JP2022135481A - Light source device and projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源装置およびプロジェクターに関する。 The present invention relates to a light source device and a projector.
プロジェクターに用いる光源装置として、エテンデューを小さくすることで、液晶パネル等の被照明物を高輝度で照明する光源装置がある(例えば、下記特許文献1、2参照)。近年、プロジェクターに用いる光源装置として、蛍光体を励起することで生成した蛍光を照明光として用いる光源装置もある。
2. Description of the Related Art As a light source device used in a projector, there is a light source device that illuminates an object to be illuminated such as a liquid crystal panel with high luminance by reducing etendue (see, for example,
一般的に蛍光体上における励起光の入射面積を小さくすることで、蛍光のエテンデューを小さくできる。しかしながら、励起光の入射面積を小さくすると励起光の光密度が高くなることで、蛍光変換効率が低下してしまうという問題があった。
このように従来において、励起光の光密度の増加を抑制しつつ、エテンデューを小さくすることは難しかった。
In general, the fluorescence etendue can be reduced by reducing the incident area of the excitation light on the phosphor. However, when the incident area of the excitation light is reduced, the optical density of the excitation light is increased, resulting in a problem of reduced fluorescence conversion efficiency.
Thus, conventionally, it has been difficult to reduce the etendue while suppressing an increase in the optical density of the excitation light.
上記の課題を解決するために、本発明の1つの態様によれば、第1波長帯の光を射出する光源と、前記第1波長帯の光が入射され、前記第1波長帯の光の一部を透過し、前記第1波長帯の光の他の一部を反射する第1光学素子と、前記第1波長帯の光の一部および前記第1波長帯の光の他の一部のいずれか一方が入射され、前記第1波長帯の光を波長変換して、前記第1波長帯とは異なる第2波長帯の光を少なくとも射出する波長変換素子と、前記第1波長帯の光の一部および前記第1波長帯の光の他の一部のいずれか他方が入射され、前記第1波長帯の光を拡散する拡散素子と、前記波長変換素子から射出される前記第2波長帯の光と、前記拡散素子から射出される前記第1波長帯の光とを合成する第2光学素子と、を備え、前記波長変換素子は、光入射面を有し、前記光入射面に入射した前記第1波長帯の光を波長変換して前記第2波長帯の光を生成する波長変換層と、前記波長変換層を支持する支持面を有する基板と、前記第1波長帯の光を透過し、前記第2波長帯の光を反射する第1光学層を有し、前記第1光学層が前記支持面に対向するように配置される第1光学部材と、少なくとも前記第2波長帯の光を反射させる第2光学層を有し、前記第2光学層が前記支持面と前記第1光学層とに交差するように配置される第2光学部材と、少なくとも前記第2波長帯の光を反射させる第3光学層を有し、前記第3光学層が前記支持面と前記第1光学層とに交差し、前記第2光学層に対向するように配置される第3光学部材と、前記基板、前記第1光学部材、前記第2光学部材および前記第3光学部材により形成される開口部と、を有し、前記波長変換層の前記光入射面の面積は、前記光入射面において前記第1波長帯の光が入射される光入射領域の面積よりも大きく、前記光入射面領域の面積は、前記開口部の面積より大きく、前記第2波長帯の光は、前記開口部から射出される光源装置が提供される。 In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention, a light source that emits light in a first wavelength band; A first optical element that partially transmits and reflects another part of the light in the first wavelength band, a part of the light in the first wavelength band and the other part of the light in the first wavelength band a wavelength conversion element that converts the wavelength of light in the first wavelength band and emits at least light in a second wavelength band different from the first wavelength band; one of a part of the light and another part of the light in the first wavelength band is incident, a diffusion element for diffusing the light in the first wavelength band; and the second diffusion element emitted from the wavelength conversion element. a second optical element for synthesizing the light in the wavelength band and the light in the first wavelength band emitted from the diffusion element, the wavelength conversion element having a light incident surface, the light incident surface a wavelength conversion layer for converting the wavelength of the light in the first wavelength band incident on to generate light in the second wavelength band; a substrate having a support surface for supporting the wavelength conversion layer; a first optical member having a first optical layer that transmits light and reflects light in the second wavelength band, the first optical member being disposed so as to face the support surface; a second optical member having a second optical layer that reflects light in a wavelength band, the second optical layer being disposed so as to intersect the support surface and the first optical layer; and at least the second wavelength. A third optical layer having a third optical layer for reflecting a band of light, wherein the third optical layer intersects the support surface and the first optical layer and is arranged to face the second optical layer and an opening formed by the substrate, the first optical member, the second optical member and the third optical member, wherein the area of the light incident surface of the wavelength conversion layer is equal to the light The area of the light incident surface is larger than the area of the light incident surface into which the light of the first wavelength band is incident on the incident surface, the area of the light incident surface region is larger than the area of the opening, and the light of the second wavelength band is the A light source device that emits light from an opening is provided.
本発明の第2態様によれば、本発明の第1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光変調装置と、前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学装置と、を備えるプロジェクターが提供される。 According to a second aspect of the present invention, the light source device according to the first aspect of the present invention, a light modulation device that modulates the light from the light source device according to image information, and the light modulated by the light modulation device A projection optical device for projecting is provided.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In addition, in the drawings used in the following explanation, in order to make the features easier to understand, the characteristic portions may be enlarged for convenience, and the dimensional ratios of each component may not necessarily be the same as the actual ones. do not have.
(第1実施形態)
本実施形態に係るプロジェクターの一例について説明する。
図1は、本実施形態に係るプロジェクターの概略構成を示す図である。
図1に示すように、本実施形態のプロジェクター1は、スクリーンSCR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1は、色分離光学系3と、光変調装置4R,光変調装置4G,光変調装置4Bと、合成光学系5と、投射光学装置6と、光源装置2と、を備えている。
(First embodiment)
An example of the projector according to this embodiment will be described.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a projector according to this embodiment.
As shown in FIG. 1, the
色分離光学系3は、光源装置2からの白色の照明光WLを赤色光LRと、緑色光LGと、青色光LBとに分離する。色分離光学系3は、第1のダイクロイックミラー7aおよび第2のダイクロイックミラー7bと、第1の全反射ミラー8a、第2の全反射ミラー8bおよび第3の全反射ミラー8cと、第1のリレーレンズ9aおよび第2のリレーレンズ9bとを備えている。
The color separation
第1のダイクロイックミラー7aは、光源装置2からの照明光WLを赤色光LRと、その他の光である緑色光LGおよび青色光LBと、に分離する。第1のダイクロイックミラー7aは、分離された赤色光LRを透過するとともに、その他の光を反射する。第2のダイクロイックミラー7bは、緑色光LGを反射するとともに青色光LBを透過させる。
The first
第1の全反射ミラー8aは、赤色光LRを光変調装置4Rに向けて反射する。第2の全反射ミラー8bおよび第3の全反射ミラー8cは、青色光LBを光変調装置4Bに導く。緑色光LGは、第2のダイクロイックミラー7bから光変調装置4Gに向けて反射される。
The first
第1のリレーレンズ9aは、青色光LBの光路中における第2のダイクロイックミラー7bの後段に配置されている。第2のリレーレンズ9bは、青色光LBの光路中における第2の全反射ミラー8bの後段に配置されている。
The
光変調装置4R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4G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4B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4R、光変調装置4G、及び光変調装置4B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及び射出側には、図示しない偏光板がそれぞれ配置され、特定の方向の直線偏光のみを通過させる構成となっている。
Transmissive liquid crystal panels, for example, are used for the
光変調装置4R、光変調装置4G、及び光変調装置4Bの入射側には、それぞれフィールドレンズ10R、フィールドレンズ10G、フィールドレンズ10Bが配置されている。フィールドレンズ10R、フィールドレンズ10G、及びフィールドレンズ10Bは、それぞれの光変調装置4R、光変調装置4G、光変調装置4Bに入射する赤色光LR、緑色光LG、青色光LBの主光線を平行化する。
A
合成光学系5は、光変調装置4R、光変調装置4G、及び光変調装置4Bから射出された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装置6に向けて射出する。合成光学系5には、例えばクロスダイクロイックプリズムが用いられる。
The synthesizing
投射光学装置6は、複数のレンズから構成されている。投射光学装置6は、合成光学系5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上に画像が表示される。
The projection
(光源装置)
図2は、光源装置2の概略構成図である。
図2を含む以下の図面内において、必要に応じてXYZ座標系を用いて光源装置2の各構成について説明する。X軸は光源22から射出される光の主光線に沿う光軸ax3と拡散素子31から射出される光の主光線に沿う光軸ax5とに平行な軸である。Y軸は光軸ax3と直交し、第1光学素子29で反射された光の主光線に沿う光軸ax4と照明光軸ax1とに平行な軸である。Z軸はX軸およびY軸にそれぞれ直交する軸である。つまり、光軸ax3と光軸ax4と光軸ax5と照明光軸ax1とは同一面内に位置し、光軸ax3および光軸ax5は照明光軸ax1と直交し、光軸ax4は照明光軸ax1に平行かつ光軸ax3および光軸ax5と直交する。すなわち、光軸ax3と光軸ax4と光軸ax5と照明光軸ax1とはXY平面に沿った仮想平面上に位置している。
(light source device)
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the
In the following drawings including FIG. 2, each configuration of the
図2に示すように、光源装置2は、光源22と、第1ホモジナイザー光学系23と、第1集光光学系24と、波長変換素子25と、第1ピックアップ光学系26と、第2ホモジナイザー光学系27と、第2集光光学系28と、第1光学素子29と、第2光学素子30と、拡散素子31と、第2ピックアップ光学系32と、インテグレーター光学系35と、偏光変換素子36と、重畳レンズ37とを備え、これらの各部材はXY平面に沿った仮想平面上に配置されている。本実施形態の光源装置2は白色の照明光WLを射出する。
As shown in FIG. 2, the
光源22は、発光部201とコリメートレンズ202とを含む。発光部201は半導体レーザーから構成される。発光部201は、例えば445nmのピーク波長を有する光ビームからなる光線Eを射出する。なお、発光部201としては、445nm以外の波長の光線Eを射出する半導体レーザーを用いることもできる。例えば、発光部201は、460nmのピーク波長を有する光ビームからなる光線Eを射出してもよい。
コリメートレンズ202は発光部201に対応して配置されている。コリメートレンズ202は発光部201から射出された光線Eを平行光に変換する。なお、発光部201およびコリメートレンズ202の個数は、特に限定されない。
このようにして光源22は青色波長帯(第1波長帯)を有する平行光束として励起光(第1波長帯の光)ELを射出する。
The
In this manner, the
本実施形態の光源装置2において、光源22の光軸ax3上に、光源22と、第1光学素子29と、第1ホモジナイザー光学系23と、第1集光光学系24と、波長変換素子25とが配置されている。
本実施形態の光源装置2において、光軸ax4上に、第1光学素子29と、第2ホモジナイザー光学系27と、第2集光光学系28と、拡散素子31とが配置されている。
本実施形態の光源装置2において、光軸ax5上に、拡散素子31と、第2ピックアップ光学系32と、第2光学素子30とが配置されている。
本実施形態の光源装置2において、照明光軸ax1上に、波長変換素子25と、第1ピックアップ光学系26と、第2光学素子30と、インテグレーター光学系35と、偏光変換素子36と、重畳レンズ37とが配置されている。
In the
In the
In the
In the
光源22から射出された励起光ELは第1光学素子29に入射する。第1光学素子29は、光軸ax3および光軸ax4に対して45°の角度をなすように配置されている。
第1光学素子29は励起光ELの一部を透過し、励起光ELの他の一部を反射する素子である。本実施形態において、第1光学素子29は透光性基板29aとハーフミラー層29bとを含む。透光性基板29aは励起光ELに対して透光性を有する基板である。ハーフミラー層29bは、例えば、透光性基板29a上に成膜された誘電体多層膜で構成される。本実施形態のハーフミラー層29bとは、励起光ELにおける透過光量および反射光量の割合が等しい場合(50:50)の場合に限られず、励起光ELを完全に反射あるいは透過させず、少なくとも一部を透過あるいは反射し、他の一部を反射あるいは透過させる層であればよい。
The excitation light EL emitted from the
The first
第1光学素子29で反射された励起光ELは光軸ax4に沿って進み、第2ホモジナイザー光学系27に入射する。第1光学素子29を透過した励起光ELは光軸ax3に沿って進み、第1ホモジナイザー光学系23に入射する。以下、第1光学素子29を透過してX方向(第1方向)に分離された励起光ELの一部を励起光EL1と称し、第1光学素子29で反射されてY方向(第2方向)分離された励起光ELの他の一部を青色光EL2と称す。
The excitation light EL reflected by the first
青色光(第1波長帯の光の一部)EL2が入射する第2ホモジナイザー光学系27は、例えばレンズアレイ27aとレンズアレイ27bとから構成されている。レンズアレイ27aは複数の小レンズ27amを含み、レンズアレイ27bは複数の小レンズ27bmを含む。
レンズアレイ27aは青色光EL2を複数の小光線束に分離する。レンズアレイ27aの小レンズ27amは、小光線束を対応するレンズアレイ27bの小レンズ27bmに結像させる。レンズアレイ27bは、後述する第2集光光学系28とともに、レンズアレイ27aの各小レンズ27amの像を拡散素子31上に重畳させる。第2集光光学系28は第2ホモジナイザー光学系27と協働して、拡散素子31上に入射する青色光EL2の照度分布を均一化し、拡散素子31上における青色光EL2の光密度を抑制する。なお、第2集光光学系28は単数あるいは複数のレンズで構成される。
The second homogenizer
The
拡散素子31は、青色光EL2を拡散させるとともに第2光学素子30に向けて射出する。拡散素子31は、拡散反射板31aと、拡散反射板31aを回転させるためのモーター31bとを含む。拡散反射板31aは、青色光EL2を第2光学素子30に向けて拡散させつつ反射する。拡散反射板31aは、波長変換素子25から射出される蛍光YLと同程度の拡散角となるように青色光EL2を拡散させるように形成することが望ましい。これにより、拡散後の青色光EL2と蛍光YLとを合成した照明光WLの色ムラを低減できる。
The
モーター31bの回転軸Oは、光軸ax4,ax5と45°の角度をなすように配置されている。これにより、拡散素子31は、拡散反射板31aの光入射面を光軸ax4,ax5と45°の角度をなす面内で回転可能としている。拡散反射板31aは、回転軸Oの方向から見て、例えば円形に形成されているが、拡散反射板31aの形状は円板に限定されない。本実施形態の場合、拡散反射板31aを回転させることで拡散反射板31aの温度上昇が抑えられ、拡散素子31の信頼性を高めることができる。
The rotation axis O of the
なお、本実施形態の拡散素子31は回転型の拡散素子であるが、この構成に代えて、固定型の拡散素子を用いもよい。この場合、モーター31bが不要となるので、拡散素子のコストを低減できる。
Although the
本実施形態において、拡散素子31に入射した青色光EL2は、拡散された状態で反射される。以下、拡散素子31において拡散反射された青色光EL2を拡散青色光BLと称す。本実施形態において、拡散青色光BLの主光線は光軸ax5に一致する。
In this embodiment, the blue light EL2 incident on the diffusing
このように拡散素子31は、第1光学素子29からY方向に分岐されて入射する青色光EL2をX方向の一方側(+X側)に拡散青色光BLとして反射する。拡散素子31から射出された拡散青色光BLは第2ピックアップ光学系32に入射する。拡散青色光BLは後述の波長変換素子25から射出される蛍光YLと同程度の光束幅まで拡がった状態で第2ピックアップ光学系32に入射する。第2ピックアップ光学系32は拡散素子31から射出される拡散青色光BLをピックアップして平行化する機能を有する。第2ピックアップ光学系32は、単数あるいは複数のレンズで構成される。
In this manner, the
第2ピックアップ光学系32により平行化された拡散青色光BLは、第2光学素子30に入射する。第2光学素子30は、透光性基板30aとダイクロイックミラー30bとを含む。本実施形態の透光性基板30aは少なくとも第2の波長帯の光である蛍光YLに対して透光性を有する基板である。本実施形態のダイクロイックミラー30bは、波長変換素子25から射出される第2の波長帯の光である蛍光YLを透過し、拡散素子31から射出される第1の波長帯の光である拡散青色光BLを反射する光学特性を有する。そのため、第2光学素子30は、拡散青色光BLをY方向の一方側(+Y側)に向けて反射する。
The diffused blue light BL collimated by the second pickup
一方、第1光学素子29を透過した励起光(第1波長帯の光の他の一部)EL1は、第1ホモジナイザー光学系23に入射する。第1ホモジナイザー光学系23は、例えばレンズアレイ23aとレンズアレイ23bとから構成されている。レンズアレイ23aは複数の小レンズ23amを含み、レンズアレイ23bは複数の小レンズ23bmを含む。
On the other hand, the excitation light (other part of the light in the first wavelength band) EL1 that has passed through the first
レンズアレイ23aは励起光EL1を複数の小光線束に分離する。レンズアレイ23aの小レンズ23amは、小光線束を対応するレンズアレイ23bの小レンズ23bmに結像させる。レンズアレイ23bは、後述する第1集光光学系24とともに、レンズアレイ23aの各小レンズ23amの像を波長変換素子25の蛍光体層251上に重畳させる。第1集光光学系24は第1ホモジナイザー光学系23と協働して、波長変換素子25の蛍光体層251上に入射する励起光ELの照度分布を均一化する。なお、第1集光光学系24は単数あるいは複数のレンズで構成される。
The
波長変換素子25は、光源22から+X側に向けて入射する励起光EL1で励起されることで蛍光YLを生成する蛍光体層251と、蛍光体層251を支持する基板252と、を有する。波長変換素子25は、生成した蛍光YLをY方向の一方側(+Y側)に向けて開口部260から射出させる。
The
図3は波長変換素子25の概略構成を示す斜視図である。図4は波長変換素子25を+Y側から視た正面図である。図5は波長変換素子25の断面図である。なお、図5はXY平面に沿う面による断面である。
図3~図5に示されるように、本実施形態の波長変換素子25は、蛍光体層(波長変換層)251と、基板252と、第4光学層253と、第1光学部材254と、第2光学部材255と、第3光学部材256と、を備える。波長変換素子25は、蛍光体層251で生成した蛍光YLを射出する開口部260を備えている。開口部260は、波長変換素子25の+Y側に設けられている。
本実施形態の開口部260は、基板252、第1光学部材254、第2光学部材255および第3光学部材256の+Y側における各端面で形成された開口である。
FIG. 3 is a perspective view showing a schematic configuration of the
As shown in FIGS. 3 to 5, the
The
蛍光体層251は、励起光ELによって励起され、黄色波長帯(第2波長帯)の蛍光(第2波長帯の光)YLを発光する蛍光体粒子を含む。蛍光体層251は、励起光ELを波長変換することによって、蛍光YLを生成する。
蛍光体層251は、表面(光入射面)2511と、側面2512と、裏面2513と、を含む板状の蛍光体である。表面2511は、励起光ELが入射される面である。側面2512は、表面2511に交差する面である。側面2512は、表面2511に直交していてもよい。裏面2513は、表面2511の反対の面である。
The
The
蛍光体粒子としては、例えばYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)系蛍光体を用いることができる。なお、蛍光体粒子の形成材料は、1種であってもよく、2種以上の材料を用いて形成されている粒子を混合したものを蛍光体粒子として用いてもよい。蛍光体層251としては、例えば、アルミナ等の無機バインダー中に蛍光体粒子を分散させた蛍光体層、バインダーを用いずに蛍光体粒子を焼結した蛍光体層などを用いてもよい。本実施形態の蛍光体層251は複数の気孔(散乱体)Kを含んでいる。
As the phosphor particles, for example, a YAG (yttrium-aluminum-garnet)-based phosphor can be used. The material for forming the phosphor particles may be one kind, or a mixture of particles formed using two or more kinds of materials may be used as the phosphor particles. As the
蛍光体層251は基板252に支持される。基板252は、蛍光体層251を支持する支持面2521を含む。支持面2521は、YZ面と平行な面である。基板252は、蛍光体層251と熱的に接続されている。基板252は、例えば、アルミや銅といった放熱性に優れた金属板である。基板252は蛍光体層251と熱的に接続されるため、蛍光体層251の熱を放出させることで蛍光体層251を冷却する。
波長変換素子25において、蛍光体層251は収容空間Sに収容されている。収容空間Sは、基板252、第1光学部材254、第2光学部材255および第3光学部材256で囲まれた空間である。収容空間Sは、開口部260の内側に設けられている。本実施形態の場合、収容空間Sは大気中に開放されている。すなわち、収容空間Sには空気層ARが設けられている。
The
第4光学層253は、基板252と蛍光体層251との間に設けられる。第4光学層253の面積は、蛍光体層251の裏面2513の面積よりも大きい。本実施形態の場合、第4光学層253は、収容空間S内に位置する支持面2521上に設けられている。すなわち、第4光学層253は、基板252の支持面2521における蛍光体層251の周囲に設けられている。蛍光体層251は第4光学層253を介して基板252の支持面2521に接合されている。第4光学層253は、例えば、金属層や誘電体層で構成される。なお、第4光学層253は、支持面2521の全域、すなわち、収容空間Sよりも外側まで設けられていてもよい。また、第4光学層253の一部が蛍光体層251の裏面2513に直接形成されていてもよい。
A fourth
第1光学部材254は、基板252の支持面2521に対向するように配置されている。すなわち、第1光学部材254は、蛍光体層251の表面2511に対向するように配置されている。第1光学部材254は、蛍光体層251と接触しないように配置される。
The first
第1光学部材254は、蛍光体層251の表面2511に対して傾けられた状態で配置される。第1光学部材254における蛍光体層251の表面2511に対してなす角度は鋭角に設定される。
The first
第1光学部材254は、透光性基板2541と、第1光学層2542と、を含む。透光性基板2541は、例えば、ガラスで構成されている。第1光学層2542は、透光性基板2541の内面、すなわち、蛍光体層251に対向する面に設けられている。第1光学層2542は、励起光ELを透過し、蛍光YLを反射する特性を有する。第1光学層2542は、基板252の支持面2521に対向している。
これにより、第1光学部材254は、光源22から射出された励起光ELを透過させつつ、蛍光体層251で生成された蛍光YLを反射することができる。
The first
Thereby, the first
第2光学部材255は、基材2551と、第2光学層2552と、を含む。基材2551の形成材料としては、例えばガラスが用いられる。第2光学層2552は、基材2551の内面に形成される。第2光学層2552は、例えば、金属層や誘電体層で構成される。
The second
第2光学部材255は、基板252の支持面2521と第1光学部材254とに交差するように配置されている。第2光学部材255は、第2光学層2552が支持面2521と第1光学層2542とに交差するように配置されている。第2光学部材255は、基板252の支持面2521と第1光学部材254とに直交していてもよい。第2光学層2552は、支持面2521と第1光学層2542とに直交していてもよい。第2光学部材255は、その厚さ方向をZ軸方向に一致させるように配置されている。第2光学部材255は、蛍光体層251の+Z側の近傍に配置されている。そのため、蛍光体層251から+Z側に向かって射出された蛍光YLの一部は第2光学部材255により反射される。
なお、例えば、何等かの理由によって励起光ELが第2光学部材255に入射した場合でも、第2光学部材255は励起光ELを反射して蛍光体層251に入射させる。
The second
For example, even if the excitation light EL enters the second
第2光学部材255は台形板状である。
図3に示したように、第2光学部材255は、台形状の上底部をなす第1端面55aと、台形状の下底部をなす第2端面55bと、第1端面55aおよび第2端面55bを+X側で接続する第3端面55cと、第1端面55aおよび第2端面55bを-X側で接続する第4端面55dと、を含む。なお、第1端面55a、第2端面55b、第3端面55cおよび第4端面55dはいずれも平坦面である。第3端面55cは、基板252に対向する面である。第4端面55dは、基材2551において第3端面55cと反対側の面である。第1光学部材254は、第4端面55dに当接している。第1光学部材254は、第4端面55dに載置されている。第1光学層2542は、第4端面55dに当接している。透光性基板2541は、第1光学層2542を介して第4端面55dに載置されている。
The second
As shown in FIG. 3, the second
ここで、基材2551の材料としてガラスを用いる場合、先鋭部分を除去することで欠けを防止する面取り加工が必要となる。本実施形態では、第2光学部材255を台形板状とすることで面取り加工を不要とすることで、基材2551の加工性を向上させている。
Here, when glass is used as the material of the
本実施形態の場合、第2光学部材255の一部が基板252に埋め込まれている。よって、第2光学部材255は基板252に強固に支持される。
第2光学部材255における+X側の端部の一部は基板252の支持面2521に形成された溝2524に嵌め込まれている。なお、第2光学部材255と溝2524との隙間に接着剤を充填してもよい。
In this embodiment, part of the second
A portion of the +X side end of the second
具体的に第2光学部材255は、第1端面55aおよび第3端面55cの全体と第2端面55bの一部とが溝2524に嵌め込まれている。第4端面55dのうち最も-Y側に位置し、Z方向に沿う端辺55d1は、基板252の支持面2521と面一とされている。これにより、第4端面55dと基板252の支持面2521とが滑らかに接続されている。また、+Y側において、第2端面55bは基板252の端面52と面一となっている。
Specifically, in the second
第3光学部材256は、第2光学部材255と同様の構成を有する。
すなわち、第3光学部材256は、基材2561と、第3光学層2562と、を含む。第3光学層2562は、基材2561の内面に形成される。第3光学層2562は、例えば、金属層や誘電体層で構成される。
The third
That is, the third
第3光学部材256は、基板252の支持面2521と第1光学部材254とに交差し、第2光学部材255と対向するように配置されている。第3光学部材256は、第3光学層2562が支持面2521と第1光学層2542とに交差し、第2光学層2552に対向するように配置されている。第3光学部材256は、基板252の支持面2521と第1光学部材254とに直交していてもよい。第3光学層2562は、支持面2521と第1光学層2542とに直交していてもよい。第3光学部材256は、その厚さ方向をZ軸方向に一致させるように配置されている。第3光学部材256は、蛍光体層251の-Z側の近傍に配置されている。そのため、蛍光体層251から-Z側に向かって射出され、第3光学部材256に入射した蛍光YLは第3光学部材256により反射される。なお、例えば、何等かの理由によって励起光ELが第3光学部材256に入射した場合でも、第3光学部材256は励起光ELを反射して蛍光体層251に入射させる。
The third
第3光学部材256は第2光学部材255と同様の台形板状である。
第3光学部材256は、台形形状の上底部をなす第1端面56aと、台形形状の下底部をなす第2端面56bと、第1端面56aおよび第2端面56bを+X側で接続する第3端面56cと、第1端面56aおよび第2端面56bを-X側で接続する第4端面56dと、を含む。なお、第1端面56a、第2端面56b、第3端面56cおよび第4端面56dはいずれも平坦面である。第3端面56cは、基板252に対向する面である。第4端面56dは、基材2561において第3端面56cと反対側の面である。第1光学部材254は、第4端面56dに当接している。第1光学部材254は、第4端面56dに載置されている。第1光学層2542は、第4端面56dに当接している。透光性基板2541は、第1光学層2542を介して第4端面56dに載置されている。
The third
The third
本実施形態の場合、第3光学部材256の一部が基板252に埋め込まれることで、第3光学部材256は基板252に強固に支持される。
第3光学部材256における+X側の端部の一部は基板252の支持面2521に形成された溝2524に嵌め込まれている。第3光学部材256と溝2524との隙間に接着剤を充填してもよい。
In the case of this embodiment, the third
A portion of the +X side end of the third
具体的に第3光学部材256は、第1端面56aおよび第3端面56cの全体と第2端面56bの一部とが溝2524に嵌め込まれている。第4端面56dのうち最も-Y側に位置し、Z方向に沿う端辺56d1は、基板252の支持面2521と面一とされている。これにより、第4端面56dと基板252の支持面2521とが滑らかに接続されている。また、+Y側において、第2端面56bは基板252の端面52と面一となっている。
Specifically, the third
本実施形態において、第1光学部材254は、第2光学部材255および第3光学部材256に支持される。第1光学部材254は、第2光学部材255および第3光学部材256に接着固定されている。
具体的に、第1光学部材254は、第2光学部材255の第4端面55dと第3光学部材256の第4端面56dとの間に掛け渡されるように設けられている。-Y側において、第1光学部材254の内側の端辺54aは基板252の支持面2521に接触している。
In this embodiment, the first
Specifically, the first
このような構成に基づいて、本実施形態の波長変換素子25では、開口部260と反対である-Y側を、基板252、第1光学部材254、第2光学部材255および第3光学部材256によって閉塞している。よって、波長変換素子25は、蛍光YLにおける開口部260と反対側からの漏れを防止し、開口部260から蛍光YLを効率良く射出可能となっている。
Based on such a configuration, in the
図4および図5に示したように、励起光ELは第1光学部材254を透過して蛍光体層251に入射する。励起光ELは第1集光光学系24によって表面2511上で集光されるように蛍光体層251に入射する。蛍光体層251の表面2511には、励起光入射領域LSが形成される。励起光入射領域LSとは励起光ELが表面2511上に形成する照射スポットに相当する。
As shown in FIGS. 4 and 5 , the excitation light EL passes through the first
蛍光体層251は、励起光入射領域LSに入射された励起光ELで励起され、蛍光YLをランバート発光で放射する。なお、蛍光YLが発光される領域の面積は、励起光入射領域LSの面積よりも大きい。
The
蛍光YLは蛍光体層251からランバート発光される。例えば、表面2511からランバート発光された蛍光YLの一部は、表面2511に対向配置された第1光学部材254に入射する。第1光学部材254に入射した蛍光YLは、第1光学層2542によって反射される。第1光学層2542で反射された蛍光YLの一部は、開口部260から直接射出される。
また、第1光学層2542で反射された蛍光YLの一部は基板252の支持面2521に入射し、支持面2521に形成された第4光学層253で反射される。第4光学層253で反射された蛍光YLは開口部260から射出される、あるいは、再び第1光学部材254に入射して反射される。
Fluorescence YL is Lambertian light emitted from the
Also, part of the fluorescence YL reflected by the first
なお、第1光学層2542で反射された蛍光YLの一部は蛍光体層251内に戻される。本実施形態の蛍光体層251は複数の気孔Kを含む。そのため、蛍光体層251内に戻された蛍光YLは気孔Kで散乱されることで、再び蛍光体層251からランバート発光される。
Part of the fluorescence YL reflected by the first
また、蛍光体層251の側面2512からランバート発光された蛍光YLの一部は、第4光学層253を経由して第2光学部材255または第3光学部材256に入射、あるいは、第2光学部材255または第3光学部材256に直接入射する。蛍光YLは、第2光学部材255または第3光学部材256で反射されることで、再び第1光学部材254に入射して反射される。
Also, part of the fluorescence YL emitted from the
なお、蛍光体層251で生成された蛍光YLの一部は開口部260と反対方向(-Y側)に伝播するが、反射を繰り返すことでやがて開口部260から射出される。
このようにして本実施形態の波長変換素子25では、蛍光体層251で生成した蛍光YLを開口部260から+Y側に射出することができる。
Part of the fluorescence YL generated in the
Thus, in the
本実施形態の波長変換素子25において、蛍光体層251では、蛍光YLを射出する開口部260側に比べて、開口部260と反対側である-Y側ほど熱がこもりやすく温度が高くなり易い。これに対して、本実施形態の波長変換素子25では、図3および図5に示すように、蛍光体層251を支持する基板252を開口部260と反対側に長くした形状を採用している。そのため、本実施形態の波長変換素子25によれば、蛍光体層251において熱がこもりやすい開口部260と反対側の側を効率良く冷却することができる。よって、蛍光体層251を効率良く冷却することができる。
In the
本実施形態の波長変換素子25では、蛍光体層251の表面2511の面積A1を励起光入射領域LSの面積A2よりも大きくしている。また、本実施形態の波長変換素子25では、第1光学部材254の第1光学層2542に沿う平面と表面2511に沿う平面とのなす角度を10°以上40°以下に設定することで、開口部260の面積A3を励起光入射領域LSの面積A2よりも小さくしている。
In the
すなわち、本実施形態の波長変換素子25において、蛍光体層251の表面2511の面積A1は励起光入射領域LSの面積A2よりも大きく、励起光入射領域LSの面積A2は開口部260の面積A3より大きくなっている。本実施形態の波長変換素子25において、開口部260は蛍光YLの見かけ上の発光面とみなせることから、開口部260の面積A3は蛍光YLの見かけ上の発光面積とみなせる。
That is, in the
波長変換素子25から射出された蛍光YLは第1ピックアップ光学系26に入射する。第1ピックアップ光学系26は、例えばピックアップレンズ26a,26bから構成されている。第1ピックアップ光学系26は蛍光体層251から射出される蛍光YLをピックアップして平行化する機能を有する。なお、ランバート発光される蛍光YLをピックアップして平行化する第1ピックアップ光学系26の焦点距離は、拡散青色光BLをピックアップして平行化する第2ピックアップ光学系32の焦点距離よりも短い。
Fluorescence YL emitted from the
第1ピックアップ光学系26で平行化された蛍光YLは、第2光学素子30に入射する。蛍光YLは、第2光学素子30を透過してインテグレーター光学系35に向かう。
The fluorescence YL collimated by the first pickup
本実施形態の光源装置2では、光軸ax3,ax4,ax5および照明光軸ax1で形成される矩形の角部に相当する位置に第1光学素子29、波長変換素子25、第2光学素子30および拡散素子31を配置した構成を採用している。これにより、本実施形態の光源装置2では、光源22から射出した励起光ELを第1光学素子29においてX方向およびY方向の2方向に分離し、分離した一方の励起光EL1が波長変換素子25に入射し、分離した他方の青色光EL2が拡散素子31に入射させている。さらに、本実施形態の光源装置2では、波長変換素子25からY方向に射出された蛍光YLを第2光学素子30でY方向に透過させつつ、拡散素子31から射出された拡散青色光BLを第2光学素子30でY方向に反射させている。
In the
このようにして本実施形態の第2光学素子30は、拡散素子31からX方向の一方側(+X側)に射出されて入射する拡散青色光BLをY方向の一方側(+Y側)に反射するとともに、波長変換素子25からY方向の一方側(+Y側)に射出されて入射するYLをY方向の一方側(+Y側)に透過することで、蛍光YLおよび拡散青色光BLを合成した白色の照明光WLを生成する。このようにして、光源装置2はインテグレーター光学系35に向けて白色の照明光WLを射出することができる。
In this manner, the second
白色の照明光WLは、インテグレーター光学系35に入射する。インテグレーター光学系35は、例えば第1のレンズアレイ35aと第2のレンズアレイ35bとから構成されている。第1のレンズアレイ35aは複数の第1小レンズ35amを含み、第2のレンズアレイ35bは複数の第2小レンズ35bmを含む。
The white illumination light WL enters the integrator
第1のレンズアレイ35aは照明光WLを複数の小光線束に分離する。第1小レンズ35amは、小光線束を対応する第2小レンズ35bmに結像させる。インテグレーター光学系35は、後述する重畳レンズ37と協働することで被照明領域である図1に示した光変調装置4R,4G,4Bの画像形成領域の照度分布を均一化させる。
The
インテグレーター光学系35を通過した照明光WLは、偏光変換素子36に入射する。偏光変換素子36は、例えば、偏光分離膜と位相差板(1/2波長板)とから構成される。偏光変換素子36は、照明光WLにおける偏光方向を一方の偏光成分に変換する。
The illumination light WL that has passed through the integrator
偏光変換素子36を通過した照明光WLは、重畳レンズ37に入射する。重畳レンズ37から射出された照明光WLは色分離光学系3へ入射する。重畳レンズ37は、照明光WLを構成している上記複数の小光線束を光変調装置4R,4G,4Bの被照明領域、すなわち画像形成領域で互いに重畳させることで均一に照明する。
The illumination light WL that has passed through the
(第1実施形態の効果)
以上説明した本実施形態に係る光源装置2によれば、以下の効果を奏する。
本実施形態の波長変換素子25は、励起光ELを射出する光源22と、励起光ELが入射され、励起光ELの一部である励起光EL1を透過し、励起光ELの他の一部である青色光EL2を反射する第1光学素子29と、励起光EL1が入射され、励起光EL1を波長変換して、励起光EL1とは異なる波長帯の蛍光YLを射出する波長変換素子25と、青色光EL2が入射され、青色光EL2を拡散する拡散素子31と、波長変換素子25から射出される蛍光YLと、拡散素子31から射出される拡散青色光BLとを合成する第2光学素子30と、を備える。波長変換素子25は、表面2511に入射した励起光EL1を波長変換して蛍光YLを生成する蛍光体層251と、蛍光体層251を支持する支持面2521を有する基板252と、励起光ELを透過し、蛍光YLを反射する第1光学層2542を有し、第1光学層2542が支持面2521に対向するように配置される第1光学部材254と、少なくとも蛍光YLを反射させる第2光学層2552を有し、第2光学層2552が支持面2521と第1光学層2542とに交差するように配置される第2光学部材255と、少なくとも蛍光YLを反射させる第3光学層2562を有し、第3光学層2562が支持面2521と第1光学層2542とに交差し、第2光学層2552に対向するように配置される第3光学部材256と、基板252、第1光学部材254、第2光学部材255および第3光学部材256により形成される開口部260と、を有する。蛍光体層251の表面2511の面積A1は、表面2511において励起光ELが入射される励起光入射領域LSの面積A2よりも大きく、励起光入射領域LSの面積A2は、開口部260の面積A3より大きく、蛍光YLは、開口部260から射出される。
(Effect of the first embodiment)
The
The
本実施形態の光源装置2では、光源22から射出した励起光ELを、ハーフミラー層29bを用いた第1光学素子29で分離し、分離した一方の励起光EL1を波長変換素子25に入射させ、分離した他方の青色光EL2を拡散素子31に入射させている。そして、ダイクロイックミラー30bを用いた第2光学素子30において、波長変換素子25から射出した蛍光YLと拡散素子31から射出した拡散青色光BLとを合成して白色の照明光WLを生成している。このように本実施形態の光源装置2では、偏光を用いることなく照明光WLを合成できるため、高価な位相差板や偏光乱れを抑制するための高価なレンズ部材を用いる必要がない。よって、光源装置2の低コスト化を実現できる。
また、本実施形態の光源装置2では、波長変換素子25において、励起光ELを入射させる励起光入射領域LSよりも面積の小さい開口部260から蛍光YLを射出するため、励起光入射領域LSから蛍光YLをそのまま取り出す構成に比べて、蛍光YLの見かけ上の発光面積が小さくなる。これにより、蛍光YLにおけるエテンデューを小さくできる。また、本実施形態の波長変換素子25では、蛍光体層251上における励起光ELの入射面積を小さくすることなくエテンデューを小さくできるため、蛍光体層251の表面2511において励起光ELの光密度が高くならない。よって、光密度が高くなることによる蛍光変換効率の低下を抑制することができる。
したがって、本実施形態の光源装置2によれば、励起光ELの光密度の増加による蛍光変換効率の低下を抑えつつエテンデューを小さくした波長変換素子25を備えるので、高輝度な蛍光YLを生成することができる。
In the
Further, in the
Therefore, according to the
本実施形態の光源装置2において、第1光学素子29は、透光性基板29aと、透光性基板29aに設けられたハーフミラー層29bと、を含む。
In the
この構成によれば、透光性基板29aとハーフミラー層29bとで構成された第1光学素子29を用いるため、第1光学素子29による光吸収を抑制できる。よって、第1光学素子29を経由することによる励起光ELの光損失を抑制できる。
According to this configuration, since the first
本実施形態の光源装置2において、第2光学素子30は、蛍光YLを透過し、拡散青色光BLを反射するダイクロイックミラー30bを含む。
In the
この構成によれば、偏光を用いることなく、蛍光YLと拡散青色光BLとを合成した照明光WLを生成することができる。 According to this configuration, the illumination light WL can be generated by synthesizing the fluorescent light YL and the diffused blue light BL without using polarized light.
本実施形態の光源装置2において、第1光学素子29は、光源22から入射する励起光ELを、光源22、第1光学素子29および第2光学素子30が配置されるXY面に沿うX方向と、X方向に直交し、XY面に沿うY方向とに分岐し、拡散素子31は、第1光学素子29からY方向に分岐されて入射する青色光EL2をX方向に反射し、波長変換素子25は、第1光学素子29からX方向に分岐されて入射する励起光EL1を波長変換して、蛍光YLをY方向に射出する。本実施形態の場合、第2光学素子30は、拡散素子31からX方向に射出されて入射する拡散青色光BLをY方向に反射するとともに、波長変換素子25からY方向に射出されて入射する蛍光YLをY方向に透過することで照明光WLを合成する。
In the
この構成によれば、光源22から射出した励起光ELを第1光学素子29でX方向およびY方向に分離し、X方向に分離した励起光EL1から生成した蛍光YLと、Y方向に分離した青色光EL2から生成した拡散青色光BLとを第2光学素子30において合成して照明光WLを生成する光源装置を実現できる。
According to this configuration, the excitation light EL emitted from the
本実施形態の光源装置2において、蛍光体層251は、光を散乱させる気孔Kを含む。
In the
この構成によれば、蛍光体層251に再入射した蛍光YLが内部で拡散させるので、再入射した蛍光YLをランバート放射することができる。
According to this configuration, the fluorescence YL re-entering the
本実施形態の光源装置2において、第1光学部材254における蛍光体層251の表面2511に対してなす角度は、10°以上40°以下である。
In the
この構成によれば、第1光学部材254を蛍光体層251の表面2511に近づけることで、開口部260の面積A3を励起光入射領域LSの面積A2よりも小さくする構成を実現できる。
According to this configuration, by bringing the first
本実施形態の光源装置2において、第2光学部材255は、励起光ELおよび蛍光YLを反射する第2光学層2552を含み、第3光学部材256は、励起光ELおよび蛍光YLを反射する第3光学層2562を含む。
In the
この構成によれば、蛍光体層251の側面2512から射出された蛍光YLを反射して蛍光体層251に戻すことができる。また、励起光ELを反射して蛍光体層251に入射させることができる。これにより、励起光ELおよび蛍光YLの利用効率を向上させることができる。
With this configuration, the fluorescence YL emitted from the
本実施形態の光源装置2において、基板252と蛍光体層251との間に設けられる第4光学層253をさらに備える。
The
この構成によれば、蛍光体層251内において基板252側に向かう蛍光YLを反射することで表面2511から射出させることができる。これにより、蛍光YLの光利用効率を向上させることができる。
According to this configuration, the fluorescence YL directed toward the
本実施形態の光源装置2において、第4光学層253は、基板252の支持面2521における蛍光体層251の周囲の少なくとも一部に設けられている。
In the
この構成によれば、蛍光体層251の側面2512から射出された蛍光YLを反射して蛍光体層251に戻すことができる。また、蛍光体層251の側面2512から射出された蛍光YLを反射して開口部260から射出させる。よって、蛍光YLの光利用効率を向上させることができる。
With this configuration, the fluorescence YL emitted from the
本実施形態の光源装置2において、第1光学部材254は、蛍光体層251と接触しないように配置される。
In the
この構成によれば、第1光学部材254が蛍光体層251に接触しないため、蛍光体層251の熱による第1光学部材254の変形や破損を抑制することができる。
According to this configuration, the first
本実施形態の光源装置2において、第1光学部材254は、励起光ELを透過するとともに蛍光YLを反射させる第1光学層2542を含む。
In the
この構成によれば、収容空間S内に収容された蛍光体層251を効率良く励起し、生成した蛍光YLを反射して開口部260から取り出す構成を実現できる。
According to this configuration, it is possible to efficiently excite the
本実施形態の光源装置2において、蛍光体層251は、開口部260の内側に設けられた収容空間Sに収容され、収容空間Sに空気層ARが設けられている。
In the
ここで、収容空間Sにガラス等のプリズム部材が充填されている場合、プリズム射出面で全反射されることで光が収容空間S内から開口部260外に効率良く射出されなくなってしまう。これに対して、本実施形態の構成によれば、収容空間S内に空気層ARが充填されるため、開口部260から蛍光YLを良好に射出できる。
Here, if the housing space S is filled with a prism member such as glass, light is not efficiently emitted from the housing space S to the outside of the
以上説明した本実施形態に係るプロジェクター1によれば、以下の効果を奏する。
本実施形態のプロジェクター1は、光源装置2と、光源装置2からの青色光LB、緑色光LG、赤色光LRを画像情報に応じて変調することにより画像光を形成する光変調装置4B,4G,4Rと、前述の画像光を投射する投射光学装置6と、を備える。
このことによって、本実施形態のプロジェクター1によれば、高輝度な蛍光YLを生成する光源装置2を備えるので、高輝度な画像を形成して投射することができる。
The
The
Thus, according to the
(第2実施形態)
続いて、第2実施形態の光源装置について説明する。本実施形態の光源装置は、第1実施形態の光源装置に対して波長変換素子25および拡散素子31の位置が異なっている。
(Second embodiment)
Next, the light source device of the second embodiment will be described. The light source device of this embodiment differs from the light source device of the first embodiment in the positions of the
図6は本実施形態の光源装置2Aの概略構成図である。なお、第1実施形態と共通の構成及び部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
図6に示すように、本実施形態の光源装置2Aにおいて、光源22の光軸ax3上に、光源22と、第1光学素子29と、第2ホモジナイザー光学系27と、第2集光光学系28と、拡散素子31とが配置されている。本実施形態の光源装置2Aにおいて、光軸ax4上に、第1光学素子29と、第1ホモジナイザー光学系23と、第1集光光学系24と、波長変換素子25とが配置されている。本実施形態の光源装置2Aにおいて、波長変換素子25から射出される蛍光YLの主光線に沿う光軸ax6上に、波長変換素子25と、第1ピックアップ光学系26と、第2光学素子130とが配置されている。本実施形態の光源装置2Aにおいて、照明光軸ax1上に、拡散素子31と、第2ピックアップ光学系32と、第2光学素子130と、インテグレーター光学系35と、偏光変換素子36と、重畳レンズ37とが配置されている。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of the
As shown in FIG. 6, in the
本実施形態において、第1光学素子29を透過してX方向(第1方向)に分離された励起光ELの一部を青色光(第1波長帯の光の一部)EL2と称し、第1光学素子29で反射されてY方向(第2方向)分離された励起光ELの他の一部を励起光(第1波長帯の光の他の一部)EL1と称す。
In the present embodiment, part of the excitation light EL transmitted through the first
第1光学素子29を透過した青色光EL2は光軸ax3に沿ってX方向に進み、第2ホモジナイザー光学系27および第2集光光学系28を経由して拡散素子31上に入射する。
The blue light EL2 that has passed through the first
本実施形態の拡散素子31は、拡散反射板31aの光入射面を光軸ax3および照明光軸ax1と45°の角度をなす面内で回転可能としている。拡散素子31は、第1光学素子29からX方向に分岐されて入射する青色光EL2をY方向(第2方向)の一方側(+Y側)に拡散青色光BLとして反射する。本実施形態において、拡散青色光BLの主光線は照明光軸ax1に一致する。
In the
拡散素子31から射出された拡散青色光BLは第2ピックアップ光学系32で平行化されて第2光学素子130に入射する。本実施形態の第2光学素子130は、透光性基板130aとダイクロイックミラー130bとを含む。本実施形態の透光性基板130aは少なくとも第1の波長帯の光である拡散青色光BLに対して透光性を有する基板である。本実施形態のダイクロイックミラー130bは、波長変換素子25から射出される第2の波長帯の光である蛍光YLを反射し、拡散素子31から射出される第1の波長帯の光である拡散青色光BLを透過する光学特性を有する。そのため、第2光学素子130は、拡散青色光BLをY方向の一方側(+Y側)に透過させる。
The diffused blue light BL emitted from the
一方、第1光学素子29で反射された励起光(第1波長帯の光の他の一部)EL1は光軸ax4に沿ってY方向に進み、第1ホモジナイザー光学系23および第1集光光学系24を経由して波長変換素子25に入射する。本実施形態の波長変換素子25は、Y方向に沿って入射する励起光EL1で励起されることで生成した蛍光YLをX方向(第1方向)の一方側(+X側)に向けて開口部260から射出する。
On the other hand, the excitation light (another part of the light in the first wavelength band) EL1 reflected by the first
波長変換素子25から射出された蛍光YLは第1ピックアップ光学系26で平行化されて第2光学素子130に入射する。本実施形態の第2光学素子130は、拡散素子31からY方向の一方側(+Y側)に射出されて入射する拡散青色光BLをY方向の一方側(+Y側)に透過するとともに、波長変換素子25からX方向の一方側(+X側)に射出されて入射するYLをY方向の一方側(+Y側)に反射することで、蛍光YLおよび拡散青色光BLを合成した白色の照明光WLを生成する。このようにして、本実施形態の光源装置2Aはインテグレーター光学系35に向けて白色の照明光WLを射出することができる。
The fluorescence YL emitted from the
(第2実施形態の効果)
本実施形態の光源装置2Aにおいて、第1光学素子29は、光源22から入射する励起光ELをX方向とY方向とに分岐し、拡散素子31は、第1光学素子29からX方向に分岐されて入射する青色光EL2をY方向に拡散反射し、波長変換素子25は、第1光学素子29からY方向に分岐されて入射する励起光EL1を波長変換して、蛍光YLをX方向に射出する。本実施形態の場合、第2光学素子130は、拡散素子31からY方向に射出されて入射する拡散青色光BLをY方向に透過するとともに、波長変換素子25からX方向に射出されて入射する蛍光YLをY方向に反射することで照明光WLを合成する。
(Effect of Second Embodiment)
In the
本実施形態の光源装置2Aによれば、光源22から射出した励起光ELを第1光学素子29でX方向およびY方向に分離し、X方向に分離した青色光EL2から生成した拡散青色光BLと、Y方向に分離した励起光EL1から生成した蛍光YLとを第2光学素子130において合成して照明光WLを生成することができる。よって、本実施形態の光源装置2Aにおいても、第1実施形態の光源装置2と同様、偏光を用いることなく照明光WLを合成するため、高価な位相差板や偏光乱れを抑制するための高価なレンズ部材を用いることがなく、低コスト化を実現できる。また、励起光ELの光密度の増加による蛍光変換効率の低下を抑えつつエテンデューを小さくした波長変換素子25を備えるため、高輝度な蛍光YLを生成することができる。
According to the
(第3実施形態)
続いて、第3実施形態の光源装置について説明する。本実施形態の光源装置は、第1実施形態の光源装置に対して拡散素子31の構成が異なっている。
(Third embodiment)
Next, the light source device of the third embodiment will be described. The light source device of this embodiment differs from the light source device of the first embodiment in the configuration of the diffusing
図7は本実施形態の光源装置2Bの概略構成図である。なお、第1実施形態と共通の構成及び部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
図7に示すように、本実施形態の光源装置2Bにおいて、光軸ax4上には、第1光学素子29と、第2ホモジナイザー光学系27と、第2集光光学系28と、ミラー132とが配置されている。また、光軸ax5上には、ミラー132と、拡散素子131と、第2ピックアップ光学系32と、第2光学素子30とが配置されている。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of the
As shown in FIG. 7, in the
ミラー132は、第1光学素子29からY方向に分岐されて入射する青色光EL2をX方向に反射する。ミラー132は、例えば、金属膜や誘電体膜で構成される。ミラー132は、光軸ax4,ax5と45°の角度をなすように配置されている。本実施形態において、ミラー132で反射された青色光EL2の主光線は光軸ax5に一致する。
The
ミラー132で反射された青色光EL2は拡散素子131に入射する。拡散素子131は、青色光EL2を第2光学素子30に向けて拡散させてX方向の一方側(+X側)に射出する。拡散素子131は、波長変換素子25から射出される蛍光YLと同程度の拡散角となるように青色光EL2を拡散させるように形成することが望ましい。これにより、拡散後の青色光EL2と蛍光YLとを合成した照明光WLの色ムラを低減できる。本実施形態の拡散素子131は、例えば、スリガラスで構成される。
Blue light EL2 reflected by the
なお、本実施形態の拡散素子131およびミラー132はいずれも固定型の素子であるが、この構成に代えて、回転型の素子を用いもよい。この場合、拡散素子131およびミラー132を回転させることで拡散素子131およびミラー132の温度上昇が抑えられ、信頼性を高めることができる。
Although both the diffusing
以下、拡散素子131において拡散反射された青色光EL2を拡散青色光BLと称す。本実施形態において、拡散青色光BLの主光線は光軸ax5に一致する。
The blue light EL2 diffusely reflected by the
このように本実施形態の拡散素子131は、第1光学素子29からY方向に分岐されてミラー132でX方向に反射されて入射する青色光EL2をX方向の一方側(+X側)に拡散青色光BLとして拡散して射出する。拡散素子131から射出された拡散青色光BLは第2ピックアップ光学系32で平行化されて第2光学素子30に入射し、波長変換素子25から射出された蛍光YLと合成され、照明光WLを生成する。
As described above, the diffusing
(第3実施形態の効果)
本実施形態の光源装置2Bにおいて、第1光学素子29は、光源22から入射する励起光ELをX方向とY方向とに分岐し、ミラー132は、第1光学素子29からY方向に分岐されて入射する青色光EL2をX方向に反射し、拡散素子131はミラー132からX方向に入射する青色光EL2を拡散した拡散青色光BLをX方向に射出する。波長変換素子25は、第1光学素子29からX方向に分岐されて入射する励起光EL1を波長変換して、蛍光YLをY方向に射出する。本実施形態の場合、第2光学素子30は、拡散素子31からX方向に射出されて入射する拡散青色光BLをY方向に反射するとともに、波長変換素子25からY方向に射出されて入射する蛍光YLをY方向に透過することで照明光WLを合成する。
(Effect of the third embodiment)
In the
本実施形態の光源装置2Bによれば、光源22から射出した励起光ELを第1光学素子29でX方向およびY方向に分離し、Y方向に分離した青色光EL2から生成した拡散青色光BLと、X方向に分離した励起光EL1を波長変換素子25で波長変換して生成した蛍光YLとを第2光学素子30において合成して照明光WLを生成することができる。よって、本実施形態の光源装置2Bにおいても、第1実施形態の光源装置2と同様、偏光を用いることなく照明光WLを合成するため、高価な位相差板や偏光乱れを抑制するための高価なレンズ部材を用いることがなく、低コスト化を実現できる。また、励起光ELの光密度の増加による蛍光変換効率の低下を抑えつつエテンデューを小さくした波長変換素子25を備えるため、高輝度な蛍光YLを生成することができる。
また、本実施形態の場合、拡散素子131とは別にミラー132を備えるので、拡散素子131について拡散性能のみを考慮して設計すればよく、拡散素子131の設計が容易となる。
According to the
Further, in the case of this embodiment, since the
(第4実施形態)
続いて、第4実施形態の光源装置について説明する。本実施形態の光源装置は、第3実施形態の光源装置に対して波長変換素子25および拡散素子131並びにミラー132の位置が異なっている。すなわち、本実施形態の光源装置は、第2実施形態と第3実施形態とを組わせた構成を有する。
(Fourth embodiment)
Next, a light source device according to the fourth embodiment will be described. The light source device of this embodiment differs from the light source device of the third embodiment in the positions of the
図8は本実施形態の光源装置2Cの概略構成図である。なお、第1実施形態と共通の構成及び部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
図8に示すように、本実施形態の光源装置2Cにおいて、光源22の光軸ax3上に、光源22と、第1光学素子29と、第2ホモジナイザー光学系27と、第2集光光学系28と、ミラー132とが配置されている。また、光軸ax4上には、第1光学素子29と、第1ホモジナイザー光学系23と、第1集光光学系24と、波長変換素子25とが配置されている。本実施形態の光源装置2Cにおいて、波長変換素子25から射出される蛍光YLの主光線に沿う光軸ax6上に、波長変換素子25と、第1ピックアップ光学系26と、第2光学素子130とが配置されている。本実施形態の光源装置2Cにおいて、照明光軸ax1上に、ミラー132と、拡散素子131と、第2ピックアップ光学系32と、第2光学素子130と、インテグレーター光学系35と、偏光変換素子36と、重畳レンズ37とが配置されている。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of the
As shown in FIG. 8, in the
本実施形態において、第1光学素子29を透過してX方向(第1方向)に分離された励起光ELの一部を青色光(第1波長帯の光の一部)EL2と称し、第1光学素子29で反射されてY方向(第2方向)分離された励起光ELの他の一部を励起光(第1波長帯の光の他の一部)EL1と称す。
In the present embodiment, part of the excitation light EL transmitted through the first
第1光学素子29で反射された励起光EL1は光軸ax4に沿ってY方向に進み、第1ホモジナイザー光学系23および第1集光光学系24を経由して波長変換素子25に入射する。波長変換素子25からY方向に射出された蛍光YLは第1ピックアップ光学系26で平行化されて第2光学素子130に入射する。
The excitation light EL1 reflected by the first
ミラー132は、第1光学素子29からX方向に分岐されて入射する青色光EL2をY方向に反射する。本実施形態のミラー132は、光軸ax3および照明光軸ax1と45°の角度をなすように配置されている。本実施形態において、ミラー132で反射された青色光EL2の主光線は照明光軸ax1に一致する。
The
ミラー132で反射された青色光EL2は拡散素子131に入射する。拡散素子131は、青色光EL2を第2光学素子30に向けて拡散させてY方向の一方側(+Y側)に拡散青色光BLを射出する。本実施形態において、拡散青色光BLの主光線は照明光軸ax1に一致する。
Blue light EL2 reflected by the
このように本実施形態の拡散素子131は、第1光学素子29からX方向に分岐されてミラー132でY方向に反射されて入射する青色光EL2をY方向の一方側(+Y側)に拡散青色光BLとして拡散して射出する。拡散素子131から射出された拡散青色光BLは第2ピックアップ光学系32で平行化されて第2光学素子30に入射する。
As described above, the
本実施形態の第2光学素子130は、拡散素子131からY方向の一方側(+Y側)に射出されて入射する拡散青色光BLをY方向の一方側(+Y側)に透過するとともに、波長変換素子25からX方向の一方側(+X側)に射出されて入射するYLをY方向の一方側(+Y側)に反射することで、蛍光YLおよび拡散青色光BLを合成した白色の照明光WLを生成する。
The second
(第4実施形態の効果)
本実施形態の光源装置2Cにおいて、第1光学素子29は、光源22から入射する励起光ELをX方向とY方向とに分岐し、ミラー132は、第1光学素子29からX方向に分岐されて入射する青色光EL2をY方向に反射し、拡散素子131はミラー132からY方向に入射する青色光EL2を拡散した拡散青色光BLをY方向に射出する。波長変換素子25は、第1光学素子29からY方向に分岐されて入射する励起光EL1を波長変換して、蛍光YLをX方向に射出する。本実施形態の場合、第2光学素子130は、拡散素子31からY方向に射出されて入射する拡散青色光BLをY方向に透過するとともに、波長変換素子25からX方向に射出されて入射する蛍光YLをY方向に反射することで照明光WLを合成する。
(Effect of the fourth embodiment)
In the
本実施形態の光源装置2Cによれば、光源22から射出した励起光ELを第1光学素子29でX方向およびY方向に分離し、X方向に分離した青色光EL2から生成した拡散青色光BLと、Y方向に分離した励起光EL1を波長変換素子25で波長変換して生成した蛍光YLとを第2光学素子130において合成して照明光WLを生成することができる。よって、本実施形態の光源装置2Cにおいても、第1実施形態の光源装置2と同様、偏光を用いることなく照明光WLを合成するため、高価な位相差板や偏光乱れを抑制するための高価なレンズ部材を用いることがなく、低コスト化を実現できる。また、励起光ELの光密度の増加による蛍光変換効率の低下を抑えつつエテンデューを小さくした波長変換素子25を備えるため、高輝度な蛍光YLを生成することができる。また、本実施形態の場合、拡散素子131とは別にミラー132を備えるため、拡散素子131について拡散性能のみを考慮して設計すればよく、拡散素子131の設計が容易となる。
According to the
(第5実施形態)
続いて、第5実施形態の光源装置について説明する。本実施形態の光源装置は、第1実施形態の光源装置に対して反射素子を設けた構成が異なっている。
上記実施形態では、波長変換素子25に入射した励起光ELが蛍光YLに全て変換され、波長変換素子25から蛍光YLのみが射出される場合を説明した。しかしながら、蛍光体層251で後方散乱された励起光ELの一部が開口部260から外部に射出される場合がある。以下、後方散乱されて開口部260から射出される励起光ELの一部を後方散乱光と称す。
(Fifth embodiment)
Next, the light source device of the fifth embodiment will be described. The light source device of this embodiment differs from the light source device of the first embodiment in that a reflecting element is provided.
In the above embodiment, the excitation light EL incident on the
図9は本実施形態の光源装置2Dの概略構成図である。なお、第1実施形態と共通の構成及び部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
図9に示すように、本実施形態の光源装置2Dにおいて、光軸ax5上には、拡散素子31と、第2ピックアップ光学系32と、第2光学素子30と、反射素子40とが配置されている。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of the
As shown in FIG. 9, in the
本実施形態において、波長変換素子25の開口部260からは蛍光YLとともに第1波長帯の光である後方散乱光EL3が射出されるものとする。波長変換素子25から射出され後方散乱光EL3は、第1ピックアップ光学系26で平行化され、第2光学素子30に入射する。後方散乱光EL3は励起光ELの一部であるため、第2光学素子30において+X側に反射される。
In this embodiment, it is assumed that backscattered light EL3, which is light in the first wavelength band, is emitted from the
第2光学素子30で反射された後方散乱光EL3は反射素子40に入射する。反射素子40は、波長変換素子25から射出され、第2光学素子30を経由した後方散乱光EL3を反射する。反射素子40は、金属ミラーや誘電体ミラーで構成される。
Backscattered light EL3 reflected by the second
反射素子40は後方散乱光EL3を-X側に反射する。反射素子40で反射された後方散乱光EL3は第2光学素子30で再び反射され、第1ピックアップ光学系26を経由して波長変換素子25に入射する。波長変換素子25に入射した後方散乱光EL3の少なくとも一部は蛍光体層251に入射し、蛍光YLの生成に再利用される。
The
(第5実施形態の効果)
本実施形態の光源装置2Dによれば、波長変換素子25の開口部260から後方散乱光EL3が射出された場合において、反射素子40により後方散乱光EL3を波長変換素子25側に戻すことができる。これにより、後方散乱光EL3が蛍光YLの再励起に利用されるので、光源22から射出する励起光ELの光利用効率を向上させた光源装置を提供できる。
(Effect of the fifth embodiment)
According to the
なお、本実施形態の反射素子40は第2実施形態から第4実施形態の構成にいずれも適用可能である。
Note that the reflecting
以上、本発明の一実施形態を例示して説明したが、本発明は上記実施形態のものに必ずしも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。 Although one embodiment of the present invention has been illustrated and described above, the present invention is not necessarily limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. is.
(第1変形例)
図10は第1光学素子の第1変形例に係る構成を示す断面図である。なお、本変形例において、上記実施形態と共通の構成あるいは部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
(First modification)
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a configuration according to a first modified example of the first optical element. In addition, in this modification, the same code|symbol is attached|subjected about the structure or member which is common in the said embodiment, and description is abbreviate|omitted about details.
図10に示すように、本変形例の第1光学素子129は、複数の光学部材1290を有する。本変形例の場合、複数の光学部材1290は、光学部材1291、光学部材1292および光学部材1293を含む。なお、光学部材1290の数はこれに限られず、2つあるいは4つ以上でもよい。
As shown in FIG. 10, the first
光学部材1291、光学部材1292および光学部材1293は励起光ELの一部を透過し、励起光ELの他の一部を反射する素子である。光学部材1291は透光性基板1291aとハーフミラー層1291bとを含む。光学部材1292は透光性基板1292aとハーフミラー層1292bとを含む。光学部材1293は透光性基板1293aとハーフミラー層1293bとを含む。各透光性基板1291a、1292a,1293aは励起光ELに対して透光性を有する基板である。各ハーフミラー層1291b,1292b,1293bは各透光性基板1291a、1292a,1293a上に成膜された誘電体多層膜で構成される。本変形例の場合、各ハーフミラー層1291b,1292b,1293bは、励起光ELにおける透過光量および反射光量の割合がそれぞれ異なっている。そのため、各光学部材1291,1292,1293は、励起光ELに対する反射率または透過率がそれぞれ異なっている。本変形例の場合、例えば、光学部材1291,1292,1293の順に励起光ELに対する反射率が高くなる。
The
本変形例の第1光学素子129において、各光学部材1291,1292,1293は図示されない駆動部にそれぞれ保持されている。これにより、第1光学素子129は、励起光ELの光路に対して、各光学部材1291,1292,1293を独立して入れ替え可能である。すなわち、第1光学素子129は、励起光ELの光路上に対して、光学部材1291,1292,1293のいずれかを配置可能である。各光学部材1291,1292,1293は、光軸ax3および光軸ax4に対して45°の角度をなすように励起光ELの光路上に配置される。
これにより、本変形例の第1光学素子129は、励起光ELにおける透過光量および反射光量の比率を可変可能である。
In the first
Thereby, the first
なお、各光学部材1291,1292,1293を入れ替えるタイミングとしては、例えば、光源22の温度変化や劣化を検出した場合、光源22の総駆動時間が閾値を超えた場合、或いは、蛍光体層251の劣化を検出した場合が考えられる。
The timing for replacing the
以下、本変形例の第1光学素子129を第1実施形態の光源装置2に適用した場合ついて説明する。
第1光学素子129は、励起光ELの反射光量を相対的に減らし、励起光ELの透過光量を相対的に増やす際、励起光ELの光路上に最も反射率が低い光学部材1291を配置する。これにより、光学部材1291に入射した励起光ELは、Y方向に向かう反射光である青色光EL2の光量よりもX方向に向かう透過光である励起光EL1の光量を多く生成することができる。
A case where the first
When the first
また、第1光学素子129では、励起光ELの反射光量を相対的に増やし、励起光ELの透過光量を相対的に減らす際、励起光ELの光路上に最も反射率が高い光学部材1293を配置する。これにより、光学部材1293に入射した励起光ELは、X方向に向かう透過光である励起光EL1の光量よりもY方向に向かう反射光である青色光EL2の光量を多く生成することができる。
When the first
なお、第1光学素子129では、励起光EL1と青色光EL2との光量差を小さくする場合、励起光ELの光路上に光学部材1292を配置すればよい。
In addition, in the first
このように本変形例の第1光学素子129によれば、励起光ELの光路に対して、各光学部材1291,1292,1293を入れ替えることで、波長変換素子25に入射する励起光EL1と拡散素子31に入射する青色光EL2との割合を変化させることができる。これにより、拡散青色光BLおよび蛍光YLの比率を変化させることで照明光WLの色バランス(ホワイトバランス)を制御することができる。
As described above, according to the first
(第2変形例)
図11Aは第1光学素子の第2変形例に係る構成を示す断面図である。なお、本変形例において、上記実施形態と共通の構成あるいは部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
(Second modification)
FIG. 11A is a cross-sectional view showing a configuration according to a second modified example of the first optical element. In addition, in this modification, the same code|symbol is attached|subjected about the structure or member which is common in the said embodiment, and description is abbreviate|omitted about details.
図11Aに示すように、本変形例の第1光学素子229は、光軸ax3および光軸ax4に対して45°の角度をなすように励起光ELの光路上に配置されている。本変形例の第1光学素子229は、光学基板230と、光学基板230を回動させるためのモーター(駆動部)231とを含む。光学基板230は、励起光ELの一部をX方向に透過させ、励起光ELの他の一部をY方向に反射させる。光学基板230は、透光性基板2300とハーフミラー層2310とを含む。
As shown in FIG. 11A, the first
モーター231の回転軸O1は、光軸ax3および光軸ax4と45°の角度をなすように配置されている。これにより、第1光学素子229は、光学基板230の光入射面を光軸ax3,ax4と45°の角度をなす面内で回動可能としている。光学基板230は、回転軸O1の方向から見て、例えば円形に形成されているが、光学基板230の形状は円板に限定されない。
The rotation axis O1 of the
図11Bは本変形例の第1光学素子の平面図である。図11Bは、第1光学素子229を回転軸O1に沿う方向から平面視した図である。以下、回転軸O1に沿う方向から視て、回転軸O1の周囲に沿う方向を径方向と称す場合がある。
図11Bに示すように、本変形例の第1光学素子229において、光学基板230は、励起光ELが入射する複数の入射領域を含む。本変形例の場合、複数の入射領域は、第1入射領域D1、第2入射領域D2および第3入射領域D3を含む。第1入射領域D1、第2入射領域D2および第3入射領域D3は径方向に互いの位置を異ならせるように光学基板230に設けられている。なお、本変形例では光入射領域が3つの場合を説明するが、光入射領域の数はこれに限られない。
FIG. 11B is a plan view of the first optical element of this modified example. FIG. 11B is a plan view of the first
As shown in FIG. 11B, in the first
第1入射領域D1、第2入射領域D2および第3入射領域D3は励起光ELに対する反射率または透過率がそれぞれ異なっている。本変形例の場合、第1入射領域D1、第2入射領域D2および第3入射領域D3に対応するハーフミラー層2310の構成をそれぞれ異ならせることで、例えば、第1入射領域D1、第2入射領域D2および第3入射領域D3の順に励起光ELに対する反射率を高くした。
The first incident area D1, the second incident area D2, and the third incident area D3 have different reflectances or transmittances with respect to the excitation light EL. In the case of this modification, by varying the configurations of the
本変形例の第1光学素子229では、モーター231により光学基板230を回動させて、励起光ELの光路上に位置する、第1入射領域D1、第2入射領域D2および第3入射領域D3を切り替え可能である。すなわち、第1光学素子229は、励起光ELの光路上に対して、第1入射領域D1、第2入射領域D2および第3入射領域D3のいずれかを配置可能である。第1入射領域D1、第2入射領域D2および第3入射領域D3は、光軸ax3および光軸ax4に対して45°の角度をなすように励起光ELの光路上に配置される。
これにより、本変形例の第1光学素子229は、励起光ELにおける透過光量および反射光量の比率を可変可能である。
In the first
Thereby, the first
なお、光学基板230を回動するタイミングとしては、例えば、光源22の温度変化や劣化を検出した場合、光源22の総駆動時間が閾値を超えた場合、或いは、蛍光体層251の劣化を検出した場合が考えられる。
The timing for rotating the
以下、本変形例の第1光学素子229を第1実施形態の光源装置2に適用した場合ついて説明する。
第1光学素子229は、励起光ELの反射光量を相対的に減らし、励起光ELの透過光量を相対的に増やす際、励起光ELの光路上に最も反射率が低い第1入射領域D1を位置させる。これにより、第1入射領域D1に入射した励起光ELは、Y方向に向かう反射光である青色光EL2の光量よりもX方向に向かう透過光である励起光EL1の光量を多く生成することができる。
A case where the first
When the first
また、第1光学素子229では、励起光ELの反射光量を相対的に増やし、励起光ELの透過光量を相対的に減らす際、励起光ELの光路上に最も反射率が高い第3入射領域D3を配置する。これにより、第3入射領域D3に入射した励起光ELは、X方向に向かう透過光である励起光EL1の光量よりもY方向に向かう反射光である青色光EL2の光量を多く生成することができる。
In addition, in the first
なお、第1光学素子229では、励起光EL1と青色光EL2との光量差を小さくする場合、励起光ELの光路上に第2入射領域D2を配置すればよい。
In addition, in the first
このように本変形例の第1光学素子229によれば、モーター231により光学基板230を回動させることで、波長変換素子25に入射する励起光EL1と拡散素子31に入射する青色光EL2との割合を変化させることができる。これにより、拡散青色光BLおよび蛍光YLの比率を変化させることで照明光WLの色バランス(ホワイトバランス)を制御することができる。
As described above, according to the first
(第3変形例)
第2変形例では、励起光ELの反射率が異なる第1入射領域D1、第2入射領域D2および第3入射領域D3を光学基板230の径方向に順番に配置する場合を例に挙げたが、第1光学素子の構成はこれに限られない。本変形例は、励起光ELに対する反射率を連続的に変化させる点で第2変形例と異なる。なお、本変形例において、上記第2変形例と共通の構成あるいは部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
(Third modification)
In the second modified example, the case where the first incident region D1, the second incident region D2, and the third incident region D3 having different reflectances of the excitation light EL are arranged in order in the radial direction of the
図12は第1光学素子の第3変形例に係る構成を示す平面図である。
図12に示すように、本変形例の第1光学素子329は、光学基板230の光入射面の径方向において、励起光ELに対する反射率を連続的に変化させた構成を有する。この構成によれば、モーター231により光学基板230を回動させて、励起光ELの光路上に位置する光入射面を切り替え可能である。これにより、本変形例の第1光学素子329は、励起光ELにおける透過光量および反射光量の比率を可変可能である。
FIG. 12 is a plan view showing a configuration according to a third modified example of the first optical element.
As shown in FIG. 12, the first
本変形例の第1光学素子329によれば、モーター231により光学基板230を回動させることで、波長変換素子25に入射する励起光EL1と拡散素子31に入射する青色光EL2との割合をより細かく変化させることができる。よって、本変形例によれば、照明光WLの色バランス(ホワイトバランス)をより緻密に制御することができる。よって、本変形例の第1光学素子329を用いることで、色再現性に優れた光源装置を提供できる。
According to the first
また、上記実施形態および変形例では、蛍光体層251の裏面2513のZ方向の幅が収容空間S内に位置する支持面2521のZ方向の幅よりも狭い場合を例に挙げたが、蛍光体層251の裏面2513のZ方向の幅と収容空間S内に位置する支持面2521のZ方向の幅とが同じでもよい。この場合、蛍光体層251の側面2512は第2光学部材255および第3光学部材256に当接した状態となるので、側面2512から射出された蛍光YLは第2光学部材255および第3光学部材256で反射されて蛍光体層251内に戻される。
In addition, in the above-described embodiment and modified example, the case where the width in the Z direction of the
また、上記実施形態および変形例では、3つの光変調装置4R,4G,4Bを備えるプロジェクター1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, although the
また、上記実施形態および変形例では、本発明による光源装置をプロジェクターに応用する例を示したが、これに限られない。本発明による光源装置を自動車用ヘッドライトなどの照明器具にも適用することができる。 Further, in the above-described embodiment and modification, an example in which the light source device according to the present invention is applied to a projector has been shown, but the present invention is not limited to this. The light source device according to the present invention can also be applied to lighting fixtures such as automobile headlights.
本発明の態様の光源装置は、以下の構成を有していてもよい。
本発明の一つの態様の光源装置は、第1波長帯の光を射出する光源と、第1波長帯の光が入射され、第1波長帯の光の一部を透過し、第1波長帯の光の他の一部を反射する第1光学素子と、第1波長帯の光の一部および第1波長帯の光の他の一部のいずれか一方が入射され、第1波長帯の光を波長変換して、第1波長帯とは異なる第2波長帯の光を少なくとも射出する波長変換素子と、第1波長帯の光の一部および第1波長帯の光の他の一部のいずれか他方が入射され、第1波長帯の光を拡散する拡散素子と、波長変換素子から射出される第2波長帯の光と、拡散素子から射出される第1波長帯の光とを合成する第2光学素子と、を備え、波長変換素子は、光入射面を有し、光入射面に入射した第1波長帯の光を波長変換して第2波長帯の光を生成する波長変換層と、波長変換層を支持する支持面を有する基板と、第1波長帯の光を透過し、第2波長帯の光を反射する第1光学層を有し、第1光学層が支持面に対向するように配置される第1光学部材と、少なくとも第2波長帯の光を反射させる第2光学層を有し、第2光学層が支持面と第1光学層とに交差するように配置される第2光学部材と、少なくとも第2波長帯の光を反射させる第3光学層を有し、第3光学層が支持面と第1光学層とに交差し、第2光学層に対向するように配置される第3光学部材と、基板、第1光学部材、第2光学部材および第3光学部材により形成される開口部と、を有し、波長変換層の光入射面の面積は、光入射面において第1波長帯の光が入射される光入射領域の面積よりも大きく、光入射領域の面積は、開口部の面積より大きく、第2波長帯の光は、開口部から射出される。
A light source device according to an aspect of the present invention may have the following configuration.
A light source device according to one aspect of the present invention includes a light source that emits light in a first wavelength band; a first optical element that reflects another part of the light of the first wavelength band, and one of the part of the light in the first wavelength band and the other part of the light in the first wavelength band is incident; A wavelength conversion element that wavelength-converts light and emits at least light in a second wavelength band different from the first wavelength band, part of the light in the first wavelength band and another part of the light in the first wavelength band The other is incident on the diffusion element that diffuses the light in the first wavelength band, the light in the second wavelength band that is emitted from the wavelength conversion element, and the light in the first wavelength band that is emitted from the diffusion element and a second optical element for synthesizing, wherein the wavelength conversion element has a light incident surface and wavelength-converts light in the first wavelength band incident on the light incident surface to generate light in the second wavelength band. a conversion layer, a substrate having a support surface supporting the wavelength conversion layer, and a first optical layer that transmits light in a first wavelength band and reflects light in a second wavelength band, the first optical layer supporting the It has a first optical member arranged to face the surface and a second optical layer that reflects at least light in a second wavelength band, and the second optical layer intersects the supporting surface and the first optical layer. and a third optical layer that reflects at least light in a second wavelength band, the third optical layer intersecting the support surface and the first optical layer, and the second optical layer The area of the light incident surface of the wavelength conversion layer having a third optical member arranged to face each other and an opening formed by the substrate, the first optical member, the second optical member, and the third optical member is larger than the area of the light incident region where the light of the first wavelength band is incident on the light incident surface, the area of the light incident region is larger than the area of the opening, and the light of the second wavelength band is emitted from the opening injected.
本発明の一つの態様の光源装置において、第1光学素子は、第1波長帯の光に対する第1波長帯の光の透過光量および第1波長帯の光の反射光量の比率を可変可能である構成としてもよい。 In one aspect of the light source device of the present invention, the first optical element can vary the ratio of the amount of transmitted light in the first wavelength band and the amount of reflected light in the first wavelength band to the light in the first wavelength band. may be configured.
本発明の一つの態様の光源装置において、第1光学素子は、比率がそれぞれ異なる複数の光学部材を有し、複数の光学部材は、光源から射出される第1波長帯の光の光路に対して入れ替え可能である構成としてもよい。 In one aspect of the light source device of the present invention, the first optical element has a plurality of optical members with different ratios, and the plurality of optical members has a It is good also as a structure which can be replaced.
本発明の一つの態様の光源装置において、第1光学素子は、比率がそれぞれ異なる複数の光入射領域を含む光学基板と、駆動部と、を有し、光学基板は、光源から射出される第1波長帯の光が、複数の光入射領域の少なくとも1つに入射するように設けられ、駆動部は、光学基板を回動させて、複数の光入射領域を切り替え可能である構成としてもよい。 In one aspect of the light source device of the present invention, the first optical element includes an optical substrate including a plurality of light incident areas with different ratios, and a driving section, and the optical substrate includes a first light emitted from the light source. Light of one wavelength band may be provided so as to be incident on at least one of the plurality of light incidence regions, and the driving section may rotate the optical substrate to switch between the plurality of light incidence regions. .
本発明の一つの態様の光源装置において、第1光学素子は、透光性基板と、透光性基板に設けられた誘電体多層膜と、を含む構成としてもよい。 In one aspect of the light source device of the present invention, the first optical element may include a translucent substrate and a dielectric multilayer film provided on the translucent substrate.
本発明の一つの態様の光源装置において、第2光学素子は、第2波長帯の光を透過し、第1波長帯の光を反射するダイクロイックミラー、または、第2波長帯の光を反射し、第1波長帯の光を透過するダイクロイックミラーを含む構成としてもよい。 In the light source device according to one aspect of the present invention, the second optical element is a dichroic mirror that transmits light in the second wavelength band and reflects light in the first wavelength band, or a dichroic mirror that reflects light in the second wavelength band. , may include a dichroic mirror that transmits light in the first wavelength band.
本発明の一つの態様の光源装置において、第1光学素子は、光源から入射する第1波長帯の光を、光源、第1光学素子および第2光学素子が配置される仮想平面に沿う第1方向と、第1方向に直交し、仮想平面に沿う第2方向とに分岐し、拡散素子は、第1光学素子から第2方向に分岐されて入射する光を第1方向に反射し、波長変換素子は、第1光学素子から第1方向に分岐されて入射する光を波長変換して、第2の波長帯の光を第2方向に射出する構成としてもよい。 In one aspect of the light source device of the present invention, the first optical element directs light in the first wavelength band incident from the light source to a first plane along a virtual plane on which the light source, the first optical element, and the second optical element are arranged. and a second direction orthogonal to the first direction and along a virtual plane, and the diffusing element reflects in the first direction incident light that has been branched in the second direction from the first optical element, and has a wavelength of The conversion element may be configured to convert the wavelength of the light branched from the first optical element and incident in the first direction, and emit the light in the second wavelength band in the second direction.
本発明の一つの態様の光源装置において、第2光学素子は、拡散素子から第1方向に射出されて入射する第1波長帯の光の一部を第2方向に反射するとともに、波長変換素子から第2方向に射出されて入射する第2波長帯の光を第2方向に透過して合成する構成としてもよい。 In the light source device according to one aspect of the present invention, the second optical element reflects, in the second direction, part of the light in the first wavelength band that is emitted in the first direction from the diffusion element and enters the wavelength conversion element. A configuration may also be adopted in which the light in the second wavelength band that is emitted from and is incident in the second direction is transmitted in the second direction and synthesized.
本発明の一つの態様の光源装置において、第1光学素子は、光源から入射する第1波長帯の光を、光源、第1光学素子および第2光学素子が配置される仮想平面に沿う第1方向と、第1方向に直交し、仮想平面に沿う第2方向とに分岐し、拡散素子は、第1光学素子から第1方向に分岐されて入射する光を第2方向に反射し、波長変換素子は、第1光学素子から第2方向に分岐されて入射する光を波長変換して、第2の波長帯の光を第1方向に射出する構成としてもよい。 In one aspect of the light source device of the present invention, the first optical element directs light in the first wavelength band incident from the light source to a first plane along a virtual plane on which the light source, the first optical element, and the second optical element are arranged. and a second direction orthogonal to the first direction and along a virtual plane, and the diffusing element reflects the incident light, which is branched in the first direction from the first optical element, in the second direction, and the wavelength The conversion element may be configured to wavelength-convert light that is branched from the first optical element and incident in the second direction, and emit light in the second wavelength band in the first direction.
本発明の一つの態様の光源装置において、第2学光素子は、拡散素子から第2方向に射出されて入射する第1波長帯の光の一部を第2方向に透過するとともに、波長変換素子から第1方向に射出されて入射する第2波長帯の光を第1方向に反射して合成する構成としてもよい。 In the light source device according to one aspect of the present invention, the second optical element transmits, in the second direction, part of the light in the first wavelength band emitted from the diffusion element and incident in the second direction, and converts the wavelength. A configuration may be adopted in which the light in the second wavelength band that is emitted from the element and is incident in the first direction is reflected in the first direction and synthesized.
本発明の一つの態様の光源装置において、第1光学素子は、光源から入射する第1波長帯の光を、光源、第1光学素子および第2光学素子が配置される仮想平面に沿う第1方向と、第1方向に直交し、仮想平面に沿う第2方向とに分岐し、第1光学素子から第2方向に分岐されて入射する光を第1方向に反射するミラーをさらに備え、拡散素子は、ミラーから第1方向に反射されて入射する光を第1方向に透過し、波長変換素子は、第1光学素子から第1方向に分岐されて入射する光を波長変換して、第2の波長帯の光を第2方向に射出する構成としてもよい。 In one aspect of the light source device of the present invention, the first optical element directs light in the first wavelength band incident from the light source to a first plane along a virtual plane on which the light source, the first optical element, and the second optical element are arranged. and a second direction perpendicular to the first direction and along a virtual plane, the mirror reflecting the incident light in the first direction after being branched in the second direction from the first optical element, and diffusing the light. The element transmits, in the first direction, the light that is incident in the first direction after being reflected from the mirror, and the wavelength conversion element converts the wavelength of the light that is branched from the first optical element and is incident in the first direction. A configuration may be adopted in which light in two wavelength bands is emitted in the second direction.
本発明の一つの態様の光源装置において、第2光素子は、拡散素子から第1方向に射出されて入射する第1波長帯の光の一部を第2方向に反射するとともに、波長変換素子から第2方向に射出されて入射する第2波長帯の光を第2方向に透過して合成する構成としてもよい。 In the light source device according to one aspect of the present invention, the second optical element reflects, in the second direction, part of the light in the first wavelength band that is emitted in the first direction from the diffusion element and enters the wavelength conversion element. A configuration may also be adopted in which the light in the second wavelength band that is emitted from and is incident in the second direction is transmitted in the second direction and synthesized.
本発明の一つの態様の光源装置において、第1光学素子は、光源から入射する第1波長帯の光を、光源、第1光学素子および第2光学素子が配置される仮想平面に沿う第1方向と、第1方向に直交し、仮想平面に沿う第2方向とに分岐し、第1光学素子から第1方向に分岐されて入射する光を第2方向に反射するミラーをさらに備え、拡散素子は、ミラーから第2方向に反射されて入射する光を第2方向に透過し、波長変換素子は、第1光学素子から第2方向に分岐されて入射する光を波長変換して、第2の波長帯の光を第1方向に射出する構成としてもよい。 In one aspect of the light source device of the present invention, the first optical element directs light in the first wavelength band incident from the light source to a first plane along a virtual plane on which the light source, the first optical element, and the second optical element are arranged. and a second direction orthogonal to the first direction and along a virtual plane, the mirror reflecting the incident light in the first direction from the first optical element in the second direction, and diffusing the light. The element transmits, in the second direction, the light that is incident in the second direction after being reflected from the mirror, and the wavelength conversion element converts the wavelength of the light that is branched from the first optical element and is incident in the second direction. A configuration may be adopted in which light in two wavelength bands is emitted in the first direction.
本発明の一つの態様の光源装置において、第2光素子は、拡散素子から第2方向に射出されて入射する第1波長帯の光の一部を第2方向に透過するとともに、波長変換素子から第1方向に射出されて入射する第2波長帯の光を第1方向に反射して合成する構成としてもよい。 In the light source device according to one aspect of the present invention, the second optical element transmits, in the second direction, part of the light in the first wavelength band that is emitted in the second direction from the diffusion element and enters the wavelength conversion element. A configuration may also be adopted in which the light in the second wavelength band emitted from and incident in the first direction is reflected in the first direction and synthesized.
本発明の一つの態様の光源装置において、波長変換素子から射出され、第2光学素子を経由した第1波長帯の光を反射する反射素子をさらに備える構成としてもよい。 The light source device according to one aspect of the present invention may further include a reflective element that reflects the light in the first wavelength band emitted from the wavelength conversion element and passed through the second optical element.
本発明の一つの態様の光源装置において、波長変換層は、光を散乱させる散乱体を含む構成としてもよい。 In one aspect of the light source device of the present invention, the wavelength conversion layer may include a scatterer that scatters light.
本発明の一つの態様の光源装置において、第1光学層に沿う平面と波長変換層の光入射面に沿う平面とのなす角度は、10°以上40°以下である構成としてもよい。 In one aspect of the light source device of the present invention, the angle between the plane along the first optical layer and the plane along the light incident surface of the wavelength conversion layer may be 10° or more and 40° or less.
本発明の一つの態様の光源装置において、第2光学層は、第1波長帯の光および第2波長帯の光を反射し、第3光学層は、第1波長帯の光および第2波長帯の光を反射する構成としてもよい。 In one aspect of the light source device of the present invention, the second optical layer reflects light in the first wavelength band and light in the second wavelength band, and the third optical layer reflects light in the first wavelength band and light in the second wavelength band. It may be configured to reflect the light of the band.
本発明の一つの態様の光源装置において、基板は、支持面と波長変換層との間に設けられる第4光学層を有する構成としてもよい。 In one aspect of the light source device of the present invention, the substrate may have a fourth optical layer provided between the support surface and the wavelength conversion layer.
本発明の一つの態様の光源装置において、第4光学層は、支持面における波長変換層の周囲の少なくとも一部に設けられている構成としてもよい。 In one aspect of the light source device of the present invention, the fourth optical layer may be provided on at least part of the periphery of the wavelength conversion layer on the support surface.
本発明の一つの態様の光源装置において、第1光学部材は、波長変換層と接触しないように配置される構成としてもよい。 In one aspect of the light source device of the present invention, the first optical member may be arranged so as not to contact the wavelength conversion layer.
本発明の一つの態様の光源装置において、波長変換層は、開口部の内側に設けられた収容空間に収容され、収容空間に空気層が設けられている構成としてもよい。 In one aspect of the light source device of the present invention, the wavelength conversion layer may be housed in a housing space provided inside the opening, and an air layer may be provided in the housing space.
本発明の一つの態様のプロジェクターは、以下の構成を有していてもよい。
本発明の一つの態様のプロジェクターは、本発明の上記態様の光源装置と、光源装置からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、光変調装置により変調された光を投射する投射光学装置と、を備える。
A projector according to one aspect of the present invention may have the following configuration.
A projector according to one aspect of the present invention includes the light source device according to the above aspect of the present invention, an optical modulator that modulates light from the light source device according to image information, and a projector that projects the light modulated by the optical modulator. and an optical device.
1…プロジェクター、2,2A,2B,2C,2D…光源装置、4B,4G,4R…光変調装置、6…投射光学装置、22…光源、25…波長変換素子、29,129,229,329…第1光学素子、29a…透光性基板、29b…ハーフミラー層(誘電体多層膜)、30,130…第2光学素子、30b,130b…ダイクロイックミラー、31,131…拡散素子、40…反射素子、132…ミラー、230…光学基板、231…モーター(駆動部)、251…蛍光体層(波長変換層)、252…基板、253…第4光学層、254…第1光学部材、255…第2光学部材、256…第3光学部材、260…開口部、1290,1291,1292,1293…光学部材、2511…表面(光入射面)、2521…支持面、2542…第1光学層、2552…第2光学層、2562…第3光学層、A1…面積(蛍光体層の表面の面積)、A2…面積(励起光入射領域の面積)、A3…面積(開口部の面積)、AR…空気層、EL…励起光(第1波長帯の光)、EL1…励起光(第1波長帯の光の一部)、EL2…青色光(第1波長帯の光の一部)、K…気孔(散乱体)、S…収容空間、YL…蛍光(第2波長帯の光)。
DESCRIPTION OF
Claims (23)
前記第1波長帯の光が入射され、前記第1波長帯の光の一部を透過し、前記第1波長帯の光の他の一部を反射する第1光学素子と、
前記第1波長帯の光の一部および前記第1波長帯の光の他の一部のいずれか一方が入射され、前記第1波長帯の光を波長変換して、前記第1波長帯とは異なる第2波長帯の光を少なくとも射出する波長変換素子と、
前記第1波長帯の光の一部および前記第1波長帯の光の他の一部のいずれか他方が入射され、前記第1波長帯の光を拡散する拡散素子と、
前記波長変換素子から射出される前記第2波長帯の光と、前記拡散素子から射出される前記第1波長帯の光とを合成する第2光学素子と、を備え、
前記波長変換素子は、
光入射面を有し、前記光入射面に入射した前記第1波長帯の光を波長変換して前記第2波長帯の光を生成する波長変換層と、
前記波長変換層を支持する支持面を有する基板と、
前記第1波長帯の光を透過し、前記第2波長帯の光を反射する第1光学層を有し、前記第1光学層が前記支持面に対向するように配置される第1光学部材と、
少なくとも前記第2波長帯の光を反射させる第2光学層を有し、前記第2光学層が前記支持面と前記第1光学層とに交差するように配置される第2光学部材と、
少なくとも前記第2波長帯の光を反射させる第3光学層を有し、前記第3光学層が前記支持面と前記第1光学層とに交差し、前記第2光学層に対向するように配置される第3光学部材と、
前記基板、前記第1光学部材、前記第2光学部材および前記第3光学部材により形成される開口部と、を有し、
前記波長変換層の前記光入射面の面積は、前記光入射面において前記第1波長帯の光が入射される光入射領域の面積よりも大きく、
前記光入射面領域の面積は、前記開口部の面積より大きく、
前記第2波長帯の光は、前記開口部から射出される
光源装置。 a light source that emits light in the first wavelength band;
a first optical element to which light in the first wavelength band is incident, which transmits part of the light in the first wavelength band and reflects another part of the light in the first wavelength band;
Any one of a portion of the light in the first wavelength band and the other portion of the light in the first wavelength band is incident, and the wavelength of the light in the first wavelength band is converted into the first wavelength band. a wavelength conversion element that emits at least light in a second wavelength band different from
a diffusing element for diffusing the light in the first wavelength band to which the other one of the part of the light in the first wavelength band and the other part of the light in the first wavelength band is incident;
a second optical element that synthesizes the light in the second wavelength band emitted from the wavelength conversion element and the light in the first wavelength band emitted from the diffusion element;
The wavelength conversion element is
a wavelength conversion layer that has a light incident surface and converts the wavelength of light in the first wavelength band incident on the light incident surface to generate light in the second wavelength band;
a substrate having a support surface that supports the wavelength conversion layer;
A first optical member having a first optical layer that transmits light in the first wavelength band and reflects light in the second wavelength band, the first optical layer being arranged so as to face the support surface. When,
a second optical member having a second optical layer that reflects at least light in the second wavelength band, the second optical layer being disposed so as to intersect the supporting surface and the first optical layer;
It has a third optical layer that reflects at least light in the second wavelength band, and the third optical layer intersects the support surface and the first optical layer and is arranged to face the second optical layer. a third optical member to be
an opening formed by the substrate, the first optical member, the second optical member and the third optical member;
The area of the light incident surface of the wavelength conversion layer is larger than the area of the light incident region on which the light of the first wavelength band is incident on the light incident surface, and
The area of the light incident surface region is larger than the area of the opening,
Light in the second wavelength band is emitted from the opening. A light source device.
請求項1に記載の光源装置。 2. The light source according to claim 1, wherein the first optical element is capable of varying a ratio of a transmitted light amount of the light in the first wavelength band and a reflected light amount of the light in the first wavelength band to the light in the first wavelength band. Device.
前記複数の光学部材は、前記光源から射出される前記第1波長帯の光の光路に対して入れ替え可能である
請求項2に記載の光源装置。 The first optical element has a plurality of optical members with different ratios,
The light source device according to claim 2, wherein the plurality of optical members are interchangeable with respect to the optical path of the light in the first wavelength band emitted from the light source.
前記光学基板は、前記光源から射出される前記第1波長帯の光が、前記複数の光入射領域の少なくとも1つに入射するように設けられ、
前記駆動部は、前記光学基板を回動させて、前記複数の光入射領域を切り替え可能である
請求項2に記載の光源装置。 The first optical element has an optical substrate including a plurality of light incident areas with different ratios, and a driving section,
the optical substrate is provided so that the light in the first wavelength band emitted from the light source is incident on at least one of the plurality of light incident regions;
The light source device according to claim 2, wherein the driving section rotates the optical substrate to switch between the plurality of light incident areas.
請求項1から請求項4のうちのいずれか一項に記載の光源装置。 The light source device according to any one of claims 1 to 4, wherein the first optical element includes a translucent substrate and a dielectric multilayer film provided on the translucent substrate.
請求項1から請求項5のうちのいずれか一項に記載の光源装置。 The second optical element is a dichroic mirror that transmits light in the second wavelength band and reflects light in the first wavelength band, or a dichroic mirror that reflects light in the second wavelength band and reflects light in the first wavelength band. The light source device according to any one of claims 1 to 5, comprising a dichroic mirror that transmits light.
前記拡散素子は、前記第1光学素子から前記第2方向に分岐されて入射する光を前記第1方向に反射し、
前記波長変換素子は、前記第1光学素子から前記第1方向に分岐されて入射する光を波長変換して、前記第2の波長帯の光を前記第2方向に射出する
請求項1から請求項6のうちのいずれか一項に記載の光源装置。 The first optical element converts light in a first wavelength band incident from the light source into a first direction along a virtual plane on which the light source, the first optical element and the second optical element are arranged, and the first branching into a second direction perpendicular to the direction and along the virtual plane;
the diffusing element reflects light incident in the second direction after being branched from the first optical element in the first direction;
The wavelength conversion element wavelength-converts the light branched from the first optical element and incident in the first direction, and emits the light in the second wavelength band in the second direction. Item 7. The light source device according to any one of Item 6.
請求項7に記載の光源装置。 The second optical element reflects, in the second direction, part of the light in the first wavelength band that is emitted in the first direction from the diffusion element and is incident thereon, and reflects the light in the second direction from the wavelength conversion element. 8 . The light source device according to claim 7 , wherein the light in the second wavelength band emitted from and incident on the second wavelength band is transmitted in the second direction and synthesized.
前記拡散素子は、前記第1光学素子から前記第1方向に分岐されて入射する光を前記第2方向に反射し、
前記波長変換素子は、前記第1光学素子から前記第2方向に分岐されて入射する光を波長変換して、前記第2の波長帯の光を前記第1方向に射出する
請求項1から請求項6のうちのいずれか一項に記載の光源装置。 The first optical element converts light in a first wavelength band incident from the light source into a first direction along a virtual plane on which the light source, the first optical element and the second optical element are arranged, and the first branching into a second direction perpendicular to the direction and along the virtual plane;
the diffusing element reflects light branched from the first optical element in the first direction and incident in the second direction;
The wavelength conversion element wavelength-converts the light branched from the first optical element and incident in the second direction, and emits the light in the second wavelength band in the first direction. Item 7. The light source device according to any one of Item 6.
請求項9に記載の光源装置。 The second optical element transmits, in the second direction, part of the light in the first wavelength band that is emitted from the diffusion element in the second direction and is incident thereon, and transmits the light in the first direction from the wavelength conversion element. 10 . The light source device according to claim 9 , wherein the light in the second wavelength band emitted from and incident on the second wavelength band is reflected in the first direction and synthesized.
前記第1光学素子から前記第2方向に分岐されて入射する光を前記第1方向に反射するミラーをさらに備え、
前記拡散素子は、前記ミラーから前記第1方向に反射されて入射する光を前記第1方向に透過し、
前記波長変換素子は、前記第1光学素子から前記第1方向に分岐されて入射する光を波長変換して、前記第2の波長帯の光を前記第2方向に射出する
請求項1から請求項6のうちのいずれか一項に記載の光源装置。 The first optical element converts light in a first wavelength band incident from the light source into a first direction along a virtual plane on which the light source, the first optical element and the second optical element are arranged, and the first branching into a second direction perpendicular to the direction and along the virtual plane;
further comprising a mirror that reflects the light branched from the first optical element in the second direction and reflected in the first direction;
the diffusing element transmits light incident in the first direction after being reflected from the mirror in the first direction;
The wavelength conversion element wavelength-converts the light branched from the first optical element and incident in the first direction, and emits the light in the second wavelength band in the second direction. Item 7. The light source device according to any one of Item 6.
請求項11に記載の光源装置。 The second optical element reflects in the second direction part of the light in the first wavelength band that is emitted from the diffusion element in the first direction and is incident thereon, and reflects the light in the second direction from the wavelength conversion element. 12 . The light source device according to claim 11 , wherein the light in the second wavelength band emitted from and incident on the second wavelength band is transmitted in the second direction and synthesized.
前記第1光学素子から前記第1方向に分岐されて入射する光を前記第2方向に反射するミラーをさらに備え、
前記拡散素子は、前記ミラーから前記第2方向に反射されて入射する光を前記第2方向に透過し、
前記波長変換素子は、前記第1光学素子から前記第2方向に分岐されて入射する光を波長変換して、前記第2の波長帯の光を前記第1方向に射出する
請求項1から請求項6のうちのいずれか一項に記載の光源装置。 The first optical element converts light in a first wavelength band incident from the light source into a first direction along a virtual plane on which the light source, the first optical element and the second optical element are arranged, and the first branching into a second direction perpendicular to the direction and along the virtual plane;
further comprising a mirror that reflects the light branched from the first optical element and incident in the first direction in the second direction;
the diffusing element transmits, in the second direction, incident light reflected in the second direction from the mirror;
The wavelength conversion element wavelength-converts the light branched from the first optical element and incident in the second direction, and emits the light in the second wavelength band in the first direction. Item 7. The light source device according to any one of Item 6.
請求項13に記載の光源装置。 The second optical element transmits, in the second direction, part of the light in the first wavelength band that is emitted from the diffusion element in the second direction and is incident thereon, and transmits the light in the first direction from the wavelength conversion element. 14 . The light source device according to claim 13 , wherein the light in the second wavelength band emitted from and incident on is reflected in the first direction and synthesized.
請求項1から請求項14のうちのいずれか一項に記載の光源装置。 15. The light source device according to any one of claims 1 to 14, further comprising a reflecting element that reflects the light in the first wavelength band that is emitted from the wavelength conversion element and has passed through the second optical element. .
請求項1から請求項15のうちのいずれか一項に記載の光源装置。 The light source device according to any one of claims 1 to 15, wherein the wavelength conversion layer includes a scatterer that scatters light.
請求項1から請求項16のうちのいずれか一項に記載の光源装置。 The angle between the plane along the first optical layer and the plane along the light incident surface of the wavelength conversion layer is 10° or more and 40° or less. A light source device as described.
前記第3光学層は、前記第1波長帯の光および前記第2波長帯の光を反射する
請求項1から請求項17のうちのいずれか一項に記載の光源装置。 the second optical layer reflects light in the first wavelength band and light in the second wavelength band;
The light source device according to any one of claims 1 to 17, wherein the third optical layer reflects light in the first wavelength band and light in the second wavelength band.
請求項1から請求項18のうちのいずれか一項に記載の光源装置。 19. The light source device according to any one of claims 1 to 18, wherein the substrate has a fourth optical layer provided between the support surface and the wavelength conversion layer.
請求項19に記載の光源装置。 The light source device according to claim 19, wherein the fourth optical layer is provided on at least part of the periphery of the wavelength conversion layer on the support surface.
請求項1から請求項20のうちのいずれか一項に記載の光源装置。 The light source device according to any one of claims 1 to 20, wherein the first optical member is arranged so as not to contact the wavelength conversion layer.
前記収容空間に空気層が設けられている
請求項1から請求項21のうちのいずれか一項に記載の光源装置。 The wavelength conversion layer is housed in a housing space provided inside the opening,
The light source device according to any one of claims 1 to 21, wherein an air layer is provided in said housing space.
前記光源装置からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学装置と、を備える
プロジェクター。 a light source device according to any one of claims 1 to 22;
a light modulating device that modulates light from the light source device according to image information;
and a projection optical device that projects the light modulated by the light modulation device.
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