JP5494053B2 - プロジェクター - Google Patents
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Description
また、カラーホイールのフィルターの境界での切り替え部分では、2つのフィルターでの混色が発生するため、光を使用することができない。
従って、プロジェクターとしての光利用効率が悪く、プロジェクターとしては消費電力が大きくなり、明るさが暗くなってしまうという問題があった。
まず、第1実施形態に係るプロジェクター1の構成を説明する。
図2は、第1実施形態に係るプロジェクター1における第1光源装置20及び第2光源装置120を説明するために示す図である。図2(a)は第1光源装置20の断面図であり、図2(b)は第2光源装置120の断面図である。
図3は、第1実施形態に係るプロジェクター1における励起光源24、蛍光層26及び第2光源124の相対発光強度を示すグラフである。図3(a)は励起光源24の相対発光強度を示すグラフであり、図3(b)は蛍光層26の相対発光強度を示すグラフであり、図3(c)は第2光源124の相対発光強度を示すグラフである。相対発光強度とは、光源であれば電圧を印加したときに、蛍光層であれば励起光が入射したときに、どのような波長の光をどの位の強度で射出するのかという特性のことをいう。グラフの縦軸は相対発光強度を表し、発光強度が最も強い波長における発光強度を1としている。グラフの横軸は、波長を表す。
図4は、第1実施形態に係るプロジェクター1におけるカラーホイール50を示す図である。図4(a)はカラーホイール50の回転面を示す図、図4(b)はその側面図である。
励起光源24は、励起光として青色光(発光強度のピーク:約460nm、図3(a)参照。)を射出する。図3(a)において、符号Bで示すのは、励起光源24が励起光(青色光)として射出する色光成分である。励起光源24は、窒化ガリウムを主成分とし、pn結合型の構造を有する。なお、励起光源はpn接合型の構造を有していなくてもよく、ダブルヘテロ接合型、量子井戸接合型等の構造を有してもよい。
励起光源24と基台22との間には反射層(図示せず。)が形成されており、励起光源24から基台22側へ射出された青色光は、反射層によって蛍光層26側へ反射される。
第2光源124は、図3(c)に示すように、青色光(発光強度のピーク:約460nm)を射出する。図3(c)において、符号Bで示すのは、第2光源124が青色光として射出する色光成分である。
基台122は基台22と、第2光源124は励起光源24と、封止部材128は封止部材28と、それぞれ同様の構成を有するため、詳しい説明は省略する。
カラーホイール50は、図4に示すように、赤色光が透過する波長フィルターである第1の波長フィルターとしての赤色透過フィルター53と、緑色光が透過する波長フィルターである第2の波長フィルターとしての緑色透過フィルター52とが並べられて円盤状に組み合わされたフィルター装置である。
波長フィルターはガラス基板に所望の色光を透過するように誘電体多層膜の層が蒸着されている。カラーホイール50は、略扇方形状の複数の波長フィルターが円盤状になるように張り合わされて形成されたり、円盤形状の基材を複数の領域に分けてそれぞれの領域に異なった誘電体多層膜が蒸着されたりして形成されている。図示しない金属や樹脂で形成された枠に略扇方形状の複数の波長フィルターがはめ込まれて形成されていても良い。赤色透過フィルター53と緑色透過フィルター52との間には境界54が形成されている。境界54は、具体的には、複数の波長フィルターが張り合わされている箇所だったり、異なる誘電体多層膜が蒸着される領域の境目だったり、複数の波長フィルターの間の枠であったりする。
投写レンズ80はDMD素子70で変調された光をスクリーンSCRに投写する。
図5は、第1実施形態におけるカラーホイール50と、蛍光体光302と青色光304の発光状況を示す図である。
図6は、第1実施形態におけるカラーホイール50の回転と、蛍光体光302と青色光304の発光状況とを示すタイミングチャートである。
そこで、入射する蛍光体光302の全てが緑色透過フィルター52または赤色透過フィルター53に照射される場合に、蛍光体光302の中心が通過する範囲を、カラーホイール50の蛍光体発光領域とする。また、入射する蛍光体光302が境界54をまたいで、一部が緑色透過フィルター52に照射され、残りの部分が赤色透過フィルター53に照射される場合に、蛍光体光302の中心が通過する範囲を、カラーホイール50の青色光発光領域とする。この青色光発光領域は蛍光体光302の光路上における波長フィルターの切り替わりに相当する領域ということができる。
さらに、波長フィルターの切り替わり時の第1光源装置20が消灯される期間に第2光源装置120が点灯されるため、時間的に無駄なく変調装置を照明することができ、高効率で明るいプロジェクターを実現できる。
さらに、第1光源装置20は赤色光と緑色光とを含む光を発光するものであり、第2光源装置120は青色光を発光するものであるため、赤色光、緑色光、青色光の3原色光を得ることができ、投写画像としてフルカラー表示が可能となる。
その上、赤色光と緑色光は青色励起の黄色蛍光体から得る構成であるため、赤色光と緑色光を容易に生成可能であり、簡単な構成で実現できる。
このような構成では、青色光304の発光が少なくとも波長フィルターの切り替わり時を含むので混色を防ぐことができ、さらに合成光における各色光の時間を調整できるため、投写画像の色再現性の向上も図れる。
次に、第2実施形態について説明する。図面において上記の第1実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。第2実施形態が第1実施形態と異なる点は、カラーホイール50における波長フィルターの配置と、それに伴う光源装置の点灯タイミングである。
図8は、第2実施形態におけるカラーホイール50と、蛍光体光302と青色光304の発光状況を示す図である。
図9は、第2実施形態におけるカラーホイール50の回転と、蛍光体光302と青色光304の発光状況とを示すタイミングチャートである。
一方、透明部55およびその周辺については、まず、入射する蛍光体光302の全てが透明部55に照射される場合に、蛍光体光302の中心が通過する範囲を、蛍光体発光領域としている。
また、入射する蛍光体光302が、境界54をまたいで一部が緑色透過フィルター52に照射され、残りの部分が透明部55に照射される場合、境界54をまたいで一部が赤色透過フィルター53に照射され、残りの部分が透明部55に照射される場合、蛍光体光302の中心が通過する範囲を、青色光発光領域とする。さらに、入射する蛍光体光302の全てが透明部55に照射される場合に、蛍光体光302の中心が通過する範囲も、青色光発光領域としている。
Claims (5)
- 第1の色光と第2の色光とを含む第1の光を射出する第1光源装置と、
前記第1の光を時分割で色分離する色順次分離手段と、
前記第1の色光および第2の色光のうちいずれかとは異なる第3の色光を含む第2の光を射出する第2光源装置と、
前記色順次分離手段により色分離された前記第1の光と前記第2の光の光線進行方向とを略一致させる光学手段と、
光線進行方向が略一致した前記第1の光および前記第2の光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置からの変調光を投写画像として投写する投写光学系とを備え、
前記複数の波長フィルターは、前記第1の色光を選択する第1の波長フィルターと、前記第2の色光を選択する第2の波長フィルターと、前記第1の色光と前記第2の色光とをともに選択する第3の波長フィルターとを含み、
前記第1の光が前記第3の波長フィルターに照射される時に、前記第2の光が点灯されることを特徴とするプロジェクター。 - 前記色順次分離手段は、複数の異なる波長フィルターを前記第1の光の光路上で時分割に切り替えるフィルター装置であり、
前記フィルター装置の前記波長フィルターの切り替わり時に前記第1の光が消灯されることを特徴とする、
請求項1に記載のプロジェクター。 - 前記波長フィルターの切り替わり時に前記第2の光が点灯されることを特徴とする、
請求項1又は2に記載のプロジェクター。 - 前記第1光源装置は、励起光源と蛍光体とを有し、
前記第1の光は前記励起光源から射出された励起光により前記蛍光体が励起発光された光であることを特徴とする、
請求項1〜3のいずれか一項に記載のプロジェクター。 - 前記第1の光は赤色光と緑色光を含む光であり、
前記第2の光は、青色光であることを特徴とする、
請求項1〜4のいずれか一項に記載のプロジェクター。
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