JP6349743B2 - Light source device and image projection device using the light source device - Google Patents
Light source device and image projection device using the light source device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6349743B2 JP6349743B2 JP2014012611A JP2014012611A JP6349743B2 JP 6349743 B2 JP6349743 B2 JP 6349743B2 JP 2014012611 A JP2014012611 A JP 2014012611A JP 2014012611 A JP2014012611 A JP 2014012611A JP 6349743 B2 JP6349743 B2 JP 6349743B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- light source
- laser light
- laser
- source device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Description
本発明は、光源装置及びこの光源装置を用いた画像投影装置の改良に関する。 The present invention relates to a light source device and an improvement of an image projection device using the light source device.
今日、パーソナルコンピュータの画像データ、ビデオ画像のデータ、メモリーカードに記憶されている画像データ等を用いて画像をスクリーン(画面)に投影する画像投影装置(プロジェクタ)が知られている。 2. Description of the Related Art Today, an image projection apparatus (projector) that projects an image on a screen using image data of a personal computer, video image data, image data stored in a memory card, or the like is known.
この画像投影装置(プロジェクタ)は、光源装置からの射出光をデジタルマイクロミラーデバイスとしてのマイクロミラー表示素子、液晶板等を用いてスクリーンに投影して、画像をスクリーンに形成するものである。 This image projection device (projector) projects light emitted from a light source device onto a screen using a micromirror display element as a digital micromirror device, a liquid crystal plate, and the like to form an image on the screen.
従来、この画像投影装置の光源装置には、光源として高輝度の放電ランプを用いたものが主流であった。しかしながら、近年、光源として励起光を発生する固体発光素子と、励起光を吸収して所定波長帯域の波長の蛍光に変換する蛍光体とを組み合わせて用いる光源装置が開発されつつある。 Conventionally, the light source device of this image projection apparatus has mainly used a high-intensity discharge lamp as a light source. However, in recent years, a light source device using a combination of a solid-state light emitting element that generates excitation light as a light source and a phosphor that absorbs excitation light and converts it into fluorescence having a predetermined wavelength band has been developed.
その固体発光素子には、発光ダイオード(LED)、レーザダイオード(LD)、有機EL等の半導体素子が用いられる。
この種の固体発光素子を用いた光源装置は、放電ランプに比べて、例えば、色再現性、発光効率、光の利用効率等の向上や、長寿命化を図ることができる等のメリットがある。
As the solid-state light emitting element, a semiconductor element such as a light emitting diode (LED), a laser diode (LD), or an organic EL is used.
A light source device using this type of solid state light emitting device has advantages such as improved color reproducibility, light emitting efficiency, light utilization efficiency, etc., and longer life compared to a discharge lamp. .
また、この種の固体発光素子を用いた光源装置は、光学系の設計が容易であり、色合成の簡易化、投影レンズの低NA化(開口数の低減化)等を図ることもできるメリットもある。 In addition, the light source device using this kind of solid-state light-emitting element has the advantage that the optical system can be easily designed, color composition is simplified, the projection lens has a low NA (numerical aperture), etc. There is also.
しかしながら、画像投影装置の光源装置にレーザ光源を用いた場合、レーザ光は波面の揃ったコヒーレント光であり直進性が大きい。このため、レーザ光が人の目に直接入射しない構成とするのが望ましい。 However, when a laser light source is used for the light source device of the image projection apparatus, the laser light is coherent light with a uniform wavefront and has a high straightness. For this reason, it is desirable that the laser light is not directly incident on the human eye.
また、エネルギー強度の大きいレーザ光が、人の皮膚に当たらないようにするのが望ましい。このため、レーザ光源を備えた製品については、国際規格(IEC60825)、日本国内規格(JIS C6802:2005)でレーザ光源を備えた製品のクラス分けを行い、クラス毎に製造者、使用者が遵守すべき指針を設けている。これにより、レーザ製品の安全性の向上に資している。 In addition, it is desirable to prevent a laser beam having a large energy intensity from hitting human skin. For this reason, products with laser light sources are classified according to international standards (IEC60825) and Japanese domestic standards (JIS C6802: 2005), and manufacturers and users comply with each class. There are guidelines to be taken. This contributes to improving the safety of laser products.
画像投影装置の光源装置にレーザ光源を備えたものにあっては、レーザ光に対する安全性の向上に資するため、高出力のレーザ光が直接外部に射出されないように、レーザ光のエネルギー密度を緩和する拡散部材がレーザ光の進行光路に設けられている。 If the light source device of the image projection device is equipped with a laser light source, the energy density of the laser light is reduced so that high-power laser light is not emitted directly to the outside in order to improve safety against laser light. A diffusing member is provided in the traveling light path of the laser light.
ところが、その拡散部材がレーザ光の進行光路から逸脱等してその拡散機能が低下すると、レーザ光に対する安全性が低下する。例えば、画像投影装置の落下や、何らかの外的要因で、拡散部材が進行光路から逸脱したり、レーザ光の照射による損傷、変形、破壊等により拡散機能が低下する。
従って、拡散部材の機能低下を検出する構成とするのが望ましい。また、拡散部材の機能低下を検出する構成とする場合に、レーザ光による照明光率を極力損なうことなく検出可能な構成とすることが望ましい。
However, if the diffusing function of the diffusing member deviates from the traveling optical path of the laser light and the diffusing function is lowered, the safety against the laser light is lowered. For example, the diffusion function deteriorates due to the fall of the image projection apparatus or some external factor, so that the diffusing member deviates from the traveling light path, or is damaged, deformed, or destroyed by laser light irradiation.
Therefore, it is desirable to adopt a configuration that detects a decrease in the function of the diffusing member. Moreover, when it is set as the structure which detects the function fall of a diffusion member, it is desirable to set it as the structure which can be detected, without losing the illumination light rate by a laser beam as much as possible.
なお、画像投影装置の光源装置にレーザ光源と、レーザ光を拡大又は拡散させる拡散部材に相当する光束変換手段とを備え、その光束変換手段によってレーザ光を光束変換して、高出力のレーザ光が直接外部に射出されないようにすると共に、その光束変換手段の機能低下をスクリーンの有効画面範囲外に設けられたセンサにより検出するものは知られている(特許文献等1参照。)。このものによれば、光束変換手段のレーザ光の射出側に設けられたセンサにより光束変換手段の機能低下を間接的に検出できる。 The light source device of the image projection apparatus includes a laser light source and light beam conversion means corresponding to a diffusing member for expanding or diffusing the laser light, and the laser light is converted by the light beam conversion means to produce high-power laser light. Is not directly emitted to the outside, and the function deterioration of the light beam conversion means is detected by a sensor provided outside the effective screen range of the screen (see Patent Document 1). According to this configuration, it is possible to indirectly detect a decrease in the function of the light beam conversion means by the sensor provided on the laser beam emission side of the light beam conversion means.
本発明は、レーザ光に対する安全性の向上に資するために、レーザ光を拡散する拡散部材がレーザ光の進行光路に設けられている光源装置において、レーザ光による照明光率を極力損なうことなく拡散部材の機能低下を直接的に検出可能な光源装置を提供することを目的とする。 In the light source device in which the diffusion member for diffusing the laser beam is provided in the traveling light path of the laser beam in order to contribute to the improvement of the safety against the laser beam, the present invention diffuses without losing the illumination light rate by the laser beam as much as possible. It is an object of the present invention to provide a light source device that can directly detect a decrease in function of a member.
本発明に係る光源装置は、レーザ光を射出するレーザ光源と、前記レーザ光の進行光路に設けられて該レーザ光が入射する入射面と該入射面に入射したレーザ光が拡散して出射する射出面とを有する拡散部材と、前記射出面から射出されて有効な光束として用いられるレーザ光の進行光路の邪魔にならない位置に設けられて前記拡散部材を通過する際に前記拡散部材において無効となったレーザ光を受光する受光部材とを備え、
前記無効となったレーザ光を前記受光部材で検出することにより前記拡散部材の機能低下を判断することを特徴とする。
The light source device according to the present invention includes a laser light source that emits laser light, an incident surface that is provided in a traveling light path of the laser light, and the laser light incident on the incident surface is diffused and emitted. A diffusing member having an exit surface and an ineffective in the diffusing member when passing through the diffusing member provided at a position that does not interfere with the traveling light path of the laser light emitted from the exit surface and used as an effective light beam And a light receiving member for receiving the laser beam,
By detecting the invalid laser beam by the light receiving member, it is determined that the function of the diffusing member is degraded.
本発明によれば、レーザ光による照明効率を極力損なうことなく直接的に拡散部材の機能低下を検出でき、レーザ光に対する安全性の向上に資することができるという効果を奏する。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, there exists an effect that the functional fall of a diffusion member can be detected directly, without impairing the illumination efficiency by a laser beam as much as possible, and it can contribute to the improvement of the safety | security with respect to a laser beam.
(実施例1)
図1ないし図3は、本発明に係る光源装置の第1の実施例を示す要部光学図である。この図1において、符号1a、1b、1cはレーザ光源、符号2a〜2cはそのレーザ光源1a、1b、1cから射出されたレーザ光Pを集光するカップリングレンズ、符号2はそのカップリングレンズ2a〜2cにより集光されたレーザ光Pを集束させる集束レンズ、符号3はその集束レンズ2により集束されたレーザ光Pを平行光束に変換するコリメートレンズである。
Example 1
FIG. 1 to FIG. 3 are principal part optical views showing a first embodiment of a light source device according to the present invention. In FIG. 1, reference numerals 1a, 1b and 1c are laser light sources, reference numerals 2a to 2c are coupling lenses for condensing the laser light P emitted from the laser light sources 1a, 1b and 1c, and reference numeral 2 is the coupling lens. Reference numeral 3 denotes a converging lens for converging the laser light P collected by 2a to 2c, and a collimating lens 3 for converting the laser light P converged by the converging lens 2 into a parallel light beam.
そのレーザ光源1a、1b、1cから射出されたレーザ光Pの進行光路には、レーザ光Pを拡散させることによりそのレーザ光Pのエネルギー密度を緩和する拡散部材4が設けられている。 In the traveling light path of the laser light P emitted from the laser light sources 1a, 1b, and 1c, a diffusion member 4 that relaxes the energy density of the laser light P by diffusing the laser light P is provided.
その拡散部材4は、レーザ光Pが入射する入射面4aとその入射面4aに入射したレーザ光Pを射出する射出面4bとを有する。
レーザ光Pの進行光路に拡散部材4を配置すると、拡散部材4と空気中との屈折率の差に起因する界面反射よって、射出面4bからレーザ光Pが射出する際にレーザ光Pが拡散される。
The diffusing member 4 has an incident surface 4a on which the laser beam P is incident and an exit surface 4b on which the laser beam P incident on the incident surface 4a is emitted.
When the diffusing member 4 is disposed in the traveling optical path of the laser light P, the laser light P diffuses when the laser light P is emitted from the emission surface 4b due to interface reflection caused by the difference in refractive index between the diffusing member 4 and the air. Is done.
その射出面4bは、微小な凹凸4b’が形成されて拡散機能を与える拡散面とするのが望ましい。その拡散部材4には透明性の高いガラス材料やプラスチックス材料が用いられる。これらの材料にエッチング、機械的研磨等の拡散処理を施すことにより射出面4bに拡散面を形成しても良いし、モールド成型により射出面4bに微小な凹凸4b’を形成することにより拡散面を形成しても良い。 The exit surface 4b is preferably a diffusion surface in which minute irregularities 4b 'are formed to provide a diffusion function. The diffusion member 4 is made of a highly transparent glass material or plastic material. A diffusion surface such as etching or mechanical polishing may be applied to these materials to form a diffusion surface on the injection surface 4b, or by forming minute irregularities 4b ′ on the injection surface 4b by molding. May be formed.
入射面4aは拡散処理が施されていない平面とするのが望ましい。その入射面4aを通って拡散部材4に入射するレーザ光Pは、図1に示すように、入射面4a、射出面4bで反射されると共に散乱されて無効な光束となる。また、拡散部材4の射出面4bから射出される際に拡散されて、その主たる光束は有効な光束として拡散されてレーザ光の進行光路に導かれ、残りの光束は無効な光束となって拡散される。
ここで、主たる光束とは、照明光に用いるのに必要な光束であり、無効な光束とは拡散部材4を通過せずに入射側に戻るレーザ光(後方散乱光)、拡散部材4を通過したレーザ光Pのうち照明光に利用できない光束、すなわち、拡散部材4を通過して前方に大きく散乱したレーザ光を言う。
The incident surface 4a is preferably a flat surface that has not been subjected to diffusion treatment. As shown in FIG. 1, the laser light P incident on the diffusing member 4 through the incident surface 4a is reflected and scattered by the incident surface 4a and the exit surface 4b to become an invalid light beam. Further, it is diffused when exiting from the exit surface 4b of the diffusing member 4, its main light beam is diffused as an effective light beam and guided to the traveling light path of the laser light, and the remaining light beam is diffused as an invalid light beam. Is done.
Here, the main light beam is a light beam necessary for use as illumination light, and an invalid light beam is a laser beam (back scattered light) that returns to the incident side without passing through the diffusion member 4, and passes through the diffusion member 4. The luminous flux that cannot be used as illumination light among the laser light P that has been transmitted, that is, laser light that has passed through the diffusing member 4 and greatly scattered forward.
その射出面4bから射出されて有効な光束として用いられるレーザ光P’の進行光路の邪魔にならない位置には、拡散部材4を通過する際に拡散部材4において無効となったレーザ光P”を受光する受光部材5が設けられている。 The laser beam P ″ that has become ineffective in the diffusing member 4 when passing through the diffusing member 4 is placed at a position that does not interfere with the traveling optical path of the laser beam P ′ that is emitted from the emission surface 4 b and used as an effective light beam. A light receiving member 5 for receiving light is provided.
この実施例1では、レーザ光Pの進行光路に対して拡散部材4が垂直に設けられ、受光部材5はその拡散部材4の射出面4bで反射された無効なレーザ光P”を射出面側よりも入射面側で受光する構成とされている。 In the first embodiment, the diffusing member 4 is provided perpendicular to the traveling optical path of the laser beam P, and the light receiving member 5 emits the invalid laser beam P ″ reflected by the emitting surface 4b of the diffusing member 4 to the emitting surface side. Further, the light is received on the incident surface side.
しかしながら、有効な光束として用いられるレーザ光P’の進行光路の邪魔にならない位置に、破線で示すように、射出面4bから射出された無効なレーザ光P”を受光可能な受光部材5を配設する構成としても良い。 However, the light receiving member 5 capable of receiving the invalid laser light P ″ emitted from the emission surface 4b is disposed at a position that does not interfere with the traveling optical path of the laser light P ′ used as an effective light beam, as indicated by a broken line. It is good also as a structure to install.
受光部材5は、例えば、図2(a)に示すように無効となったレーザ光P”を捕捉する捕捉素子5aと、この捕捉素子5aにより捕捉されたレーザ光P”を電気信号に変換するセンサ5bとを有する構成とするのが望ましい。その図2(a)は、捕捉素子5aとしての集光レンズを示しているが、図2(b)に示すように捕捉素子5aとして散乱部材を用いても良い。 The light receiving member 5, for example, captures an invalid laser beam P ″ as shown in FIG. 2A and converts the laser beam P ″ captured by the capture device 5 a into an electrical signal. It is desirable to have a configuration having the sensor 5b. FIG. 2 (a) shows a condensing lens as the capturing element 5a, but a scattering member may be used as the capturing element 5a as shown in FIG. 2 (b).
レーザ光Pの進行光路に拡散部材4が存在すると、図1に示すように、射出面4bからの無効となったレーザ光P”を検出できる。その一方、図3に示すように、レーザ光Pの進行光路から拡散部材4が逸脱等して拡散部材4による拡散機能の低下が生じると、受光部材5による検出量が低下する。なお、その図3において、二点鎖線で示す拡散部材4は、その位置に拡散部材4が存在していないことを意味する。 When the diffusing member 4 is present in the traveling light path of the laser beam P, the invalid laser beam P ″ from the exit surface 4b can be detected as shown in FIG. 1. On the other hand, as shown in FIG. When the diffusing member 4 deviates from the traveling optical path of P and the diffusing function is lowered by the diffusing member 4, the detection amount by the light receiving member 5 is reduced, which is shown by the two-dot chain line in FIG. Means that the diffusing member 4 does not exist at that position.
従って、無効となったレーザ光P”の検出量と予め定めた閾値とを比較し、検出量が閾値以下になったか否かを検出することにより拡散部材4の拡散機能の低下を判断できる。 Therefore, a decrease in the diffusion function of the diffusing member 4 can be determined by comparing the detection amount of the invalid laser beam P ″ with a predetermined threshold value and detecting whether or not the detection amount is equal to or less than the threshold value.
(実施例2)
この実施例2では、図4に示すように、拡散部材4は、レーザ光Pの進行光路に対して斜めに配設されている。ここでは、受光部材5は、入射面4aよりも入射側で、入射面4aにおいて正反射されて無効となったレーザ光P”を受光する構成とされている。
(Example 2)
In the second embodiment, as shown in FIG. 4, the diffusing member 4 is disposed obliquely with respect to the traveling light path of the laser light P. Here, the light receiving member 5 is configured to receive the laser beam P ″ that is invalid after being regularly reflected on the incident surface 4a on the incident side with respect to the incident surface 4a.
すなわち、入射面4aに立てた法線Nに対して、レーザ光Pが入射する側と反対側の方向に反射された無効なレーザ光P”を受光可能な位置に受光部材5が配設されている。なお、射出面4bで反射された無効なレーザ光P”を同時に受光可能な構成となっていても良い。 That is, the light receiving member 5 is disposed at a position where it can receive the invalid laser beam P ″ reflected in the direction opposite to the side on which the laser beam P is incident with respect to the normal N standing on the incident surface 4a. In addition, the configuration may be such that invalid laser light P ″ reflected by the exit surface 4b can be received simultaneously.
入射面4aには、レーザ光Pの波長帯域の光の反射を防止する反射防止コートが施されているが、反射防止コートを施したとしても100%の光量を透過させることはできず、その一部は必ず反射される。 The incident surface 4a is provided with an antireflection coating that prevents reflection of light in the wavelength band of the laser beam P. However, even if the antireflection coating is applied, 100% of the amount of light cannot be transmitted. Some are always reflected.
反射防止コートがない場合には、通常、入射面4aに入射するレーザ光Pのうち4%程度のレーザ光Pが無効なレーザ光P”として反射される。このとき、有効な光束として用いるレーザ光P’のパワーが設計上十分あると考えられる場合には、受光部材5の検出感度を優先する観点から入射面4aに反射防止コートを形成しないことが望ましい。 When there is no antireflection coating, usually about 4% of the laser light P incident on the incident surface 4a is reflected as invalid laser light P ″. At this time, a laser used as an effective light beam When it is considered that the power of the light P ′ is sufficient in design, it is desirable not to form an antireflection coating on the incident surface 4 a from the viewpoint of giving priority to the detection sensitivity of the light receiving member 5.
というのは、入射面4aに反射防止コートを形成しない分だけ、拡散部材4の製造コストの低減を図ることができるからである。
また、入射面4aに反射防止コートを設けると反射率のバラツキが生じ、この反射防止コートの反射率のバラツキを考慮して受光部材5の配設位置の調節を行う必要が生じる。これに対して、反射防止コートを設けない場合の入射面4aにおける反射率のバラツキは非常に小さいので、受光部材5の配設位置の調節を必要以上に行うことなく、無効なレーザ光P”を検出できる。
この実施例2によれば、入射面4aにより正反射された無効なレーザ光P”を検出する構成であるので、拡散光である無効なレーザ光P”を検出する実施例1に比べて、検出感度が向上する。
This is because the manufacturing cost of the diffusing member 4 can be reduced by the amount that the antireflection coating is not formed on the incident surface 4a.
Further, when the antireflection coating is provided on the incident surface 4a, the reflectance varies, and it is necessary to adjust the arrangement position of the light receiving member 5 in consideration of the reflectance variation of the antireflection coating. On the other hand, since the variation in the reflectance on the incident surface 4a when the antireflection coating is not provided is very small, the invalid laser beam P "is not necessary without adjusting the arrangement position of the light receiving member 5 more than necessary. Can be detected.
According to the second embodiment, the configuration is such that the ineffective laser beam P ″ regularly reflected by the incident surface 4a is detected. Therefore, compared to the first embodiment in which the ineffective laser beam P ″ that is diffused light is detected, Detection sensitivity is improved.
(実施例3)
この実施例3では、図5に示すように、拡散部材4は、入射面4aと射出面4bとの少なくとも一方の面が拡散機能を与える面とされた平行平面板から構成されている。平行平面板はレーザ光Pの進行光路に垂直に設けられている。ここでは、射出面4bが実施例1、実施例2と同様に拡散機能を与える拡散面とされている。
(Example 3)
In the third embodiment, as shown in FIG. 5, the diffusing member 4 is composed of a parallel plane plate in which at least one of the entrance surface 4a and the exit surface 4b is a surface that provides a diffusing function. The plane parallel plate is provided perpendicular to the traveling light path of the laser beam P. Here, the emission surface 4b is a diffusion surface that provides a diffusion function in the same manner as in the first and second embodiments.
受光部材5は、平行平面板の入射面4aと射出面4bとを除く少なくとも一つの端面4cに臨ませて配置されている。入射面4aから平行平面板に入射したレーザ光Pのうち、その主たる光束は有効な光束として拡散されてレーザ光P’の進行光路に導かれる。その一部の光束は射出面4bにおいて反射され、入射面4aと射出面4bとの界面における反射を繰り返して平行平面板の内部を伝播し、その一部が端面4cから出射される。 The light receiving member 5 is disposed so as to face at least one end surface 4c excluding the entrance surface 4a and the exit surface 4b of the plane parallel plate. Of the laser light P incident on the plane parallel plate from the incident surface 4a, the main light beam is diffused as an effective light beam and guided to the traveling light path of the laser light P '. A part of the light flux is reflected at the exit surface 4b, propagates through the plane of parallel plane repeatedly by reflection at the interface between the entrance surface 4a and the exit surface 4b, and a part of the light is emitted from the end surface 4c.
実施例1、実施例2によれば、拡散部材4を保持する保持部材、光源装置のハウジング等により散乱されたレーザ光Pが迷光となって受光部材5に入射する可能性がある。このため、拡散部材4の拡散機能の低下を検出するのに用いる無効なレーザ光P”の検出精度が低下するおそれがある。 According to the first and second embodiments, there is a possibility that the laser beam P scattered by the holding member that holds the diffusing member 4, the housing of the light source device, and the like enters the light receiving member 5 as stray light. For this reason, there is a possibility that the detection accuracy of the invalid laser beam P ″ used to detect the decrease in the diffusion function of the diffusion member 4 may decrease.
しかしながら、この実施例3によれば、平行平面板が無効なレーザ光P”の導光体として機能するので、拡散部材4の拡散機能の低下を検出するのに用いる無効なレーザ光P”を確実に検出できる。 However, according to the third embodiment, since the plane-parallel plate functions as a light guide for the invalid laser beam P ″, the invalid laser beam P ″ used for detecting a decrease in the diffusion function of the diffusion member 4 is used. It can be detected reliably.
(実施例4)
この実施例4では、図6に示すように、レーザ光源1a〜1cと拡散部材4との間のレーザ光Pの進行光路に光路切り替え盤7が設けられている。この光路切り替え盤7は、レーザ光源1a〜1cから射出されたレーザ光Pの進行光路を、拡散部材4が設けられた第1光路L1と、レーザ光源1a〜1cから射出されたレーザ光Pにより励起されて蛍光を発生する蛍光体6が設けられた第2光路L2とに切り替える役割を果たす。なお、ここでは、レーザ光Pには青色のレーザ光が用いられる。
Example 4
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 6, an optical path switching board 7 is provided in the traveling optical path of the laser light P between the laser light sources 1 a to 1 c and the diffusion member 4. This optical path switching board 7 uses the first optical path L1 provided with the diffusing member 4 and the laser light P emitted from the laser light sources 1a to 1c as the traveling optical path of the laser light P emitted from the laser light sources 1a to 1c. It plays a role of switching to the second optical path L2 provided with the phosphor 6 that is excited to generate fluorescence. Here, blue laser light is used as the laser light P.
光路切り替え盤7は、図7に示すように、レーザ光Pを反射して第2光路L2に導く反射領域7aと、レーザ光Pを透過して第1光路L1に導く透過領域7bとを有する。その光路切り替え盤7は駆動モータ8により回転駆動される。 As shown in FIG. 7, the optical path switching board 7 has a reflection area 7a that reflects the laser light P and guides it to the second optical path L2, and a transmission area 7b that transmits the laser light P and guides it to the first optical path L1. . The optical path switching board 7 is rotationally driven by a drive motor 8.
蛍光体6は、回転ホイールにより構成され、駆動モータ9により光路切り替え盤7と同期して回転駆動される。例えば、光路切り替え盤7の一回転に同期して、蛍光体6が一回転される。 The phosphor 6 is constituted by a rotating wheel, and is driven to rotate in synchronization with the optical path switching board 7 by a drive motor 9. For example, in synchronization with one rotation of the optical path switching board 7, the phosphor 6 is rotated once.
その蛍光体6には、図8に示すように、レーザ光Pにより励起されて緑色の蛍光を発生する蛍光材料塗布領域6aと、レーザ光Pにより励起されて赤色の蛍光を発生する蛍光材料塗布領域6bと、蛍光材料の有無を問わない不問領域6cとが設けられている。 As shown in FIG. 8, the phosphor 6 is applied with a fluorescent material application region 6a that is excited by the laser light P to generate green fluorescence, and a fluorescent material application that is excited by the laser light P to generate red fluorescence. A region 6b and an unquestioned region 6c with or without a fluorescent material are provided.
第2光路L2には集束レンズ2により集束されかつ反射領域7aにより反射されたレーザスポット光SPを集光して平行光束に変換するコリメートレンズ10と、レーザ光Pを透過しかつ赤色の蛍光と緑色の蛍光とを反射するダイクロイックミラー11と、レーザ光Pを収束して蛍光体6に照射しかつ蛍光体6により反射されたレーザ光P、レーザ光Pの照射により生成された赤色の蛍光、緑色の蛍光を集光する集光レンズ12とが設けられている。 In the second optical path L2, the collimating lens 10 that condenses the laser spot light SP focused by the focusing lens 2 and reflected by the reflecting region 7a and converts it into a parallel light beam, and the red fluorescent light that transmits the laser light P and A dichroic mirror 11 that reflects green fluorescence; a laser beam P that converges and irradiates the phosphor 6 with the laser beam P; and is reflected by the phosphor 6; a red fluorescence that is generated by the irradiation of the laser beam P; A condensing lens 12 that condenses green fluorescence is provided.
第1光路L1には、光路切り替え盤7と拡散部材4との間に、集束レンズ2により集光されかつ透過領域7bを透過したレーザスポット光SP(図7参照)を集光して平行光束に変換するコリメートレンズ3と、このコリメートレンズ3により平行光束とされたレーザ光Pを反射する反射ミラーM1とが設けられている。 On the first optical path L1, the laser spot light SP (see FIG. 7) collected by the focusing lens 2 and transmitted through the transmission region 7b is collected between the optical path switching board 7 and the diffusing member 4 to collect parallel beams. A collimating lens 3 that converts the laser beam P into a parallel light beam by the collimating lens 3 and a reflecting mirror M1 that reflects the laser light P that is converted into a parallel light beam by the collimating lens 3 are provided.
拡散部材4は、ここでは、実施例1、実施例2と同様の機能を有し、この拡散部材4の入射面側には、実施例1、実施例2と同様に、拡散部材4により無効となるレーザ光P”を受光する受光部材5が設けられている。 Here, the diffusing member 4 has the same function as in the first and second embodiments, and the diffusing member 4 is ineffective on the incident surface side of the diffusing member 4 by the diffusing member 4 as in the first and second embodiments. A light receiving member 5 for receiving the laser beam P ″ is provided.
その第1光路L1と第2光路L2とには、拡散部材4を透過して有効光束として用いるレーザ光P’とダイクロイックミラー11により反射された蛍光(赤色の蛍光と緑色の蛍光)との光路を合成する光路合成部材14が設けられている。 In the first optical path L1 and the second optical path L2, the optical path of the laser light P ′ that is transmitted as an effective light beam through the diffusing member 4 and the fluorescence (red fluorescence and green fluorescence) reflected by the dichroic mirror 11 is used. Are provided.
この光路合成部材14は、赤色の蛍光と緑色の蛍光とを透過しかつ有効光束として用いるレーザ光P’を反射するダイクロイックミラーにより構成されている。
この実施例4に係る光源装置を画像投影装置に用いた場合、赤、青、緑を合成してカラー画像をスクリーンに投影することができる。
The optical path combining member 14 is composed of a dichroic mirror that transmits red fluorescent light and green fluorescent light and reflects laser light P ′ used as an effective light beam.
When the light source device according to the fourth embodiment is used in an image projection device, a color image can be projected onto a screen by combining red, blue, and green.
(実施例5)
図9は図6に示す光源装置を有する画像投影装置を示す説明図である。
光路合成部材14により反射されて有効光束として用いるレーザ光P’と光路合成部材14を透過した蛍光とが進行する進行光路には、これらの光束を集光する集光レンズ15と、入射端面16aと射出端面16bとを有するライトトンネル16とが設けられている。
(Example 5)
FIG. 9 is an explanatory view showing an image projection apparatus having the light source device shown in FIG.
In the traveling optical path in which the laser light P ′ reflected by the optical path combining member 14 and used as an effective light beam and the fluorescence transmitted through the optical path combining member 14 travels, a condensing lens 15 that collects these light beams and an incident end face 16a. And a light tunnel 16 having an exit end face 16b.
集光レンズ15により集光されたレーザ光P’は、入射端面16aに入射されかつこのライトトンネル16を伝播する際に光量分布の均一化が図られ、射出端面16bから射出される。そのライトトンネル16は、拡散部材4により拡散されたレーザ光P’の光量分布の均一化を図る光量分布均一化部材として機能する。なお、このライトトンネル16の代わりに、フライアイレンズ(図示を略す)を用いても良い。 The laser beam P 'collected by the condenser lens 15 is incident on the incident end face 16a and is made uniform in light quantity distribution when propagating through the light tunnel 16, and is emitted from the exit end face 16b. The light tunnel 16 functions as a light quantity distribution uniforming member that makes the light quantity distribution of the laser light P ′ diffused by the diffusing member 4 uniform. Note that a fly-eye lens (not shown) may be used instead of the light tunnel 16.
射出端面16bから射出された光束の進行方向前方には、射出端面16bから射出された光束を集光して平行光束に変換するコリメートレンズ17と、リレーレンズ18と、反射ミラーM2、M3とDMD(デジタルマイクロミラーデバイス)等の画像形成素子(画像生成部)19とが設けられている。 In front of the traveling direction of the light beam emitted from the exit end surface 16b, a collimator lens 17 that collects the light beam emitted from the exit end surface 16b and converts it into a parallel light beam, a relay lens 18, reflection mirrors M2, M3, and DMD An image forming element (image generating unit) 19 such as a (digital micromirror device) is provided.
この画像投影装置は制御部20を有する。この制御部20には外部からの画像データがインタフェース部21を介して入力される。
その制御部20は、画像データに基づいてレーザ光源1a〜1c、駆動モータ8、9をオン・オフ制御すると共に、画像形成素子19を制御する。
This image projection apparatus has a control unit 20. Image data from the outside is input to the control unit 20 via the interface unit 21.
The control unit 20 controls on / off of the laser light sources 1 a to 1 c and the drive motors 8 and 9 based on the image data, and controls the image forming element 19.
その画像形成素子19は、拡散部材4により拡散されたレーザ光P’又は蛍光体6からの蛍光を変調して画像形成光を形成する。その画像形成光は、投影レンズ系22を介してスクリーン(図示を略す)に投影される。これにより、スクリーンにカラー画像が形成される。 The image forming element 19 modulates the laser light P ′ diffused by the diffusing member 4 or the fluorescence from the phosphor 6 to form image forming light. The image forming light is projected onto a screen (not shown) through the projection lens system 22. As a result, a color image is formed on the screen.
制御部20には、受光部材5から検出量としての電気信号が入力される。この制御部20は予め定められた閾値と検出量とを比較して、検出量が閾値以下であるか否かにより、拡散部材4の拡散機能の低下の有無を判断する。 An electric signal as a detection amount is input from the light receiving member 5 to the control unit 20. The control unit 20 compares a predetermined threshold value with a detected amount, and determines whether or not the diffusion function of the diffusing member 4 is deteriorated depending on whether the detected amount is equal to or less than the threshold value.
なお、この実施例5では、拡散部材4を反射ミラーM1と光路合成部材14との間に配置しているがこれに限られるものではなく、例えば、光路切り替え盤7とコリメートレンズ3との間、コリメートレンズ3と反射ミラーM1との間に配置しても良い。これに対して、ライトトンネル16は、拡散部材4と投影レンズ系22との間のレーザ光P’の進行光路に設けるのが、光量分布の均一化を図るうえで望ましい。 In the fifth embodiment, the diffusing member 4 is disposed between the reflecting mirror M1 and the optical path combining member 14. However, the present invention is not limited to this, and for example, between the optical path switching board 7 and the collimating lens 3. Further, it may be arranged between the collimating lens 3 and the reflecting mirror M1. On the other hand, it is desirable to provide the light tunnel 16 in the traveling light path of the laser light P ′ between the diffusing member 4 and the projection lens system 22 in order to make the light quantity distribution uniform.
(制御部20による拡散機能低下制御の一例)
以下、その制御部20による拡散機能低下制御一例を図10に示すフローチャートを参照しつつ説明する。
画像投影装置の落下等による衝撃その他何らかの原因で拡散部材4がレーザ光Pの進行光路から逸脱すると、又は、拡散部材4の熱的劣化によるひび等が生じると、拡散部材4の拡散機能が低下し、受光部材5から出力される電気信号の電圧値Vが低下する。
(Example of diffusion function lowering control by the control unit 20)
Hereinafter, an example of the diffusion function lowering control by the control unit 20 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
If the diffusion member 4 deviates from the traveling optical path of the laser light P due to an impact caused by the fall of the image projection apparatus or the like, or if a crack or the like due to thermal degradation of the diffusion member 4 occurs, the diffusion function of the diffusion member 4 decreases. As a result, the voltage value V of the electric signal output from the light receiving member 5 decreases.
制御部20は、この電圧値Vを閾値V0と比較して(S.1)、電圧値Vが閾値V0以上のときには、拡散部材4の拡散機能が正常(NO)であると判断して、画像投影装置を通常通り駆動し続ける(S.2)。 The control unit 20 compares the voltage value V with the threshold value V0 (S.1), and when the voltage value V is equal to or higher than the threshold value V0, determines that the diffusion function of the diffusion member 4 is normal (NO), The image projection apparatus is continuously driven as usual (S.2).
制御部20は、電圧値Vが閾値V0未満のときには、拡散部材4による拡散機能が低下(異常YES)したと判断し、異常判定信号を出力する(S.3)。ついで、例えば、レーザ光Pの進行光路に設けられたシャッター部材SH(図9参照)をレーザ光Pの進行光路に挿入し、画像形成光(投影光ともいう)をカットする(S.4)。又は、制御部20は画像形成光により黒色画像が形成されるように、画像形成素子19を制御する(S.4’)。 When the voltage value V is less than the threshold value V0, the control unit 20 determines that the diffusion function by the diffusion member 4 has decreased (abnormal YES), and outputs an abnormality determination signal (S.3). Next, for example, a shutter member SH (see FIG. 9) provided in the traveling light path of the laser light P is inserted into the traveling light path of the laser light P, and the image forming light (also referred to as projection light) is cut (S.4). . Alternatively, the control unit 20 controls the image forming element 19 so that a black image is formed by the image forming light (S.4 ').
この実施例では、画像形成素子19にDMDを用いているが、液晶パネルを用いる場合には、液晶パネルにより黒色画像が形成されるように液晶パネルを制御すれば良い。
また、制御部20により、直接、レーザ光源1a〜1cの駆動をハードウエア的に又はソフトウエア的に停止(オフ)する構成としても良い(S.4”)。
In this embodiment, DMD is used for the image forming element 19, but when a liquid crystal panel is used, the liquid crystal panel may be controlled so that a black image is formed by the liquid crystal panel.
Alternatively, the controller 20 may directly stop driving (turning off) the laser light sources 1a to 1c in hardware or software (S.4 ").
このように、レーザ光源1a〜1cの駆動を停止するか、又はレーザ光源1a〜1cから出力されるレーザ光の出力を低下させるか又はレーザ光Pの進行光路を遮断するか又は画像形成光の光量を低下させれば、安全性の向上に資することができる。 In this manner, the driving of the laser light sources 1a to 1c is stopped, the output of the laser light output from the laser light sources 1a to 1c is reduced, the traveling light path of the laser light P is blocked, or the image forming light Decreasing the amount of light can contribute to an improvement in safety.
レーザ光源1a〜1cの駆動停止と、レーザ光Pの出力遮断と、画像形成光の光量低下とを適宜組み合わせることにより、画像投影装置にフェールセーフ機能を持たせることができる。 By appropriately combining the drive stop of the laser light sources 1a to 1c, the output interruption of the laser light P, and the reduction in the light amount of the image forming light, the image projection apparatus can be provided with a fail-safe function.
1a〜1c…レーザ光源
4…拡散部材
4a…入射面
4b…射出面
5…受光部材
P、P’、P”…レーザ光
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a-1c ... Laser light source 4 ... Diffusion member 4a ... Incident surface 4b ... Ejection surface 5 ... Light-receiving member P, P ', P "... Laser beam
Claims (11)
前記レーザ光の進行光路に設けられて該レーザ光が入射する入射面と該入射面に入射したレーザ光が拡散して出射する射出面とを有し、静止した状態で配置された拡散部材と、
前記射出面から射出されて有効な光束として用いられるレーザ光の進行光路の邪魔にならない位置に設けられて前記拡散部材を通過する際に前記拡散部材において無効となったレーザ光を受光する受光部材とを備え、
前記無効となったレーザ光を前記受光部材で検出することにより前記拡散部材の機能低下を判断することを特徴とする光源装置。 A laser light source for emitting laser light;
Possess an exit surface of laser light provided to the traveling path of the laser beam incident on the incident surface and the incident surface of the laser beam is incident and emits the diffused, the diffusion member disposed in a stationary state ,
A light receiving member that is provided at a position that does not interfere with the traveling light path of the laser light that is emitted from the emission surface and is used as an effective light beam, and that receives the laser light that has become invalid in the diffusion member when passing through the diffusion member And
The light source device, wherein the function of the diffusing member is judged to be lowered by detecting the invalid laser beam by the light receiving member.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014012611A JP6349743B2 (en) | 2014-01-27 | 2014-01-27 | Light source device and image projection device using the light source device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014012611A JP6349743B2 (en) | 2014-01-27 | 2014-01-27 | Light source device and image projection device using the light source device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015141239A JP2015141239A (en) | 2015-08-03 |
JP6349743B2 true JP6349743B2 (en) | 2018-07-04 |
Family
ID=53771653
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014012611A Active JP6349743B2 (en) | 2014-01-27 | 2014-01-27 | Light source device and image projection device using the light source device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6349743B2 (en) |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0626436Y2 (en) * | 1987-05-29 | 1994-07-20 | 矢崎総業株式会社 | Vehicle display device |
JPH05145163A (en) * | 1991-11-18 | 1993-06-11 | Fuji Photo Film Co Ltd | Light output stabilizer for semiconductor laser |
JP2000267621A (en) * | 1999-03-16 | 2000-09-29 | Toshiba Corp | Video display |
JP2004311834A (en) * | 2003-04-09 | 2004-11-04 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | Light receiving circuit, light quantity stabilizing circuit and image forming device |
US7670027B2 (en) * | 2006-01-31 | 2010-03-02 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Laser illuminator |
US7609746B2 (en) * | 2006-12-01 | 2009-10-27 | Seiko Epson Corporation | Light source device, image display device, projector, illumination device, and monitor device |
JP2008224760A (en) * | 2007-03-08 | 2008-09-25 | Seiko Epson Corp | Projector |
JP5241356B2 (en) * | 2008-07-11 | 2013-07-17 | 三菱電機株式会社 | Projection type video equipment |
JP4697559B2 (en) * | 2009-03-27 | 2011-06-08 | カシオ計算機株式会社 | Light source device and projector |
JP5488908B2 (en) * | 2010-06-14 | 2014-05-14 | カシオ計算機株式会社 | projector |
JP5311155B2 (en) * | 2010-12-14 | 2013-10-09 | カシオ計算機株式会社 | Light source device and projector |
-
2014
- 2014-01-27 JP JP2014012611A patent/JP6349743B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015141239A (en) | 2015-08-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6394693B2 (en) | Light source device and image projection apparatus having the light source device | |
US9869856B2 (en) | Illumination device and projector | |
JP6237795B2 (en) | Light irradiation device and image display device having the same | |
US8858000B2 (en) | Projector having fluoroscent body and associated sensor | |
JP6238387B2 (en) | Light source device and projector | |
JP4887947B2 (en) | Projection type image display device | |
US20130176705A1 (en) | Light source device and projection type display device | |
US9411153B2 (en) | Phosphor wheel and illumination device comprising this phosphor wheel and a pump light source | |
JP4854031B2 (en) | projector | |
JP7082490B2 (en) | Anomaly detection device, projection device, anomaly detection method, and program | |
JP2008046537A (en) | Scanning-type optical apparatus | |
JP6349743B2 (en) | Light source device and image projection device using the light source device | |
JP2018538676A (en) | Projector for vehicle comprising at least one laser light module | |
JP2010107545A (en) | Image display device | |
JP5333852B2 (en) | projector | |
JP5180854B2 (en) | Light source device and exposure apparatus provided with the light source device | |
JP5263996B2 (en) | projector | |
WO2020179352A1 (en) | Vehicle lighting fixture | |
JP2017161654A (en) | Light source device, and image projection device | |
JP2020145012A (en) | Vehicular lighting fixture | |
JP2022112217A (en) | Light source device and image projection device | |
JP2019145361A (en) | Light source device, lighting appliance for vehicle and projector | |
JP2020020820A (en) | Projection display device | |
JP2019186139A (en) | Illuminating device | |
TWM461075U (en) | Laser micro projector |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170110 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20171011 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20171017 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171206 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180508 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180521 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6349743 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |