JP5915317B2 - Light source device, projector device, and light source driving method - Google Patents
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Description
本発明は、レーザ光を用いる光源装置、この光源装置の出力光を投影するプロジェクタ装置、及び光源装置を駆動するための光源駆動方法に関する。 The present invention relates to a light source device using laser light, a projector device that projects output light of the light source device, and a light source driving method for driving the light source device.
プロジェクタ装置は、光源装置として水銀ランプに代えて発光ダイオード(LED)、レーザダイオード(LD)等の半導体光源が用いられている。この光源装置としては、RGBの3原色をレーザ光とする超広色域のものがある。この光源装置は、例えば照明装置や画像表示装置等の種々の光源として利用されている。 In the projector device, a semiconductor light source such as a light emitting diode (LED) or a laser diode (LD) is used instead of a mercury lamp as a light source device. As this light source device, there is an ultra-wide color gamut that uses three primary colors of RGB as laser light. This light source device is used as various light sources such as a lighting device and an image display device.
このうちG色のレーザダイオードでは、ハイパワーのものが実現しておらず、例えば輝度3000lm以上の高輝度のプロジェクタ装置を実現するためには、かなりの数量のレーザダイオードを用いる必要がある。例えば、G色のレーザダイオードとして連続(CW)で出力0.5W、中心波長532nm、輝度610lmのものを用いて輝度3000lmを達成するには、光学系の効率を40%とすると、出力12.3Wが必要となり、このためには、G色のデューティ(Duty)を50%と仮定すると、50個のG色のレーザダイオードが必要になる。 Of these, the G laser diode has not been realized with a high power. For example, in order to realize a projector device with a luminance of 3000 lm or more, it is necessary to use a considerable number of laser diodes. For example, in order to achieve a luminance of 3000 lm using a G laser diode having a continuous (CW) output of 0.5 W, a center wavelength of 532 nm, and a luminance of 610 lm, assuming that the efficiency of the optical system is 40%, the output is 12. 3 W is required. For this purpose, assuming that the duty of the G color is 50%, 50 G laser diodes are required.
一方、光源装置には、レーザ光等の励起光を照射することにより当該励起光の波長と異なる波長の光、例えばB色のレーザ光を照射してG色を発光する蛍光体を設け、これによりG色の輝度を高くするものがある。
しかしながら、輝度を優先すると広い半値幅を発光する蛍光体を用いなければならず、G色の色域を広げることができず、AdobeRGB等の広色域規格を満たすことが出来ない。
On the other hand, the light source device is provided with a phosphor that emits G color by irradiating light of a wavelength different from the wavelength of the excitation light, for example, B laser light, by irradiating excitation light such as laser light. Some increase the luminance of G color.
However, if priority is given to luminance, a phosphor that emits a wide half-value width must be used, and the G color gamut cannot be expanded, and a wide color gamut standard such as AdobeRGB cannot be satisfied.
本発明の目的は、G色の色域を広げ、高輝度を得ることができる光源装置、プロジェクタ装置及び光源駆動方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a light source device, a projector device, and a light source driving method capable of widening the G color gamut and obtaining high luminance.
本発明の主要な局面に係る光源装置は、青色波長領域の光を射出する青色光源と、赤色波長領域の光を射出する赤色光源と、緑色波長領域の光を射出する緑色光源と、前記青色光源の光を励起光として受けて、前記緑色波長領域を含む波長領域の光を射出する蛍光体と、前記青色光源からの光、前記赤色光源からの光、前記緑色光源のからの光、及び前記蛍光体からの光を同一光路上へ導く光学系とを備え、前記緑色光源から射出される光は、前記蛍光体へ照射され、前記蛍光体内で拡散される。 A light source device according to a main aspect of the present invention includes a blue light source that emits light in a blue wavelength region, a red light source that emits light in a red wavelength region, a green light source that emits light in a green wavelength region, and the blue light source. A phosphor that receives light from a light source as excitation light and emits light in a wavelength region including the green wavelength region, light from the blue light source, light from the red light source, light from the green light source, and And an optical system that guides light from the phosphor onto the same optical path, and light emitted from the green light source is irradiated onto the phosphor and diffused in the phosphor.
本発明の主要な局面に係る光源装置は、青色波長領域の光を射出する第1の青色光源及び第2の青色光源と、赤色波長領域の光を射出する赤色光源と、緑色波長領域の光を射出する緑色光源と、前記第1の青色光源の光を励起光として受けて、前記緑色波長領域を含む波長領域の光を射出する蛍光体と、前記第2の青色光源からの光、前記赤色光源からの光、前記緑色光源のからの光、及び前記蛍光体からの光を同一光路上へ導く光学系とを備え、前記緑色光源から射出される光は、前記蛍光体へ照射され、前記蛍光体内で拡散される。 A light source device according to a main aspect of the present invention includes a first blue light source and a second blue light source that emit light in a blue wavelength region, a red light source that emits light in a red wavelength region, and light in a green wavelength region. A green light source that emits light, a phosphor that receives light of the first blue light source as excitation light, and emits light in a wavelength region including the green wavelength region, light from the second blue light source, An optical system that guides the light from the red light source, the light from the green light source, and the light from the phosphor on the same optical path, and the light emitted from the green light source is irradiated to the phosphor, Diffused in the phosphor.
本発明の主要な局面に係るプロジェクタ装置は、光源装置と、表示素子と、前記光源装置からの光を前記表示素子に導く光源側光学系と、前記表示素子から射出された画像を投影する投影光学系と、前記光源装置及び表示素子を制御する制御手段とを備え、前記光源装置が、請求項1乃至8の何れか一項に記載の光源装置である。
本発明の主要な局面に係る光源駆動方法は、励起光を射出する第1のレーザ光源と、前記励起光を受けて緑色波長領域を含む波長領域の光を射出する蛍光体と、緑色波長領域の光を射出する第2のレーザ光源とを備え、異なる波長領域の光を循環的に時分割で順次出射する光源装置の光源駆動方法において、前記第1のレーザ光源からの励起光を受けて前記蛍光体が前記緑色波長領域を含む波長領域の光を射出している際に、前記第2のレーザ光源を同時に駆動させて前記緑色波長領域の光を前記蛍光体によって拡散させ、前記緑色波長領域を含む波長領域の光と、拡散された前記緑色波長領域の光と、を合成して出力する。
A projector device according to a main aspect of the present invention includes a light source device, a display element, a light source side optical system that guides light from the light source device to the display element, and a projection that projects an image emitted from the display element. An optical system and a control means for controlling the light source device and the display element are provided, and the light source device is the light source device according to any one of
A light source driving method according to a main aspect of the present invention includes a first laser light source that emits excitation light, a phosphor that receives the excitation light and emits light in a wavelength region including a green wavelength region, and a green wavelength region. And a second laser light source that emits the light of the same, and in a light source driving method of a light source device that sequentially emits light in different wavelength regions in a time-division manner, receiving excitation light from the first laser light source When the phosphor emits light in a wavelength region including the green wavelength region, the second laser light source is simultaneously driven to diffuse the light in the green wavelength region by the phosphor , and the green wavelength The light in the wavelength region including the region and the diffused light in the green wavelength region are combined and output.
本発明によれば、G色の色域を広げ、高輝度を得ることができる光源装置、プロジェクタ装置及び光源駆動方法を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a light source device, a projector device, and a light source driving method capable of widening the G color gamut and obtaining high luminance.
[第1の実施の形態]
以下、本発明の第1の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は光源装置の構成図を示す。この本装置は、R色レーザ光を出力するR色レーザダイオードR−LDと、G色レーザ光を出力するG色レーザダイオードG−LDと、B色レーザ光を出力するB色レーザダイオードB−LDとを備える。各波長領域は例えば、R色は、620〜660nm、G色は、500nm〜590nm、B色は、440nm〜460nmなどである。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a configuration diagram of a light source device. This apparatus includes an R color laser diode R-LD that outputs an R color laser beam, a G color laser diode G-LD that outputs a G color laser beam, and a B color laser diode B- that outputs a B color laser beam. LD. For example, each wavelength region is 620 to 660 nm for R color, 500 nm to 590 nm for G color, and 440 nm to 460 nm for B color.
これらR色、G色、B色レーザダイオードR−LD、G−LD、B−LDからそれぞれ出力されるR色、G色、B色の各レーザ光は、以下の光学系PによりG色の輝度の高くなった照明光Sとして出力される。以下、光学系Pの構成について説明する。
G色レーザダイオードG−LDとB色レーザダイオードB−LDとの各出力光路上には、第1のビームスプリッタBS1が配置されている。この第1のビームスプリッタBS1は、G色レーザダイオードG−LDから出力されたG色レーザ光を反射すると共に、B色レーザダイオードB−LDから出力されたB色レーザ光を透過し、これらG色レーザ光とB色レーザ光とを同一光路上に出力する。
The R, G, and B laser beams respectively output from the R, G, and B laser diodes R-LD, G-LD, and B-LD are converted into G colors by the following optical system P. It is output as illumination light S with increased brightness. Hereinafter, the configuration of the optical system P will be described.
A first beam splitter BS1 is disposed on each output optical path of the G color laser diode G-LD and the B color laser diode B-LD. The first beam splitter BS1 reflects the G laser beam output from the G laser diode G-LD and transmits the B laser beam output from the B laser diode B-LD. The color laser beam and the B color laser beam are output on the same optical path.
第1のビームスプリッタBS1とR色レーザダイオードR−LDとの各出力光路上には、第2のビームスプリッタBS2が配置されている。この第2のビームスプリッタBS2は、R色レーザダイオードR−LDから出力されたR色レーザ光を反射すると共に、ビームスプリッタBS1を透過したG色とB色との各レーザ光を同一光路上に出力する。
第1と第2のビームスプリッタBS1、BS2を透過する光路上には、第3のビームスプリッタGRM1と、各光学レンズ1、2と、回転体としての蛍光体ホイール3aとが配置されている。なお、蛍光体ホイール3aは、各光学レンズ1、2の間の光路上に配置されている。
A second beam splitter BS2 is disposed on each output optical path of the first beam splitter BS1 and the R color laser diode R-LD. The second beam splitter BS2 reflects the R color laser light output from the R color laser diode R-LD, and transmits the G and B laser beams transmitted through the beam splitter BS1 on the same optical path. Output.
A third beam splitter GRM1,
第3のビームスプリッタGRM1は、後述の構成であり、一方の面側(R色レーザダイオードR−LD側)に入射したG色、R色及びB色の各レーザ光を透過し、かつ他方の面側(蛍光体ホイール3a側)から入射したG色を反射する。なお、G色、R色及びB色などの複数色は、例えばGRB色等のように省略して記載する。
The third beam splitter GRM1 has a configuration to be described later, and transmits each of the G, R, and B laser beams incident on one surface side (R color laser diode R-LD side) and the other side. G color incident from the surface side (
図2は第3のビームスプリッタGRM1の構成図を示す。この第3のビームスプリッタGRM1は、RGB色の各レーザ光を透過する(可視光領域の波長光を透過する)透過領域Hが中央部に設けられている。この第3のビームスプリッタGRM1は、例えば他方の面側(蛍光体ホイール3a側)にG色を反射する反射膜を形成し、かつ透過領域Hには反射膜の形成を施さないものとなっている。なお、透過領域Hは、機械的な孔を形成してもよい。このような構成で、一方の面側(R色レーザダイオードR−LD側)ではG色光を透過し、他方の面側(蛍光体ホイール3a側)ではG色光を反射する。
この第3のビームスプリッタGRM1の反射光路上には、光学レンズ4を介して第4のビームスプリッタGRM2が配置されている。この第4のビームスプリッタGRM2は、G色の波長領域の波長光を反射して、G色の波長領域外の波長光を透過する。すなわち、G色レーザ光を反射し、RB色の各光を透過する。
FIG. 2 shows a configuration diagram of the third beam splitter GRM1. The third beam splitter GRM1 is provided with a transmission region H in the central portion that transmits each of the RGB laser beams (transmits light in the visible light region). In the third beam splitter GRM1, for example, a reflection film that reflects G color is formed on the other surface side (
On the reflected light path of the third beam splitter GRM1, the fourth beam splitter GRM2 is arranged via the
又、各光学レンズ1、2の光路上で、蛍光体ホイール3aの光透過側には、ミラー5が配置され、このミラー5の反射光路上に光学レンズ6とミラー7とが配置されている。そして、このミラー7の反射光路上には、光学レンズ8を介して上記第4のビームスプリッタGRM2と、光学レンズ9と、ライトトンネル(LT)10とが配置されている。なお、ライトトンネル10は、カライドスコープを用いても良い。このライトトンネル10は、入射光の光断面における光強度を均一化する。このライトトンネル10の出力光が当該光源装置から出力される照明光Sとなる。この光源装置から出力される照明光Sは、例えばプロジェクタ装置のマイクロミラー素子(DMD)に送られる。このマイクロミラー素子は、例えばWXGA(Wide eXtended Graphic Array)であり、複数の微小ミラーをアレイ状に配列、例えば横×縦(1250×800画素)で複数の微小ミラーを配列して成る表示素子で、これら微小ミラーの各傾斜角度をそれぞれ高速にオン・オフ動作して画像を表示することで、その反射光により光像を形成する。
A
上記蛍光体ホイール3aは、B色レーザ光の照射によりG色の蛍光を発生する。この蛍光体ホイール3aは、例えばB色レーザ光が当該蛍光体ホイール3aの表面に対して垂直方向に入射すると、この垂直方向に対しての発光角度θ(単位°)の範囲の方向に蛍光を発する。図3は当該発光角度θに対する蛍光の光量の割合を示す。同図から発光角度θが例えば10°未満の範囲であれば、光量の損失が少ない。すなわち、第3のビームスプリッタGRM1の透過領域Hに入射する発光光はわずかであり、発光光のほとんどは、光学レンズ1を通して第3のビームスプリッタGRM1の透過領域Hに入射せず、当該透過領域Hの外周側に形成されている反射膜で反射し、光学レンズ4に伝達される。
The
図4(a)(b)は蛍光体ホイール3aの構成を説明するもので、同図(a)は蛍光体ホイール3aの構成図、同図(b)は蛍光体ホイール3aの機能を示す。この蛍光体ホイール3aは、円板状に形成され、外周縁部に蛍光領域(以下、蛍光板と称する)3−1と、拡散領域(以下、拡散板と称する)3−2とが形成されている。この蛍光体ホイール3aの中心部は、駆動モータ11の回転軸に連結されており、この蛍光体ホイール3aは、後述の制御部12による制御で制御された駆動モータ11の駆動により矢印A方向に回転する。
FIGS. 4A and 4B illustrate the configuration of the
蛍光板3−1は、金属を基板として高反射膜を施して成り、該高反射膜の表面に蛍光体を含有する構成である。この蛍光板3−1は、例えばB色のレーザ光が照射されると、蛍光体の蛍光作用によってG色を発光する。
拡散板3−2は、ガラスを基板として、サンドブラストやエッチングによって形成され、入射光を拡散させる拡散面を備え、さらに可視光領域の光を透過するAR膜と、を施して成る。この拡散板3−2には、蛍光体が含有しない。この拡散板3−2は、例えばR色とG色の各レーザ光が照射されると、これらRG色の各レーザ光を拡散透過する。
The fluorescent plate 3-1 is configured by applying a highly reflective film using a metal as a substrate, and includes a phosphor on the surface of the highly reflective film. For example, when a B-color laser beam is irradiated, the fluorescent plate 3-1 emits a G color by the fluorescent action of the phosphor.
The diffusion plate 3-2 is formed by sandblasting or etching using glass as a substrate, and has a diffusion surface for diffusing incident light, and an AR film that transmits light in the visible light region. The diffusion plate 3-2 does not contain a phosphor. For example, when the R and G laser beams are irradiated, the diffusion plate 3-2 diffuses and transmits the RG laser beams.
制御部12は、各セグメントに対応して、RGB色の各レーザダイオードR−LD、G−LD、B−LDを各々駆動する。また制御部12は、各セグメントに対応して、蛍光体ホイール3aの適切な位置に各レーザ光が照射されるように、駆動モータ11を駆動して蛍光体ホイール3aを回転させる。
The
次に、上記の如く構成された本装置の動作について図5(a)(b)(c)に示す各モード別に説明する。
本装置は、高輝度モードと、最高輝度モードと、LD純色モードとを有する。高輝度モードは、G色の照明光の輝度を高くする。最高輝度モードは、高輝度モードよりもさらに照明光の輝度を高くする。LD純色モードは、RGB色の各レーザダイオードR−LD、G−LD、B−LDから出力されるRGB色の各レーザ光による照明光を出力する。
Next, the operation of this apparatus configured as described above will be described for each mode shown in FIGS. 5 (a), 5 (b), and 5 (c).
This apparatus has a high luminance mode, a maximum luminance mode, and an LD pure color mode. In the high luminance mode, the luminance of the G illumination light is increased. The highest luminance mode further increases the luminance of the illumination light than the high luminance mode. In the LD pure color mode, illumination light is output by the RGB laser beams output from the RGB laser diodes R-LD, G-LD, and B-LD.
(a)高輝度モード
制御部12は、駆動モータ11を駆動して蛍光体ホイール3aを図4(a)に示すように矢印A方向に回転させる。制御部12は、高輝度モードにおいて、例えばRGB色の順序で照明光Sを出力する。
先ず、R色の照明光Sを出力するとき(Rセグメント)、制御部12は、上記図5(a)に示す制御内容に従い、R色レーザダイオードR−LDを駆動すると共に、他のGB色の各レーザダイオードG−LD、B−LDの駆動を停止する。
(A) High brightness mode
The
First, when outputting the R illumination light S (R segment), the
このR色レーザダイオードR−LDから出力されたR色レーザ光は、第2のビームスプリッタBS2で反射し、第3のビームスプリッタGRM1の透過領域Hを透過し、光学レンズ1を通って、蛍光体ホイール3aの拡散板3−2に照射される。R色レーザ光は、拡散板3−2で拡散され、光学レンズ2を通り、ミラー5で反射され、光学レンズ6を通り、ミラー7で反射され、さらに光学レンズ8を通って第4のビームスプリッタGRM2に入射する。そして、R色レーザ光は、第4のビームスプリッタGRM2を透過し、光学レンズ9を通り、ライトトンネル10によりその光断面における光強度を均一化され、R色照明光Sとして出力される。
The R-color laser beam output from the R-color laser diode R-LD is reflected by the second beam splitter BS2, passes through the transmission region H of the third beam splitter GRM1, passes through the
次に、G色照明光Sを出力するとき(Gセグメント)、制御部12は、図5(a)に示すように、GB色の各レーザダイオードG−LD、B−LDを同時に駆動すると共に、他のR色レーザダイオードR−LDの駆動を停止する。
G色レーザダイオードG−LDから出力されたG色レーザ光は、第1のビームスプリッタBS1で反射し、第2のビームスプリッタBS2を透過し、第3のビームスプリッタGRM1の透過領域Hを透過し、光学レンズ1を通って、蛍光体ホイール3aの蛍光板3−1に照射される。
G色レーザ光は、蛍光体内での拡散によって拡散光となり、蛍光板3−1の高反射膜により反射され、さらに第3のビームスプリッタGRM1でも反射され、光学レンズ4を通り、第4のビームスプリッタGRM2に入射する。
Next, when the G color illumination light S is output (G segment), the
The G-color laser light output from the G-color laser diode G-LD is reflected by the first beam splitter BS1, passes through the second beam splitter BS2, and passes through the transmission region H of the third beam splitter GRM1. The fluorescent plate 3-1 of the
The G-color laser light becomes diffused light by diffusion in the phosphor, is reflected by the highly reflective film of the fluorescent plate 3-1, is further reflected by the third beam splitter GRM1, passes through the
これと共に、B色のレーザダイオードB−LDから出力されたB色レーザ光は、第1と第2のビームスプリッタBS1、BS2を透過し、第3のビームスプリッタGRM1の透過領域Hを透過し、光学レンズ1を通って、蛍光体ホイール3aの蛍光板3−2に照射される。この蛍光板3−2は、B色レーザ光の照射によりG色の蛍光を発する。このG色の蛍光は、G色レーザ光の伝播光路と同様に、第3のビームスプリッタGRM1で反射され、光学レンズ4を通り、第4のビームスプリッタGRM2に入射する。
従って、G色レーザ光とG色の蛍光とは、合成されて第4のビームスプリッタGRM2に入射することになり、この第4のビームスプリッタGRM2で反射され、光学レンズ9を通り、ライトトンネル10によりその光断面における光強度を均一化され、G色の照明光Sとして出力される。
At the same time, the B-color laser beam output from the B-color laser diode B-LD is transmitted through the first and second beam splitters BS1 and BS2, and is transmitted through the transmission region H of the third beam splitter GRM1. The light passes through the
Accordingly, the G color laser light and the G color fluorescence are combined and enter the fourth beam splitter GRM2, reflected by the fourth beam splitter GRM2, passed through the optical lens 9, and passed through the
次に、B色の照明光Sを出力するとき(Bセグメント)、制御部12は、図5(a)に示すように、B色レーザダイオードB−LDを駆動すると共に、他のRG色の各レーザダイオードR−LD、G−LDの駆動を停止する。
B色レーザダイオードB−LDから出力されたB色レーザ光は、第1と第2のビームスプリッタBS1、BS2を透過し、第3のビームスプリッタGRM1の透過領域Hを透過し、光学レンズ1を通って、蛍光体ホイール3aの拡散板3−2に照射される。
Next, when outputting the B color illumination light S (B segment), the
The B-color laser light output from the B-color laser diode B-LD is transmitted through the first and second beam splitters BS1 and BS2, is transmitted through the transmission region H of the third beam splitter GRM1, and passes through the
B色レーザ光は、拡散板3−2により拡散され、光学レンズ2を通り、ミラー5で反射され、光学レンズ6を通り、ミラー7で反射され、さらに光学レンズ8を通って第4のビームスプリッタGRM2に入射する。そして、B色レーザ光は、第4のビームスプリッタGRM2を透過し、光学レンズ9を通り、ライトトンネル10によりその光断面における光強度を均一化され、B色の照明光Sとして出力される。
これ以降、本装置からは、RGB色の順序で繰り返しながら照明光Sが出力される。
このように高輝度モードでは、G色の照明光Sを出力するとき、GB色の各レーザダイオードG−LD、B−LDを同時に駆動し、G色レーザ光とG色の蛍光とを合成したG色の照明光Sとして出力するので、G色レーザ光の輝度を補って高輝度のG色の照明光Sを出力することができ、またG色の色域を広げることができる。
The B color laser light is diffused by the diffusing plate 3-2, passes through the optical lens 2, is reflected by the
Thereafter, the illumination light S is output from the apparatus while repeating in the order of RGB colors.
As described above, in the high luminance mode, when the G illumination light S is output, each of the GB laser diodes G-LD and B-LD is simultaneously driven to synthesize the G laser light and the G fluorescence. Since it is output as the G color illumination light S, the luminance of the G color laser light can be supplemented to output the high brightness G color illumination light S, and the G color gamut can be expanded.
(b)最高輝度モード
この最高輝度モードでは、上記高輝度モードの動作と同一の動作についてその説明を省略し、相違する動作について説明する。
この最高輝度モードは、RGB色の照明光Sを出力するときの動作が上記高輝度モードの動作と同一で、上記高輝度モードの動作に加えてマゼンタ(M)色の照明光Sを出力する。
M色の照明光Sを出力するとき(Mセグメント)、制御部12は、上記図5(b)に示す制御内容に従い、RB色の各レーザダイオードR−LD、B−LDを同時に駆動すると共に、他のG色レーザダイオードG−LDの駆動を停止する。
(B) Maximum brightness mode
In the maximum luminance mode, the description of the same operation as that in the high luminance mode is omitted, and a different operation will be described.
In the highest luminance mode, the operation when outputting the RGB illumination light S is the same as the operation in the high luminance mode, and in addition to the operation in the high luminance mode, the magenta (M) color illumination light S is output. .
When outputting the M illumination light S (M segment), the
R色レーザダイオードR−LDから出力されたR色レーザ光は、第2のビームスプリッタBS2で反射し、第3のビームスプリッタGRM1の透過領域Hを透過し、光学レンズ1を通って、蛍光体ホイール3aの拡散板3−2に照射される。R色レーザ光は、拡散板3−2で拡散され、光学レンズ2を通り、ミラー5で反射され、光学レンズ6を通り、ミラー7で反射され、さらに光学レンズ8を通って第4のビームスプリッタGRM2に入射する。
The R-color laser beam output from the R-color laser diode R-LD is reflected by the second beam splitter BS2, passes through the transmission region H of the third beam splitter GRM1, passes through the
これと共に、B色レーザダイオードB−LDから出力されたB色レーザ光は、第1と第2のビームスプリッタBS1、BS2を透過し、第3のビームスプリッタGRM1の透過領域Hを透過し、光学レンズ1を通って、蛍光体ホイール3aの拡散板3−2に照射される。このB色レーザ光は、拡散板3−2で拡散され、R色レーザ光の伝播光路と同様に、光学レンズ2を通り、ミラー5で反射され、光学レンズ6を通り、ミラー7で反射され、さらに光学レンズ8を通って第4のビームスプリッタGRM2に入射する。
At the same time, the B-color laser light output from the B-color laser diode B-LD is transmitted through the first and second beam splitters BS1 and BS2, and is transmitted through the transmission region H of the third beam splitter GRM1. It irradiates the diffusion plate 3-2 of the
従って、RB色の各レーザ光は、合成されてM色レーザ光となり、このM色レーザ光は、第4のビームスプリッタGRM2に入射することになり、この第4のビームスプリッタGRM2で透過され、光学レンズ9を通り、ライトトンネル10によりその光断面における光強度を均一化され、M色の照明光Sとして出力される。
これ以降、本装置からは、RGB色の順序で繰り返しながら照明光Sが出力される。
Therefore, each RB color laser beam is combined into an M color laser beam, and this M color laser beam is incident on the fourth beam splitter GRM2, and is transmitted through the fourth beam splitter GRM2. After passing through the optical lens 9, the
Thereafter, the illumination light S is output from the apparatus while repeating in the order of RGB colors.
このように最高輝度モードでは、G色の照明光Sを出力するとき、GB色の各レーザダイオードG−LD、B−LDを同時に駆動し、G色レーザ光とG色の蛍光とを合成したG色の照明光Sとして出力し、これに加えてRB色の各レーザダイオードR−LD、B−LDを同時に駆動し、RB色の各レーザ光を合成してM色の照明光Sとして出力するので、G色レーザ光の輝度を補って高輝度のG色の照明光Sを出力でき、G色の色域を広げることができ、かつ高輝度のM色の照明光Sを出力でき、より高輝度の照明光Sを出力できる。 Thus, in the highest luminance mode, when the G color illumination light S is output, each of the GB laser diodes G-LD and B-LD is simultaneously driven to synthesize the G color laser light and the G color fluorescence. G color illumination light S is output, and in addition to this, the RB laser diodes R-LD and B-LD are simultaneously driven, and the RB color laser lights are synthesized and output as M color illumination light S. Therefore, the luminance of the G color laser light can be supplemented to output the high luminance G illumination light S, the G color gamut can be expanded, and the high luminance M illumination light S can be output. Higher-intensity illumination light S can be output.
(c)LD純色モード
このLD純色モードでは、上記高輝度モードの動作と同一の動作についてその説明を省略し、相違する動作について説明する。
このLD純色モードは、RB色の照明光Sを出力するとき(Rセグメント、Bセグメント)の動作が上記高輝度モードの動作と同一で、G色の照明光Sを出力するとき(Gセグメント)にG色レーザダイオードG−LDのみを駆動する。すなわち、LD純色モードは、RGB色の照明光Sを出力するときに、RGB色の各レーザダイオードR−LD、G−LD、B−LDをそれぞれ個別に駆動する。
(C) LD pure color mode
In the LD pure color mode, the description of the same operation as that in the high luminance mode is omitted, and a different operation will be described.
In the LD pure color mode, when the RB illumination light S is output (R segment, B segment), the operation is the same as that in the high luminance mode, and the G illumination light S is output (G segment). Only the G laser diode G-LD is driven. That is, in the LD pure color mode, when the RGB illumination light S is output, the RGB laser diodes R-LD, G-LD, and B-LD are individually driven.
G色の照明光Sを出力するとき(Gセグメント)、制御部12は、上記図5(c)に示す制御内容に従い、G色レーザダイオードG−LDのみを駆動し、他のRB色のレーザダイオードR−LD、B−LDの駆動を停止する。
G色レーザダイオードG−LDから出力されたG色レーザ光は、第1のビームスプリッタBS1で反射し、第2のビームスプリッタBS2を透過し、第3のビームスプリッタGRM1の透過領域Hを透過し、光学レンズ1を通って、蛍光体ホイール3aの蛍光板3−1に照射される。
G色レーザ光は、蛍光体内での拡散によって拡散光となり、蛍光板3−1の高反射膜により反射され、さらに第3のビームスプリッタGRM1でも反射され、光学レンズ4を通り、第4のビームスプリッタGRM2に入射する。このG色レーザ光は、第4のビームスプリッタGRM2で反射し、光学レンズ9を通り、ライトトンネル10によりその光断面における光強度を均一化され、G色の照明光Sとして出力される。
このようにLD純色モードでは、RGB各色の照明光Sを出力するときに、各レーザダイオードR−LD、G−LD、B−LDをそれぞれ個別に駆動して、各レーザ光から出力されるRGB各色の波長帯域の光がそのまま照明光Sとなるため、より色域の広い照明光Sを出力できる。
When the G color illumination light S is output (G segment), the
The G-color laser light output from the G-color laser diode G-LD is reflected by the first beam splitter BS1, passes through the second beam splitter BS2, and passes through the transmission region H of the third beam splitter GRM1. The fluorescent plate 3-1 of the
The G-color laser light becomes diffused light by diffusion in the phosphor, is reflected by the highly reflective film of the fluorescent plate 3-1, is further reflected by the third beam splitter GRM1, passes through the
As described above, in the LD pure color mode, when the RGB illumination light S is output, the laser diodes R-LD, G-LD, and B-LD are individually driven, and the RGB output from each laser light. Since the light in the wavelength band of each color becomes the illumination light S as it is, the illumination light S with a wider color gamut can be output.
このように上記第1の実施の形態によれば、高輝度モードにおいて、G色の照明光Sを出力するとき、GB色の各レーザダイオードG−LD、B−LDを同時に駆動し、G色レーザ光とG色の蛍光とを合成したG色の照明光Sとして出力するので、G色レーザ光の輝度を補って高輝度のG色の照明光Sを出力することができ、またG色の色域を広げることができる。この場合、G色レーザダイオードG−LDから出力されるG色レーザ光は、蛍光板3−1で蛍光体内での拡散によって拡散されるので、スペックルを抑制できる。 As described above, according to the first embodiment, when the G illumination light S is output in the high luminance mode, the laser diodes G-LD and B-LD of the GB color are simultaneously driven to obtain the G color. Since the G color illumination light S, which is a combination of the laser light and the G color fluorescence, is output, the brightness of the G color laser light can be supplemented to output the high brightness G color illumination light S. The color gamut can be expanded. In this case, the G color laser light output from the G color laser diode G-LD is diffused by diffusion in the phosphor in the fluorescent plate 3-1, so that speckle can be suppressed.
又、最高輝度モードにおいて、高輝度モードに加えて、RB色の各レーザダイオードR−LD、B−LDを同時に駆動し、RB色の各レーザ光を合成してM色の照明光Sとして出力するので、G色レーザ光の輝度を補って高輝度のG色の照明光Sを出力でき、G色の色域を広げることができ、かつ高輝度のM色の照明光Sを出力でき、より高輝度の照明光Sを出力できる。
又、LD純色モードにおいて、各レーザダイオードR−LD、G−LD、B−LDをそれぞれ個別に駆動して、各レーザ光から出力されるRGB各色の波長帯域の光がそのまま照明光Sとして出力されるので、より色域の広い照明光Sを出力できる。
In the highest luminance mode, in addition to the high luminance mode, the RB laser diodes R-LD and B-LD are simultaneously driven, and the RB laser beams are combined and output as M illumination light S. Therefore, the luminance of the G color laser light can be supplemented to output the high luminance G illumination light S, the G color gamut can be expanded, and the high luminance M illumination light S can be output. Higher-intensity illumination light S can be output.
Also, in the LD pure color mode, each laser diode R-LD, G-LD, and B-LD is individually driven, and light in the wavelength band of each RGB color output from each laser beam is output as illumination light S as it is. Therefore, the illumination light S with a wider color gamut can be output.
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図1と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
図6は光源装置の構成図を示す。蛍光体ホイール3bは、B色レーザ光の照射によりG色の蛍光を発生する。この蛍光体ホイール3bは、上記蛍光体ホイール3aと同様に、例えばB色レーザ光が当該蛍光体ホイール3aの表面に対して垂直方向に入射すると、この垂直方向に対しての発光角度θの範囲の方向に蛍光を発する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
FIG. 6 shows a configuration diagram of the light source device. The
図7(a)(b)は蛍光体ホイール3bの構成を説明するもので、同図(a)は蛍光体ホイール3bの構成図、同図(b)は蛍光体ホイール3bの機能を示す。この蛍光体ホイール3bは、ガラスを基板として円板状に形成され、外周縁部に蛍光板3−3と拡散板3−2とが形成されている。蛍光板3−3では、G色の波長領域の波長光を反射し、G色の波長領域以外の波長光を透過する膜(GRM)を施されその表面に蛍光体を含有する。この蛍光板3−3は、例えばB色レーザ光が照射されると、蛍光体の蛍光作用によってG色を発光する。
FIGS. 7A and 7B illustrate the configuration of the
拡散板3−2では、ガラスの基板の一方の面にサンドブラストやエッチングによって入射光を拡散させる拡散面と、可視光領域の光を透過するAR膜と、を施されている。この拡散板3−2には、蛍光体が含有しない。この拡散板3−2は、例えばRG色の各レーザ光が照射されると、これらRG色の各レーザ光を拡散透過する。 In the diffusion plate 3-2, a diffusion surface that diffuses incident light by sandblasting or etching and an AR film that transmits light in the visible light region are provided on one surface of a glass substrate. The diffusion plate 3-2 does not contain a phosphor. For example, when each RG laser beam is irradiated, the diffusion plate 3-2 diffuses and transmits each RG laser beam.
この蛍光体ホイール3bは、蛍光板3−3にB色レーザ光が照射されると、この蛍光板3−3からG色の蛍光を発生すると共に当該G色の光を反射し、かつ拡散板3−2によりRB色の各レーザ光を透過拡散する。
制御部12は、各セグメントに対応して、RGB色の各レーザダイオードR−LD、G−LD、B−LDを各々駆動する。また制御部12は、各セグメントに対応して、蛍光体ホイール3bの適切な位置に各レーザ光が照射されるように、駆動モータ11を駆動して蛍光体ホイール3bを回転させる。
When the phosphor plate 3-3 is irradiated with B-color laser light, the
The
次に、上記の如く構成された本装置における動作について説明する。
本装置は、上記第1の実施の形態と同様に、高輝度モードと、最高輝度モードと、LD純色モードとを有する。
(a)高輝度モード
高輝度モードでは、上記第1の実施の形態と同様に、制御部12は、上記図5(a)に示す制御内容に従い、R色の照明光Sを出力するとき(Rセグメント)にR色レーザダイオードR−LDを駆動し、G色の照明光Sを出力するとき(Gセグメント)にGB色の各レーザダイオードG−LD、B−LDを同時に駆動すると共に、他のR色レーザダイオードR−LDの駆動を停止し、B色の照明光Sを出力するとき(Bセグメント)にB色レーザダイオードB−LDを駆動する。
G色の照明光Sを出力するとき(Gセグメント)は、G色レーザ光とG色の蛍光とが合成されて第4のビームスプリッタGRM2に入射し、この第4のビームスプリッタGRM2で反射され、光学レンズ9を通り、ライトトンネル10によりその光断面における光強度を均一化され、G色の照明光Sとして出力される。
Next, the operation of the apparatus configured as described above will be described.
Similar to the first embodiment, this apparatus has a high luminance mode, a maximum luminance mode, and an LD pure color mode.
(A) High brightness mode
In the high luminance mode, similarly to the first embodiment, the
When the G color illumination light S is output (G segment), the G color laser light and the G color fluorescence are combined, enter the fourth beam splitter GRM2, and are reflected by the fourth beam splitter GRM2. Then, the light passes through the optical lens 9, the
(b)最高輝度モード
この最高輝度モードでは、上記高輝度モードの動作と同一の動作についてその説明を省略し、相違する動作について説明する。
この最高輝度モードは、RGB色の照明光Sを出力するときの動作が上記高輝度モードの動作と同一で、図8に示す制御内容に従い、上記高輝度モードの動作に加えてY色とM色との照明光Sを出力する。
(B) Maximum brightness mode
In the maximum luminance mode, the description of the same operation as that in the high luminance mode is omitted, and a different operation will be described.
In the highest luminance mode, the operation when outputting the RGB illumination light S is the same as the operation in the high luminance mode, and in accordance with the control content shown in FIG. The illumination light S with color is output.
制御部12は、R色の照明光Sを出力するとき(Rセグメント)にR色レーザダイオードR−LDを駆動し、Y色の照明光Sを出力するとき(Yセグメント)にRGB色の各レーザダイオードR−LD、G−LD、B−LDを同時に駆動し、G色の照明光Sを出力するとき(Gセグメント)にGB色の各レーザダイオードG−LD、B−LDを同時に駆動し、M色の照明光Sを出力するとき(Mセグメント)にRB色の各レーザダイオードR−LD、B−LDを同時に駆動し、B色の照明光Sを出力するとき(Bセグメント)にB色レーザダイオードB−LDを駆動する。
The
Y色の照明光Sを出力するとき(Yセグメント)、R色レーザダイオードR−LDから出力されたR色レーザ光は、第2のビームスプリッタBS2で反射し、第3のビームスプリッタGRM1の透過領域Hを透過し、光学レンズ1を通って、蛍光体ホイール3bの蛍光板3−3に照射される。このR色レーザ光は、蛍光板3−3で拡散透過され、光学レンズ2を通り、ミラー5で反射され、光学レンズ6を通り、ミラー7で反射され、さらに光学レンズ8を通って第4のビームスプリッタGRM2に入射する。
When outputting the Y-color illumination light S (Y segment), the R-color laser light output from the R-color laser diode R-LD is reflected by the second beam splitter BS2 and transmitted through the third beam splitter GRM1. The light passes through the region H, passes through the
これと共に、G色レーザダイオードG−LDから出力されたG色レーザ光は、第1のビームスプリッタBS1で反射し、第2のビームスプリッタBS2を透過し、第3のビームスプリッタGRM1の透過領域Hを透過し、光学レンズ1を通って、蛍光体ホイール3bの蛍光板3−3に照射される。このG色レーザ光は、蛍光板3−3で拡散反射され、さらに第3のビームスプリッタGRM1で反射され、光学レンズ4を通り、第4のビームスプリッタGRM2に入射する。
At the same time, the G-color laser light output from the G-color laser diode G-LD is reflected by the first beam splitter BS1, passes through the second beam splitter BS2, and passes through the transmission region H of the third beam splitter GRM1. Is transmitted through the
さらに、B色レーザダイオードB−LDから出力されたB色レーザ光は、第1と第2のビームスプリッタBS1、BS2を透過し、第3のビームスプリッタGRM1の透過領域Hを透過し、光学レンズ1を通って、蛍光体ホイール3bの蛍光板3−3に照射される。この蛍光板3−3は、B色レーザ光の照射によりG色の蛍光を発する。このG色の蛍光は、G色レーザ光の伝播光路と同様に、第3のビームスプリッタGRM1で反射され、光学レンズ4を通り、第4のビームスプリッタGRM2に入射する。
Further, the B-color laser light output from the B-color laser diode B-LD is transmitted through the first and second beam splitters BS1 and BS2, and is transmitted through the transmission region H of the third beam splitter GRM1 to form an optical lens. 1 is irradiated onto the fluorescent plate 3-3 of the
この第4のビームスプリッタGRM2では、R色レーザ光とG色レーザ光とG色の蛍光とが入射し、これらが合成されてY色の照明光Sとなる。このY色の照明光Sは、光学レンズ9を通り、ライトトンネル10によりその光断面における光強度を均一化され、Y色の照明光Sとして出力される。
In the fourth beam splitter GRM2, R-color laser light, G-color laser light, and G-color fluorescence are incident, and these are combined to become Y-color illumination light S. The Y-color illumination light S passes through the optical lens 9, the light intensity in the light section is made uniform by the
M色の照明光Sを出力するとき(Mセグメント)、制御部12は、図5(b)に示すように、RB色の各レーザダイオードR−LD、B−LDを同時に駆動すると共に、他のG色レーザダイオードG−LDの駆動を停止する。
When outputting the illumination light S of M color (M segment), the
R色レーザダイオードR−LDから出力されたR色レーザ光は、第2のビームスプリッタBS2で反射し、第3のビームスプリッタGRM1の透過領域Hを透過し、光学レンズ1を通って、蛍光体ホイール3bの拡散板3−2に照射される。R色レーザ光は、拡散板3−2で拡散され、光学レンズ2を通り、ミラー5で反射され、光学レンズ6を通り、ミラー7で反射され、さらに光学レンズ8を通って第4のビームスプリッタGRM2に入射する。
The R-color laser beam output from the R-color laser diode R-LD is reflected by the second beam splitter BS2, passes through the transmission region H of the third beam splitter GRM1, passes through the
これと共に、B色レーザダイオードB−LDから出力されたB色レーザ光は、第1と第2のビームスプリッタBS1、BS2を透過し、第3のビームスプリッタGRM1の透過領域Hを透過し、光学レンズ1を通って、蛍光体ホイール3bの拡散板3−2に照射される。このB色レーザ光は、拡散板3−2で拡散され、R色レーザ光の伝播光路と同様に、光学レンズ2を通り、ミラー5で反射され、光学レンズ6を通り、ミラー7で反射され、さらに光学レンズ8を通って第4のビームスプリッタGRM2に入射する。
従って、RB色の各レーザ光は、合成されてM色レーザ光となり、このM色レーザ光は、第4のビームスプリッタGRM2に入射することになり、この第4のビームスプリッタGRM2で透過され、光学レンズ9を通り、ライトトンネル10によりその光断面における光強度を均一化され、M色の照明光Sとして出力される。
At the same time, the B-color laser light output from the B-color laser diode B-LD is transmitted through the first and second beam splitters BS1 and BS2, and is transmitted through the transmission region H of the third beam splitter GRM1. It irradiates the diffusion plate 3-2 of the
Therefore, each RB color laser beam is combined into an M color laser beam, and this M color laser beam is incident on the fourth beam splitter GRM2, and is transmitted through the fourth beam splitter GRM2. After passing through the optical lens 9, the
(c)LD純色モード
このLD純色モードでは、上記高輝度モードの動作と同一の動作についてその説明を省略し、相違する動作について説明する。
このLD純色モードは、RB色の照明光Sを出力するとき(Rセグメント、Bセグメント)の動作が上記高輝度モードの動作と同一で、上記図5(c)に示す制御内容に従い、G色の照明光Sを出力するとき(Gセグメント)にG色レーザダイオードG−LDのみを駆動する。すなわち、LD純色モードは、RGB色の照明光Sを出力するときに、RGB色の各レーザダイオードR−LD、G−LD、B−LDをそれぞれ個別に駆動する。
(C) LD pure color mode
In the LD pure color mode, the description of the same operation as that in the high luminance mode is omitted, and a different operation will be described.
In this LD pure color mode, the operation when the RB illumination light S is output (R segment, B segment) is the same as the operation in the high luminance mode, and according to the control content shown in FIG. When the illumination light S is output (G segment), only the G laser diode G-LD is driven. That is, in the LD pure color mode, when the RGB illumination light S is output, the RGB laser diodes R-LD, G-LD, and B-LD are individually driven.
このように上記第2の実施の形態によれば、最高輝度モードにおいて、Y色の照明光Sを出力するときにRGB色の各レーザダイオードR−LD、G−LD、B−LDを同時に駆動し、G色の照明光Sを出力するときにGB色の各レーザダイオードG−LD、B−LDを同時に駆動し、M色の照明光Sを出力するときにRB色の各レーザダイオードR−LD、B−LDを同時に駆動するので、G色レーザ光の輝度を補って高輝度のG色の照明光Sを出力することができ、G色の色域を広げることができ、そのうえ、高輝度のY色、M色の照明光Sを出力でき、より高輝度の照明光Sを出力できる。また、LD純色モードでは、RGB各色の照明光Sを出力するときに、各レーザダイオードR−LD、G−LD、B−LDをそれぞれ個別に駆動して、各レーザ光から出力されるRGB各色の波長帯域の光がそのまま照明光Sとなるため、より色域の広い照明光Sを出力できる。 As described above, according to the second embodiment, the RGB laser diodes R-LD, G-LD, and B-LD are simultaneously driven when the Y illumination light S is output in the maximum luminance mode. When the G illumination light S is output, the GB laser diodes G-LD and B-LD are simultaneously driven, and when the M illumination light S is output, the RB laser diodes R- Since the LD and B-LD are driven at the same time, the luminance of the G laser beam can be supplemented to output the G illumination light S with high luminance, the G color gamut can be expanded, Luminance Y-color and M-color illumination light S can be output, and higher-luminance illumination light S can be output. In the LD pure color mode, when outputting the illumination light S of each RGB color, each laser diode R-LD, G-LD, B-LD is individually driven, and each RGB color outputted from each laser light is output. Since the light in the wavelength band becomes the illumination light S as it is, the illumination light S with a wider color gamut can be output.
[第3の実施の形態]
次に、本発明の第3の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図1と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
図9は光源装置の構成図を示す。この本装置は、G色レーザダイオードG−LDと、B色レーザダイオードB−LDと、R色を発光するR色発光ダイオードR−LEDと、B色を発光するB色発光ダイオードB−LEDとを備える。
これらGB色の各レーザダイオードG−LD、B−LDからそれぞれ出力されるG色、B色の各レーザ光と、RB色の各発光ダイオードR−LED、B−LEDからそれぞれ出力されるGB色の各発光光とは、以下の光学系PによりG色の輝度の高くなった照明光Sとして出力される。以下、光学系Pの構成について説明する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
FIG. 9 shows a configuration diagram of the light source device. This apparatus includes a G color laser diode G-LD, a B color laser diode B-LD, an R color light emitting diode R-LED that emits R color, and a B color light emitting diode B-LED that emits B color. Is provided.
The G color and B color laser lights respectively output from the respective GB laser diodes G-LD and B-LD, and the GB colors output from the RB color light emitting diodes R-LED and B-LED, respectively. Are emitted as illumination light S having a G color brightness increased by the following optical system P. Hereinafter, the configuration of the optical system P will be described.
GB色の各レーザダイオードG−LD、B−LDの各出力光路の交点には、第1のビームスプリッタBS1が配置されている。この第1のビームスプリッタBS1の透過光路上には、第3のビームスプリッタGRM1と、光学レンズ1と、蛍光体ホイール3cとが配置されている。又、第3のビームスプリッタGRM1の反射光路上には、光学レンズ4を介して第5のビームスプリッタBTMが配置されている。
R色発光ダイオードR−LEDは、出力するR色の発光光の光路と、第3のビームスプリッタGRM1と光学レンズ4と第5のビームスプリッタBTMとが配置される光路とが一致するように設けられる。なお、R色発光ダイオードR−LEDのR色の発光光の光路には、光学レンズ13が配置されている。
A first beam splitter BS1 is disposed at the intersection of the output optical paths of the laser diodes G-LD and B-LD of the GB color. A third beam splitter GRM1, an
The R color light emitting diode R-LED is provided so that the optical path of the output light of the R color to be output matches the optical path in which the third beam splitter GRM1, the
B色発光ダイオードB−LEDは、出力するB色の発光光の光路と、第5のビームスプリッタBTMと光学レンズ9とが配置される光路とが一致するように設けられる。 The B-color light-emitting diode B-LED is provided so that the optical path of the output light of B-color and the optical path where the fifth beam splitter BTM and the optical lens 9 are arranged coincide with each other.
第3のビームスプリッタGRM1は、上述と同様、一方の面側に入射したRGB色の各レーザ光を透過すると共に他方の面側から入射したG色の蛍光を反射する。
第5のビームスプリッタBTMは、B色の波長領域の波長光を透過し、B色の波長帯域以外の波長光を反射する。一方の面側に入射したG色の蛍光、R色レーザ光を反射すると共に、他方の面側から入射したB色の発光光を透過する。
Similarly to the above, the third beam splitter GRM1 transmits the RGB laser beams incident on one surface side and reflects the G-color fluorescence incident on the other surface side.
The fifth beam splitter BTM transmits wavelength light in the B wavelength region and reflects wavelength light other than the B wavelength band. Reflects the G-color fluorescence and R-color laser light incident on one surface side, and transmits the B-color emission light incident from the other surface side.
蛍光体ホイール3cは、例えばB色レーザ光の照射によりG色の蛍光を発する。図10(a)(b)は蛍光体ホイール3cの構成を説明するもので、同図(a)は蛍光体ホイール3cの構成図、同図(b)は蛍光体ホイール3cの機能を示す。この蛍光体ホイール3cは、円板状に形成され、外周縁部に蛍光板3−4が形成されている。この蛍光板3−4は、金属を基板として高反射膜を施して成り、かつ蛍光体を含有する。この蛍光板3−4は、例えばB色レーザ光が照射されると、蛍光体の蛍光作用によってG色を発光する。
制御部12は、各セグメントに対応して、RGB色の各レーザダイオードR−LD、G−LD、B−LDを各々駆動する。また制御部12は、各セグメントに対応して、蛍光体ホイール3cの適切な位置に各レーザ光が照射されるように、駆動モータ11を駆動して蛍光体ホイール3cを回転させる。
The
The
次に、上記の如く構成された本装置における動作について説明する。
本装置は、上記第1の実施の形態と同様に、高輝度モードと、最高輝度モードと、純色モードとを有する。
(a)高輝度モード
高輝度モードでは、制御部12は、図11(a)に示す制御内容に従い、R色の照明光Sを出力するとき(Rセグメント)にR色発光ダイオードR−LEDのみを駆動し、G色の照明光Sを出力するとき(Gセグメント)にGB色の各レーザダイオードG−LD、B−LDを同時に駆動し、B色の照明光Sを出力するとき(Bセグメント)にB色発光ダイオードB−LEDのみを駆動する。
先ず、R色の照明光Sを出力するとき(Rセグメント)、R色発光ダイオードR−LEDから出力されたR色の発光光は、第3のビームスプリッタGRM1と、光学レンズ4とを通って第5のビームスプリッタBTMに入射し、この第5のビームスプリッタBTMで反射し、光学レンズ9を通り、ライトトンネル10によりその光断面における光強度を均一化され、R色の照明光Sとして出力される。
Next, the operation of the apparatus configured as described above will be described.
Similar to the first embodiment, the apparatus has a high luminance mode, a maximum luminance mode, and a pure color mode.
(A) High brightness mode
In the high luminance mode, the
First, when the R illumination light S is output (R segment), the R emission light output from the R light emitting diode R-LED passes through the third beam splitter GRM1 and the
次に、G色の照明光Sを出力するとき(Gセグメント)、GB色の各レーザダイオードG−LD、B−LDが同時に駆動するので、G色レーザダイオードG−LDから出力されたG色レーザ光は、第1のビームスプリッタBS1で反射し、第3のビームスプリッタGRM1を透過し、光学レンズ1を通って、蛍光体ホイール3cの蛍光板3−4に照射される。このG色レーザ光は、蛍光板3−4の高反射膜により拡散して反射され、さらに第3のビームスプリッタGRM1でも反射され、光学レンズ4を通り、第5のビームスプリッタBTMに入射する。
Next, when the G color illumination light S is output (G segment), each of the laser diodes G-LD and B-LD of GB color is driven simultaneously, so that the G color output from the G color laser diode G-LD is output. The laser beam is reflected by the first beam splitter BS1, passes through the third beam splitter GRM1, passes through the
これと共に、B色レーザダイオードB−LDから出力されたB色レーザ光は、第1のビームスプリッタBS1を透過し、第3のビームスプリッタGRM1を透過し、光学レンズ1を通って、蛍光体ホイール3cの蛍光板3−4に照射される。この蛍光板3−4は、B色レーザ光の照射によりG色の蛍光を発する。このG色の蛍光は、G色レーザ光の伝播光路と同様に、第3のビームスプリッタGRM1で反射され、光学レンズ4を通り、第5のビームスプリッタBTMに入射する。
At the same time, the B color laser light output from the B color laser diode B-LD passes through the first beam splitter BS1, passes through the third beam splitter GRM1, passes through the
従って、G色レーザ光とG色の蛍光とは、合成されて第5のビームスプリッタBTMに入射することになり、この第5のビームスプリッタBTMで反射され、光学レンズ9を通り、ライトトンネル10によりその光断面における光強度を均一化され、G色の照明光Sとして出力される。
次に、B色の照明光Sを出力するとき(Bセグメント)、B色発光ダイオードB−LEDから出力されたB色の発光光は、第5のビームスプリッタBTMを透過し、光学レンズ9を通り、ライトトンネル10によりその光断面における光強度を均一化され、B色の照明光Sとして出力される。
Therefore, the G color laser light and the G color fluorescence are combined and incident on the fifth beam splitter BTM, reflected by the fifth beam splitter BTM, passed through the optical lens 9, and passed through the
Next, when the B-color illumination light S is output (B segment), the B-color emission light output from the B-color light-emitting diode B-LED is transmitted through the fifth beam splitter BTM and passed through the optical lens 9. As described above, the
(b)最高輝度モード
最高輝度モードでは、制御部12は、図11(b)に示す制御内容に従い、Y色の照明光Sを出力するときにGB色の各レーザダイオードG−LD、B−LDとR色発光ダイオードR−LEDとを同時に駆動し、かつM色の照明光Sを出力するときにRB色の各発光ダイオードR−LED、B−LEDを同時に駆動する。
なお、RGB色の各照明光Sをそれぞれ出力するときは、上記高輝度モードと同一動作であり、その説明は省略する。
(B) Maximum brightness mode
In the highest luminance mode, the
In addition, when outputting each illumination light S of RGB color, it is the same operation | movement as the said high-intensity mode, The description is abbreviate | omitted.
先ず、Y色の照明光Sを出力するとき(Yセグメント)、GB色の各レーザダイオードG−LD、B−LDとR色発光ダイオードR−LEDとが同時に駆動するので、G色レーザダイオードG−LDから出力されたG色レーザ光は、上記同様に、第1のビームスプリッタBS1、第3のビームスプリッタGRM1、光学レンズ1を経由して、蛍光体ホイール3cの蛍光板3−4に照射され、この蛍光板3−4の高反射膜により拡散反射され、さらに第3のビームスプリッタGRM1、光学レンズ4を通り、第5のビームスプリッタBTMに入射する。
First, when the Y illumination light S is output (Y segment), each of the GB laser diodes G-LD and B-LD and the R light emitting diode R-LED is driven simultaneously. Similarly to the above, the G-color laser beam output from the LD is irradiated to the fluorescent plate 3-4 of the
これと共に、B色レーザダイオードB−LDから出力されたB色レーザ光は、第1のビームスプリッタBS1、第3のビームスプリッタGRM1、光学レンズ1を経由して、蛍光体ホイール3cの蛍光板3−4に照射され、この蛍光板3−4からG色の蛍光を発する。このG色の蛍光は、G色レーザ光の伝播光路と同様に、第3のビームスプリッタGRM1で反射され、光学レンズ4を通り、第5のビームスプリッタBTMに入射する。
さらに、R色発光ダイオードR−LEDから出力されたR色の発光光は、光学レンズ13、第3のビームスプリッタGRM1、光学レンズ4を通り、第5のビームスプリッタBTMに入射する。
At the same time, the B-color laser light output from the B-color laser diode B-LD passes through the first beam splitter BS1, the third beam splitter GRM1, and the
Further, the R light emitted from the R light emitting diode R-LED passes through the
従って、G色レーザ光とG色の蛍光とR色の発光光とは、第5のビームスプリッタBTMに入射して合成され、この第5のビームスプリッタBTMから光学レンズ9を通り、ライトトンネル10によりその光断面における光強度を均一化され、Y色の照明光Sとして出力される。
Therefore, the G color laser light, the G color fluorescence, and the R color emission light enter the fifth beam splitter BTM and are combined, and pass through the optical lens 9 from the fifth beam splitter BTM and pass through the
次に、M色の照明光Sを出力するとき(Mセグメント)、RB色の各発光ダイオードR−LED、B−LEDを同時に駆動するので、R色発光ダイオードR−LEDから出力されたR色の発光光は、光学レンズ13、第3のビームスプリッタGRM1、光学レンズ4を通り、第5のビームスプリッタBTMに入射し、かつB色の発光ダイオードB−LEDから出力されたB色の発光光は、光学レンズ14を通り、第5のビームスプリッタBTMに入射する。
従って、RB色の各発光光は、第5のビームスプリッタBTMに入射して合成され、この第5のビームスプリッタBTMから光学レンズ9を通り、ライトトンネル10によりその光断面における光強度を均一化され、M色の照明光Sとして出力される。
Next, when the M color illumination light S is output (M segment), the RB color light emitting diodes R-LED and B-LED are driven simultaneously, so the R color output from the R color light emitting diode R-LED. The emitted light of B passes through the
Accordingly, each RB color emitted light is incident on the fifth beam splitter BTM to be combined, passes through the optical lens 9 from the fifth beam splitter BTM, and the
(c)純色モード
純色モードでは、制御部12は、図11(c)に示す制御内容に従い、R色の照明光Sを出力するとき(Rセグメント)にR色発光ダイオードR−LEDのみを駆動し、G色の照明光Sを出力するとき(Gセグメント)にG色レーザダイオードG−LDのみを駆動し、B色の照明光Sを出力するとき(Bセグメント)にB色発光ダイオードB−LEDのみを駆動する。このうちR色の照明光Sを出力するときにR色発光ダイオードR−LEDのみを駆動するときと、B色の照明光Sを出力するときにB色発光ダイオードB−LEDのみを駆動するときの各動作は、既に説明しているのでその説明は省略する。
G色の照明光Sを出力するときは、G色レーザダイオードG−LDのみを駆動するので、G色レーザダイオードG−LDから出力されたG色レーザ光は、第1のビームスプリッタBS1で反射し、第3のビームスプリッタGRM1を透過し、光学レンズ1を通って、蛍光体ホイール3cの蛍光板3−4に照射され、この蛍光板3−4の高反射膜により反射され、さらに第3のビームスプリッタGRM1でも反射され、光学レンズ4を通り、第5のビームスプリッタBTMに入射する。このG色レーザ光は、第5のビームスプリッタBTMで反射され、光学レンズ9を通り、ライトトンネル10によりその光断面における光強度を均一化され、G色の照明光Sとして出力される。
(C) Pure color mode
In the pure color mode, the
When the G color illumination light S is output, only the G color laser diode G-LD is driven, so that the G color laser light output from the G color laser diode G-LD is reflected by the first beam splitter BS1. Then, the light passes through the third beam splitter GRM1, passes through the
このように上記第3の実施の形態によれば、高輝度モードにおいて、G色の照明光Sを出力するとき、GB色の各レーザダイオードG−LD、B−LDを同時に駆動し、G色レーザ光とG色の蛍光とを合成したG色の照明光Sとして出力するので、G色レーザ光の輝度を補って高輝度のG色の照明光Sを出力することができ、またG色の色域を広げることができる。この場合、G色レーザダイオードG−LDから出力されるG色レーザ光は、蛍光板3−4で拡散されるので、スペックルを抑制できる。又、最高輝度モードにおいて、高輝度モードに加えて、YM色の各照明光Sとして出力するので、G色レーザ光の輝度を補って高輝度のG色の照明光Sを出力でき、かつ高輝度のYM色の各照明光Sを出力でき、より高輝度の照明光Sを出力できる。また、純色モードでは、RGB各色の照明光Sを出力するときに、R−LED、G−LD、B−LEDをそれぞれ個別に駆動して、RGB各色の波長帯域の光がそのまま照明光Sとなるため、より色域の広い照明光Sを出力できる。 As described above, according to the third embodiment, when the G illumination light S is output in the high luminance mode, the laser diodes G-LD and B-LD of the GB color are simultaneously driven to obtain the G color. Since the G color illumination light S, which is a combination of the laser light and the G color fluorescence, is output, the brightness of the G color laser light can be supplemented to output the high brightness G color illumination light S. The color gamut can be expanded. In this case, since the G color laser light output from the G color laser diode G-LD is diffused by the fluorescent plate 3-4, speckle can be suppressed. Further, in the highest luminance mode, in addition to the high luminance mode, YM color illumination light S is output, so that the luminance of the G color laser light can be supplemented and the high luminance G illumination light S can be output. Luminance YM illumination light S can be output, and illumination light S with higher luminance can be output. In the pure color mode, when the RGB illumination light S is output, the R-LED, G-LD, and B-LED are individually driven so that the light in the RGB wavelength bands is directly used as the illumination light S. Therefore, the illumination light S with a wider color gamut can be output.
[第4の実施の形態]
次に、本発明の第4の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図9と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
図12は光源装置の構成図を示す。各光学レンズ1、2の光路上で、蛍光体ホイール3aの光透過側には、ミラー5が配置され、このミラー5の反射光路上に光学レンズ6とミラー7とが配置されている。そして、このミラー7の反射光路上には、光学レンズ8を介して第5のビームスプリッタBTMが配置されている。
蛍光体ホイール3aは、上記図4(a)(b)に示す蛍光体ホイール3aと同一であるのでその説明は省略する。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The same parts as those in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
FIG. 12 shows a configuration diagram of the light source device. A
Since the
制御部12は、各セグメントに対応して、RGB色の各レーザダイオードR−LD、G−LD、B−LDを各々駆動する。また制御部12は、各セグメントに対応して、蛍光体ホイール3aの適切な位置に各レーザ光が照射されるように、駆動モータ11を駆動して蛍光体ホイール3aを回転させる。
The
次に、上記の如く構成された本装置における動作について説明する。
本装置は、上記第1の実施の形態と同様に、高輝度モードと、最高輝度モードと、純色モードとを有する。
Next, the operation of the apparatus configured as described above will be described.
Similar to the first embodiment, the apparatus has a high luminance mode, a maximum luminance mode, and a pure color mode.
(a)高輝度モード
高輝度モードでは、制御部12は、図13(a)に示す制御内容に従い、上記第3の実施の形態と同様に、R色の照明光Sを出力するとき(Rセグメント)にR色発光ダイオードR−LEDのみを駆動し、又G色の照明光Sを出力するとき(Gセグメント)にGB色の各レーザダイオードG−LD、B−LDを同時に駆動する。
(A) High brightness mode
In the high luminance mode, the
なお、B色の照明光Sを出力するとき(Bセグメント)、制御部12は、B色レーザダイオードB−LDのみを駆動する。このB色レーザダイオードB−LDから出力されたB色レーザ光は、第1のビームスプリッタBS1を透過し、第3のビームスプリッタGRM1を透過し、光学レンズ1を通って、蛍光体ホイール3aの拡散板3−2に照射される。このB色レーザ光は、拡散板3−2で拡散され、光学レンズ2を通り、ミラー5、光学レンズ6、ミラー7、光学レンズ8、第5のビームスプリッタBTM、光学レンズ9を通り、ライトトンネル10によりその光断面における光強度を均一化され、B色の照明光Sとして出力される。
When outputting the B color illumination light S (B segment), the
(b)最高輝度モード
最高輝度モードでは、制御部12は、図13(b)に示す制御内容に従い、Y色の照明光Sを出力するとき(Yセグメント)に上記第3の実施の形態と同様に、GB色の各レーザダイオードG−LD、B−LDとR色発光ダイオードR−LEDとを同時に駆動し、M色の照明光Sを出力するとき(Mセグメント)にB色レーザダイオードB−LDとR色発光ダイオードR−LEDとを同時に駆動する。
なお、RGB色の各照明光Sをそれぞれ出力するときは、上記高輝度モードと同一動作であり、その説明は省略する。
(B) Maximum brightness mode
In the highest luminance mode, the
In addition, when outputting each illumination light S of RGB color, it is the same operation | movement as the said high-intensity mode, The description is abbreviate | omitted.
M色の照明光Sを出力するとき(Mセグメント)、B色レーザダイオードB−LDとR色発光ダイオードR−LEDとを同時に駆動するので、B色レーザダイオードB−LDから出力されたB色レーザ光は、第1のビームスプリッタBS1、第3のビームスプリッタGRM1、光学レンズ1を経由して、蛍光体ホイール3aの拡散板3−2に照射された拡散され、光学レンズ2を通り、ミラー5、光学レンズ6、ミラー7、光学レンズ8、第5のビームスプリッタBTMに入射する。
When the M color illumination light S is output (M segment), the B color laser diode B-LD and the R color light emitting diode R-LED are driven simultaneously, so the B color output from the B color laser diode B-LD. The laser light passes through the first beam splitter BS1, the third beam splitter GRM1, and the
これと共にR色発光ダイオードR−LEDから出力されたR色の発光光は、光学レンズ13、第3のビームスプリッタGRM1、光学レンズ4を通り、第5のビームスプリッタBTMに入射する。
従って、B色レーザ光とR色の発光光とは、第5のビームスプリッタBTMに入射して合成され、この第5のビームスプリッタBTMから光学レンズ9を通り、ライトトンネル10によりその光断面における光強度を均一化され、M色の照明光Sとして出力される。
At the same time, the R light emitted from the R light emitting diode R-LED passes through the
Therefore, the B color laser light and the R color emitted light are incident on the fifth beam splitter BTM and are combined. The fifth beam splitter BTM passes through the optical lens 9 and is crossed by the
(c)純色モード
純色モードでは、制御部12は、図13(c)に示す制御内容に従い、R色の照明光Sを出力するとき(Rセグメント)にR色発光ダイオードR−LEDのみを駆動し、G色の照明光Sを出力するとき(Gセグメント)にG色レーザダイオードG−LDのみを駆動し、B色の照明光Sを出力するとき(Bセグメント)にB色レーザダイオードB−LDのみを駆動する。これらの動作は、既に説明しているのでその説明は省略する。
このように上記第4の実施の形態によれば、上記第3の実施の形態と同様の効果を奏することができることは言うまでもない。
(C) Pure color mode
In the pure color mode, the
As described above, according to the fourth embodiment, it is needless to say that the same effects as those of the third embodiment can be obtained.
[第5の実施の形態]
次に、本発明の第5の実施の形態について図面を参照して説明する。
図14は上記図1、図6、図9又は図12に示す各光源装置のいずれかを用いたプロジェクタ装置40の構成図を示す。このプロジェクタ装置40は、例えば半導体発光素子を用いたDLP(Digital Light Processing:登録商標)方式を適用している。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 14 shows a configuration diagram of a
このプロジェクタ装置30は、CPU41を搭載する。このCPU41には、操作部42と、メインメモリ43と、プログラムメモリ44とが接続されている。又、CPU41には、システムバス45を介して入力部46と、画像変換部47と、投影処理部48と、音声処理部49とが接続されている。このうち投影処理部48には、光源装置50と、マイクロミラー素子51とが接続されている。光源装置50から出力される照明光の光路上には、ミラー52が配置され、このミラー52の反射光路上に表示素子であるマイクロミラー素子51が配置されている。このマイクロミラー素子51の反射光路上に投影光学系である投影レンズ部53が配置されている。音声処理部49には、スピーカ部54が接続されている。
The
入力部46は、各種規格のアナログ画像信号を入力し、このアナログ画像信号をデジタル化した画像データとしてシステムバス45を通して画像変換部47に送る。
画像変換部47は、スケーラとも称し、入力部46から入力される画像データを投影に適した所定のフォーマットの画像データに統一処理して投影処理部48に送る。この際、画像変換部47は、OSD(On Screen Display)用の各種動作状態を示すシンボル等のデータも必要に応じて画像データに重畳加工し、この加工後の画像データを投影処理部48に送る。
The
The
投影処理部48は、画像変換部47から送られてきた画像データに応じて所定のフォーマットに従ったフレームレート、例えば60[フレーム/秒」と色成分の分割数、及び表示階調数を乗算した高速な時分割駆動により空間的光変調素子であるマイクロミラー素子51を駆動する。
音声処理部49は、PCM(Pulse-Code Modulation)音源等の音源回路を備え、投影動作時に与えられる音声データをアナログ化し、スピーカ部54を駆動して拡声放音させる、或いは必要によりビープ音等を発生させる。
The projection processing unit 48 multiplies the frame rate according to a predetermined format, for example, 60 [frames / second], the number of color component divisions, and the number of display gradations according to the image data sent from the
The
マイクロミラー素子51は、例えばWXGA(Wide eXtended Graphic Array)であり、複数の微小ミラーをアレイ状に配列、例えば横×縦(1250×800画素)で複数の微小ミラーを配列して成るもので、これら微小ミラーの各傾斜角度をそれぞれ高速にオン・オフ動作して画像を表示することで、その反射光により光像を形成する。
光源装置50は、赤(R)、緑(G)、青(B)の原色光を含む複数色の照明光Sを循環的に時分割で順次出射する。この光源装置50から順次出射される各光は、ミラー52で全反射してマイクロミラー素子51に照射される。このマイクロミラー素子51での反射光で光像が形成され、この形成された光像が投影光学系としての投影レンズ部53を通してカラー画像として投影対象となるスクリーンに投影表示される。
The
The
この光源装置50は、例えば上記図1、図6、図9又は図12に示す各光源装置のいずれか1つを用いてなる。
CPU41は、操作部42からの操作指示を受け、又、メインメモリ43に対してデータの読み取り・書き込みを行い、かつプログラムメモリ44に記憶されているプログラムを実行する。又、CPU41は、システムバス45を介して入力部46と、画像変換部47と、投影処理部48と、音声処理部49とをそれぞれ制御する。すなわち、CPU41は、メインメモリ43及びプログラムメモリ44を用いて本プロジェクタ装置40内の制御動作を実行する。
メインメモリ43は、例えばSRAMで構成され、CPU41のワークメモリとして機能する。プログラムメモリ44は、電気的に書換可能な不揮発性メモリで構成され、CPU41が実行する動作プログラムや各種定型データ等を記憶する。
The
The
The
CPU41は、操作部42からのキー操作信号に応じて各種投影動作を実行する。この操作部42は、本プロジェクタ装置30の本体に設けられるキー操作部と、本プロジェクタ装置30の専用のリモートコントローラからの赤外光を受光する赤外線受光部とを含み、ユーザが本体のキー操作部又はリモートコントローラで操作したキーに基づくキー操作信号をCPU41に直接送る。
The
このような構成であれば、各種規格のアナログ画像信号が入力部46に入力すると、この入力部46は、アナログ画像信号をデジタル化した画像データとしてシステムバス45を通して画像変換部47に送る。
この画像変換部47は、入力部46から入力される画像データを投影に適した所定のフォーマットの画像データに統一処理すると共に、OSD用の各種動作状態を示すシンボル等のデータも必要に応じて画像データに重畳加工し、この加工後の画像データを投影処理部48に送る。
With such a configuration, when analog image signals of various standards are input to the
The
この投影処理部48は、画像変換部47から送られてきた画像データに応じて所定のフォーマットに従ったフレームレート、例えば60[フレーム/秒」と色成分の分割数、及び表示階調数を乗算した高速な時分割駆動により空間的光変調素子であるマイクロミラー素子51を駆動する。
このマイクロミラー素子51は、投影処理部48の駆動によって複数の微小ミラーの各傾斜角度をそれぞれ高速にオン・オフ動作して画像を表示することで、その反射光により光像を形成する。
The projection processing unit 48 sets a frame rate according to a predetermined format according to the image data sent from the
The
一方、光源装置50は、例えばGBRの波長値のレーザ光や蛍光を循環的に時分割で照明光Sとして順次出射する。この光源装置50から順次出射されるRGBの原色光を含む複数色の照明光Sは、ミラー52で全反射してマイクロミラー素子51に照射される。このマイクロミラー素子51での反射光で光像が形成され、この形成された光像が投影光学系としての投影レンズ部53を通してカラー画像として投影対象となるスクリーンに投影表示される。
これと共に音声処理部49は、投影動作時に与えられる音声データをアナログ化し、スピーカ部54を駆動して拡声放音させる、或いは必要によりビープ音等を発生させる。
On the other hand, the
At the same time, the
このように上記第5の実施の形態によれば、光源装置50として上記図1、図6、図9又は図12に示す各光源装置を用いてプロジェクタ装置30を構成したので、上記第1の実施の形態と同様に、高輝度モードにおいて、G色レーザ光の輝度を補って、G色の色域の広い、高輝度のG色の照明光Sによるカラー画像等の投影をスクリーンに行うことができ、さらに最高輝度モードにおいて、G色レーザ光の輝度を補って、G色の色域の広い、高輝度のG色の照明光Sを出力でき、かつ高輝度のM色の照明光Sを出力でき、より高輝度の照明光Sによるカラー画像等の投影ができる。さらに純色モードにおいて、広い色域の照明光Sを出力でき、より広色域の照明光Sによるカラー画像等の投影ができる。
Thus, according to the fifth embodiment, the
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
以下、本発明の出願当初の特徴点について説明する。
請求項1に対応する発明は、青色波長領域の光を射出する青色光源と、赤色波長領域の光を射出する赤色光源と、緑色波長領域の光を射出する緑色光源と、前記青色光源の光を励起光として受けて、前記緑色波長領域を含む波長領域の光を射出する蛍光体と、前記青色光源からの光、前記赤色光源からの光、前記緑色光源のからの光、及び前記蛍光体からの光を同一光路上へ導く光学系とを備え、前記緑色光源から射出される光は、前記蛍光体へ照射され、前記蛍光体内で拡散されることを特徴とする光源装置。
Hereinafter, the characteristic points at the beginning of the application of the present invention will be described.
The invention corresponding to claim 1 includes a blue light source that emits light in a blue wavelength region, a red light source that emits light in a red wavelength region, a green light source that emits light in a green wavelength region, and the light from the blue light source. That emits light in a wavelength region including the green wavelength region, light from the blue light source, light from the red light source, light from the green light source, and phosphor An optical system that guides the light from the light source to the same optical path, and the light emitted from the green light source is irradiated to the phosphor and diffused in the phosphor.
請求項2に対応する発明は、基板の円周方向に拡散領域と蛍光領域を具備する回転体を備え、前記拡散領域には、入射光を拡散する拡散面を有し、前記蛍光領域には、前記蛍光体が配置されていることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
請求項3に対応する発明は、前記基板は、前記蛍光領域を金属とし、前記拡散領域をガラスで形成され、前記蛍光領域では、前記蛍光体が発する前記緑色波長領域を含む波長領域の光を前記励起光が入射する側へ反射し、前記拡散領域では、入射する光を透過拡散することを特徴とする請求項2に記載の光源装置。
The invention corresponding to claim 2 includes a rotating body having a diffusion region and a fluorescent region in a circumferential direction of the substrate, the diffusion region has a diffusion surface for diffusing incident light, and the fluorescent region has The light source device according to
According to a third aspect of the present invention, in the substrate, the fluorescent region is made of metal, the diffusion region is made of glass, and the fluorescent region emits light in a wavelength region including the green wavelength region emitted by the phosphor. The light source device according to claim 2, wherein the excitation light is reflected toward the incident side, and the incident light is transmitted and diffused in the diffusion region.
請求項4に対応する発明は、前記基板は、ガラスで形成され、前記蛍光領域では、前記蛍光体が発する前記緑色波長領域を含む波長領域の光を前記励起光が入射する側へ反射する反射膜を具備し、前記拡散領域では、入射する光を透過拡散することを特徴とする請求項2に記載の光源装置。
請求項5に対応する発明は、前記光学系は、前記青色光源、前記赤色光源、前記緑色光源と前記回転体の間に配置され、前記青色光源、前記赤色光源、前記緑色光源から射出される光を透過し、前記回転体からの射出光を反射するビームスプリッタを備えることを特徴とする請求項2乃至4の何れかに記載の光源装置。
According to a fourth aspect of the present invention, the substrate is made of glass, and the fluorescent region reflects light in a wavelength region including the green wavelength region emitted from the phosphor to a side on which the excitation light is incident. The light source device according to claim 2, further comprising a film, wherein the diffusion region transmits and diffuses incident light.
According to a fifth aspect of the invention, the optical system is disposed between the blue light source, the red light source, the green light source, and the rotating body, and is emitted from the blue light source, the red light source, and the green light source. The light source device according to claim 2, further comprising a beam splitter that transmits light and reflects light emitted from the rotating body.
請求項6に対応する発明は、前記ビームスプリッタは、その中央部に可視光波長領域の光を透過する透過領域が設けられ、前記ビームスプリッタの前記回転体側の面の前記透過領域を除く領域には、前記蛍光体から射出する光を反射する蛍光体射出光反射膜が形成されていることを特徴とする請求項5に記載の光源装置。
According to a sixth aspect of the present invention, the beam splitter includes a transmission region that transmits light in a visible light wavelength region at a central portion thereof, and is provided in a region excluding the transmission region on the surface of the beam splitter on the rotating body side. The light source device according to
請求項7に対応する発明は、青色波長領域の光を射出する第1の青色光源及び第2の青色光源と、赤色波長領域の光を射出する赤色光源と、緑色波長領域の光を射出する緑色光源と、前記第1の青色光源の光を励起光として受けて、前記緑色波長領域を含む波長領域の光を射出する蛍光体と、前記第2の青色光源からの光、前記赤色光源からの光、前記緑色光源のからの光、及び前記蛍光体からの光を同一光路上へ導く光学系とを備え、前記緑色光源から射出される光は、前記蛍光体へ照射され、前記蛍光体内で拡散されることを特徴とする光源装置。 The invention corresponding to claim 7 emits a first blue light source and a second blue light source that emit light in the blue wavelength region, a red light source that emits light in the red wavelength region, and light in the green wavelength region. A green light source, a phosphor that receives light of the first blue light source as excitation light, and emits light in a wavelength region including the green wavelength region, light from the second blue light source, and red light source And an optical system for guiding the light from the green light source and the light from the phosphor on the same optical path, and the light emitted from the green light source is irradiated onto the phosphor, The light source device is characterized by being diffused by the light source.
請求項8に対応する発明は、基板の円周方向に蛍光領域を具備する回転体を備え、前記蛍光領域には、前記蛍光体が配置され、前記基板は前記蛍光体が射出する光を反射するものであって、前記蛍光領域では、前記蛍光体が発する前記緑色波長領域を含む波長領域の光を前記励起光が入射する側へ反射することを特徴とする請求項7に記載の光源装置。
The invention corresponding to claim 8 includes a rotating body having a fluorescent region in a circumferential direction of the substrate, the fluorescent material is disposed in the fluorescent region, and the substrate reflects light emitted by the fluorescent material. The light source device according to
請求項9に対応する発明は、光源装置と、表示素子と、前記光源装置からの光を前記表示素子に導く光源側光学系と、前記表示素子から射出された画像を投影する投影光学系と、前記光源装置及び表示素子を制御する制御手段と、を備え、前記光源装置が、請求項1乃至8の何れか一項に記載の光源装置であることを特徴とするプロジェクタ装置。
請求項10に対応する発明は、蛍光体を励起する励起光を射出する励起光源と、前記励起光を受けて前記蛍光体が発光する波長領域に含まれる光を射出する光源と、を同時に駆動し、前記光源が射出する光を前記蛍光体で拡散させて拡散光とし、前記蛍光体が発光する光と、前記拡散光とを合成して出力することを特徴とする光源駆動方法。
The invention corresponding to claim 9 includes a light source device, a display element, a light source side optical system that guides light from the light source device to the display element, and a projection optical system that projects an image emitted from the display element. And a control means for controlling the light source device and the display element, wherein the light source device is the light source device according to any one of
The invention corresponding to claim 10 simultaneously drives an excitation light source that emits excitation light that excites the phosphor, and a light source that emits light included in a wavelength region where the phosphor emits light upon receiving the excitation light. Then, the light emitted from the light source is diffused by the phosphor to form diffused light, and the light emitted from the phosphor and the diffused light are combined and output.
R−LD:R色レーザダイオード、G−LD:G色レーザダイオード、B−LD:B色レーザダイオード、P:光学系、BS1:第1のビームスプリッタ、BS2:第2のビームスプリッタ、GRM1:第3のビームスプリッタ、1,2,4,6,8,9,13:光学レンズ、3a,3b:蛍光体ホイール、GRM2:第4のビームスプリッタ、5,7:ミラー、10:ライトトンネル(LT)、3−1,3−3:蛍光領域(蛍光板)、3−2:拡散領域(拡散板)、11:駆動モータ、12:制御部、R−LED:R色発光ダイオード、B−LED:B色発光ダイオード、GRM3:第5のビームスプリッタ、BTM:第6のビームスプリッタ、40:プロジェクタ装置、41:CPU、42:操作部、43:メインメモリ、44:プログラムメモリ、45:システムバス、46:入力部、47:画像変換部、48:投影処理部、49:音声処理部、50:光源装置、51:マイクロミラー素子、52:ミラー、54:スピーカ部。 R-LD: R color laser diode, G-LD: G color laser diode, B-LD: B color laser diode, P: optical system, BS1: first beam splitter, BS2: second beam splitter, GRM1: Third beam splitter, 1, 2, 4, 6, 8, 9, 13: optical lens, 3a, 3b: phosphor wheel, GRM2: fourth beam splitter, 5, 7: mirror, 10: light tunnel ( LT), 3-1, 3-3: fluorescent region (fluorescent plate), 3-2: diffusion region (diffusion plate), 11: drive motor, 12: control unit, R-LED: R color light emitting diode, B-LED : B color light emitting diode, GRM3: Fifth beam splitter, BTM: Sixth beam splitter, 40: Projector device, 41: CPU, 42: Operation unit, 43: Main memory, 44: Program Frame memory, 45: System bus, 46: input unit, 47: image conversion unit, 48: projection processor, 49: audio processing unit, 50: light source device, 51: micro-mirror element, 52: mirror, 54: speaker unit.
Claims (10)
赤色波長領域の光を射出する赤色光源と、
緑色波長領域の光を射出する緑色光源と、
前記青色光源の光を励起光として受けて、前記緑色波長領域を含む波長領域の光を射出する蛍光体と、
前記青色光源からの光、前記赤色光源からの光、前記緑色光源のからの光、及び前記蛍光体からの光を同一光路上へ導く光学系と、
を備え、
前記緑色光源から射出される光は、前記蛍光体へ照射され、前記蛍光体内で拡散されることを特徴とする光源装置。 A blue light source that emits light in the blue wavelength region;
A red light source that emits light in the red wavelength region;
A green light source that emits light in the green wavelength region;
A phosphor that receives light from the blue light source as excitation light and emits light in a wavelength region including the green wavelength region;
An optical system for guiding the light from the blue light source, the light from the red light source, the light from the green light source, and the light from the phosphor onto the same optical path;
With
Light emitted from the green light source is applied to the phosphor and diffused in the phosphor.
前記拡散領域には、入射光を拡散する拡散面を有し、
前記蛍光領域には、前記蛍光体が配置されていることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。 A rotating body having a diffusion region and a fluorescent region in the circumferential direction of the substrate;
The diffusion region has a diffusion surface for diffusing incident light,
The light source device according to claim 1, wherein the phosphor is disposed in the fluorescent region.
前記蛍光領域では、前記蛍光体が発する前記緑色波長領域を含む波長領域の光を前記励起光が入射する側へ反射し、前記拡散領域では、入射する光を透過拡散することを特徴とする請求項2に記載の光源装置。 The substrate is formed of the fluorescent region as a metal and the diffusion region as glass,
The fluorescent region reflects light in a wavelength region including the green wavelength region emitted by the phosphor to a side where the excitation light is incident, and the diffusion region transmits and diffuses the incident light. Item 3. The light source device according to Item 2.
前記蛍光領域では、前記蛍光体が発する前記緑色波長領域を含む波長領域の光を前記励起光が入射する側へ反射する反射膜を具備し、前記拡散領域では、入射する光を透過拡散することを特徴とする請求項2に記載の光源装置。 The substrate is formed of glass;
The fluorescent region includes a reflective film that reflects light in a wavelength region including the green wavelength region emitted from the phosphor toward the side on which the excitation light is incident, and the diffusion region transmits and diffuses incident light. The light source device according to claim 2.
赤色波長領域の光を射出する赤色光源と、
緑色波長領域の光を射出する緑色光源と、
前記第1の青色光源の光を励起光として受けて、前記緑色波長領域を含む波長領域の光を射出する蛍光体と、
前記第2の青色光源からの光、前記赤色光源からの光、前記緑色光源のからの光、及び前記蛍光体からの光を同一光路上へ導く光学系と、
を備え、
前記緑色光源から射出される光は、前記蛍光体へ照射され、前記蛍光体内で拡散されることを特徴とする光源装置。 A first blue light source and a second blue light source that emit light in a blue wavelength region;
A red light source that emits light in the red wavelength region;
A green light source that emits light in the green wavelength region;
A phosphor that receives light from the first blue light source as excitation light and emits light in a wavelength region including the green wavelength region;
An optical system for guiding the light from the second blue light source, the light from the red light source, the light from the green light source, and the light from the phosphor onto the same optical path;
With
Light emitted from the green light source is applied to the phosphor and diffused in the phosphor.
前記蛍光領域には、前記蛍光体が配置され、
前記基板は前記蛍光体が射出する光を反射するものであって、前記蛍光領域では、前記蛍光体が発する前記緑色波長領域を含む波長領域の光を前記励起光が入射する側へ反射することを特徴とする請求項7に記載の光源装置。 A rotating body having a fluorescent region in the circumferential direction of the substrate,
The phosphor is disposed in the fluorescent region,
The substrate reflects light emitted from the phosphor, and the phosphor region reflects light in a wavelength region including the green wavelength region emitted from the phosphor to a side on which the excitation light is incident. The light source device according to claim 7.
を備え、
前記光源装置が、請求項1乃至8の何れか一項に記載の光源装置であることを特徴とするプロジェクタ装置。 A light source device, a display element, a light source side optical system that guides light from the light source device to the display element, a projection optical system that projects an image emitted from the display element, and the light source device and the display element are controlled. Control means to
With
9. The projector device according to claim 1, wherein the light source device is the light source device according to any one of claims 1 to 8.
前記第1のレーザ光源からの励起光を受けて前記蛍光体が前記緑色波長領域を含む波長領域の光を射出している際に、前記第2のレーザ光源を同時に駆動させて前記緑色波長領域の光を前記蛍光体によって拡散させ、
前記緑色波長領域を含む波長領域の光と、拡散された前記緑色波長領域の光と、を合成して出力することを特徴とする光源駆動方法。 A first laser light source that emits excitation light; a phosphor that receives the excitation light and emits light in a wavelength region including a green wavelength region; and a second laser light source that emits light in a green wavelength region. In a light source driving method of a light source device that sequentially emits light in different wavelength regions in a time-division manner cyclically,
When the phosphor emits light in a wavelength region including the green wavelength region upon receiving excitation light from the first laser light source, the second laser light source is simultaneously driven to generate the green wavelength region. Is diffused by the phosphor ,
A light source driving method comprising combining and outputting light in a wavelength region including the green wavelength region and diffused light in the green wavelength region .
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