ミラー１４４に導光される。反射ミラー１４４は、蛍光ホイール１０１を透過又は拡散透過する青色波長帯域光の光軸上に配置される。反射ミラー１４４は、青色波長帯域光を反射してその光軸を背面パネル１３側に配置された集光レンズ１４７に導光する。第二ダイクロイックミラー１４３は、集光レンズ１４７により集光された青色波長帯域光を透過して、集光レンズ１７３に向けて導光する。
On the other hand, when the irradiation region S of the blue wavelength band light in the fluorescent wheel 101 (see FIG. 3A) is the
光源側光学系１７０は、集光レンズ１７３、ライトトンネル１７５、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を備える。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光学系２２０に向けて出射するので、投影光学系２２０の一部でもある。
The light source side
集光レンズ１７３は、導光部材であるライトトンネル１７５の第二ダイクロイックミラー１４３側に配置される。集光レンズ１７３は、第二ダイクロイックミラー１４３から導光された緑色波長帯域光、青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、カラーホイール装置２００のカラーホイール２０１に照射される。
The
カラーホイール装置２００は、カラーホイール２０１と、そのカラーホイール２０１を回転駆動するモータ２１０とを備える。カラーホイール装置２００は、集光レンズ１７３から出射された光線束の光軸とカラーホイール２０１上の照射面が直交するように、集光レンズ１７３とライトトンネル１７５との間に配置される。
The
図３（ｂ）は、カラーホイール２０１の平面模式図である。カラーホイール２０１は、円板状に形成され、その中央に取付孔部１１３を有する。取付孔部１１３がモータ２１０の軸部に固定されるため、カラーホイール２０１はモータ２１０の駆動により軸部周りに回転することができる。
FIG. 3B is a schematic plan view of the
カラーホイール２０１は、全色透過領域４１０（第二透過領域）と、青赤透過領域４２０（第三透過領域）とを周方向に並設している。全色透過領域４１０は、青色波長帯域光、緑色波長帯域光及び赤色波長帯域光を透過させることができる。また、青赤透過領域４２０は、青色波長帯域光及び赤色波長帯域光を透過するとともに、緑色波長帯域光の長波長側の一部を透過して短波長側の一部を吸収等によって遮光することができる。このように、カラーホイール２０１は、複数の領域を有し、複数の領域の一つは第一ダイクロイックミラー１４２（合成手段）により合成された赤色波長帯域光（第三波長帯域光）と、緑色波長帯域光（第二波長帯域光）の長波長側の一部の光と、を第四波長帯域光として選択する領域となっている。具体的には、カラーホイール２０１は、第三波長帯域光と、第二波長帯域光の第１の長波長側を除いた光と、のうち、第三波長帯域光と、第二波長帯域光の第１の長波長側より短波長側の第２の長波長側の光と、を透過する。また、カラーホイール２０１の第四波長帯域光として選択する領域は、第三透過領域であり、カラーホイールを透過して第四波長帯域光として選択される、第二波長帯域光の長波長側の一部の光は、第二波長帯域光のピーク波長よりも長波長側であって、第三波長帯域光のピーク波長よりも短波長側に位置する。
The
なお、本実施形態のカラーホイール２０１は、全色透過領域４１０を略２０４度の角度範囲に形成しており、青赤透過領域４２０を残りの略１５６度の角度範囲に形成している。青赤透過領域４２０は、全色透過領域４１０と境界Ｂ３，Ｂ４を隔てて配置される。
In the
全色透過領域４１０又は青赤透過領域４２０を透過した光は、図２のライトトンネル１７５に向かって導光される。ライトトンネル１７５に入射した光線束は、ライトトンネル１７５内で均一な強度分布の光線束となる。
The light transmitted through the all-
ライトトンネル１７５の背面パネル１３側の光軸上には、集光レンズ１７８が配置される。集光レンズ１７８のさらに背面パネル１３側には、光軸変換ミラー１８１が配置される。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側に反射される。
A
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。ＤＭＤである表示素子５１の背面パネル１３側にはヒートシンク１９０が設けられる。表示素子５１は、このヒートシンク１９０により冷却される。
The bundle of rays reflected by the optical
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、投影光として投影光学系２２０を介してスクリーンに投影される。ここで、投影光学系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により構成される。可動レンズ群２３５は、レンズモータ４５により移動可能に形成される。また、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。そのため、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。
The light source light irradiated onto the image forming surface of the
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及びカラーホイール２０１を同期回転させるとともに励起光照射装置７０及び赤色光源装置１２０から任意のタイミングで光を出射すると、緑色、青色及び赤色の各波長帯域光が導光光学系１４０を介して集光レンズ１７３に入射され、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、表示素子５１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。
By configuring the
次に、図４を参照して、第一ダイクロイックミラー１４２の透過特性Ａ１、及びカラーホイール２０１の青赤透過領域４２０の透過特性Ａ２について説明する。図４の横軸は波長を示し、左側の縦軸は各透過特性Ａ１，Ａ２の透過率を示している。また、図４には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Ｌ１、蛍光発光領域３１０から出射される緑色波長帯域光Ｌ２、及び赤色発光ダイオード１２１から出射される赤色波長帯域光Ｌ３の波長分布を示している。図４の右側の縦軸は、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の光強度を示している。
Next, the transmission characteristic A1 of the first
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の各ピーク波長Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は、短波長側から青色波長帯域光Ｌ１、緑色波長帯域光Ｌ２及び赤色波長帯域光Ｌ３の順に配置される。また、本実施形態において、青色波長帯域光Ｌ１は略４３０ｎｍから４４０ｎｍの波長成分を有し、緑色波長帯域光Ｌ２は略４７０ｎｍから７００ｎｍの波長成分を有している。また、緑色波長帯域光Ｌ２よりも長波長側に分布する赤色波長帯域光Ｌ３は略５９０ｎｍから６５０ｎｍの波長成分を有している。 The peak wavelengths P1, P2 and P3 of the blue wavelength band light L1, the green wavelength band light L2 and the red wavelength band light L3 are the blue wavelength band light L1, the green wavelength band light L2 and the red wavelength band light L3 from the short wavelength side. They are arranged in order. Further, in the present embodiment, the blue wavelength band light L1 has a wavelength component of approximately 430 nm to 440 nm, and the green wavelength band light L2 has a wavelength component of approximately 470 nm to 700 nm. The red wavelength band light L3 distributed on the longer wavelength side than the green wavelength band light L2 has a wavelength component of approximately 590 nm to 650 nm.
第一ダイクロイックミラー１４２は、透過特性Ａ１に示すように、所定波長の光を透過する透過帯域Ｗ１ａを有する。また、第一ダイクロイックミラー１４２は、透過帯域Ｗ１ａのカットオン波長Ａ１１よりも短波長側の反射帯域Ｗ１ｂ（第二帯域）の光を反射させる。従って、第一ダイクロイックミラー１４２は、赤色発光ダイオード１２１から出射された赤色波長帯域光Ｌ３の殆どを透過してカラーホイール２０１側へ導光することができる。また、第一ダイクロイックミラー１４２は、蛍光発光領域３１０から出射された緑色波長帯域光Ｌ２の長波長側の一部（透過帯域Ｗ１ａの光）を透過し、緑色波長帯域光Ｌ２の短波長側の他の一部（反射帯域Ｗ１ｂの光）を反射してカラーホイール２０１側へ導光することができる。第一ダイクロイックミラー１４２を透過した一部の緑色波長帯域光Ｌ２は捨て光となる。
The first
青赤透過領域４２０は、二点鎖線の透過特性Ａ２に示すように、所定波長の光を透過する長波長側の透過帯域Ｗ２ａ（第一帯域）と、透過帯域Ｗ２ａよりも短波長側の透過帯域Ｗ２ｂとを有する。また、青赤透過領域４２０は、透過帯域Ｗ２ｂのカットオフ波長Ａ２１から、透過帯域Ｗ２ａのカットオン波長Ａ２２の間の光を、吸収等により遮光することができる。従って、青赤透過領域４２０は、赤色発光ダイオード１２１から出射された赤色波長帯域光Ｌ３及び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Ｌ１の殆どを透過して、ライトトンネル１７５へ導光することができる。
The blue-
また、本実施形態では、反射帯域Ｗ１ｂの長波長側成分と、透過帯域Ｗ２ａの短波長側成分とが互いに重複する重複帯域Ｗ３を含む。第一ダイクロイックミラー１４２のカットオン波長Ａ１１よりも短波長側の反射帯域Ｗ１ｂの緑色波長帯域光Ｌ２は、カラーホイール２０１の青赤透過領域４２０に導光されるため、青赤透過領域４２０は、蛍光発光領域３１０から出射された緑色波長帯域光Ｌ２のうち重複帯域Ｗ３の光を透過して、ライトトンネル１７５へ導光することができる。重複帯域Ｗ３は、緑色波長帯域光Ｌ２のピーク波長Ｐ２よりも長波長側であって、赤色波長帯域光Ｌ３のピーク波長Ｐ３よりも短波長側に位置する。緑色波長帯域光Ｌ２から取り出した重複帯域Ｗ３の光と、赤色発光ダイオード１２１から出射された赤色波長帯域光Ｌ３を合成することにより、光源装置６０の光源光として明るい赤色波長帯域光を出射させることができる。
In addition, the present embodiment includes an overlapping band W3 in which the long-wavelength side component of the reflection band W1b and the short-wavelength side component of the transmission band W2a overlap each other. Since the green wavelength band light L2 in the reflection band W1b on the shorter wavelength side than the cut-on wavelength A11 of the first
図５は、光源装置６０のタイミングチャート図である。本実施形態では、投影装置１０から三色の光源光により形成した投影画像をスクリーンに投影する。光源装置６０は、フレーム５００毎に一つの画像を形成し、複数のフレーム５００に亘り画像を時分割で連続投影する。光源装置６０は、フレーム５００を第一出力期間Ｔ５０ａ、第二出力期間Ｔ５０ｂ及び第三出力期間Ｔ５０ｃの順に時分割して、各出力期間に予め割り当てられた色の光を出射する。
FIG. 5 is a timing chart of the
赤色発光ダイオード１２１は、第一出力期間Ｔ５０ａ及び第二出力期間Ｔ５０ｂに赤色波長帯域光Ｌ３を消灯し、第三出力期間Ｔ５０ｃに赤色波長帯域光Ｌ３を出射する。青色レーザダイオード７１は、第一出力期間Ｔ５０ａから第三出力期間Ｔ５０ｃに青色波長帯域光Ｌ１を出射する。
The red
第一出力期間Ｔ５０ａでは、青色レーザダイオード７１から出力された青色波長帯域光Ｌ１が蛍光ホイール１０１の蛍光発光領域３１０に照射されるため、蛍光発光領域３１０からは緑色波長帯域光Ｌ２が出射される。蛍光発光領域３１０から出射された緑色波長帯域光Ｌ２は、導光光学系１４０（図２参照）により導光されてカラーホイール２０１の全色透過領域４１０に照射される。全色透過領域４１０は緑色波長帯域光Ｌ２を透過するため、光源装置６０は、第一出力期間Ｔ５０ａの合成光９００として、緑色波長帯域光９０ａをライトトンネル１７５に導光する。
In the first output period T50a, since the blue wavelength band light L1 output from the
第二出力期間Ｔ５０ｂでは、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Ｌ１が蛍光ホイール１０１の透過領域３２０に照射されるため、透過領域３２０は照射された青色波長帯域光Ｌ１を透過する。透過領域３２０から出射された青色波長帯域光Ｌ１は、導光光学系１４０により導光されてカラーホイール２０１の全色透過領域４１０に照射される。全色透過領域４１０は青色波長帯域光Ｌ１を透過するため、光源装置６０は、第二出力期間Ｔ５０ｂの合成光９００として、青色波長帯域光９０ｂをライトトンネル１７５に導光する。
In the second output period T50b, the
第三出力期間Ｔ５０ｃでは、赤色発光ダイオード１２１から出射された赤色波長帯域光Ｌ３が、導光光学系１４０により導光されてカラーホイール２０１の青赤透過領域４２０に照射され、ライトトンネル１７５へ向けて透過される。また、第三出力期間Ｔ５０ｃでは、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Ｌ１が蛍光ホイール１０１の蛍光発光領域３１０に照射されるため、蛍光発光領域３１０からは緑色波長帯域光Ｌ２が出射される。蛍光発光領域３１０から出射された緑色波長帯域光Ｌ２は、導光光学系１４０により導光されてカラーホイール２０１の青赤透過領域４２０に照射される。青赤透過領域４２０は図４で示した重複帯域Ｗ３の光を透過する。従って、光源装置６０は、第三出力期間Ｔ５０ｃの合成光９００として、赤色波長帯域光Ｌ３と重複帯域Ｗ３が合成された赤色波長帯域光９０ｃをライトトンネル１７５に導光する。
In the third output period T50c, the red wavelength band light L3 emitted from the red
第三出力期間Ｔ５０ｃが経過すると、次のフレーム５１０の第一出力期間Ｔ５１ａが開始する。第一出力期間Ｔ５１ａでは、前述の第一出力期間Ｔ５０ａと同様に、光源装置６０が、蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１を制御して、緑色波長帯域光９１ａを合成光９００として出射する。以降の動作は、フレーム５００と同様に繰り返される。
When the third output period T50c has elapsed, the first output period T51a of the
なお、図５では、第一出力期間Ｔ５０ａ、第二出力期間Ｔ５０ｂ及び第三出力期間Ｔ５０ｃにおいて、各々緑色波長帯域光９０ａ、青色波長帯域光９０ｂ及び赤色波長帯域光９０ｃが常時出射される様子を例示したが、各出力期間Ｔ５０ａ，Ｔ５０ｂ，Ｔ５０ｃにおいて赤色発光ダイオード１２１及び青色レーザダイオード７１を消灯させる期間を適宜設け、各出力期間Ｔ５０ａ，Ｔ５０ｂ，Ｔ５０ｃに出射される緑色波長帯域光９０ａ、青色波長帯域光９０ｂ及び赤色波長帯域光９０ｃの光量を調整してもよい。
In FIG. 5, the green
（実施形態２）
次に、実施形態２について説明する。図６は、実施形態２の投影装置１０Ａの内部構造を示す平面模式図である。実施形態１の図３（ｂ）に示したカラーホイール２０１の全色透過領域４１０又は青赤透過領域４２０に照射された緑色波長帯域光、青色波長帯域光又は赤色波長帯域光は、透過又は吸収がされずに一部が反射される場合がある。反射された緑色波長帯域光、青色波長帯域光又は赤色波長帯域光は、蛍光発光領域３１０、青色レーザダイオード７１又は赤色発光ダイオード１２１に照射されて、各発光素子の発光効率低下や寿命の低下等を起こすことが想定されるため、本実施形態ではこれを防止する構成について説明する。なお、以下の説明において、実施形態１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略又は簡略する。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment will be described. FIG. 6 is a schematic plan view showing the internal structure of the
本実施形態の光源装置６０Ａは、実施形態１のカラーホイール装置２００を傾けて配置した、カラーホイール装置２００Ａを備える。カラーホイール装置２００Ａのカラーホイール２０１は、全色透過領域４１０及び青赤透過領域４２０の入射する面が青色波長帯域光、緑色波長帯域光及び赤色波長帯域光の光軸に対して傾斜している。カラーホイール２０１内の全色透過領域４１０及び青赤透過領域４２０の配置は、図３（ｂ）に示した実施形態１の構成と同様である。また、赤色発光ダイオード１２１及び青色レーザダイオード７１の発光のタイミング、並びに蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１の同期のタイミングについても、図５に示した実施形態１と同様に制御させることができる。
The
図５の第三出力期間Ｔ５０ｃにおいて、赤色発光ダイオード１２１から出射された赤色波長帯域光Ｌ３は、カラーホイール２０１の青赤透過領域４２０に照射される。また、第三出力期間Ｔ５０ｃでは、蛍光発光領域３１０から出射された緑色波長帯域光Ｌ２が、カラーホイール２０１の青赤透過領域４２０に照射される。
In the third output period T50c of FIG. 5, the red wavelength band light L3 emitted from the red
このとき、導光光学系１４０により導光された青赤透過領域４２０に照射された緑色波長帯域光Ｌ２の一部は、青赤透過領域４２０において吸収や透過がされずに反射することがある（図６の破線矢印参照）。しかしながら、カラーホイール２０１は緑色波長帯域光Ｌ２の光軸に対して傾斜しているため、青赤透過領域４２０で反射された緑色波長帯域光Ｌ２は、再び集光レンズ１７３に入射して導光光学系１４０側には導光されずに、光源装置６０Ａの図示しない内壁等に向けて反射される。このように、カラーホイール２０１のホイール面は、青色波長帯域光（第一波長帯域光）乃至赤色波長帯域光（第三波長帯域光）の光軸に対して傾斜するように配置される。従って、蛍光発光領域３１０の温度上昇に伴う発光効率の低下や寿命の低下等を低減することができる。
At this time, a part of the green wavelength band light L2 emitted to the blue/
なお、カラーホイール２０１の図４に示した透過特性Ａ２のカットオン波長Ａ２２に角度依存性が有る場合は、カラーホイール２０１の光軸に対する角度に応じて緑色波長帯域光Ｌ２の一部が透過されるように透過特性Ａ２を設定することができる。
When the cut-on wavelength A22 of the transmission characteristic A2 shown in FIG. 4 of the
また、第三出力期間Ｔ５０ｃで、赤色発光ダイオード１２１から出射される赤色波長帯域光Ｌ３も、青赤透過領域４２０で一部が反射されて赤色発光ダイオード１２１に戻ることを低減することができる。
Further, in the third output period T50c, the red wavelength band light L3 emitted from the red
さらに、第一出力期間Ｔ５０ａで、蛍光発光領域３１０から出射された緑色波長帯域光Ｌ２が、全色透過領域４１０で反射されても蛍光発光領域３１０に照射されることを低減できる。第二出力期間Ｔ５０ｂにおいても、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Ｌ１が、全色透過領域４１０で反射されても青色レーザダイオード７１に照射されることを低減できる。
Furthermore, in the first output period T50a, the green wavelength band light L2 emitted from the fluorescent
以上、本実施形態によると、光源素子である青色レーザダイオード７１、蛍光発光領域３１０及び赤色発光ダイオード１２１の温度上昇等を低減して、発光効率の低下や寿命の低下を低減することができる。また、光源装置６０Ａは合成光９００として明るい赤色波長帯域光９０ｃを出射することができるため、全体として明るい投影画像をスクリーン等に投影することができる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to reduce the temperature rise of the
（変形例）
実施形態１及び実施形態２では、蛍光発光領域３１０として、緑色波長帯域光を出射する緑色蛍光体層が蛍光ホイール１０１上に形成されている例について説明したが、蛍光発光領域３１０は、緑色波長帯域光を出射する緑色蛍光体層と、黄色波長帯域光を出射する黄色蛍光体層とを周方向に並設して含む構成としてもよい。
(Modification)
In the first and second embodiments, an example in which a green phosphor layer that emits light in the green wavelength band is formed as the fluorescent
この場合、蛍光発光領域３１０から出射された黄色波長帯域光が、カラーホイール２０１の全色透過領域４１０に透過されるように構成すれば、光源装置６０，６０Ａは、合成光９００として黄色波長帯域光をライトトンネル１７５に導光することができる。
In this case, if the yellow wavelength band light emitted from the
また、合成光９００として赤色波長帯域光を出射する場合には、実施形態１及び実施形態２と同様に、赤色発光ダイオード１２１から出射された赤色波長帯域光と、蛍光発光領域３１０から出射された緑色波長帯域光の一部とを、ライトトンネル１７５に導光して、合成光９００として明るい赤色波長帯域光を出射させることができる。
When the red wavelength band light is emitted as the combined
以上、本実施形態によれば、光源装置６０，６０Ａは、青色波長帯域光、緑色波長帯域光、黄色波長帯域光及び赤色波長帯域光を時分割で出射することができ、全体として明るい投影画像をスクリーン等に投影することができる。
As described above, according to the present embodiment, the
なお、実施形態１の図４に示したカットオフ波長Ａ２１及びカットオン波長Ａ１１，Ａ２２の位置は、説明上各透過特性Ａ１，Ａ２の透過率が５０％となる波長を例示したが、カットオフ波長Ａ２１及びカットオン波長Ａ１１，Ａ２２を透過率が９５％となる波長とする等、透過特性Ａ１，Ａ２を適宜設定することができる。 The positions of the cut-off wavelength A21 and the cut-on wavelengths A11 and A22 shown in FIG. 4 of the first embodiment are illustrated at wavelengths at which the transmittances of the respective transmission characteristics A1 and A2 are 50%, but the cut-off wavelengths are illustrated. The transmission characteristics A1 and A2 can be appropriately set, for example, by setting the wavelength A21 and the cut-on wavelengths A11 and A22 to wavelengths at which the transmittance is 95%.
また、図２及び図６において、第一ダイクロイックミラー１４２が緑色波長帯域光を反射して赤色波長帯域光を透過する例を示したが、導光光学系１４０の配置を適宜変更して、第一ダイクロイックミラー１４２は、緑色波長帯域光を透過して赤色波長帯域光を反射することにより、緑色波長帯域光及び赤色波長帯域光を第二ダイクロイックミラー１４３側へ導光してもよい。
2 and 6, an example in which the first
同様に、第二ダイクロイックミラー１４３が緑色波長帯域光及び赤色波長帯域光を反射して青色波長帯域光を透過する例を示したが、導光光学系１４０の配置を適宜変更して、第二ダイクロイックミラー１４３は、緑色波長帯域光及び赤色波長帯域光を透過して青色波長帯域光を反射することにより、緑色波長帯域光、赤色波長帯域光及び青色波長帯域光をカラーホイール２０１側へ導光してもよい。
Similarly, although the example in which the second
なお、上記実施形態においては、青色波長帯域光（第一波長帯域光）は青色レーザダイオード７１（第一発光素子）を用いるとしたが、この構成に限らない。例えば、蛍光ホイールの蛍光発光領域を励起する励起光源として、青色レーザダイオード７１の代わりに、紫外線波長域のレーザ光を出射する紫外線レーザダイオードを用いても良い。この場合、蛍光ホイールに、青色波長帯域光（第一波長帯域光）を透過する第一透過領域は不要となる。その代わり、青色波長帯域光（第一波長帯域光）を出射する青色ＬＥＤ等の半導体発光素子を別途設ける必要がある。例えば、第二ダイクロイックミラー１４３を基準としてカラーホイール２０１と対向する位置に青色ＬＥＤを配置することができる。この構成の場合においても、第二ダイクロイックミラー１４３の特性は上記実施形態と同一で良い。
In the above embodiment, the blue laser diode 71 (first light emitting element) is used for the blue wavelength band light (first wavelength band light), but the configuration is not limited to this. For example, an ultraviolet laser diode that emits laser light in the ultraviolet wavelength range may be used instead of the
なお、上記実施形態においては、カラーホイール２０１は、全色透過領域４１０（第二透過領域）と、青赤透過領域４２０（第三透過領域）と、を周方向に並設している、とした。更にこの構成においては、緑色の出射タイミングである第一出力期間Ｔ５０ａと、青色の出射タイミングである第二出力期間Ｔ５０ｂと、の両方のタイミングにおいて、カラーホイール２０１の全色透過領域４１０（第二透過領域）を透過するとした。しかし、この構成に限らない。緑色の出射タイミングである第一出力期間Ｔ５０ａにおいては、カラーホイール２０１の第二波長帯域光を透過する透過領域を透過し、青色の出射タイミングである第二出力期間Ｔ５０ｂにおいては、第二波長帯域光を透過する透過領域と異なる第一波長帯域光を透過する透過領域を透過する構成であっても良い。
In the embodiment described above, the
以上、各実施形態で説明した光源装置６０及び投影装置１０では、第一発光素子、第二発光素子、蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１を備える。蛍光ホイール１０１は、第一発光素子から出射された第一波長帯域光を透過する第一透過領域と、第一波長帯域光により励起された蛍光を第二波長帯域光として出射する蛍光発光領域３１０と、を有する。第二発光素子は、第二波長帯域光よりも長波長側に分布する第三波長帯域光を出射する。また、カラーホイール２０１は、第一波長帯域光乃至第三波長帯域光を透過する第二透過領域と、第二波長帯域光の長波長側の第一帯域を第三波長帯域光と共に透過する第三透過領域と、を有する。これにより、第三波長帯域光とともに第三波長帯域光に隣接する帯域の光も重畳して出射させることができ、第三波長帯域光の視感度が低い場合であっても明るい色を投影可能であり、色バランスを向上させることができる。
As described above, the
また、光源装置６０，６０Ａは、第二波長帯域光のうち短波長側の第二帯域を反射又は透過するとともに、第三波長帯域光を透過又は反射して、第二波長帯域光の第二帯域及び第三波長帯域光をカラーホイール２０１側へ導光する第一ダイクロイックミラーを備える。また、第二帯域の長波長側成分と、第一帯域の短波長側成分とは、互いに重複する重複帯域Ｗ３を含む。そのため、第三波長帯域光に隣接する重複帯域Ｗ３の光を、第三波長帯域光とともに出射させて、第三波長帯域光の色を視感的に明るくすることができる。
In addition, the
また、重複帯域Ｗ３は、第二波長帯域光のピーク波長Ｐ２よりも長波長側であって、第三波長帯域光のピーク波長Ｐ３よりも短波長側に位置する光源装置６０，６０Ａは、第二波長帯域光のうち第三波長帯域光に近い帯域の光を、第三波長帯域光とともに合成光９００として出射させることができる。 Further, the overlapping band W3 is on the longer wavelength side than the peak wavelength P2 of the second wavelength band light and is located on the shorter wavelength side than the peak wavelength P3 of the third wavelength band light. Light in a band close to the third wavelength band light of the dual wavelength band light can be emitted as combined light 900 together with the third wavelength band light.
また、第一ダイクロイックミラーから出射された第二波長帯域光及び第三波長帯域光を反射又は透過するとともに、蛍光ホイール１０１から導光された第一波長帯域光を透過又は反射して、第一波長帯域光乃至第三波長帯域光をカラーホイール２０１に導光する第二ダイクロイックミラーを備える光源装置６０，６０Ａは、第一波長帯域光乃至第三波長帯域光を合成して光源の光として時分割で出射させることができる。
In addition, the second wavelength band light and the third wavelength band light emitted from the first dichroic mirror are reflected or transmitted, and the first wavelength band light guided from the
また、カラーホイール２０１の第一透過領域及び第二透過領域が、第一波長帯域光乃至第三波長帯域光の光軸に対して傾斜する光源装置６０Ａは、第一波長帯域光乃至第三波長帯域光が、第一発光素子、蛍光発光領域３１０又は第二発光素子に戻って照射されることを低減して、第一発光素子、蛍光発光領域３１０又は第二発光素子の温度上昇に伴う発光効率の低下や寿命の低下を低減することができる。
In addition, the
また、蛍光発光領域３１０から出射された第二波長帯域光を第二透過領域に照射する第一出力期間Ｔ５０ａと、第一透過領域を透過した第一波長帯域光を第二透過領域に照射する第二出力期間Ｔ５０ｂと、第三波長帯域光を第三透過領域に照射するとともに、蛍光ホイール１０１から出射された第二波長帯域光を第三透過領域に照射する第三出力期間Ｔ５０ｃと、を時分割で制御する光源装置６０，６０Ａは、異なる色の光を、時分割で出射して画像を形成することができる。
In addition, the first output period T50a for irradiating the second transmission region with the second wavelength band light emitted from the
また、第一発光素子は青色レーザダイオード７１であり、第二発光素子は赤色発光ダイオード１２１であり、第一波長帯域光は青色波長帯域光Ｌ１であり、第二波長帯域光は緑色波長帯域光Ｌ２であり、第三波長帯域光は、第二波長帯域光よりも長波長側に分布する赤色波長帯域光Ｌ３であるため、光源装置６０，６０Ａはカラー画像を形成可能な光源光を出射させることができる。
The first light emitting element is the
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。 The embodiments described above are presented as examples, and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the scope equivalent thereto.
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］ 第一波長帯域光を出射する第一発光素子と、
前記第一波長帯域光により励起された蛍光を第二波長帯域光として出射する蛍光発光領域を有する蛍光ホイールと、
前記第二波長帯域光よりも長波長側に分布する第三波長帯域光を出射する第二発光素子と、
前記第二波長帯域光と前記第三波長帯域光とを同一光軸に合成する合成手段と、
複数の領域を有し、当該複数の領域の一つは前記合成手段により合成された前記第三波長帯域光と前記第二波長帯域光の長波長側の一部の光とを第四波長帯域光として選択する領域となっているカラーホイールと、
前記第一発光素子、前記第二発光素子、前記蛍光ホイール及び前記カラーホイールを制御し、前記第二波長帯域光と前記第四波長帯域光とを時分割で制御する制御部と、
を備えることを特徴とする光源装置。
［２］ 前記蛍光ホイールは、前記第一波長帯域光を透過する第一透過領域を有し、
前記カラーホイールの前記複数の領域は、前記第一波長帯域光を透過する透過領域と、前記第二波長帯域光を透過する透過領域と、を更に含む、
ことを特徴とする前記［１］に記載の光源装置。
［３］ 前記第一波長帯域光を透過する透過領域と、前記第二波長帯域光を透過する透過領域とは、前記第一波長帯域光乃至前記第三波長帯域光を透過する第二透過領域である、
ことを特徴とする前記［２］記載の光源装置。
［４］ 前記制御部は、
前記第二波長帯域光を前記カラーホイールの前記第二透過領域に照射する第一出力期間と、
前記第一波長帯域光を前記カラーホイールの前記第二透過領域に照射する第二出力期間と、
前記第三波長帯域光と、前記第二波長帯域光の第１の長波長側を除いた光と、を前記カラーホイールの前記第四波長帯域光として選択する領域である第三透過領域に照射する第三出力期間と、
を時分割で制御することを特徴とする前記［３］に記載の光源装置。
［５］ 前記合成手段は、前記第二波長帯域光の第１の長波長側を除いた光を反射するとともに前記第三波長帯域光を透過、又は前記第二波長帯域光の第１の長波長側を除いた光を透過するとともに前記第三波長帯域光を反射して、前記第二波長帯域光の第１の長波長側を除いた光及び前記第三波長帯域光を前記カラーホイール側へ導光する第一ダイクロイックミラーである、
ことを特徴とする前記［１］乃至前記［４］の何れかに記載の光源装置。
［６］ 前記カラーホイールは、前記第一ダイクロイックミラーで合成された前記第三波長帯域光と、前記第二波長帯域光の第１の長波長側を除いた光と、のうち、前記第三波長帯域光と、前記第二波長帯域光の第１の長波長側より短波長側の第２の長波長側の光と、を透過する、
ことを特徴とする前記［５］に記載の光源装置。
［７］ 前記第一ダイクロイックミラーにより合成された前記第二波長帯域光の第１の長波長側を除いた光及び前記第三波長帯域光を反射するとともに、前記第一波長帯域光を透過、又は前記第一ダイクロイックミラーにより合成された前記第二波長帯域光の第１の長波長側を除いた光及び前記第三波長帯域光を透過するとともに前記第一波長帯域光を反射して、前記第一波長帯域光乃至前記第三波長帯域光を前記カラーホイールに導光する第二ダイクロイックミラーを備えることを特徴とする前記［５］又は前記［６］に記載の光源装置。
［８］ 前記カラーホイールを透過して前記第四波長帯域光として選択される、前記第二波長帯域光の長波長側の一部の光は、前記第二波長帯域光のピーク波長よりも長波長側であって、前記第三波長帯域光のピーク波長よりも短波長側に位置することを特徴とする前記［１］乃至前記［７］の何れかに記載の光源装置。
［９］ 前記カラーホイールのホイール面は、前記第一波長帯域光乃至前記第三波長帯域光の光軸に対して傾斜するように配置されることを特徴とする前記［１］乃至前記［８］の何れかに記載の光源装置。
［１０］ 前記第一発光素子は、青色レーザダイオードであり、
前記第二発光素子は、赤色発光ダイオードであり、
前記第一波長帯域光は、青色波長帯域光であり、
前記第二波長帯域光は、緑色波長帯域光であり、
前記第三波長帯域光は、赤色波長帯域光である、
ことを特徴とする前記［１］乃至前記［９］の何れかに記載の光源装置。
［１１］ 前記［１］乃至前記［１０］の何れかに記載の光源装置と、
画像光を生成する表示素子と、
前記表示素子から出射された画像光をスクリーンに投影する投影光学系と、
を備え、
前記制御部は、前記光源装置と前記表示素子とを制御することを特徴とする投影装置。
The inventions described in the first claims of the present application will be additionally described below.
[1] A first light emitting element that emits light in a first wavelength band,
A fluorescent wheel having a fluorescent light emitting region that emits fluorescence excited by the first wavelength band light as second wavelength band light,
A second light emitting element for emitting a third wavelength band light distributed on the longer wavelength side than the second wavelength band light,
A combining means for combining the second wavelength band light and the third wavelength band light on the same optical axis,
A plurality of regions, one of the plurality of regions is a fourth wavelength band of the third wavelength band light combined by the combining means and a part of the light on the long wavelength side of the second wavelength band light. A color wheel that is an area to be selected as light,
A control unit that controls the first light emitting element, the second light emitting element, the fluorescent wheel and the color wheel, and controls the second wavelength band light and the fourth wavelength band light in a time division manner,
A light source device comprising:
[2] The fluorescent wheel has a first transmission region that transmits the first wavelength band light,
The plurality of regions of the color wheel further include a transmission region that transmits the first wavelength band light, and a transmission region that transmits the second wavelength band light,
The light source device according to the above [1].
[3] The transmission region that transmits the first wavelength band light and the transmission region that transmits the second wavelength band light are the second transmission region that transmits the first wavelength band light to the third wavelength band light. Is
The light source device according to the above [2].
[4] The control unit is
A first output period of irradiating the second transmission region of the color wheel with the second wavelength band light,
A second output period of irradiating the second transmission region of the color wheel with the first wavelength band light,
Irradiating the third wavelength band light and the light excluding the first long-wavelength side of the second wavelength band light to a third transmission region which is a region for selecting the fourth wavelength band light of the color wheel. Third output period to
The light source device according to the above [3], wherein the light source device is controlled by time division.
[5] The combining means reflects light excluding the first long-wavelength side of the second wavelength band light and transmits the third wavelength band light, or the first length of the second wavelength band light. The light excluding the wavelength side is transmitted and the third wavelength band light is reflected, and the light excluding the first long wavelength side of the second wavelength band light and the third wavelength band light are supplied to the color wheel side. It is the first dichroic mirror that guides light to
The light source device according to any one of [1] to [4] above.
[6] The color wheel includes the third of the third wavelength band light combined by the first dichroic mirror and the light excluding the first long wavelength side of the second wavelength band light. The wavelength band light and the light on the second long wavelength side, which is the shorter wavelength side than the first long wavelength side of the second wavelength band light, are transmitted.
The light source device according to the above [5].
[7] Reflects the light excluding the first long-wavelength side of the second wavelength band light combined by the first dichroic mirror and the third wavelength band light, and transmits the first wavelength band light, Alternatively, the second wavelength band light synthesized by the first dichroic mirror except for the first long-wavelength side light and the third wavelength band light are transmitted and the first wavelength band light is reflected, and The light source device according to [5] or [6], further comprising a second dichroic mirror that guides the light of the first wavelength band to the light of the third wavelength band to the color wheel.
[8] A part of the light on the long wavelength side of the second wavelength band light, which is transmitted through the color wheel and is selected as the fourth wavelength band light, is longer than the peak wavelength of the second wavelength band light. The light source device according to any one of [1] to [7] above, which is located on the wavelength side and on the shorter wavelength side than the peak wavelength of the third wavelength band light.
[9] The wheel surface of the color wheel is arranged so as to be inclined with respect to the optical axes of the first wavelength band light to the third wavelength band light, [1] to [8] ] The light source device in any one of these.
[10] The first light emitting element is a blue laser diode,
The second light emitting element is a red light emitting diode,
The first wavelength band light is blue wavelength band light,
The second wavelength band light is a green wavelength band light,
The third wavelength band light is red wavelength band light,
The light source device according to any one of [1] to [9] above.
[11] The light source device according to any one of [1] to [10],
A display element that generates image light,
A projection optical system for projecting image light emitted from the display element onto a screen,
Equipped with
The projection device, wherein the control unit controls the light source device and the display element.
１０，１０Ａ 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 ３５ Ｉｒ受信部
３６ Ｉｒ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 ６０，６０Ａ 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 ７７，７８ 集光レンズ
７９ 拡散板 ８０ 緑色光源装置
９０ａ 緑色波長帯域光 ９０ｂ 青色波長帯域光
９０ｃ 赤色波長帯域光 ９１ａ 緑色波長帯域光
１００ 蛍光ホイール装置 １０１ 蛍光ホイール
１１０ モータ １１１ 集光レンズ群
１１２ 取付孔部 １１３ 取付孔部
１１５ 集光レンズ １２０ 赤色光源装置
１２１ 赤色発光ダイオード １２５ 集光レンズ群
１４０ 導光光学系 １４１ ダイクロイックミラー
１４２ 第一ダイクロイックミラー（合成手段）
１４３ 第二ダイクロイックミラー
１４４ 反射ミラー １４５〜１４７ 集光レンズ
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
２００，２００Ａ カラーホイール装置 ２０１ カラーホイール
２１０ モータ ２２０ 投影光学系
２２５ 固定レンズ群 ２３５ 可動レンズ群
２４１ 制御回路基板 ３１０ 蛍光発光領域
３２０ 透過領域（第一透過領域） ４１０ 全色透過領域（第二透過領域）
４２０ 青赤透過領域（第三透過領域） ５００ フレーム
５１０ フレーム ９００ 合成光
Ａ１，Ａ２ 透過特性 Ａ１１ カットオン波長
Ａ２１ カットオフ波長 Ａ２２ カットオン波長
Ｂ１〜Ｂ４ 境界 Ｌ１ 青色波長帯域光
Ｌ２ 緑色波長帯域光 Ｌ３ 赤色波長帯域光
Ｐ１〜Ｐ３ ピーク波長 Ｓ 照射領域
ＳＢ システムバス Ｔ５０ａ 第一出力期間
Ｔ５０ｂ 第二出力期間 Ｔ５０ｃ 第三出力期間
Ｔ５１ａ 第一出力期間
Ｗ１ａ 透過帯域 Ｗ１ｂ 反射帯域（第二帯域）
Ｗ２ａ 透過帯域（第一帯域） Ｗ２ｂ 透過帯域
Ｗ３ 重複帯域
10,
26
143 Second
420 blue-red transmission region (third transmission region) 500
W2a transmission band (first band) W2b transmission band W3 overlapping band
Claims (11)
前記第一波長帯域光により励起された蛍光を第二波長帯域光として出射する蛍光発光領域を有する蛍光ホイールと、
前記第二波長帯域光よりも長波長側に分布する第三波長帯域光を出射する第二発光素子と、
前記第二波長帯域光と前記第三波長帯域光とを同一光軸に合成する合成手段と、
複数の領域を有し、当該複数の領域の一つは前記合成手段により合成された前記第三波長帯域光と前記第二波長帯域光の長波長側の一部の光とを第四波長帯域光として選択する領域となっているカラーホイールと、
前記第一発光素子、前記第二発光素子、前記蛍光ホイール及び前記カラーホイールを制御し、前記第二波長帯域光と前記第四波長帯域光とを時分割で制御する制御部と、
を備えることを特徴とする光源装置。 A first light emitting element that emits light in a first wavelength band,
A fluorescent wheel having a fluorescent light emitting region that emits fluorescence excited by the first wavelength band light as second wavelength band light,
A second light emitting element for emitting a third wavelength band light distributed on the longer wavelength side than the second wavelength band light,
A combining means for combining the second wavelength band light and the third wavelength band light on the same optical axis,
A plurality of regions, one of the plurality of regions is a fourth wavelength band of the third wavelength band light combined by the combining means and a part of the light on the long wavelength side of the second wavelength band light. A color wheel that is an area to be selected as light,
A control unit that controls the first light emitting element, the second light emitting element, the fluorescent wheel and the color wheel, and controls the second wavelength band light and the fourth wavelength band light in a time division manner,
A light source device comprising:
前記カラーホイールの前記複数の領域は、前記第一波長帯域光を透過する透過領域と、前記第二波長帯域光を透過する透過領域と、を更に含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。 The fluorescent wheel has a first transmission region that transmits the first wavelength band light,
The plurality of regions of the color wheel further include a transmission region that transmits the first wavelength band light, and a transmission region that transmits the second wavelength band light,
The light source device according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項２に記載の光源装置。 The transmission region that transmits the first wavelength band light, and the transmission region that transmits the second wavelength band light is a second transmission region that transmits the first wavelength band light to the third wavelength band light,
The light source device according to claim 2, wherein:
前記第二波長帯域光を前記カラーホイールの前記第二透過領域に照射する第一出力期間と、
前記第一波長帯域光を前記カラーホイールの前記第二透過領域に照射する第二出力期間と、
前記第三波長帯域光と、前記第二波長帯域光の第１の長波長側を除いた光と、を前記カラーホイールの前記第四波長帯域光として選択する領域である第三透過領域に照射する第三出力期間と、
を時分割で制御することを特徴とする請求項３に記載の光源装置。 The control unit is
A first output period of irradiating the second transmission region of the color wheel with the second wavelength band light,
A second output period of irradiating the second transmission region of the color wheel with the first wavelength band light,
Irradiating the third wavelength band light and the light excluding the first long-wavelength side of the second wavelength band light to a third transmission region which is a region for selecting the fourth wavelength band light of the color wheel. Third output period to
The light source device according to claim 3, wherein the light source device is controlled by time division.
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。 The combining means reflects light excluding the first long wavelength side of the second wavelength band light and transmits the third wavelength band light, or the first long wavelength side of the second wavelength band light. The removed light is transmitted and the third wavelength band light is reflected, and the light except the first long wavelength side of the second wavelength band light and the third wavelength band light are guided to the color wheel side. Is the first dichroic mirror to
The light source device according to claim 1, wherein the light source device is a light source device.
ことを特徴とする請求項５に記載の光源装置。 The color wheel is the third wavelength band light among the third wavelength band light combined by the first dichroic mirror and the light excluding the first long wavelength side of the second wavelength band light. And light on the second long wavelength side, which is shorter than the first long wavelength side of the second wavelength band light,
The light source device according to claim 5, wherein:
前記第二発光素子は、赤色発光ダイオードであり、
前記第一波長帯域光は、青色波長帯域光であり、
前記第二波長帯域光は、緑色波長帯域光であり、
前記第三波長帯域光は、赤色波長帯域光である、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れかに記載の光源装置。 The first light emitting element is a blue laser diode,
The second light emitting element is a red light emitting diode,
The first wavelength band light is blue wavelength band light,
The second wavelength band light is a green wavelength band light,
The third wavelength band light is red wavelength band light,
The light source device according to claim 1, wherein the light source device is a light source device.
画像光を生成する表示素子と、
前記表示素子から出射された画像光をスクリーンに投影する投影光学系と、
を備え、
前記制御部は、前記光源装置と前記表示素子とを制御することを特徴とする投影装置。 A light source device according to any one of claims 1 to 10,
A display element that generates image light,
A projection optical system for projecting image light emitted from the display element onto a screen,
Equipped with
The projection device, wherein the control unit controls the light source device and the display element.
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002268006A (en) * | 2001-03-12 | 2002-09-18 | Mitsubishi Electric Corp | Image projecting device |
| JP2002277820A (en) * | 2001-03-22 | 2002-09-25 | Fuji Photo Optical Co Ltd | Illuminating optical system and projection-type color image display device |
| JP2012203262A (en) * | 2011-03-25 | 2012-10-22 | Casio Comput Co Ltd | Projection device |
| JP2012234161A (en) * | 2011-04-20 | 2012-11-29 | Panasonic Corp | Light source apparatus and image display apparatus |
| JP2014077980A (en) * | 2012-09-18 | 2014-05-01 | Ricoh Co Ltd | Illumination device, projection device and illumination method |
| JP2018045199A (en) * | 2016-09-16 | 2018-03-22 | カシオ計算機株式会社 | Light source device and projection device |
| US20180199013A1 (en) * | 2017-01-10 | 2018-07-12 | Coretronic Corporation | Projection device and light source driving method thereof |
-
2019
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002268006A (en) * | 2001-03-12 | 2002-09-18 | Mitsubishi Electric Corp | Image projecting device |
| JP2002277820A (en) * | 2001-03-22 | 2002-09-25 | Fuji Photo Optical Co Ltd | Illuminating optical system and projection-type color image display device |
| JP2012203262A (en) * | 2011-03-25 | 2012-10-22 | Casio Comput Co Ltd | Projection device |
| JP2012234161A (en) * | 2011-04-20 | 2012-11-29 | Panasonic Corp | Light source apparatus and image display apparatus |
| JP2014077980A (en) * | 2012-09-18 | 2014-05-01 | Ricoh Co Ltd | Illumination device, projection device and illumination method |
| JP2018045199A (en) * | 2016-09-16 | 2018-03-22 | カシオ計算機株式会社 | Light source device and projection device |
| US20180199013A1 (en) * | 2017-01-10 | 2018-07-12 | Coretronic Corporation | Projection device and light source driving method thereof |
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