JP5675320B2 - Light source device and projection-type image display device - Google Patents

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Description

本発明は、投写型映像表示装置に用いられる光源装置に関する。   The present invention relates to a light source device used for a projection display apparatus.

反射型あるいは透過型の液晶パネルや微小ミラーを複数個配列した構造の映像表示素子の表示画面を投写面であるスクリーンやボード等に拡大表示する投写型映像表示装置においては、投写面で十分な大きさと明るさを有する拡大像が得られるように照明光学系の工夫がなされてきた。特に、赤、緑、青の発光ダイオードや有機EL等の固体発光素子を用いた投写型映像表示装置の開発が行われている。   In a projection-type image display apparatus that enlarges and displays a display screen of an image display element having a structure in which a plurality of reflective or transmissive liquid crystal panels or micromirrors are arranged on a screen or board as a projection surface, the projection surface is sufficient. The illumination optical system has been devised so as to obtain an enlarged image having a size and brightness. In particular, development of a projection-type image display apparatus using solid-state light emitting elements such as red, green, and blue light emitting diodes and organic EL has been performed.

例えば、固体光源から出射する励起光を可視光としても高効率で発光する光源装置が提案されている(特許文献1参照)。   For example, there has been proposed a light source device that emits light with high efficiency even when excitation light emitted from a solid light source is visible light (see Patent Document 1).

特開2009−277516号公報JP 2009-277516 A

特許文献1を適用すると、以下のような課題が考えられる。図5は、課題として想定される光源装置の要部構成図である。図5において、励起光源1から射出した励起光2は、コリメートレンズ3で略平行光となり、ダイクロイックミラー4に入射する。ダイクロイックミラー4は励起光2の波長域を反射し、蛍光光8の波長域を透過する特性である。そこで、励起光2は、ダイクロイックミラー4で反射し、集光レンズ5を通過後、蛍光体7が塗布された回転制御可能な円盤100に入射する。集光レンズ5は入射した平行光が円盤100上の1箇所に集光するように曲率が設定されている。励起光2により励起された円盤100上の蛍光体7は、蛍光光8を射出する。蛍光光8は集光レンズ5を通過後、略平行光となり、ダイクロイックミラー4を透過して、後段の照明光学系に入射する。蛍光体7から発光した蛍光光は、全方位に発光するため、集光レンズ5で捕獲できない蛍光光800が存在する。又、蛍光光に変換されなかった未変換励起光200も存在するため、光利用効率の低下を招く。   When Patent Document 1 is applied, the following problems can be considered. FIG. 5 is a main part configuration diagram of a light source device assumed as a problem. In FIG. 5, the excitation light 2 emitted from the excitation light source 1 becomes substantially parallel light by the collimator lens 3 and enters the dichroic mirror 4. The dichroic mirror 4 has a characteristic of reflecting the wavelength range of the excitation light 2 and transmitting the wavelength range of the fluorescent light 8. Therefore, the excitation light 2 is reflected by the dichroic mirror 4, passes through the condenser lens 5, and then enters the rotation-controllable disk 100 coated with the phosphor 7. The condensing lens 5 has a curvature so that the incident parallel light is condensed at one place on the disk 100. The phosphor 7 on the disk 100 excited by the excitation light 2 emits fluorescence light 8. After passing through the condenser lens 5, the fluorescent light 8 becomes substantially parallel light, passes through the dichroic mirror 4, and enters the subsequent illumination optical system. Since the fluorescent light emitted from the phosphor 7 is emitted in all directions, there is fluorescent light 800 that cannot be captured by the condenser lens 5. In addition, since there is unconverted excitation light 200 that has not been converted into fluorescent light, the light utilization efficiency is reduced.

そこで、本発明の目的は、励起光により蛍光体を発光させる光源装置において、明るさ効率を改善した光源装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a light source device with improved brightness efficiency in a light source device that emits a phosphor with excitation light.

上記課題を解決するため、本発明の望ましい態様の一つは次の通りである。   In order to solve the above problems, one of the desirable embodiments of the present invention is as follows.

当該光源装置は、励起光を発光する光源と、励起光が入射される金属部材と、を備え、金属部材は励起光が入射される部位に凹部を有し、当該凹部の中に励起光を励起して蛍光光を生成するための蛍光体が塗布されている。   The light source device includes a light source that emits excitation light and a metal member on which the excitation light is incident. The metal member has a recess at a site where the excitation light is incident, and the excitation light is emitted into the recess. A phosphor for generating fluorescent light when excited is applied.

本発明によれば、励起光により蛍光体を発光させる光源装置において、明るさ効率を改善した光源装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the light source device which light-emits fluorescent substance with excitation light, the light source device which improved the brightness efficiency can be provided.

第1の実施例における光源装置の要部構成図。The principal part block diagram of the light source device in a 1st Example. 第1の実施例における投写型映像表示装置の光学系を示す図。1 is a diagram illustrating an optical system of a projection display apparatus according to a first embodiment. 第2の実施例における光源装置の要部構成図。The principal part block diagram of the light source device in a 2nd Example. 第2の実施例における投写型映像表示装置の光学系を示す図。The figure which shows the optical system of the projection type video display apparatus in a 2nd Example. 課題として想定される光源装置の要部構成図。The principal part block diagram of the light source device assumed as a subject.

以下、実施例について、図を参照して説明する。尚、各図において、同一な部分には同一符号を付して、一度説明したものについては、その説明を省略する。   Hereinafter, examples will be described with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same part and the description is abbreviate | omitted about what was once demonstrated.

図1は、第1の実施例における光源装置の要部構成図である。   FIG. 1 is a configuration diagram of a main part of a light source device according to a first embodiment.

図1(A)は、光学系の全体像を示している。励起光源1から射出した励起光2は、コリメートレンズ3により略平行光となり、ダイクロイックミラー4に入射する。ダイクロイックミラー4は先述の特性を有するため、励起光2は、ダイクロイックミラー4で反射し、集光レンズ5を通過後、金属部材6に入射する。金属部材6は、励起光が入射される部位に凹部を有し、当該凹部の中に励起光から蛍光光を生成するための蛍光体7が塗布されている。当該凹部は、蛍光光8の出射側開口部が、入射側開口部より大きくなるようなテーパ形状となっている。   FIG. 1A shows an overall image of the optical system. The excitation light 2 emitted from the excitation light source 1 becomes substantially parallel light by the collimating lens 3 and enters the dichroic mirror 4. Since the dichroic mirror 4 has the above-described characteristics, the excitation light 2 is reflected by the dichroic mirror 4, passes through the condenser lens 5, and enters the metal member 6. The metal member 6 has a recess at a site where the excitation light is incident, and a phosphor 7 for generating fluorescent light from the excitation light is applied in the recess. The concave portion has a tapered shape such that the exit side opening of the fluorescent light 8 is larger than the entrance side opening.

図5においては、蛍光体を分散して固めるバインダとして、有機のシリコン樹脂等が用いられていたため、温度によるバーニングを防ぐために回転する必要があったが、無機のバインダを使用することで、蛍光体の回転は不要となる。蛍光体7から発せられた蛍光光8は、集光レンズ5を通過後、略平行光となり、ダイクロイックミラー4を通過して、後段の照明光学系に入射する。   In FIG. 5, since organic silicon resin or the like was used as a binder for dispersing and solidifying the phosphor, it was necessary to rotate to prevent burning due to temperature. However, by using an inorganic binder, No body rotation is required. The fluorescent light 8 emitted from the phosphor 7 becomes substantially parallel light after passing through the condenser lens 5, passes through the dichroic mirror 4, and enters the subsequent illumination optical system.

図1(B)では、金属部材6を拡大した図であり、蛍光光8の発散光線を示している。蛍光体7から発せられた蛍光光8は、金属部材6のテーパ部で反射することで、全方位に発散することなく、金属部材6の開口部において、一定角度の発散まで絞られ、集光レンズ5で全ての蛍光光8を捕獲することができる。又、テーパ部で反射せずに、直接金属部材6の外に発散する蛍光光8の角度を低減するため、テーパ部に蛍光体を塗布する領域は、凹部の深さの半分よりも奥の領域にすることが望ましい。   FIG. 1B is an enlarged view of the metal member 6 and shows the divergent light of the fluorescent light 8. The fluorescent light 8 emitted from the phosphor 7 is reflected by the taper portion of the metal member 6, and is converged to a certain angle of divergence at the opening of the metal member 6 without being diverged in all directions. All fluorescent light 8 can be captured by the lens 5. In addition, in order to reduce the angle of the fluorescent light 8 that directly diverges out of the metal member 6 without being reflected by the tapered portion, the region where the phosphor is applied to the tapered portion is deeper than half the depth of the concave portion. It is desirable to make it an area.

図1(C)では、金属部材6を拡大した図であり、励起光2の光線を示している。蛍光体7に入射した励起光2の内、蛍光光に変換されなかった未変換励起光200は、蛍光体7で反射し、再度、別の箇所に塗布された蛍光体7に入射し、蛍光光8に変換される。従って、テーパ部の少なくとも2面に、蛍光体が塗布されていることが望ましい。蛍光体7の2面に入射しても蛍光光8に変換されない励起光は存在するが、確率としては低いため、ほとんど問題ない。   FIG. 1C is an enlarged view of the metal member 6 and shows the light beam of the excitation light 2. Of the excitation light 2 incident on the phosphor 7, the unconverted excitation light 200 that has not been converted into fluorescence light is reflected by the phosphor 7, and is incident again on the phosphor 7 applied at another location, and the fluorescence. It is converted into light 8. Therefore, it is desirable that the phosphor is applied to at least two surfaces of the tapered portion. There is excitation light that is not converted into fluorescent light 8 even if it is incident on two surfaces of the phosphor 7, but the probability is low, so there is almost no problem.

図2は、図1の光源装置を含む、投写型映像表示装置の光学系を示す図である。各色光の光路に配置されている要素を区別する際には符号の後に色光を表すR,G,Bを添えて示し、区別する必要がない場合には、色光の添え字を省略する。   FIG. 2 is a diagram showing an optical system of a projection display apparatus including the light source device of FIG. When distinguishing elements arranged in the optical path of each color light, R, G, and B representing the color light are added after the reference numerals, and when it is not necessary to distinguish, the subscript of the color light is omitted.

まず、赤色光及び緑色光が液晶型映像表示素子19R、19Gに均一な照度で照射される原理を説明する。   First, the principle of applying red light and green light to the liquid crystal display elements 19R and 19G with uniform illuminance will be described.

励起光源1としては、青色レーザを使用する。レーザは発光源の発光領域が小さいため、光の集光やコリメートが容易なためである。励起光源1から射出した青色励起光2は、先述のようにダイクロイックミラー4に入射する。ダイクロイックミラー4は青色光を反射し、黄色光(緑色光及び赤色光)を透過する特性を持つ。従って、青色励起光2はダイクロイックミラー4で反射し、集光レンズ5で透過し、図示しない黄色蛍光体が塗布された金属部材6に集光する。   A blue laser is used as the excitation light source 1. This is because the light emission area of the light source is small, so that it is easy to collect and collimate light. The blue excitation light 2 emitted from the excitation light source 1 enters the dichroic mirror 4 as described above. The dichroic mirror 4 has a characteristic of reflecting blue light and transmitting yellow light (green light and red light). Therefore, the blue excitation light 2 is reflected by the dichroic mirror 4, transmitted by the condenser lens 5, and condensed on the metal member 6 coated with a yellow phosphor (not shown).

黄色蛍光体で励起された黄色蛍光光は、金属部材6から射出後、集光レンズ5を通過して略平行となり、ダイクロイックミラー4を通過して、偏光変換インテグレータに入射する。   The yellow fluorescent light excited by the yellow phosphor is emitted from the metal member 6, passes through the condenser lens 5, becomes substantially parallel, passes through the dichroic mirror 4, and enters the polarization conversion integrator.

偏光変換インテグレータは、第1のレンズ群10と第2のレンズ群11からなる均一照明行うオプチカルインテグレータと、光の偏光方向を所定偏光方向に揃えて直線偏光光に変換する偏光ビームスプリッタアレイの偏光変換素子12とを含む。   The polarization conversion integrator is an optical integrator that performs uniform illumination including the first lens group 10 and the second lens group 11, and polarization of a polarization beam splitter array that converts light into linearly polarized light by aligning the polarization direction of light to a predetermined polarization direction. Conversion element 12.

第2のレンズ群11からの光は偏光変換素子12により、所定の偏光方向、例えば直線偏光光のY偏光光に略揃えられる。そして、第1のレンズ群10の各レンズセルの投影像は、それぞれ集光レンズ13、コリメートレンズ17R、17Gにより各液晶型映像表示素子19R、19G上に重ね合わせられる。   The light from the second lens group 11 is substantially aligned by a polarization conversion element 12 into a predetermined polarization direction, for example, Y-polarized light of linearly polarized light. The projected images of the lens cells of the first lens group 10 are superimposed on the liquid crystal display elements 19R and 19G by the condenser lens 13 and the collimating lenses 17R and 17G, respectively.

その際、集光レンズ13を通過した黄色蛍光光は、ダイクロイックミラー14により、赤色光と緑色光に分離される。ダイクロイックミラー14は緑色光を通過、赤色光を反射する特性を有しているので、ダイクロイックミラー14に入射した黄色光の内、緑色光はダイクロイックミラー14を通過し、反射ミラー15で反射し、コリメートレンズ17Gで略平行となり、入射側偏光板18GでX偏光光を取り除いた後、液晶型映像表示素子19Gに入射する。一方、赤色光は、ダイクロイックミラー14で反射し、反射ミラー16で反射し、コリメートレンズ17Rで略平行となり、入射側偏光板18RでX偏光光を取り除いた後、液晶型映像表示素子19Rに入射する。   At that time, the yellow fluorescent light passing through the condenser lens 13 is separated into red light and green light by the dichroic mirror 14. Since the dichroic mirror 14 has characteristics of transmitting green light and reflecting red light, among yellow light incident on the dichroic mirror 14, green light passes through the dichroic mirror 14 and is reflected by the reflection mirror 15. The collimating lens 17G becomes substantially parallel, and after the X-polarized light is removed by the incident-side polarizing plate 18G, the light enters the liquid crystal display 19G. On the other hand, the red light is reflected by the dichroic mirror 14, reflected by the reflecting mirror 16, becomes substantially parallel by the collimating lens 17R, and is incident on the liquid crystal display 19R after removing the X-polarized light by the incident side polarizing plate 18R. To do.

次に、青色光が液晶型映像表示素子19Bに均一な照度で照射される原理を説明する。
光源23は青色光源であり、例えば、LED光源である。光源23から発光した青色光は、コリメートレンズ24、コリメートレンズ25を通過後、略平行となり、青色光用の偏光変換インテグレータに入射する。
Next, the principle of irradiating the liquid crystal display device 19B with blue light with uniform illuminance will be described.
The light source 23 is a blue light source, for example, an LED light source. The blue light emitted from the light source 23 passes through the collimating lens 24 and the collimating lens 25, becomes substantially parallel, and enters the polarization conversion integrator for blue light.

青色光用の偏光変換インテグレータは、第3のレンズ群26と第4のレンズ群27からなる均一照明行うオプチカルインテグレータと、光の偏光方向を所定偏光方向に揃えて直線偏光光に変換する偏光ビームスプリッタアレイの偏光変換素子28とを含む。第4のレンズ群27からの光は偏光変換素子28により、所定の偏光方向、例えば直線偏光光のY偏光光に略揃えられる。そして、第3のレンズ群26の各レンズセルの投影像は、それぞれ集光レンズ29、反射ミラー30、コリメートレンズ17Bにより各液晶型映像表示素子19B上に重ね合わせられる。その際、入射側偏光板18BでX偏光光が取り除かれる。   The polarization conversion integrator for blue light includes an optical integrator that performs uniform illumination including a third lens group 26 and a fourth lens group 27, and a polarization beam that converts light into a linearly polarized light with a predetermined polarization direction. And a polarization conversion element 28 of the splitter array. The light from the fourth lens group 27 is substantially aligned with a predetermined polarization direction, for example, Y-polarized light of linearly polarized light by the polarization conversion element 28. The projected images of the lens cells of the third lens group 26 are superimposed on the liquid crystal display elements 19B by the condenser lens 29, the reflecting mirror 30, and the collimating lens 17B, respectively. At that time, the X-polarized light is removed by the incident-side polarizing plate 18B.

続いて、光強度変調部を構成する各液晶型映像表示素子19(19R、19G、19B)は、Y方向を透過軸とする入射側偏光板18(18R、18G、18B)により偏光度が高められ、図示しないカラー映像信号に応じて光強度変調し、各色光のX偏光の光学像を形成する。   Subsequently, each of the liquid crystal display elements 19 (19R, 19G, 19B) constituting the light intensity modulation unit has a higher degree of polarization due to the incident-side polarizing plate 18 (18R, 18G, 18B) whose transmission axis is the Y direction. The light intensity is modulated in accordance with a color video signal (not shown) to form an X-polarized optical image of each color light.

このように形成された各色光のX偏光の光学像は、出射側偏光板20(20R、20G、20B)に入射する。出射側偏光板20R、20G、20Bは、X方向を透過軸とする偏光板である。これにより、不要な偏光光成分(ここでは、Y偏光光)が除去され、コントラストが高められる。   The X-polarized optical images of the respective color lights thus formed are incident on the exit-side polarizing plate 20 (20R, 20G, 20B). The exit-side polarizing plates 20R, 20G, and 20B are polarizing plates that have the transmission direction in the X direction. Thereby, an unnecessary polarized light component (here, Y-polarized light) is removed, and the contrast is increased.

このように形成された各色光のY偏光の光学像は、光合成手段である光合成プリズム21に入射する。この時、緑色光の光学像は、X偏光(光合成プリズム21のダイクロイック膜面に対してP偏光)のままで入射する。一方、青色光路及び赤色光路では、出射側偏光板20B、20Rと光合成プリズム21との間に図示しない1/2λ波長板を設けていることから、X偏光の青色光及び赤色光の光学像は、Y偏光(光合成プリズム21の色合成を行うダイクロイック膜面に対してS偏光)の光学像に変換された後、光合成プリズム21に入射する。これは、ダイクロイック膜の分光特性を考慮したもので、緑色光をP偏光光、赤色光と青色光をS偏光光とする所謂SPS合成とすることで、効率良く光合成するためである。   The thus formed Y-polarized optical image of each color light is incident on the light combining prism 21 which is a light combining means. At this time, the green light optical image is incident as X-polarized light (P-polarized light with respect to the dichroic film surface of the light combining prism 21). On the other hand, in the blue optical path and the red optical path, a 1 / 2λ wavelength plate (not shown) is provided between the output-side polarizing plates 20B and 20R and the light combining prism 21, so that the optical images of the X-polarized blue light and red light are The light is converted into an optical image of Y-polarized light (S-polarized light with respect to the dichroic film surface that performs color composition of the light combining prism 21) and then enters the light combining prism 21. This is because the spectral characteristics of the dichroic film are taken into consideration, so that the light is efficiently synthesized by so-called SPS synthesis in which green light is P-polarized light and red light and blue light are S-polarized light.

続いて、光合成プリズム21は、青色光を反射するダイクロイック膜(誘電体多層膜)と、赤色光を反射するダイクロイック膜(誘電体多層膜)とが、4つの直角プリズムの界面に略X字状(クロス状)に形成されたものである。光合成プリズム21の3つの入射面の内、対向する入射面に入射した青色光と赤色光(ダイクロイック膜面に対してS偏光光)は、クロスした青色光用のダイクロイック膜及び赤色光用のダイクロイック膜でそれぞれ反射される。又、中央の入射面に入射した緑色光(ダイクロイック膜面に対してP偏光光)は直進する。これらの各色光の光学像は光合成され、カラー映像光(合成光)が出射面から出射する。   Subsequently, in the light combining prism 21, a dichroic film (dielectric multilayer film) that reflects blue light and a dichroic film (dielectric multilayer film) that reflects red light are substantially X-shaped at the interface of four right-angle prisms. (Cross shape). Blue light and red light (S-polarized light with respect to the dichroic film surface) incident on the opposite incident surfaces among the three incident surfaces of the light combining prism 21 are crossed dichroic film for blue light and dichroic for red light. Each is reflected by the film. Further, the green light (P-polarized light with respect to the dichroic film surface) incident on the central incident surface travels straight. The optical images of these color lights are synthesized, and color image light (synthesized light) is emitted from the emission surface.

そして、光合成プリズム21から出射した合成光は、例えば、ズームレンズであるような投写レンズ22によって、透過型又は投写型の図示しないスクリーン上に投影され、もって、拡大投写した映像を表示することとなる。   The combined light emitted from the light combining prism 21 is projected onto a transmission or projection screen (not shown) by a projection lens 22 such as a zoom lens, and displays an enlarged projected image. Become.

ここでは、映像表示素子を液晶型映像表示素子として説明したが、DMD(Digital Mirror Device)素子を用いた投写型映像表示装置にも適用できることは言うまでもない。   Here, the video display element has been described as a liquid crystal type video display element, but it goes without saying that the present invention can also be applied to a projection type video display apparatus using a DMD (Digital Mirror Device) element.

図3は、第2の実施例における光源装置の光学系の要部構成図である。   FIG. 3 is a configuration diagram of the main part of the optical system of the light source device according to the second embodiment.

図3(A)は、光学系の全体像を示している。第1の実施例との違いは、主に、集光レンズ5と金属部材6の間にロッドレンズ9が配置されていることである。   FIG. 3A shows an overall image of the optical system. The difference from the first embodiment is that a rod lens 9 is mainly disposed between the condenser lens 5 and the metal member 6.

図3(B)は、金属部材6と硝子部材であるロッドレンズ9を拡大した図であり、蛍光光8の発散光線を示している。蛍光体7から発せられた蛍光光8は、ロッドレンズ9に入射する。ロッドレンズ9は、蛍光光8の出射側開口部が、入射側開口部より大きくなるようなテーパ形状となっている。そこで、蛍光光8はロッドレンズ9に入射後、テーパ部の内部で全反射を繰り返すことで、全方位に発散することなく、ロッドレンズ9の出射開口部においた、一定角度の発散まで絞られるため、集光レンズ5で全ての蛍光光8を捕獲することができる。   FIG. 3B is an enlarged view of the metal member 6 and the rod lens 9 which is a glass member, and shows a divergent ray of the fluorescent light 8. Fluorescent light 8 emitted from the phosphor 7 enters the rod lens 9. The rod lens 9 has a tapered shape such that the exit side opening of the fluorescent light 8 is larger than the entrance side opening. Therefore, after the fluorescent light 8 is incident on the rod lens 9 and is repeatedly totally reflected inside the taper portion, it is narrowed down to a certain angle of divergence at the exit opening of the rod lens 9 without divergence in all directions. Therefore, all the fluorescent light 8 can be captured by the condenser lens 5.

図3(C)は、金属部材6とロッドレンズ9を拡大した図であり、励起光2の光線を示している。図1(C)同様、未変換励起光200は、蛍光体7で反射し、再度、別の箇所に塗布された蛍光体7に入射し、蛍光光8に変換される。従って、凹部の少なくとも2面に、蛍光体が塗布されていることが望ましい。蛍光体7の2面に入射しても蛍光光8に変換されない励起光は存在するが、確率としては低いため、ほとんど問題ない。   FIG. 3C is an enlarged view of the metal member 6 and the rod lens 9, and shows the light beam of the excitation light 2. As in FIG. 1C, the unconverted excitation light 200 is reflected by the phosphor 7, is incident again on the phosphor 7 applied at another location, and is converted into the fluorescence light 8. Therefore, it is desirable that the phosphor is applied to at least two surfaces of the recess. There is excitation light that is not converted into fluorescent light 8 even if it is incident on two surfaces of the phosphor 7, but the probability is low, so there is almost no problem.

図4は、図2の光源装置を含む、投写型映像表示装置の光学系を示す図である。   FIG. 4 is a diagram showing an optical system of the projection display apparatus including the light source device of FIG.

励起光源1から射出した青色励起光2は、コリメートレンズ3により、略平行となり、ダイクロイックミラー31に入射する。ダイクロイックミラー31は青色光を反射し、緑色光を透過する特性である。従って、青色励起光はダイクロイックミラー31で反射し、集光レンズ5で集光し、ロッドレンズ9を通過後、図示しない緑色蛍光体が塗布された金属部材6に入射する。   The blue excitation light 2 emitted from the excitation light source 1 becomes substantially parallel by the collimating lens 3 and enters the dichroic mirror 31. The dichroic mirror 31 has a characteristic of reflecting blue light and transmitting green light. Accordingly, the blue excitation light is reflected by the dichroic mirror 31, condensed by the condenser lens 5, passes through the rod lens 9, and then enters the metal member 6 coated with a green phosphor (not shown).

緑色蛍光体で励起された緑色光は、集光レンズ5を通過して略平行となり、ダイクロイックミラー31を通過して、集光レンズ32を通過し、ダイクロイックミラー33に入射する。ダイクロイックミラー33は緑色光を透過し、赤色光、青色光を反射する特性である。従って、緑色光はダイクロイックミラー33を通過し、多重反射素子40に入射する。集光レンズ32は、入射した略平行光が、多重反射素子40の入射開口部に集光するような曲率に設定されている。   The green light excited by the green phosphor passes through the condenser lens 5 and becomes substantially parallel, passes through the dichroic mirror 31, passes through the condenser lens 32, and enters the dichroic mirror 33. The dichroic mirror 33 has a characteristic of transmitting green light and reflecting red light and blue light. Accordingly, the green light passes through the dichroic mirror 33 and enters the multiple reflection element 40. The condensing lens 32 is set to have such a curvature that the incident substantially parallel light is condensed on the incident opening of the multiple reflection element 40.

光源34は赤色光源であり、例えば、LED光源である。光源34を射出した赤色光は、コリメートレンズ35で平行となり、ダイクロイックミラー38に入射する。ダイクロイックミラー38は赤色光を透過し、青色光を反射する特性である。従って、赤色光はダイクロイックミラー38を通過して、集光レンズ39を通過し、ダイクロイックミラー33に入射する。   The light source 34 is a red light source, for example, an LED light source. The red light emitted from the light source 34 becomes parallel by the collimating lens 35 and enters the dichroic mirror 38. The dichroic mirror 38 has a characteristic of transmitting red light and reflecting blue light. Therefore, the red light passes through the dichroic mirror 38, passes through the condenser lens 39, and enters the dichroic mirror 33.

一方、光源36は青色光源であり、例えば、LED光源である。光源36を射出した青色光は、コリメートレンズ37で平行となり、ダイクロイックミラー38に入射する。ダイクロイックミラー38は赤色光を透過し、青色光を反射する特性である。従って、青色光はダイクロイックミラー38で反射して、集光レンズ39を通過し、ダイクロイックミラー33に入射する。ダイクロイックミラー33は緑色光を透過し、赤色光、青色光を反射する特性である。従って、ダイクロイックミラー33に入射した赤色光と青色光は、ダイクロイックミラー33で反射し、多重反射素子40に入射する。   On the other hand, the light source 36 is a blue light source, for example, an LED light source. The blue light emitted from the light source 36 is collimated by the collimator lens 37 and enters the dichroic mirror 38. The dichroic mirror 38 has a characteristic of transmitting red light and reflecting blue light. Accordingly, the blue light is reflected by the dichroic mirror 38, passes through the condenser lens 39, and enters the dichroic mirror 33. The dichroic mirror 33 has a characteristic of transmitting green light and reflecting red light and blue light. Therefore, the red light and the blue light incident on the dichroic mirror 33 are reflected by the dichroic mirror 33 and enter the multiple reflection element 40.

集光レンズ39は、入射した略平行光が、多重反射素子40の入射開口部に集光するような曲率に設定されている。多重反射素子40に入射した、赤色光、緑色光、青色光は、多重反射素子40で複数回反射し、多重反射素子40の出射開口面では、均一照度分布を有する光となる。多重反射素子40の出射開口面の形状は、DMD素子43と略相似な形状である。集光レンズ41は、多重反射素子40の出射開口面に形成された像を、DMD素子43上に拡大して結像する曲率に設定されている。従って、多重反射素子40の出射開口面から射出した赤色光、緑色光、青色光は、集光レンズ41を通過し、反射ミラー42で反射後、DMD素子43上に均一な照度分布で照射される。   The condensing lens 39 is set to have such a curvature that the incident substantially parallel light is condensed on the entrance opening of the multiple reflection element 40. The red light, green light, and blue light incident on the multiple reflection element 40 are reflected a plurality of times by the multiple reflection element 40, and become light having a uniform illuminance distribution on the exit aperture surface of the multiple reflection element 40. The shape of the exit aperture surface of the multiple reflection element 40 is substantially similar to that of the DMD element 43. The condenser lens 41 is set to a curvature that enlarges and forms an image formed on the exit aperture surface of the multiple reflection element 40 on the DMD element 43. Accordingly, red light, green light, and blue light emitted from the exit aperture surface of the multiple reflection element 40 pass through the condenser lens 41, are reflected by the reflection mirror 42, and are then irradiated onto the DMD element 43 with a uniform illuminance distribution. The

励起光源1、光源34、光源36は応答速度の速い固体発光素子であり、時分割制御が可能である。従って、各色光は、DMD素子43により、各色光毎に時分割で変調される。DMD素子43で反射された各色光は、投写レンズ44に入射し、図示しないスクリーン上に拡大投影される。   The excitation light source 1, the light source 34, and the light source 36 are solid-state light emitting elements with a fast response speed and can be time-division controlled. Accordingly, each color light is modulated by the DMD element 43 in a time division manner for each color light. Each color light reflected by the DMD element 43 enters the projection lens 44 and is enlarged and projected on a screen (not shown).

ここでは、映像表示素子をDMD素子として説明したが、液晶型映像表示素子を用いた投写型映像表示装置にも適用できることは言うまでもない。   Although the video display element has been described here as a DMD element, it is needless to say that the present invention can also be applied to a projection type video display apparatus using a liquid crystal type video display element.

1…励起光源、2…励起光、3…コリメートレンズ、4…ダイクロイックミラー、5…集光レンズ、6…金属部材、7…蛍光体、8…蛍光光、9…ロッドレンズ、200…未変換励起光 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Excitation light source, 2 ... Excitation light, 3 ... Collimating lens, 4 ... Dichroic mirror, 5 ... Condensing lens, 6 ... Metal member, 7 ... Phosphor, 8 ... Fluorescent light, 9 ... Rod lens, 200 ... Unconverted Excitation light

Claims (6)

励起光を発光する光源と、
前記光源からの励起光を集光する集光レンズと、
前記集光レンズで集光した励起光が入射される金属部材と、を備え、
前記金属部材は、前記集光レンズで集光した励起光が入射される部位に凹部を有し、当該凹部の中に励起光から蛍光光を生成するための蛍光体が塗布されており、
前記蛍光体で励起された蛍光光が前記集光レンズに入射するよう構成されており、
前記凹部の開口部に、テーパ形状を有する硝子部材を備える
ことを特徴とする光源装置。
A light source that emits excitation light;
A condensing lens for condensing excitation light from the light source;
A metal member on which the excitation light condensed by the condenser lens is incident,
The metal member has a recess at a site where excitation light collected by the condenser lens is incident, and a phosphor for generating fluorescent light from the excitation light is applied in the recess,
The fluorescent light excited by the phosphor is configured to enter the condenser lens ,
A light source device comprising a glass member having a tapered shape at an opening of the recess .
前記凹部はテーパ形状である、請求項1記載の光源装置。   The light source device according to claim 1, wherein the recess has a tapered shape. 前記蛍光体は、前記凹部の中の少なくとも2面に塗布されている、請求項1又は2記載の光源装置。   The light source device according to claim 1, wherein the phosphor is applied to at least two surfaces in the recess. 前記蛍光体は、前記凹部の深さの半分より奥の領域に塗布されている、請求項1乃至3いずれか記載の光源装置。   The light source device according to claim 1, wherein the phosphor is applied to a region deeper than half of the depth of the recess. 光源装置と、
映像表示素子と、
前記光源装置からの光を前記映像表示素子に照射する複数の光学素子を有する照明光学系と、
前記映像表示素子で形成された光学像を拡大して投影する投写レンズと、を備えた投写型映像表示装置において、前記光源装置は、
励起光を発光する光源と、
前記光源からの励起光を集光する集光レンズと、
前記集光レンズで集光した励起光が入射される金属部材と、を備え、
前記金属部材は、前記集光レンズで集光した励起光が入射される部位に凹部を有し、当該凹部の中に励起光から蛍光光を生成するための蛍光体が塗布されており、
前記蛍光体で励起された蛍光光が前記集光レンズに入射するよう構成されており、
前記凹部の開口部に、テーパ形状を有する硝子部材を備える
ことを特徴とする投写型映像表示装置。
A light source device;
An image display element;
An illumination optical system having a plurality of optical elements that irradiate the image display element with light from the light source device;
In a projection display apparatus comprising a projection lens that magnifies and projects an optical image formed by the image display element, the light source device includes:
A light source that emits excitation light;
A condensing lens for condensing excitation light from the light source;
A metal member on which the excitation light condensed by the condenser lens is incident,
The metal member has a recess at a site where excitation light collected by the condenser lens is incident, and a phosphor for generating fluorescent light from the excitation light is applied in the recess,
The fluorescent light excited by the phosphor is configured to enter the condenser lens ,
A projection-type image display device comprising a glass member having a tapered shape at an opening of the recess .
前記光源装置は、固体発光素子を励起光として、蛍光体を励起したものである、請求項記載の投写型映像表示装置。 6. The projection display apparatus according to claim 5 , wherein the light source device is obtained by exciting a phosphor using a solid light emitting element as excitation light.
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