JP6056001B2 - Light source device and projection display device - Google Patents

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本発明は、光源装置および投写型表示装置に関し、特に、蛍光体を用いた光源装置によって小型の画像形成デバイスを照射し、投写レンズによりスクリーン上に拡大投写する投写型表示装置に関する。   The present invention relates to a light source device and a projection display device, and more particularly, to a projection display device that irradiates a small image forming device with a light source device using a fluorescent material and enlarges and projects it onto a screen with a projection lens.

近年、液晶パネルやミラー偏向型のDMD(Digital Micromirror Device)の画像形成部を用いた投写型表示装置の光源として、半導体レーザや発光ダイオードの固体光源を用いた投写型表示装置が知られている(特に、特許文献1参照)。   In recent years, a projection display device using a solid-state light source of a semiconductor laser or a light emitting diode is known as a light source of a projection display device using an image forming unit of a liquid crystal panel or a mirror deflection type DMD (Digital Micromirror Device). (See especially Patent Document 1).

特許文献1の光源装置には、複数のセグメント領域を有し、セグメント領域の一部には、励起光を受けて発光する蛍光体層が形成された反射領域と、蛍光体層が形成されない透過領域を持つ蛍光体ホィールとが備えられている。蛍光光と、励起光光源の光と、励起光と異なる波長の光を発する光源の光とを、同一光路上に集光させる集光光学系により、投写型表示装置の輝度の向上を図る光源装置が知られている。   The light source device of Patent Document 1 has a plurality of segment regions, and a part of the segment regions includes a reflection region in which a phosphor layer that emits light upon receiving excitation light is formed, and a transmission in which the phosphor layer is not formed. And a phosphor wheel having a region. A light source that improves the brightness of a projection display device by a condensing optical system that condenses fluorescent light, light from an excitation light source, and light from a light source that emits light having a wavelength different from that of the excitation light on the same optical path. The device is known.

特開2011−170363号公報JP 2011-170363 A

しかしながら、一般に、半導体レーザや発光ダイオードなどの固体光源は放電ランプと比較して、発光光束が少ないという問題があった。   However, in general, solid-state light sources such as semiconductor lasers and light-emitting diodes have a problem in that they emit less luminous flux than discharge lamps.

そこで、固体光源を用いた投写型表示装置の高輝度化を図る手法として、複数の固体光源を用いて蛍光体を励起、蛍光発光させて光束の増大を図ることを目的とする。   Therefore, as a technique for increasing the brightness of a projection display apparatus using a solid light source, an object is to increase the luminous flux by exciting a phosphor using a plurality of solid light sources and emitting fluorescence.

蛍光体の発光スペクトルは、蛍光体の成分に依存するが、一般的に青色成分が少ない。このため、青色成分として青色の半導体レーザや青色の発光ダイオードと、蛍光光源とを組み合わせて、光利用効率の高い光源装置および投写型表示装置を構成することが有益である。   The emission spectrum of the phosphor depends on the phosphor components, but generally has a small blue component. Therefore, it is beneficial to configure a light source device and a projection display device with high light utilization efficiency by combining a blue semiconductor laser or blue light emitting diode as a blue component and a fluorescent light source.

上記目的を達成するために、本発明の光源装置および投写型表示装置は、可視光領域の波長の励起光を出力する光源と、可視光領域の波長の光であってS偏光の光に対し高反射の特性を有すると共にP偏光の光に対し高透過の特性を有するようにカットオフ波長が設定され、光源からの光を分離する光分離素子と、光分離素子によって分離された光のうち一方の光が照射される蛍光体と、蛍光体によって発光した光を光分離素子へ反射する第1の反射素子と、光分離素子によって分離された光のうち他方の光の偏光を調整する1/4位相差板と、他方の光を拡散すると共に他方の光の偏光方向を維持可能な拡散板と、1/4位相差板を透過した他方の光を、1/4位相差板を介して光分離素子へ導く第2の反射素子とを備える。これにより、長寿命の光源装置を構成することができる。   In order to achieve the above object, a light source device and a projection display device according to the present invention provide a light source that outputs excitation light having a wavelength in the visible light region and light having a wavelength in the visible light region that is S-polarized light. A cutoff wavelength is set so as to have a high reflection characteristic and a high transmission characteristic for P-polarized light, and a light separation element that separates light from a light source, and light separated by the light separation element A phosphor irradiated with one light, a first reflecting element that reflects the light emitted by the phosphor to the light separating element, and adjusting the polarization of the other light out of the light separated by the light separating element 1 / 4 retardation plate, a diffusion plate capable of diffusing the other light and maintaining the polarization direction of the other light, and the other light transmitted through the ¼ retardation plate through the ¼ retardation plate And a second reflecting element that leads to the light separating element. Thereby, a long-life light source device can be configured.

上記の構成によれば、光利用効率の高い光源装置および投写型表示装置を提供できる。   According to said structure, a light source device and a projection display apparatus with high light utilization efficiency can be provided.

実施の形態1に係る光源装置の構成図である。1 is a configuration diagram of a light source device according to Embodiment 1. FIG. ダイクロイックミラーの分光特性を示すグラフである。It is a graph which shows the spectral characteristic of a dichroic mirror. 拡散板の拡散角度に対する偏光特性を示すグラフである。It is a graph which shows the polarization characteristic with respect to the diffusion angle of a diffusion plate. 実施の形態1に係る投写型表示装置の構成図である。1 is a configuration diagram of a projection display device according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態2に係る投写型表示装置の構成図である。6 is a configuration diagram of a projection display apparatus according to Embodiment 2. FIG.

(実施の形態1)
[1.光源装置の構成の概要]
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 1)
[1. Overview of light source device configuration]
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、実施の形態1に係る光源装置40の構成図である。   FIG. 1 is a configuration diagram of a light source device 40 according to the first embodiment.

光源装置40は、固体光源ユニット23と、ダイクロイックミラー29と、蛍光体層31と、反射膜32と、1/4位相差板36と、拡散板38と、反射板39とを備える。   The light source device 40 includes a solid light source unit 23, a dichroic mirror 29, a phosphor layer 31, a reflective film 32, a quarter phase plate 36, a diffusion plate 38, and a reflective plate 39.

固体光源ユニット23は、固体光源である半導体レーザ20と、放熱板21と、集光レンズ22とを備えている。   The solid light source unit 23 includes a semiconductor laser 20 that is a solid light source, a heat radiating plate 21, and a condenser lens 22.

ヒートシンク24は、固体光源ユニット23に接続されている。各光束25は、半導体レーザ20から出射する光束を示している。   The heat sink 24 is connected to the solid light source unit 23. Each light beam 25 indicates a light beam emitted from the semiconductor laser 20.

レンズ26は、固体光源ユニット23から出射する各光束25を受ける位置に配置されている。レンズ26は、各光束25を集光しながら、重畳する機能を有する。レンズ27は、レンズ26を通過した光を受ける位置に配置されている。レンズ27は、レンズ26によって集光された光束を平行な光束にする機能を有する。   The lens 26 is disposed at a position to receive each light beam 25 emitted from the solid light source unit 23. The lens 26 has a function of superimposing the light beams 25 while condensing them. The lens 27 is disposed at a position for receiving the light that has passed through the lens 26. The lens 27 has a function of converting the light beam collected by the lens 26 into a parallel light beam.

拡散板28は、レンズ27を通過した光を受ける位置に配置されている。   The diffusion plate 28 is disposed at a position for receiving the light that has passed through the lens 27.

ダイクロイックミラー29は、拡散板28を通過した光を受ける位置に配置されており、半導体レーザ20からの光を2方向に分離する光分離素子である。ダイクロイックミラー29のカットオフ波長は、半導体レーザ20から出射される光の波長とほぼ等しくなるように設定されており、半導体レーザ20から出射される光のうち、S偏光の光に対し高反射の特性を有し、P偏光の光に対し高透過の特性を有する。   The dichroic mirror 29 is disposed at a position to receive the light that has passed through the diffusion plate 28 and is a light separation element that separates light from the semiconductor laser 20 in two directions. The cut-off wavelength of the dichroic mirror 29 is set to be approximately equal to the wavelength of light emitted from the semiconductor laser 20, and is highly reflective to S-polarized light out of the light emitted from the semiconductor laser 20. And has high transmission characteristics for P-polarized light.

コンデンサレンズ30は、第1の集光素子である。コンデンサレンズ30は、ダイクロイックミラー29によって反射された光(一方の光)を受ける位置に配置されている。   The condenser lens 30 is a first light collecting element. The condenser lens 30 is arranged at a position for receiving the light (one light) reflected by the dichroic mirror 29.

蛍光基板35は、アルミニウム基板33と、モータ34とを備えている。アルミニウム基板33は、蛍光体層31と、反射膜32とを備えている。   The fluorescent substrate 35 includes an aluminum substrate 33 and a motor 34. The aluminum substrate 33 includes a phosphor layer 31 and a reflective film 32.

蛍光体層31は、蛍光体であり、光分離素子であるダイクロイックミラー29によって分離された光のうち、一方の光が照射される。   The phosphor layer 31 is a phosphor and is irradiated with one of the lights separated by the dichroic mirror 29 that is a light separation element.

反射膜32は、第1の反射素子であり、蛍光体層31によって発光した光を光分離素子であるダイクロイックミラー29へ反射する。   The reflection film 32 is a first reflection element, and reflects the light emitted from the phosphor layer 31 to the dichroic mirror 29 that is a light separation element.

コンデンサレンズ30は、ダイクロイックミラー29によって反射された光を集光して、蛍光体層31に照射すると共に、蛍光基板35からの戻り光が、ダイクロイックミラー29に平行な光束となって照射されるように集光する機能を有する。   The condenser lens 30 collects the light reflected by the dichroic mirror 29 and irradiates the phosphor layer 31, and the return light from the fluorescent substrate 35 is irradiated as a light beam parallel to the dichroic mirror 29. It has the function to condense like.

1/4位相差板36は、ダイクロイックミラー29を透過した光を受ける位置に配置されており、ダイクロイックミラー29によって分離された光のうち他方の光の偏光を調整する。   The quarter phase plate 36 is disposed at a position for receiving the light transmitted through the dichroic mirror 29, and adjusts the polarization of the other light out of the light separated by the dichroic mirror 29.

コンデンサレンズ37は、第2の集光素子である。コンデンサレンズ37は、1/4位相差板36である位相差板を通過する光を集光する。   The condenser lens 37 is a second light collecting element. The condenser lens 37 condenses the light that passes through the retardation plate that is the quarter retardation plate 36.

拡散板38は、ダイクロイックミラー29によって分離された光のうち他方の光を拡散する。さらに、拡散板38は、他方の光の偏光方向を維持可能な拡散板である。拡散板38は、コンデンサレンズ37と、反射板39との間に配置される。   The diffusion plate 38 diffuses the other light among the lights separated by the dichroic mirror 29. Further, the diffusion plate 38 is a diffusion plate capable of maintaining the polarization direction of the other light. The diffusion plate 38 is disposed between the condenser lens 37 and the reflection plate 39.

反射板39は、ミラーなどで構成された第2の反射素子である。反射板39は、1/4位相差板36である位相差板を透過した他方の光を、1/4位相差板36を介してダイクロイックミラー29へ導くよう構成されている。   The reflection plate 39 is a second reflection element configured by a mirror or the like. The reflection plate 39 is configured to guide the other light transmitted through the phase difference plate that is the ¼ phase difference plate 36 to the dichroic mirror 29 via the ¼ phase difference plate 36.

[2.光源装置の構成詳細]
以下、光源装置の構成詳細について図面を用いて説明を行う。
[2. Configuration details of light source device]
Hereinafter, the detailed configuration of the light source device will be described with reference to the drawings.

図1において、固体光源ユニット23は、放熱板21上に、一定の間隔で2次元状に24個(6×4)の半導体レーザ20および集光レンズ22を配置したものである。半導体レーザ20および集光レンズ22は、光軸に対称になるように、xy軸面上に正方配置している。半導体レーザ20は、青色レーザである。   In FIG. 1, a solid-state light source unit 23 is a unit in which 24 (6 × 4) semiconductor lasers 20 and condenser lenses 22 are arranged two-dimensionally at regular intervals on a heat sink 21. The semiconductor laser 20 and the condenser lens 22 are squarely arranged on the xy-axis plane so as to be symmetric with respect to the optical axis. The semiconductor laser 20 is a blue laser.

ヒートシンク24は、固体光源ユニット23を冷却するためのものである。半導体レーザ20は、440nmから455nmの波長で青の色光を発光し、直線偏光を出射する。半導体レーザ20から出射する偏光は、半導体レーザ20の数量の約80%がダイクロイックミラー29の入射面に対してP偏光、約20%がS偏光である。   The heat sink 24 is for cooling the solid light source unit 23. The semiconductor laser 20 emits blue color light at a wavelength of 440 nm to 455 nm and emits linearly polarized light. About 80% of the number of semiconductor lasers 20 emitted from the semiconductor laser 20 is P-polarized with respect to the incident surface of the dichroic mirror 29, and about 20% is S-polarized.

複数の半導体レーザ20から出射された光は、対応する集光レンズ22により、それぞれ集光され、平行な光束25に変換される。光束25群は、凸面のレンズ26および凹面のレンズ27により、さらに小径化され、拡散板28に入射する。   Light emitted from the plurality of semiconductor lasers 20 is collected by the corresponding condenser lens 22 and converted into a parallel light beam 25. The luminous flux 25 group is further reduced in diameter by a convex lens 26 and a concave lens 27 and is incident on the diffusion plate 28.

拡散板28は、ガラス製で、表面の微細な凹凸形状により光を拡散する。拡散光の最大強度の50%となる半値角度幅である拡散角度は、略3度と小さい。このため、偏光特性を保持する。   The diffusing plate 28 is made of glass and diffuses light with a fine uneven shape on the surface. The diffusion angle, which is a half-value angle width that is 50% of the maximum intensity of the diffused light, is as small as about 3 degrees. For this reason, polarization characteristics are maintained.

図2は、ダイクロイックミラーの分光特性を示すグラフである。分光特性は、波長に対する透過率を示している。ダイクロイックミラー29は、波長445nm付近の半導体レーザ光のP偏光を高透過率で透過し、S偏光を高い反射率で反射する。さらに、緑および赤の色光を透過する。   FIG. 2 is a graph showing the spectral characteristics of the dichroic mirror. The spectral characteristic indicates the transmittance with respect to the wavelength. The dichroic mirror 29 transmits the P-polarized light of the semiconductor laser light having a wavelength near 445 nm with high transmittance and reflects the S-polarized light with high reflectance. Further, it transmits green and red light.

図1に戻り、ダイクロイックミラー29で反射したS偏光の光束は、集光素子であるコンデンサレンズ30により集光される。集光された光は、光強度がピーク強度に対して13.5%となる直径が1mm〜2mmのスポット光に重畳され、蛍光基板35に入射する。拡散板28は、そのスポット光の径が、所望の径となるよう光を拡散させる。   Returning to FIG. 1, the S-polarized light beam reflected by the dichroic mirror 29 is condensed by a condenser lens 30 which is a condensing element. The condensed light is superimposed on the spot light having a diameter of 1 mm to 2 mm with a light intensity of 13.5% with respect to the peak intensity, and is incident on the fluorescent substrate 35. The diffuser plate 28 diffuses the light so that the spot light has a desired diameter.

蛍光基板35は、アルミニウム基板33と、中央部にモータ34とを備えた、回転制御可能な円形基板である。アルミニウム基板33には、蛍光体層31および反射膜32が形成されている。   The fluorescent substrate 35 is a circular substrate that is provided with an aluminum substrate 33 and a motor 34 at the center and that can be rotated. A phosphor layer 31 and a reflective film 32 are formed on the aluminum substrate 33.

蛍光体層31には、青色光により励起され、緑、赤成分を含んだ黄色光を発光するCe付活YAG系黄色蛍光体を形成している。この蛍光体の結晶母体の代表的な化学組織はY3Al512である。 The phosphor layer 31 is formed with a Ce-activated YAG yellow phosphor that is excited by blue light and emits yellow light containing green and red components. A typical chemical structure of the crystal matrix of this phosphor is Y 3 Al 5 O 12 .

蛍光体層31は、円環状に形成されている。スポット光で励起された蛍光体層31は、緑、赤成分の光を含む黄色光を発光する。反射膜32は、可視光を反射する金属膜である。蛍光基板35を回転させることにより、励起光による蛍光体層31の温度上昇が抑制される。これにより、蛍光変換効率を安定に維持させることができる。蛍光体層31に入射した光は、緑、赤成分の色光を発光し、蛍光基板35から出射する。また、反射膜32側に発光する光は、反射膜32において反射して、蛍光基板35から出射する。蛍光基板35から出射した緑および赤の色光は、再びコンデンサレンズ30で集光され、略平行光に変換後、ダイクロイックミラー29を透過する。   The phosphor layer 31 is formed in an annular shape. The phosphor layer 31 excited by the spot light emits yellow light including green and red component lights. The reflective film 32 is a metal film that reflects visible light. By rotating the fluorescent substrate 35, the temperature rise of the phosphor layer 31 due to the excitation light is suppressed. Thereby, the fluorescence conversion efficiency can be stably maintained. The light incident on the phosphor layer 31 emits green and red component color light and is emitted from the fluorescent substrate 35. Further, the light emitted toward the reflective film 32 is reflected by the reflective film 32 and is emitted from the fluorescent substrate 35. The green and red color lights emitted from the fluorescent substrate 35 are condensed again by the condenser lens 30, converted into substantially parallel light, and then transmitted through the dichroic mirror 29.

一方、ダイクロイックミラー29を透過するP偏光の青色光は、位相差板である1/4位相差板36に入射する。1/4位相差板36は、半導体レーザ20の発光波長近傍で位相差が1/4波長となる位相差板である。1/4位相差板36は、水晶や延伸フィルムなどで構成される。入射するP偏光の光は、1/4位相差板36で円偏光に変換される。1/4位相差板36を透過した光は、集光素子であるコンデンサレンズ37により集光される。コンデンサレンズ37の焦点距離は、集光素子であるコンデンサレンズ30と同程度であり、反射板39の近傍に集光スポットを形成する。集光されるスポット径は、励起光と同程度の径となる。   On the other hand, the P-polarized blue light transmitted through the dichroic mirror 29 is incident on a quarter-phase plate 36 that is a phase plate. The quarter retardation plate 36 is a retardation plate whose phase difference becomes a quarter wavelength near the emission wavelength of the semiconductor laser 20. The quarter retardation plate 36 is made of quartz or stretched film. Incident P-polarized light is converted into circularly polarized light by the quarter phase plate 36. The light transmitted through the quarter retardation plate 36 is condensed by a condenser lens 37 that is a condensing element. The focal length of the condenser lens 37 is approximately the same as that of the condenser lens 30 that is a condenser element, and a condenser spot is formed in the vicinity of the reflector 39. The spot diameter to be collected is about the same as the excitation light.

拡散板38は、反射板39の近傍に配置され、入射するレーザ集光光を拡散させる。これにより、光強度分布を良好に均一化するとともに、レーザ光のスペックルノイズを解消する。   The diffusing plate 38 is disposed in the vicinity of the reflecting plate 39 and diffuses incident laser focused light. As a result, the light intensity distribution is made uniform and the speckle noise of the laser light is eliminated.

拡散板38の拡散層は、薄板のガラス表面に、微細な凹凸形状を形成したものである。拡散角度は、拡散する光の最大強度に対して50%となる角度幅の半角としている。反射板39は、誘電体膜やアルミニウムなどの反射膜で構成されたものである。   The diffusion layer of the diffusion plate 38 is formed by forming a fine uneven shape on a thin glass surface. The diffusion angle is a half angle of an angular width of 50% with respect to the maximum intensity of the diffused light. The reflection plate 39 is made of a reflection film such as a dielectric film or aluminum.

拡散板38からコンデンサレンズ37側へ出射するレーザ光の拡散性が小さいと、投写画像の均一性が低下する。また、拡散板38からコンデンサレンズ37側へ出射するレーザ光の拡散性が大きいと、レーザ光の集光率が低下する。集光素子であるコンデンサレンズ37を用いずに、1/4位相差板36と反射板39との間に、拡散板38を配置して用いた場合、拡散板38の拡散性を大きくすると、集光する手段がないため、集光率が低下することになる。   If the diffusibility of the laser light emitted from the diffusion plate 38 toward the condenser lens 37 is small, the uniformity of the projected image is reduced. Further, if the diffusibility of the laser light emitted from the diffusion plate 38 toward the condenser lens 37 is large, the condensing rate of the laser light decreases. When the diffusing plate 38 is used between the quarter phase plate 36 and the reflecting plate 39 without using the condenser lens 37 that is a condensing element, if the diffusibility of the diffusing plate 38 is increased, Since there is no means for condensing light, the light condensing rate decreases.

コンデンサレンズ37は、拡散板38へ集光する最大集光角度よりも、拡散角度を考慮して、より大きな角度で集光するように構成している。このため、コンデンサレンズ37は、拡散性の大きい光であっても効率よく取り込むことができる。また、拡散板38は、コンデンサレンズ37を通過した光を集光する位置に設けられている。このため、拡散板38は、小型化を図ることができる。   The condenser lens 37 is configured to collect light at a larger angle in consideration of the diffusion angle than the maximum light collection angle at which light is condensed on the diffusion plate 38. For this reason, the condenser lens 37 can efficiently capture even light with high diffusibility. Further, the diffusion plate 38 is provided at a position for condensing the light that has passed through the condenser lens 37. For this reason, the diffusion plate 38 can be reduced in size.

拡散板38を透過した拡散光は、反射板39によって反射される。反射された光は、円偏光の位相が反転する。そして、再び、拡散板38に入射し、拡散される。拡散板38と反射板39の反射層は、間隔が狭いほど、拡散反射した光の拡がりが抑制される。これにより、集光スポットを小さくすることができ、コンデンサレンズ37における集光率が高くなる。このため、拡散板38の拡散面は、反射板39側に配置する。ガラス板の厚みは、0.55mm以下を用いる。   The diffused light that has passed through the diffusion plate 38 is reflected by the reflection plate 39. The reflected light reverses the phase of the circularly polarized light. Then, the light again enters the diffusion plate 38 and is diffused. As the distance between the reflecting layers of the diffusing plate 38 and the reflecting plate 39 is narrower, the spread of the diffusely reflected light is suppressed. Thereby, a condensing spot can be made small and the condensing rate in the condenser lens 37 becomes high. For this reason, the diffusing surface of the diffusing plate 38 is disposed on the reflecting plate 39 side. The thickness of the glass plate is 0.55 mm or less.

図3は、拡散板38の拡散角度に対する偏光特性を示すグラフである。これは、拡散板38の拡散角度に対する偏光保持率を示す。偏光保持率とは、平行に配置した2つの偏光子の間に、透明なガラス板を配置した場合の透過率に対して、拡散板38を配置した場合の透過率の比率で示したものである。拡散角度が大きくなると、偏光が乱れ偏光保持率が低下する。拡散角度が30度以下での偏光保持率は、95%以上である。   FIG. 3 is a graph showing polarization characteristics with respect to the diffusion angle of the diffusion plate 38. This indicates the polarization holding ratio with respect to the diffusion angle of the diffusion plate 38. The polarization holding ratio is the ratio of the transmittance when the diffusing plate 38 is disposed to the transmittance when the transparent glass plate is disposed between two polarizers disposed in parallel. is there. When the diffusion angle is increased, the polarization is disturbed and the polarization retention is decreased. The polarization retention when the diffusion angle is 30 degrees or less is 95% or more.

したがって、拡散板38の拡散角度を考慮すると、拡散板38は、拡散角度を13度以下とすることで、95%以上で偏光を保持できる。このため、拡散板38は拡散角度が略13度以下の特性としている。   Therefore, when the diffusion angle of the diffusion plate 38 is taken into consideration, the diffusion plate 38 can maintain polarized light at 95% or more by setting the diffusion angle to 13 degrees or less. For this reason, the diffusion plate 38 has a diffusion angle of approximately 13 degrees or less.

拡散板38から出射した拡散光は、偏光特性を保持しつつ、コンデンサレンズ37を通過し、1/4位相差板36へ入射する。1/4位相差板36に入射した光は、円偏光からS偏光に変換される。青色光は、ダイクロイックミラー29により反射される。このようにして、蛍光基板35からの緑および赤成分の蛍光光と、偏光特性が保持された状態で効率よく集光および、均一化された青色光がダイクロイックミラー29で合成され、白色光が出射される。蛍光発光の緑、赤成分を含む黄色光と、半導体レーザ20の青色光とにより、良好なホワイトバランスの発光特性を得ることができる。この発光スペクトル特性は、投写型表示装置の光学系で青、緑、赤の3原色光に分離しても、所望の色度座標の単色光を得ることができる。   The diffused light emitted from the diffusion plate 38 passes through the condenser lens 37 while maintaining the polarization characteristics, and enters the quarter phase plate 36. The light incident on the quarter retardation plate 36 is converted from circularly polarized light to S polarized light. The blue light is reflected by the dichroic mirror 29. In this way, the green and red component fluorescent lights from the fluorescent substrate 35 and the blue light that is efficiently condensed and uniformed while maintaining the polarization characteristics are synthesized by the dichroic mirror 29, and the white light is synthesized. Emitted. Good white balance emission characteristics can be obtained by the yellow light containing green and red components of the fluorescent light emission and the blue light of the semiconductor laser 20. Even if this emission spectrum characteristic is separated into three primary color lights of blue, green and red by the optical system of the projection display device, monochromatic light having a desired chromaticity coordinate can be obtained.

なお、拡散板38は、ガラス表面の凹凸形状を備えた構成であるが、偏光特性を保持するものであればよい。例えば、基材となる材料とは異なる屈折率での反射、散乱を利用した粒子状材料で拡散させる構成としてもよい。   The diffusing plate 38 has a configuration having a concavo-convex shape on the glass surface, but may be any material as long as it retains polarization characteristics. For example, it is good also as a structure diffused with the particulate material using reflection and scattering with a refractive index different from the material used as a base material.

なお、図1では、1つの固体光源ユニット23を用いているが、複数の固体光源ユニット23をミラーで合成して用いてもよい。ダイクロイックミラー29は青色を透過し、緑色および赤色を反射する特性であることを例に挙げて説明したが、青色反射、緑色および赤色を透過する特性であってもよい。この場合、レーザ光はS偏光に設定する。   In FIG. 1, one solid light source unit 23 is used, but a plurality of solid light source units 23 may be combined by a mirror. The dichroic mirror 29 has been described by taking as an example the characteristic of transmitting blue and reflecting green and red, but may have characteristics of transmitting blue and green and red. In this case, the laser beam is set to S polarization.

以上のように、本実施の形態の光源装置40は、複数の半導体レーザ20を備えた固体光源ユニット23と、ダイクロイックミラー29とにより、固体光源ユニット23からの青色光をダイクロイックミラー29で偏光分離する。分離した一方の光によって励起して発光する色光と、青色光とを合成して白色光を得る。青色光は、集光素子であるコンデンサレンズ37と、偏光を保持する拡散板38とにより、効率よく集光し、均一化される。このため、均一で小型、高効率な光源装置40が構成できる。
[3.光源装置を備えた投写型表示装置の構成詳細]
光源装置を備えた投写型表示装置の構成詳細について、以下、図面を用いて説明する。図4は、本発明の実施の形態1における投写型表示装置125の構成図である。
As described above, the light source device 40 of the present embodiment is configured to separate the blue light from the solid light source unit 23 by the dichroic mirror 29 by the solid light source unit 23 including the plurality of semiconductor lasers 20 and the dichroic mirror 29. To do. White light is obtained by synthesizing the blue light and the color light excited and emitted by the separated one light. Blue light is efficiently condensed and made uniform by a condenser lens 37 that is a condensing element and a diffuser plate 38 that holds polarized light. For this reason, the light source device 40 which is uniform, small and highly efficient can be configured.
[3. Detailed Configuration of Projection Display Device with Light Source Device]
Details of the configuration of the projection display device including the light source device will be described below with reference to the drawings. FIG. 4 is a configuration diagram of the projection display apparatus 125 according to Embodiment 1 of the present invention.

画像形成部215として、TN(Twisted Nematic)モードもしくはVA(Vertical Alignment)モードであって、画素領域に薄膜トランジスタを形成したアクティブマトリクス方式の透過型の液晶パネルを用いている。   As the image forming unit 215, a TN (Twisted Nematic) mode or a VA (Vertical Alignment) mode, which is an active matrix type transmissive liquid crystal panel in which a thin film transistor is formed in a pixel region, is used.

本実施の形態における投写型表示装置125は、光源装置40と、画像形成部215と、各種レンズおよびミラー類を有する導光部とを備える。画像形成部215は、入射側偏光板114、115および116と、液晶パネル117、118および119と、出射側偏光板120、121および122とを有する。光源装置40からの光は、画像形成部215へ導かれる。   The projection display apparatus 125 in the present embodiment includes a light source device 40, an image forming unit 215, and a light guide unit having various lenses and mirrors. The image forming unit 215 includes incident-side polarizing plates 114, 115, and 116, liquid crystal panels 117, 118, and 119, and outgoing-side polarizing plates 120, 121, and 122. Light from the light source device 40 is guided to the image forming unit 215.

本実施の形態では、3枚の液晶パネル117、118および119により画像を形成する。本実施の形態では、赤反射のダイクロイック膜と青反射のダイクロイック膜から構成される色合成プリズム123をさらに備える。色合成された映像光は、投写レンズ124を介して投写される。   In the present embodiment, an image is formed by three liquid crystal panels 117, 118 and 119. In the present embodiment, a color combining prism 123 composed of a red reflecting dichroic film and a blue reflecting dichroic film is further provided. The color-combined image light is projected through the projection lens 124.

導光部の詳細としては、第1のレンズアレイ板100と、第2のレンズアレイ板101と、偏光変換光学素子102と、重畳用レンズ103と、青反射のダイクロイックミラー104と、緑反射のダイクロイックミラー105と、反射ミラー106、107、108と、リレーレンズ109、110と、フィールドレンズ111、112、113と、を備える。   As the details of the light guide, the first lens array plate 100, the second lens array plate 101, the polarization conversion optical element 102, the superimposing lens 103, the blue reflecting dichroic mirror 104, the green reflecting A dichroic mirror 105, reflection mirrors 106, 107, and 108, relay lenses 109 and 110, and field lenses 111, 112, and 113 are provided.

図4において、光源装置40からの白色光は、まず、複数のレンズ素子から構成される第1のレンズアレイ板100に入射する。第1のレンズアレイ板100に入射した光束は、多数の光束に分割される。分割された多数の光束は、複数のレンズから構成される第2のレンズアレイ板101に収束する。   In FIG. 4, the white light from the light source device 40 first enters the first lens array plate 100 composed of a plurality of lens elements. The light beam incident on the first lens array plate 100 is divided into a number of light beams. A large number of the divided light beams converge on the second lens array plate 101 composed of a plurality of lenses.

第1のレンズアレイ板100のレンズ素子は、液晶パネル117、118および119と相似形の開口形状である。   The lens elements of the first lens array plate 100 have an opening shape similar to the liquid crystal panels 117, 118, and 119.

第2のレンズアレイ板101のレンズ素子の焦点距離は、第1のレンズアレイ板100と液晶パネル117、118、119とが実質的に共役関係となる位置に設けられる。第2のレンズアレイ板101から出射した光は、偏光変換光学素子102に入射する。   The focal length of the lens elements of the second lens array plate 101 is provided at a position where the first lens array plate 100 and the liquid crystal panels 117, 118, and 119 are substantially conjugated. The light emitted from the second lens array plate 101 enters the polarization conversion optical element 102.

偏光変換光学素子102は、偏光分離プリズムと、1/2位相差板とにより構成され、光源からの自然光を一つの偏光方向の光に変換する。偏光変換光学素子102からの光は、重畳用レンズ103に入射される。   The polarization conversion optical element 102 includes a polarization separation prism and a ½ phase difference plate, and converts natural light from the light source into light of one polarization direction. Light from the polarization conversion optical element 102 enters the superimposing lens 103.

重畳用レンズ103は、第2のレンズアレイ板101の各レンズ素子からの出射した光を液晶パネル117、118、119上に重畳照明するためのレンズである。第1および第2のレンズアレイ板100、101と、偏光変換光学素子102と、重畳用レンズ103とを照明手段としている。   The superimposing lens 103 is a lens for superimposing and illuminating the light emitted from each lens element of the second lens array plate 101 on the liquid crystal panels 117, 118, and 119. The first and second lens array plates 100 and 101, the polarization conversion optical element 102, and the superimposing lens 103 are used as illumination means.

重畳用レンズ103からの光は、色分離手段である青反射のダイクロイックミラー104と、緑反射のダイクロイックミラー105とにより、青、緑、赤の色光に分離される。緑の色光は、フィールドレンズ111と、入射側偏光板114とを透過して、液晶パネル117に入射する。青の色光は、反射ミラー106で反射した後、フィールドレンズ112と、入射側偏光板115とを透過して、液晶パネル118に入射する。赤の色光は、リレーレンズ109を透過する。その後、赤の色光は、反射ミラー107により反射し、リレーレンズ110を透過する。さらに、赤の色光は、反射ミラー108によって反射され、フィールドレンズ113と、入射側偏光板116とを透過し、液晶パネル119に入射する。   The light from the superimposing lens 103 is separated into blue, green, and red color light by a blue reflecting dichroic mirror 104 and a green reflecting dichroic mirror 105 as color separation means. The green color light passes through the field lens 111 and the incident side polarizing plate 114 and enters the liquid crystal panel 117. The blue color light is reflected by the reflection mirror 106, passes through the field lens 112 and the incident side polarizing plate 115, and enters the liquid crystal panel 118. The red color light is transmitted through the relay lens 109. Thereafter, the red color light is reflected by the reflection mirror 107 and passes through the relay lens 110. Further, the red color light is reflected by the reflection mirror 108, passes through the field lens 113 and the incident-side polarizing plate 116, and enters the liquid crystal panel 119.

3枚の液晶パネル117、118および119は、映像信号に応じた画素への印加電圧の制御により、入射する光の偏光状態を変化させる。   The three liquid crystal panels 117, 118, and 119 change the polarization state of incident light by controlling the voltage applied to the pixels according to the video signal.

液晶パネル117の入射側および出射側には、透過軸を直交するように配置された入射側偏光板114および出射側偏光板120が設けられている。液晶パネル118の入射側および出射側には、透過軸を直交するように配置した入射側偏光板115および、出射側偏光板121が設けられている。液晶パネル119の両側には、透過軸を直交するように配置した入射側偏光板116および、出射側偏光板122が設けられている。これらを組み合わせて光を変調し、緑、青、赤の画像を形成する。   On the incident side and the emission side of the liquid crystal panel 117, an incident side polarizing plate 114 and an emission side polarizing plate 120 are provided so that the transmission axes are orthogonal to each other. On the incident side and the emission side of the liquid crystal panel 118, an incident-side polarizing plate 115 and an emission-side polarizing plate 121 arranged so that the transmission axes are orthogonal to each other are provided. On both sides of the liquid crystal panel 119, an incident side polarizing plate 116 and an output side polarizing plate 122 are provided so that the transmission axes are orthogonal to each other. These are combined to modulate light and form green, blue and red images.

出射側偏光板120、121および122を透過した各色光は、色合成プリズム123により、緑の色光と合成される。赤の色光は、赤反射のダイクロイックミラーによって反射する。青の色光は、青反射のダイクロイックミラーによって反射する。これらの光は、色合成プリズム123により、緑の色光と合成され、投写レンズ124に入射する。   Each color light transmitted through the output side polarizing plates 120, 121 and 122 is combined with green color light by the color combining prism 123. The red color light is reflected by a dichroic mirror that reflects red. The blue color light is reflected by a blue reflecting dichroic mirror. These lights are combined with green color light by the color combining prism 123 and incident on the projection lens 124.

投写レンズ124に入射した光は、スクリーン(図示せず)上に拡大投写される。光源装置40は、複数の固体光源で構成され、高輝度で良好なホワイトバランスの白色光を出射するため、長寿命で、高輝度な投写型表示装置125を実現できる。また、画像形成部215には、時分割方式ではなく偏光を利用する3枚の液晶パネルを用いているため、カラーブレイキングが低減され、色再現が良好で、明るく高精細な投写画像を得ることができる。   The light incident on the projection lens 124 is enlarged and projected on a screen (not shown). Since the light source device 40 is composed of a plurality of solid light sources and emits white light with high brightness and good white balance, the projection display device 125 with long life and high brightness can be realized. In addition, since the image forming unit 215 uses three liquid crystal panels that use polarized light instead of the time-division method, color breaking is reduced, color reproduction is good, and a bright and high-definition projected image can be obtained. Can do.

以上のように、本実施の形態における投写型表示装置125は、複数の半導体レーザ20を備えた固体光源ユニット23と、ダイクロイックミラー29とを備えている。これにより、固体光源ユニット23からの青色光をダイクロイックミラー29で偏光分離し、分離した一方の光で励起して発光する色光と、もう一方の青色光とを、集光手段と偏光を保持する拡散板28により、合成する。これにより、白色光を得る。このため、小型で高効率な投写型表示装置125が構成できる。   As described above, the projection display apparatus 125 according to the present embodiment includes the solid-state light source unit 23 including the plurality of semiconductor lasers 20 and the dichroic mirror 29. As a result, the blue light from the solid light source unit 23 is polarized and separated by the dichroic mirror 29, and the color light emitted by being excited by the one separated light and the other blue light are held by the light collecting means and the polarized light. Synthesis is performed by the diffusion plate 28. Thereby, white light is obtained. Therefore, a small and highly efficient projection display apparatus 125 can be configured.

本実施の形態では、画像形成部215として、透過型の液晶パネルを用いたが、反射型の液晶パネルを用いて構成してもよい。反射型の液晶パネルを用いることにより、より小型で高精細な投写型表示装置125を構成することができる。   In this embodiment mode, a transmissive liquid crystal panel is used as the image forming unit 215. However, a reflective liquid crystal panel may be used. By using a reflective liquid crystal panel, a projection display device 125 that is smaller and has higher definition can be configured.

以上のように、本実施の形態における投写型表示装置125は、可視光領域の波長の励起光を出力する半導体レーザ20と、可視光領域の波長の光であってS偏光の光に対し高反射の特性を有すると共にP偏光の光に対し高透過の特性を有するようにカットオフ波長が設定され、半導体レーザ20からの光を分離する光分離素子であるダイクロイックミラー29と、ダイクロイックミラー29によって分離された光のうち一方の光が照射される蛍光体である蛍光体層31と、蛍光体層31によって発光した光をダイクロイックミラー29へ反射する第1の反射素子である反射膜32と、ダイクロイックミラー29によって分離された光のうち他方の光の偏光を調整する1/4位相差板36と、他方の光を拡散すると共に他方の光の偏光方向を維持可能な拡散板38と、1/4位相差板36を透過した他方の光を、1/4位相差板36を介してダイクロイックミラー29へ導く第2の反射素子である反射板39とを備える。
(実施の形態2)
図を用いて、本実施の形態2について説明を行う。図4は、本発明の実施の形態を示す投写型表示装置である。図5は、本発明の実施の形態2における投写型表示装置の構成図を示す。
As described above, the projection display apparatus 125 according to the present embodiment includes the semiconductor laser 20 that outputs excitation light having a wavelength in the visible light region, and light having a wavelength in the visible light region that is higher than S-polarized light. A dichroic mirror 29, which is a light separation element that separates light from the semiconductor laser 20, is set so as to have a reflection characteristic and a high transmission characteristic with respect to P-polarized light, and a dichroic mirror 29. A phosphor layer 31 that is a phosphor irradiated with one of the separated lights, a reflective film 32 that is a first reflective element that reflects the light emitted by the phosphor layer 31 to the dichroic mirror 29, and Of the light separated by the dichroic mirror 29, a quarter phase plate 36 for adjusting the polarization of the other light, and diffusing the other light and changing the polarization direction of the other light A diffusing plate 38 that can be held, and a reflecting plate 39 that is a second reflecting element that guides the other light transmitted through the quarter retardation plate 36 to the dichroic mirror 29 through the quarter retardation plate 36. Prepare.
(Embodiment 2)
The second embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 4 shows a projection display device according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 shows a configuration diagram of a projection display apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.

実施の形態2の投写型表示装置225は、光源装置40と、導光部214と、画像形成部215とを備えている。画像形成部215として、3つのDMDである、DMD210と、DMD211と、DMD212とを備えている。   The projection display device 225 according to the second embodiment includes a light source device 40, a light guide unit 214, and an image forming unit 215. The image forming unit 215 includes a DMD 210, a DMD 211, and a DMD 212, which are three DMDs.

実施の形態2の投写型表示装置225は、実施の形態1における光源装置40を備えている。   The projection display device 225 according to the second embodiment includes the light source device 40 according to the first embodiment.

導光部214は、光源装置40からの光を被照明領域に導く。導光部214は、集光レンズ200と、ロッド201と、リレーレンズ202と、反射ミラー203とを備える。   The light guide unit 214 guides light from the light source device 40 to the illuminated area. The light guide unit 214 includes a condenser lens 200, a rod 201, a relay lens 202, and a reflection mirror 203.

画像形成部215は、映像信号に応じて画像を形成する。フィールドレンズ204と、全反射プリズム205と、空気層206と、カラープリズム207と、赤反射のダイクロイックミラー209と、DMD210と、DMD211と、DMD212とを備える。   The image forming unit 215 forms an image according to the video signal. A field lens 204, a total reflection prism 205, an air layer 206, a color prism 207, a red reflection dichroic mirror 209, a DMD 210, a DMD 211, and a DMD 212 are provided.

まず、光源装置40から出射した白色光は、集光レンズ200に入射し、ロッド201へ集光する。ロッド201への入射光は、ロッド201内部で複数回反射することにより、光強度分布が均一化される。ロッド201からの出射光は、リレーレンズ202により集光され、反射ミラー203で反射した後、フィールドレンズ204を透過し、全反射プリズム205に入射する。   First, the white light emitted from the light source device 40 enters the condenser lens 200 and is condensed on the rod 201. The light incident on the rod 201 is reflected a plurality of times inside the rod 201, so that the light intensity distribution is made uniform. Light emitted from the rod 201 is collected by the relay lens 202, reflected by the reflection mirror 203, transmitted through the field lens 204, and enters the total reflection prism 205.

全反射プリズム205は、2つのプリズムから構成され、互いのプリズムの近接面には薄い空気層206を形成している。空気層206は、臨界角以上の角度で入射する光を全反射する。フィールドレンズ204からの光は、全反射プリズム205の全反射面で反射して、カラープリズム207に入射する。   The total reflection prism 205 is composed of two prisms, and a thin air layer 206 is formed on the adjacent surfaces of the prisms. The air layer 206 totally reflects light incident at an angle greater than the critical angle. The light from the field lens 204 is reflected by the total reflection surface of the total reflection prism 205 and enters the color prism 207.

カラープリズム207は、3つのプリズムを備えており、それぞれのプリズムの近接面には、青反射のダイクロイックミラー208と、赤反射ダイクロイックミラー209とが形成されている。カラープリズム207の青反射のダイクロイックミラー208と赤反射のダイクロイックミラー209により、青、赤、緑の色光に分離され、それぞれDMD210と、211と、212とに入射する。   The color prism 207 includes three prisms, and a blue reflecting dichroic mirror 208 and a red reflecting dichroic mirror 209 are formed on the adjacent surfaces of the prisms. The light is separated into blue, red, and green color lights by the blue reflecting dichroic mirror 208 and the red reflecting dichroic mirror 209 of the color prism 207, and is incident on the DMDs 210, 211, and 212, respectively.

DMD210と、211と、212とは、映像信号に応じてマイクロミラーを偏向させ、投写レンズに入射する光と、投写レンズの有効外へ進む光とに反射する。DMD210と、211と、212とにより反射した光は、再度カラープリズム207を透過する。   DMDs 210, 211, and 212 deflect the micromirror according to the video signal, and reflect the light incident on the projection lens and the light traveling out of the projection lens. The light reflected by the DMDs 210, 211, and 212 passes through the color prism 207 again.

カラープリズム207を透過する過程で、分離された青、赤、緑の各色光は合成され、全反射プリズム205に入射する。全反射プリズム205に入射した光は、空気層206に臨界角以下で入射するため、透過して、投写レンズ213に入射する。このようにして、DMD210と、211と、212とにより形成された画像光が、スクリーン(図示せず)上に拡大投写される。   In the process of passing through the color prism 207, the separated blue, red, and green color lights are combined and enter the total reflection prism 205. Since the light incident on the total reflection prism 205 is incident on the air layer 206 at a critical angle or less, it is transmitted and incident on the projection lens 213. In this manner, the image light formed by the DMDs 210, 211, and 212 is enlarged and projected on a screen (not shown).

光源装置40は、複数の固体光源で構成され、高輝度で良好なホワイトバランスの白色光を出射するため、長寿命で、高輝度な投写型表示装置225を実現できる。また、画像形成部215にDMDを用いているため、液晶を用いた画像形成部215と比べて、耐光性、耐熱性が高い投写型表示装置225が構成できる。さらに、3つのDMDを用いているため、色再現が良好で、明るく高精細な投写画像を得ることができる。   Since the light source device 40 is composed of a plurality of solid light sources and emits white light with high brightness and good white balance, it is possible to realize a projection display device 225 with long life and high brightness. In addition, since DMD is used for the image forming unit 215, a projection display device 225 having higher light resistance and heat resistance than the image forming unit 215 using liquid crystal can be configured. Furthermore, since three DMDs are used, color reproduction is good and a bright and high-definition projected image can be obtained.

以上のように、本発明の実施の形態2の投写型表示装置225は、複数の半導体レーザ20を備えた固体光源ユニット23と、ダイクロイックミラー29とにより、固体光源ユニット23からの青色光をダイクロイックミラー29で偏光分離し、分離した一方の光で励起して発光する色光と、もう一方の青色光とを、集光素子と偏光を保持する拡散素子により、合成して白色光を得る光源装置40を用いるため、小型で高効率な投写型表示装置225が構成できる。   As described above, the projection display apparatus 225 according to the second embodiment of the present invention uses the solid light source unit 23 including the plurality of semiconductor lasers 20 and the dichroic mirror 29 to emit blue light from the solid light source unit 23. A light source device that obtains white light by separating the polarized light by the mirror 29 and combining the colored light excited by the separated light and the other blue light by the condensing element and the diffusing element that holds the polarized light. 40 is used, a compact and highly efficient projection display device 225 can be configured.

本開示は、光源装置および投写型表示装置に関し、特に、小型の画像形成デバイス上に形成される画像を照明光で照射し、投写レンズによりスクリーン上に拡大投写する投写型表示装置に適用可能である。具体的には、本開示は、画像形成部を用いた投写型表示装置等に適用可能である。   The present disclosure relates to a light source device and a projection display device, and is particularly applicable to a projection display device that irradiates an image formed on a small image forming device with illumination light and enlarges and projects the image on a screen by a projection lens. is there. Specifically, the present disclosure is applicable to a projection display device using an image forming unit.

20 半導体レーザ
21 放熱板
22 集光レンズ
23 固体光源ユニット
24 ヒートシンク
25 光束
26、27 レンズ
28、38 拡散板
29 ダイクロイックミラー
30、37 コンデンサレンズ
31 蛍光体層
32 反射膜
33 アルミニウム基板
34 モータ
35 蛍光基板
36 1/4位相差板
39 反射板
40 光源装置
100 第1のレンズアレイ板
101 第2のレンズアレイ板
102 偏光変換光学素子
103 重畳用レンズ
104、208 青反射のダイクロイックミラー
105 緑反射のダイクロイックミラー
106、107、108、203 反射ミラー
109、110、202 リレーレンズ
111、112、113、204 フィールドレンズ
114、115、116 入射側偏光板
117、118、119 液晶パネル
120、121、122 出射側偏光板
123 色合成プリズム
124、213 投写レンズ
125、225 投写型表示装置
200 集光レンズ
201 ロッド
205 全反射プリズム
206 空気層
207 カラープリズム
209 赤反射のダイクロイックミラー
210、211、212 DMD
214 導光部
215 画像形成部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Semiconductor laser 21 Heat sink 22 Condensing lens 23 Solid light source unit 24 Heat sink 25 Light flux 26, 27 Lens 28, 38 Diffuser plate 29 Dichroic mirror 30, 37 Condenser lens 31 Phosphor layer 32 Reflective film 33 Aluminum substrate 34 Motor 35 Fluorescent substrate 36 1/4 phase difference plate 39 reflection plate 40 light source device 100 first lens array plate 101 second lens array plate 102 polarization conversion optical element 103 superposition lens 104, 208 blue reflection dichroic mirror 105 green reflection dichroic mirror 106, 107, 108, 203 Reflection mirror 109, 110, 202 Relay lens 111, 112, 113, 204 Field lens 114, 115, 116 Incident-side polarizing plate 117, 118, 119 Liquid crystal panel 12 0, 121, 122 Emission side polarizing plate 123 Color synthesis prism 124, 213 Projection lens 125, 225 Projection display device 200 Condensing lens 201 Rod 205 Total reflection prism 206 Air layer 207 Color prism 209 Red reflection dichroic mirror 210, 211 212 DMD
214 Light guide unit 215 Image forming unit

Claims (4)

可視光領域の波長の励起光を出力する光源と
偏光の光に対し高反射の特性を有すると共にP偏光の光に対し高透過の特性を有するように前記可視光領域の波長に対し、短波長側にP偏光のカットオフ波長が、長波長側にS偏光のカットオフ波長がそれぞれ設定され、この設定されたカットオフ波長により前記光源からの光をS偏光の光とP偏光の光に偏光分離する光分離素子と、
前記光分離素子によって分離された光のうち一方の光が照射される蛍光体と、
前記蛍光体によって発光した光を前記光分離素子へ反射する第1の反射素子と、
前記光分離素子によって分離された光のうち他方の光の偏光を調整する1/4位相差板と、
前記他方の光を微小な凹凸形状により拡散すると共に拡散角度を30度以下にして前記他方の光の偏光方向を維持可能とした拡散板と、
前記1/4位相差板を透過した前記他方の光を、前記1/4位相差板を介して前記光分離素子へ導く第2の反射素子と、
前記光分離素子と前記第2の反射素子との間に配置された集光素子と、を備え、
前記拡散板は、前記集光素子と前記第2の反射素子との間に配置されることを特徴とする光源装置。
A light source that outputs excitation light having a wavelength in the visible light region ;
The cutoff wavelength of the P-polarized light is shorter on the short wavelength side than the wavelength of the visible light region so that it has a high reflection characteristic for the S- polarized light and a high transmission characteristic for the P-polarized light. S-polarized light cut-off wavelength is set on each side, and a light separation element that separates light from the light source into S-polarized light and P-polarized light by the set cut-off wavelength ,
A phosphor irradiated with one of the lights separated by the light separation element;
A first reflective element that reflects light emitted by the phosphor to the light separating element;
A quarter phase plate for adjusting the polarization of the other light among the light separated by the light separation element;
A diffusion plate that diffuses the other light by a minute uneven shape and maintains a polarization direction of the other light by setting a diffusion angle to 30 degrees or less ;
A second reflecting element that guides the other light transmitted through the quarter retardation plate to the light separation element through the quarter retardation plate;
A light collecting element disposed between the light separating element and the second reflecting element,
The diffusion plate, a light source device according to claim Rukoto disposed between said light converging element and the second reflective element.
前記光源は、青色レーザであることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。   The light source device according to claim 1, wherein the light source is a blue laser. 青色レーザと
偏光の光に対し高反射の特性を有すると共にP偏光の光に対し高透過の特性を有するように前記青色レーザの波長に対し、短波長側にP偏光のカットオフ波長が、長波長側にS偏光のカットオフ波長がそれぞれ設定され、この設定されたカットオフ波長により前記青色レーザからの光をS偏光の光とP偏光の光に偏光分離するダイクロイックミラーと、
前記ダイクロイックミラーによって分離された光のうち一方の光が照射される蛍光体と、
前記蛍光体によって発光した蛍光を前記ダイクロイックミラーへ反射する第1のミラーと、
前記ダイクロイックミラーによって分離された光のうち他方の光の偏光を調整する1/4位相差板と、
前記他方の光を微小な凹凸形状により拡散すると共に拡散角度を30度以下にして前記他方の光の偏光方向を維持可能とした拡散板と、
前記1/4位相差板を透過した前記他方の光を、前記1/4位相差板を介して前記ダイクロイックミラーへ導く第2のミラーと、
前記ダイクロイックミラーと前記第2のミラーとの間に配置されたコンデンサレンズと、を備え
前記拡散板は、前記コンデンサレンズと前記第2のミラーとの間に配置されることを特徴とする光源装置。
A blue laser ,
With respect to the wavelength of the blue laser, the cutoff wavelength of the P-polarized light is shorter on the longer wavelength side than the wavelength of the blue laser so that it has high reflection characteristics for S- polarized light and high transmission characteristics for P-polarized light a dichroic mirror cutoff wavelength of the S-polarized light is set respectively, to polarize separate light from the blue laser by the set cut-off wavelength to the light of the S polarized light and P-polarized light,
A phosphor irradiated with one of the lights separated by the dichroic mirror;
A first mirror that reflects the fluorescence emitted by the phosphor to the dichroic mirror;
A quarter phase plate for adjusting the polarization of the other light among the lights separated by the dichroic mirror;
A diffusion plate that diffuses the other light by a minute uneven shape and maintains a polarization direction of the other light by setting a diffusion angle to 30 degrees or less ;
A second mirror for guiding the other light transmitted through the ¼ retardation plate to the dichroic mirror through the ¼ retardation plate;
A condenser lens disposed between the dichroic mirror and the second mirror ;
The diffusion plate, a light source device according to claim Rukoto disposed between the condenser lens and the second mirror.
請求項1に記載の光源装置と、
前記光源装置からの光を被照明領域に導く導光部と、
前記被照明領域に配置され、映像信号に応じて画像を形成する画像形成部と、を備えることを特徴とする投写型表示装置。
A light source device according to claim 1;
A light guide that guides light from the light source device to the illuminated area;
An image forming unit disposed in the illuminated area and forming an image according to a video signal.
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