JP6354288B2 - Light source device and projector - Google Patents
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Description
本発明は、光源装置及びプロジェクターに関するものである。 The present invention relates to a light source device and a projector.
従来、レーザー等の光源から射出された励起光を蛍光体層に照射し、蛍光体層から発せられる光を照明光とする光源装置が知られている。また、この光源装置は、光変調装置を有するプロジェクターに用いられ、高輝度化のニーズに対応する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a light source device that irradiates a phosphor layer with excitation light emitted from a light source such as a laser and uses illumination light as light emitted from the phosphor layer is known. In addition, this light source device is used in a projector having a light modulation device, and a technique that responds to the need for higher brightness has been proposed (for example, see Patent Document 1).
上記特許文献1に記載の光源装置は、主励起光を射出する第1光源、および主励起光を蛍光に変換して射出する蛍光層を有する第1光源装置と、副励起光を射出する第2光源を有する第2光源装置と、第1光源装置の光路上に配置され、励起光反射部および励起光通過部を有する励起光反射ミラーと、を備える。副励起光は励起光通過部を介して、主励起光とは反対側から蛍光層に入射し、蛍光層は、副励起光も蛍光に変換して射出する。
The light source device described in
しかしながら、上記従来技術の光源装置は、主励起光を射出する第1光源だけでなく、副励起光を射出する第2光源装置が必要である。さらに、副励起光を導くレンズ、励起光反射ミラーを備える構成のため、部品点数の増加や、装置が大型化するという課題がある。また、励起光反射ミラーは、副励起光を透過するために一部に励起光を透過する領域が設けられているため、第1光源からの励起光の一部が有効に使用されないという課題がある。 However, the conventional light source device requires not only the first light source that emits the main excitation light, but also the second light source device that emits the sub excitation light. Furthermore, the configuration including the lens for guiding the sub-excitation light and the excitation light reflection mirror causes problems such as an increase in the number of components and an increase in the size of the apparatus. In addition, since the excitation light reflecting mirror is provided with a region that transmits the excitation light in part in order to transmit the sub excitation light, there is a problem that a part of the excitation light from the first light source is not used effectively. is there.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、簡便な構成で励起光を有効活用できる光源装置及びプロジェクターを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a light source device and a projector capable of effectively utilizing excitation light with a simple configuration.
本発明の第1態様に従えば、第1発光領域と第2発光領域とを有し、第1の波長帯の励起光を射出する発光素子と、平面視において前記第1発光領域と重なるように設けられ、前記第1発光領域から射出された第1の励起光の照射により、前記第1の波長帯とは異なる第2の波長帯の光を発する蛍光体層と、前記第2の波長帯の光を透過させ、前記第1の波長帯の光を反射する上面部と、前記蛍光体層から射出される光の主光線と直交する面に対して傾いた傾斜部とを有し、前記蛍光体層の前記発光素子とは反対側に設けられる反射素子と、前記蛍光体層と前記反射素子との間の光路中に配置され、前記第2発光領域から射出された第2の励起光および前記蛍光体層から射出された光を透過させる導光部と、を備え、前記傾斜部は、前記第2発光領域から射出された第2の励起光の少なくとも一部を前記蛍光体層に入射するように反射させる光源装置が提供される。 According to the first aspect of the present invention, a light-emitting element that has a first light-emitting region and a second light-emitting region and emits excitation light in the first wavelength band overlaps the first light-emitting region in plan view. to provided, by the irradiation of the first excitation light emitted from the first light-emitting area, wherein the first phosphor layer which emits light of a different second wavelength band is a wavelength band, before Symbol second An upper surface portion that transmits light in the wavelength band and reflects light in the first wavelength band ; and an inclined portion that is inclined with respect to a plane orthogonal to a principal ray of light emitted from the phosphor layer. , A reflecting element provided on the opposite side of the phosphor layer from the light emitting element, and a second element that is disposed in an optical path between the phosphor layer and the reflecting element and is emitted from the second light emitting region. comprising an excitation light and the fluorescent layer light guide unit Ru is transmitted through the light emitted from the said inclined portion, the second Light source at least a portion of the second excitation light emitted from the light region Ru is reflected to be incident on the phosphor layer device is provided.
第1態様に係る光源装置の構成によれば、光源の第1発光領域から射出された第1の励起光は、蛍光体層に入射し、光源の第2発光領域から射出された第2の励起光の少なくとも一部は、反射素子にて反射し、さらに導光部を通過して蛍光体層に入射する。すなわち、蛍光体層には、光源側、および光源とは反対側の両側から励起光が照射されることとなる。これによって、光源とは反対側から励起光を蛍光体層に照射するための複雑な構造を採用することなく、蛍光体層の両側に励起光を照射することができる。これによって第2の波長帯の光を効率的に射出する光源装置の提供が可能となる。また、部品の増加を抑制することができる。また、光源の発光領域の全ての領域に蛍光体層が重なる構成に比べ、小さな面積の領域から第2の波長帯の光を発することとなるので、単位面積当たりの光束量を高めることができる。したがって、光源装置の簡素化や小型化を図ると共に、励起光を効率良く利用して高輝度の第2の波長帯の光、例えば白色光や、赤色光、緑色光等の可視光の射出が可能な光源装置を提供できる。 According to the configuration of the light source device according to the first aspect, the first excitation light emitted from the first light emitting region of the light source enters the phosphor layer and the second light emitted from the second light emitting region of the light source. At least a part of the excitation light is reflected by the reflecting element, and further passes through the light guide and enters the phosphor layer. That is, the phosphor layer is irradiated with excitation light from both the light source side and the opposite side of the light source. Accordingly, it is possible to irradiate excitation light on both sides of the phosphor layer without adopting a complicated structure for irradiating the phosphor layer with excitation light from the side opposite to the light source. This makes it possible to provide a light source device that efficiently emits light in the second wavelength band. Moreover, the increase in components can be suppressed. In addition, since the light of the second wavelength band is emitted from a region having a small area as compared with the configuration in which the phosphor layer overlaps all the light emitting regions of the light source, the amount of light flux per unit area can be increased. . Accordingly, the light source device can be simplified and miniaturized, and the excitation light can be efficiently used to emit high-luminance second wavelength band light such as white light, red light, and green light. A possible light source device can be provided.
上記第1態様において、前記反射素子は、前記蛍光体層から射出される光の主光線と直交する面に対して傾いた傾斜部を含み、前記第2発光領域から射出された第2の励起光の少なくとも一部を前記蛍光体層に入射するように反射させる構成としてもよい。
この構成によれば、第2発光領域から射出された第2の励起光の少なくとも一部を反射素子の傾斜部により反射させて蛍光体層に入射させることができる。よって、複雑な構造を採用すること無く、簡便な構成により励起光が有効活用されることで蛍光体層の表裏両面に励起光を照射することができる。
In the first aspect, the reflective element includes an inclined portion inclined with respect to a plane orthogonal to the principal ray of light emitted from the phosphor layer, and the second excitation emitted from the second light emitting region. It is good also as a structure which reflects so that at least one part of light may inject into the said fluorescent substance layer.
According to this configuration, at least part of the second excitation light emitted from the second light emitting region can be reflected by the inclined portion of the reflecting element and incident on the phosphor layer. Therefore, it is possible to irradiate the front and back surfaces of the phosphor layer with the excitation light by effectively utilizing the excitation light with a simple configuration without adopting a complicated structure.
上記第1態様において、前記傾斜部は、前記蛍光体層に対して凹面となる曲面を備える構成としてもよい。
この構成によれば、第2発光領域から主光線に対して大きな角度を有して射出された第2の励起光も、蛍光体層に向けて効率良く反射することができる。
The said 1st aspect WHEREIN: The said inclination part is good also as a structure provided with the curved surface used as a concave surface with respect to the said fluorescent substance layer.
According to this configuration, the second excitation light emitted from the second light emitting region with a large angle with respect to the principal ray can also be efficiently reflected toward the phosphor layer.
上記第1態様において、前記蛍光体層は、前記発光素子と熱的に接触している構成としてもよい。
この構成によれば、蛍光体層および発光素子が熱的に接触しているので、蛍光体層の熱を効率良く放出することができる。よって、蛍光体層は、熱による劣化が抑制され、長期に亘って安定した光を射出することができる。
In the first aspect, the phosphor layer may be in thermal contact with the light emitting element.
According to this configuration, since the phosphor layer and the light emitting element are in thermal contact, the heat of the phosphor layer can be efficiently released. Therefore, the phosphor layer is suppressed from being deteriorated by heat, and can emit stable light over a long period of time.
上記第1態様において、前記導光部は集光光学系からなる構成としてもよい。
この構成によれば、光源の第2発光領域から射出された第2の励起光の少なくとも一部は、反射素子にて反射し、さらに導光部を通過して蛍光体層に入射する。よって、第2の波長帯の光を効率的に射出する光源装置の提供が可能となる。
In the first aspect, the light guide section may be configured by a condensing optical system.
According to this configuration, at least a part of the second excitation light emitted from the second light emitting region of the light source is reflected by the reflective element, and further passes through the light guide and enters the phosphor layer. Therefore, it is possible to provide a light source device that efficiently emits light in the second wavelength band.
上記第1態様において、前記第1発光領域は、前記発光素子の発光領域の片側の領域に設けられ、前記第2発光領域は、前記発光領域の残りの領域に設けられている構成としてもよい。
この構成によれば、簡素な構成の集光光学系を用いて、第2発光領域から射出される第2の励起光を効率良く蛍光体層に導くことが可能となる。また、蛍光体層が発光領域の片側に設けられるという簡素な構造なので、蛍光体層を所望の位置に容易に設けることや、光源装置製造のさらなる簡素化が可能となる。
In the first aspect, the first light emitting region may be provided in one region of the light emitting region of the light emitting element, and the second light emitting region may be provided in the remaining region of the light emitting region. .
According to this configuration, it is possible to efficiently guide the second excitation light emitted from the second light emitting region to the phosphor layer using a condensing optical system having a simple configuration. In addition, since the phosphor layer has a simple structure in which the phosphor layer is provided on one side of the light emitting region, it is possible to easily provide the phosphor layer at a desired position and further simplify the manufacture of the light source device.
上記第1態様において、前記蛍光体層は、前記集光光学系の光軸に対し、前記第2発光領域と対称な領域を含むように設けられている構成としてもよい。
この構成によれば、第2発光領域から射出される第2の励起光を無駄なく、光源とは反対側から蛍光体層に入射させることが可能となる。よって、さらに高輝度の第2の波長帯の光の射出が可能な光源装置を提供できる。
In the first aspect, the phosphor layer may be provided so as to include a region symmetrical to the second light emitting region with respect to the optical axis of the condensing optical system.
According to this configuration, the second excitation light emitted from the second light emitting region can be incident on the phosphor layer from the side opposite to the light source without waste. Therefore, a light source device capable of emitting light in the second wavelength band with higher brightness can be provided.
上記第1態様において、前記反射素子を透過した前記第2の波長帯の光の進行方向を補正する補正部を備える構成としてもよい。
蛍光体層は、光源の発光領域の一部となる第1発光領域に設けられているので、反射素子から射出された光の光軸は、集光光学系の光軸に対し傾いたものとなる。
この構成によれば、光源装置は、補正部を備えているので、光軸に対する傾きを補正することができる。これによって、本発明による光源装置では、光の損失を抑制し、照明対象に効率良く第2の波長帯の光を照射することが可能となる。
The first aspect may include a correction unit that corrects the traveling direction of the light in the second wavelength band that has passed through the reflection element.
Since the phosphor layer is provided in the first light emitting region which is a part of the light emitting region of the light source, the optical axis of the light emitted from the reflecting element is inclined with respect to the optical axis of the condensing optical system. Become.
According to this configuration, since the light source device includes the correction unit, the tilt with respect to the optical axis can be corrected. Accordingly, in the light source device according to the present invention, it is possible to suppress the loss of light and to efficiently irradiate the illumination target with light in the second wavelength band.
上記第1態様において、前記第1発光領域は、前記発光素子の発光領域の片側の領域に設けられ、前記第2発光領域は、前記発光領域の残りの領域に設けられ、前記補正部は、前記蛍光体層に対向する側が前記第2発光領域に対向する側より厚みが厚い楔状の形状を有する構成としてもよい。
この構成によれば、光源装置は上述した楔状の補正部を備えているので、反射素子から射出される光の光軸を集光光学系の光軸に沿った方向に補正することができる。また、補正部は、楔状という簡素な形状なので、製造の簡素化が図れる。
In the first aspect, the first light emitting region is provided in a region on one side of the light emitting region of the light emitting element, the second light emitting region is provided in a remaining region of the light emitting region, and the correction unit includes: It is good also as a structure which has a wedge-like shape where the thickness which opposes the said fluorescent substance layer is thicker than the side which opposes said 2nd light emission area | region.
According to this configuration, since the light source device includes the wedge-shaped correction unit described above, the optical axis of the light emitted from the reflecting element can be corrected in the direction along the optical axis of the condensing optical system. Further, since the correction portion has a simple shape such as a wedge shape, the manufacturing can be simplified.
上記第1態様において、前記反射素子を透過した前記第2の波長帯の光の光路上に配置され、複数の第1レンズを有する第1レンズアレイと、前記第1レンズアレイの光射出側に配置され、前記複数の第1レンズに対応する複数の第2レンズを有する第2レンズアレイと、をさらに備え、前記第1発光領域は、前記発光素子の発光領域の片側の領域に設けられ、前記第2発光領域は、前記発光領域の残りの領域に設けられ、前記複数の第1レンズ各々の光軸は、対応する前記第2レンズの光軸に対して偏心しており、前記第1レンズが前記補正部に相当する構成としてもよい。
この構成によれば、光源装置は、第1レンズアレイおよび第2レンズアレイを備えているので、照明対象の表面における面内光強度分布を略均一なものとすることができる。また、補正部は、第1レンズアレイから構成されるため、部品点数を増加することなく反射素子から射出される光の光軸の傾きを補正できる。
In the first aspect, a first lens array having a plurality of first lenses disposed on an optical path of light in the second wavelength band that has passed through the reflecting element, and a light exit side of the first lens array And a second lens array having a plurality of second lenses corresponding to the plurality of first lenses, wherein the first light emitting region is provided in a region on one side of the light emitting region of the light emitting element, The second light emitting region is provided in a remaining region of the light emitting region, and an optical axis of each of the plurality of first lenses is decentered with respect to an optical axis of the corresponding second lens, and the first lens May be configured to correspond to the correction unit.
According to this configuration, since the light source device includes the first lens array and the second lens array, the in-plane light intensity distribution on the surface of the illumination target can be made substantially uniform. In addition, since the correction unit includes the first lens array, it can correct the inclination of the optical axis of the light emitted from the reflection element without increasing the number of components.
上記第1態様において、前記第1発光領域と前記第2発光領域とは、前記集光光学系の光軸に直交する平面における形状が相似形であってもよい。
この構成によれば、集光光学系に対する第2発光領域と蛍光体層との距離が異なっても、第2発光領域から射出された第2の励起光を効率良く蛍光体層に照射することが可能となる。よって、集光光学系に対する光源および蛍光体層の配置位置の自由度の向上を図りつつ、第2発光領域から射出される第2の励起光を効率良く蛍光体層に照射することが可能となる。
In the first aspect, the first light emitting region and the second light emitting region may have similar shapes in a plane perpendicular to the optical axis of the condensing optical system.
According to this configuration, even if the distance between the second light emitting region and the phosphor layer with respect to the condensing optical system is different, the second excitation light emitted from the second light emitting region is efficiently irradiated onto the phosphor layer. Is possible. Therefore, it is possible to efficiently irradiate the phosphor layer with the second excitation light emitted from the second light emitting region while improving the degree of freedom of the arrangement position of the light source and the phosphor layer with respect to the condensing optical system. Become.
上記第1態様において、前記蛍光体層の面積は、前記発光素子の面積よりも小さい構成としてもよい。
この構成によれば、蛍光体層が発光素子よりも小さな面積の領域から第2の波長帯の光を発することとなるので、単位面積当たりの光束量を高めることができる。
In the first aspect, the area of the phosphor layer may be smaller than the area of the light emitting element.
According to this configuration, since the phosphor layer emits light of the second wavelength band from a region having a smaller area than the light emitting element, the amount of light flux per unit area can be increased.
上記第1態様において、前記第1発光領域および前記第2発光領域は、前記集光光学系の光軸に沿う方向から見て矩形状である構成としてもよい。
この構成によれば、照明対象は、光源装置から射出される光によって、射出される光に直交する面において矩形状に照射される。よって、光源装置は、被照射面が矩形状の照明対象を効率良く照明することができる。
In the first aspect, the first light emitting region and the second light emitting region may have a rectangular shape when viewed from a direction along the optical axis of the condensing optical system.
According to this configuration, the illumination target is irradiated with light emitted from the light source device in a rectangular shape on a surface orthogonal to the emitted light. Therefore, the light source device can efficiently illuminate the illumination target whose irradiation surface is rectangular.
上記第1態様において、前記第1発光領域と前記第2発光領域とは、前記集光光学系の光軸に直交する平面における面積が互いに等しい構成としてもよい。
この構成によれば、第2発光領域から射出される第2の励起光を有効に蛍光体層に照射することが可能となる。よって、さらに高輝度の第2の波長帯の光の射出が可能な光源装置が図れる。
In the first aspect, the first light emitting region and the second light emitting region may have the same area in a plane perpendicular to the optical axis of the condensing optical system.
According to this configuration, the phosphor layer can be effectively irradiated with the second excitation light emitted from the second light emitting region. Therefore, a light source device capable of emitting light of the second wavelength band with higher brightness can be achieved.
上記第1態様において、前記光源は、前記励起光を射出する発光ダイオードまたは半導体レーザーを有する構成としてもよい。
この構成によれば、発光ダイオードは小型かつ発光効率が高く、また、半導体レーザーは、集光性が高い光を射出するので、励起光の利用効率を高めて蛍光体層を発光させることができる。
In the first aspect, the light source may include a light emitting diode or a semiconductor laser that emits the excitation light.
According to this configuration, the light emitting diode is small in size and has high light emission efficiency, and the semiconductor laser emits light with high light condensing property, so that the phosphor layer can be made to emit light by improving the utilization efficiency of the excitation light. .
本発明の第2態様に従えば、上記第1態様に係る光源装置と、前記光源装置から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置にて変調された光を投写する投写レンズと、を備えるプロジェクターが提供される。 According to the second aspect of the present invention, the light source device according to the first aspect, a light modulation device that modulates light emitted from the light source device according to image information, and the light modulation device modulates the light. A projector including a projection lens that projects light is provided.
第2態様に係るプロジェクターの構成によれば、上述した光源装置を備えるので、小型化、および明るい画像の投写が可能なプロジェクターを提供することができる。 According to the configuration of the projector according to the second aspect, since the light source device described above is provided, it is possible to provide a projector capable of downsizing and projecting a bright image.
上記第2態様において、前記発光素子の中心から前記反射素子を見込む立体角をΩa、前記発光素子の面積をSa、前記光変調装置の面積をSb、前記投写レンズの飲み込み半角で規定される立体角をΩb、としたとき、ΩaがSb×Ωb/Sa以下の関係を満たす構成としてもよい。
この構成によれば、投写レンズに効率良く入射可能な有効な角度成分の光を取り出すことができる。よって、明るい画像を投射することができる。
In the second aspect, the solid angle at which the reflective element is viewed from the center of the light emitting element is defined as Ωa, the area of the light emitting element is Sa, the area of the light modulation device is defined as Sb, and the solid angle defined by the swallowing half angle of the projection lens When the angle is Ωb, Ωa may satisfy the relationship of Sb × Ωb / Sa or less.
According to this configuration, it is possible to extract light having an effective angle component that can be efficiently incident on the projection lens. Therefore, a bright image can be projected.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In addition, in the drawings used in the following description, in order to make the features easy to understand, there are cases where the portions that become the features are enlarged for the sake of convenience, and the dimensional ratios of the respective components are not always the same as the actual ones. Absent.
(プロジェクター)
先ず、図1に示す第1実施形態に係るプロジェクター100の一例について説明する。
なお、図1は、このプロジェクター100の概略構成を示す平面図である。
(projector)
First, an example of the
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of the
本実施形態に係るプロジェクターは、スクリーン(被投射面)上にカラー映像(画像)を表示する投射型画像表示装置である。 The projector according to the present embodiment is a projection-type image display device that displays a color image (image) on a screen (projected surface).
具体的に、プロジェクター100は、光源装置101R,101G,101Bと、光変調装置102R,102G,102Bと、合成光学系103と、投写レンズ104と、を備える。
Specifically, the
光源装置101R,101G,101Bは、それぞれが赤色光(R),緑色光(G),青色光(B)を射出する。
Each of the
光源装置101Rは、本発明の光源装置から構成されている。また、光源装置101G,101Bは、後述のように光源として緑色(G),青色(B)の各色光を射出するLEDを用いる。そして、各光源装置101R,101G,101Bは、照明光を各光変調装置102R,102G,102Bに向かって射出する。
The
光変調装置102R,102G,102Bは、各光源装置101R,101G,101Bからの光を画像信号に応じてそれぞれ変調し、各色に対応した画像光を形成する。
光変調装置102R,102G,102Bは、液晶ライトバルブ(液晶パネル)からなり、各々は、各色に対応した照明光を画像情報に応じて変調した画像光を形成する。なお、各光変調装置102R,102G,102Bの入射側及び射出側には、偏光板(不図示)が配置されており、特定の方向の直線偏光(例えば、S偏光)の光のみを通過させるようになっている。
The
Each of the
合成光学系103は、各光変調装置102R,102G,102Bからの画像光を合成する。
合成光学系103は、クロスダイクロイックプリズムからなり、各光変調装置102R,102G,102Bからの画像光が入射する。合成光学系103は、各色に対応した画像光を合成し、この合成された画像光を投写レンズ104に向かって射出する。
The combining
The combining
投写レンズ104は、投写レンズ群からなり、合成光学系103により合成された画像光をスクリーンSCRに向かって拡大投射する。これにより、スクリーンSCR上には、拡大されたカラー映像(画像)が表示される。
The
(光源装置)
続いて、本発明の光源装置の第1実施形態に係る光源装置101Rの具体的な構成について説明する。
図2は、光源装置101Rの概略構成を示す平面図である。
光源装置101Rは、図2に示すように、少なくとも光源部50を備えている。また、本実施形態においては、光源装置101Rは、第1レンズアレイ51、第2レンズアレイ52、偏光変換素子53、および重畳レンズ54を更に備えている。
(Light source device)
Next, a specific configuration of the
FIG. 2 is a plan view showing a schematic configuration of the
As illustrated in FIG. 2, the light source device 101 </ b> R includes at least a
光源部50は、赤色光を射出する。第1レンズアレイ51は、複数の第1レンズを有し、光源部50から射出された光を複数の部分光に分割する。第2レンズアレイ52は、第1レンズアレイ51の光射出側に配置され、第1レンズに対応する複数の第2レンズを有している。第2レンズアレイ52は、重畳レンズ54とともに、複数の部分光を光変調装置102R上で重畳させる。偏光変換素子53は、第2レンズアレイ52から射出された非偏光の光を直線偏光光に変換する。
The
ここで、光源装置101Rの光源部50について、詳細に説明する。
図3(a)、(b)は光源部50の要部構成を示す図であり、図4は光源部50の平面図である。
Here, the
FIGS. 3A and 3B are views showing the main configuration of the
光源部50は、図3(a)、(b)に示すように、基板40と、LED素子(発光素子)41と、蛍光体層42と、透明基材43と、ダイクロイックミラー(反射素子)44とを備える。基板40はLED素子41を支持する。LED素子41は第1の波長帯の励起光を射出する。本実施形態では、LED素子41は、第1の波長帯として青色(B)を有する波長帯の光を発する発光ダイオードから構成される。なお、第1の波長帯の光としては青色光に限らず、紫色光や紫外光を有する波長帯の光を用いてもよい。また、LED素子の代わりに半導体レーザーを用いてもよい。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the
蛍光体層42は、LED素子41から射出された青色光に励起されることで第1の波長帯とは異なる第2の波長帯の光を発する。本実施形態では、蛍光体層42が第2の波長帯として赤色(R)を有する波長帯の光を発する赤色蛍光体(例えば、CaAlSiN3−Si2N2O:Euを含有する材料)で形成されている。
The
透明基材43は、例えば、ガラスやプラスチック等の光透過性を有する基材であり、LED素子41および蛍光体層42を内部に収容するように基板40上に配置されている。透明基材43は、後述のダイクロイックミラー44を支持するための支持部材である。透明基材43は、図3(a),(b)に示すように略椀状からなり、蛍光体層42に対して凹面となる曲面を備えている。
The
ダイクロイックミラー44と蛍光体層42との間には透明基材43および空気層が設けられている。すなわち、本実施形態において、光源部50は、ダイクロイックミラー44と蛍光体層42との間に透明基材43および空気層からなる導光部を備えている。
A
ダイクロイックミラー(反射素子)44は、透明基材43の表面側に形成されている。ダイクロイックミラー44は、LED素子41から射出される第1の波長帯の光(青色光B)L1を反射し、蛍光体層42から射出される第2の波長帯の光(赤色光R)L2を透過する特性を備える。
The dichroic mirror (reflection element) 44 is formed on the surface side of the
本実施形態において、ダイクロイックミラー44は、蛍光体層42から射出される赤色光L2の主光線50cと直交する上面部44aと、主光線50cに対して傾いた傾斜部44bと、を含む。ここで、赤色光L2の主光線50cは、第1レンズアレイ51、第2レンズアレイ52、偏光変換素子53、および重畳レンズ54の光軸Cと平行である(図2、図3(a)参照)。
In the present embodiment, the
図3(b)、図4に示すように、LED素子41は、矩形状の発光領域45を備えている。発光領域45は、第1発光領域45Aと第2発光領域45Bとを有する。第1発光領域45Aは、発光領域45の中央の領域に矩形状に設けられている。第2発光領域45Bは、発光領域45の残りの領域である。第2発光領域45Bは、第1発光領域45Aの廻りを囲むように設けられており、その外形が矩形状となっている。本明細書では、便宜上、第1発光領域45Aから射出される励起光を第1の励起光と呼び、第2発光領域45Bから射出される励起光を第2の励起光と呼ぶ。
As shown in FIGS. 3B and 4, the
蛍光体層42は、平面視において第1発光領域45Aと重なるように配置されている。換言すれば、発光領域45のうち、蛍光体層42が設けられている領域が第1発光領域45Aであり、蛍光体層42が設けられていない領域が第2発光領域45Bである。
The
本実施形態において、蛍光体層42は、LED素子41と熱的に接触している。これにより、蛍光発光時に蛍光体層42に生じた熱がLED素子41を介して効率良く放出される。よって、蛍光体層42は熱による劣化が抑制され、長期に亘って安定した光を射出することができる。
In the present embodiment, the
続いて、光源装置101Rから光を射出する動作について説明する。
LED素子41における第1発光領域45Aから射出された青色光L1は、LED素子41の上層に積層された蛍光体層42の裏面に入射する。第1発光領域45Aから射出された青色光L1の大部分により励起された蛍光体層42は赤色光L2を射出する。
本実施形態では、蛍光体層42の面積がLED素子41の面積よりも小さくなっている。そのため、蛍光体層42がLED素子41よりも面積の小さい領域から赤色光L2を発することとなるので、単位面積当たりの光束量を高めることができる。
Subsequently, an operation of emitting light from the
The blue light L <b> 1 emitted from the first
In the present embodiment, the area of the
一方、励起に寄与しないで蛍光体層42を透過した青色光、およびLED素子41の第2発光領域45Bから射出された青色光L1は、ダイクロイックミラー44に到達する。ダイクロイックミラー44は青色光L1を反射し、赤色光L2を透過する。
On the other hand, the blue light transmitted through the
ここで、青色光L1は、LED素子41の第2発光領域45Bから放射状に広がる。また、ダイクロイックミラー44と蛍光体層42との間には導光部を備えているため、ダイクロイックミラー44の上面部44aと蛍光体層42とは互いに離間している。そのため、第2発光領域45Bから放射状に拡がり、ダイクロイックミラー44の上面部44aあるいは傾斜部44bによって反射された青色光L1は、蛍光体層42に良好に入射することができる。また、傾斜部44bは、蛍光体層42に対して凹面となる曲面状であることから、第2発光領域45Bから主光線50cに対して大きな角度を有して射出された青色光L1も、傾斜部44bによって蛍光体層42の表面に向けて効率良く反射される。よって、励起光である青色光L1は、蛍光体層42の表裏両面を良好に励起することで赤色光L2を効率良く発生させることができる。
Here, the blue light L <b> 1 spreads radially from the second
このような構成に基づき、光源装置101Rは、励起用の青色光L1の大部分が反射を繰り返す過程で蛍光体層42に吸収されることで、ダイクロイックミラー44を通して外側(第1レンズアレイ51側)に赤色光L2を射出することができる。すなわち、光源装置101Rは光変調装置102Rに対して赤色光L2(直線偏光)を射出する。
Based on such a configuration, the
光源装置101Gは光変調装置102Gに対して緑色光(直線偏光)を射出し、光源装置101Bは光変調装置102Bに対して青色光(直線偏光)を射出する。なお、光源装置101G,101Bは、光源部として緑色(G),青色(B)の各色に対応したLEDを用いた従来の一般的な光源装置である。そのため、その詳細な説明については省略する。
The light source device 101G emits green light (linearly polarized light) to the
以上のような構成を有する光源装置101Rによれば、ダイクロイックミラー44の傾斜部44bにより第2発光領域45Bから射出された青色光L1の少なくとも一部を反射させて蛍光体層42に入射させることができる。よって、複雑な構造を採用すること無く、簡便な構成により励起光である青色光L1を有効活用することができ、蛍光体層42の表裏両面に青色光L1を効率良く照射できる。したがって、光源装置101Rは、赤色光L2を効率良く外部に射出することができる。
According to the
したがって、この光源装置101Rをプロジェクター100に適用することによって、プロジェクター100自体も更なる小型化を図りつつ、明るく画像品質に優れた表示を行うことが可能となる。
Therefore, by applying the
なお、本発明の一実施形態を例示して説明したが、本発明は上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 In addition, although one embodiment of the present invention has been illustrated and described, the present invention is not necessarily limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. It is.
光源装置101Rの変形例について説明する。本変形例は、光源装置101Rにおける光源部の構成のみが相違しており、それ以外の構成は共通である。したがって、以下では、光源部の構成を主体に説明し、上記実施形態と共通の構成及び部材については同じ符号を付し、その詳細については省略する。
A modification of the
(第1変形例)
図5は第1変形例に係る光源部の構成を示す図である。
図5に示すように、本変形例に係る光源部150は、基板40と、LED素子41と、蛍光体層42と、ミラー部材(反射素子)49と、透明基材143とを備える。
(First modification)
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a light source unit according to a first modification.
As shown in FIG. 5, the
ミラー部材49は、第1のミラー部材46と第2のミラー部材144とを含む。第1のミラー部材46は、LED素子41および蛍光体層42を内部に収容するように基板40上に配置されている。第1のミラー部材46は、図3に示した透明基材43と同様、略椀状からなり、蛍光体層42に対して凹面となる曲面を備えている。
The
第1のミラー部材46は、蛍光体層42の上面側に対向するとともに蛍光体層42から射出される赤色光L2の主光線50cと直交する上面部に形成された開口46aと、主光線50cに対して傾いた傾斜部46bと、を含む。すなわち、第1のミラー部材46は、平面視した状態で、傾斜部46bが蛍光体層42の周囲をリング状に囲んでいる。また、開口46aは、平面視した状態で例えば円形である。第1のミラー部材46は、例えば、アルミニウム等の光反射性を有する部材である。
The
透明基材143は、例えば、ガラスやプラスチック等の光透過性を有する基材であって、第2のミラー部材144を支持するための支持部材である。第2のミラー部材は、ダイクロイックミラーから構成される。第2のミラー部材144は、透明基材143の内面側に形成される。透明基材143は、第2のミラー部材144を開口46aに対向させるようにミラー部材49上に配置される。開口46aは第2のミラー部材144によって塞がれている。第2のミラー部材144は、主光線50cと直交するように配置される。
The
ミラー部材49と蛍光体層42との間には空気層が介在している。すなわち、本実施形態において、光源部150は、ミラー部材49と蛍光体層42との間に空気層からなる導光部を備えている。
An air layer is interposed between the
ところで、本実施形態では、蛍光体層42の中心から開口46aを見込む立体角をΩa、蛍光体層42の面積をSa、赤色光L2が入射する光変調装置102Rの光入射面の面積をSb、投写レンズ104(図1参照)の飲み込み半角θで決まる立体角をΩbとしたとき、ΩaがSb×Ωb/Sa以下の関係を満たすように構成されている。
ここで、Ωbは、Ωb=2π(1−cosθ)で規定される。
By the way, in the present embodiment, the solid angle for viewing the
Here, Ωb is defined by Ωb = 2π (1-cos θ).
ΩaがSb×Ωb/Saを超える角度になった場合、赤色光L2は光変調装置102Rの有効エリア以外を照明してしまうか、或いは投写レンズ104への入射角度が大きく投写レンズ104を通過できないことになる。
When Ωa exceeds Sb × Ωb / Sa, the red light L2 illuminates the area other than the effective area of the
これに対し、本変形例に係る光源部150によれば上記関係を満たすように構成されている。そのため、本変形例によれば、第2発光領域45Bから射出された青色光L1あるいは蛍光体層42から射出された赤色光L2のうち主光線50cとなす角度の大きい成分を、第1のミラー部材46の傾斜部46bにより反射させて蛍光体層42側に戻すことができる。蛍光体層42に戻った光は蛍光体層42内で散乱して角度が変化した状態で射出される。その結果、有効に利用できる角度成分の赤色光L2のみを開口46aを介して外部に取り出すことができる。すなわち、光源部150から射出した赤色光L2は、光変調装置102Rの有効エリアを効率良く照明するとともに、投写レンズ104内に効率良く入射するので、スクリーンSCR上に明るい画像を投射することができる。
On the other hand, the
(第2変形例)
例えば、上記実施形態では、透明基材43(ダイクロイックミラー44)が略椀状から構成される場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図6(a)に示すように、平面形状が正方形を呈し、断面形状が台形を呈する透明基材43(ダイクロイックミラー44)を用いてもよい。あるいは、図6(b)に示すように、平面形状が正方形を呈し、断面形状が図3に示したように略椀状を呈する透明基材43(ダイクロイックミラー44)を用いても良い。
(Second modification)
For example, in the said embodiment, although the case where the transparent base material 43 (dichroic mirror 44) was comprised from the substantially bowl shape was mentioned as an example, this invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 6A, a transparent base material 43 (dichroic mirror 44) having a square planar shape and a trapezoidal cross-sectional shape may be used. Alternatively, as shown in FIG. 6B, a transparent base material 43 (dichroic mirror 44) having a square planar shape and a substantially bowl-like cross-sectional shape as shown in FIG. 3 may be used.
あるいは、図6(c)に示すように、平面形状および断面形状が矩形を呈する透明基材43(ダイクロイックミラー44)を用いても良い。この場合、透明基材43の表面に形成されたダイクロイックミラー44は、傾斜部44bが主光線50cと平行となっている。
Alternatively, as shown in FIG. 6C, a transparent base material 43 (dichroic mirror 44) having a rectangular planar shape and cross-sectional shape may be used. In this case, in the
(第3変形例)
また、上記実施形態では、第2発光領域45Bが第1発光領域45Aを囲む場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図7(a)に示す例では、第1発光領域45Aは、発光領域45の片側の略半分の領域に設けられ、第2発光領域45Bは、発光領域45の残りの領域に設けられている。第1発光領域45Aおよび第2発光領域45Bは、それぞれ矩形状であり、双方の面積が略等しい。第1発光領域45Aおよび第2発光領域45Bは、光軸Cに対して軸対称となっている。
(Third Modification)
In the above embodiment, the case where the second
また、上記実施形態では、1つのLED素子41に対して蛍光体層42が配置される場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図7(b)に示すように、基板40上にLED素子41AとLED素子41Bとが配置されていてもよい。この構成では、蛍光体層42が2つのLED素子41A,41B上を跨いた状態となるように、これらLED素子41A,41B上に積層して配置されている。
Moreover, in the said embodiment, although the case where the
図7(b)に示すように、LED素子41Aの第1発光領域45Aは、LED素子41Aの発光領域45の中央の左側領域に設けられ、第2発光領域45Bは発光領域45の残りの領域に設けられる。同様に、LED素子41Bの第1発光領域45Aは、LED素子41Bの発光領域45の中央の右側領域に設けられ、第2発光領域45Bは発光領域45の残りの領域に設けられる。
すなわち、図7(b)に示す形態では、LED素子41A,41Bにおいて、第1発光領域45Aおよび第2発光領域45Bがそれぞれ独立して設けられている。LED素子41Aの第1発光領域45AとLED素子41Bの第1発光領域45Aとは互いに分離しており、LED素子41Aの第2発光領域45BとLED素子41Bの第2発光領域45Bとは互いに分離している。
As shown in FIG. 7B, the first
That is, in the form shown in FIG. 7B, in the
(第4変形例)
また、図7(b)に示したように、2個のLED素子41を用いる場合において、図8に示すように、蛍光体層42を一方のLED素子41A上のみに配置してもよい。具体的に、光源部50は、図8に示すように、2つのLED素子41A,41Bを有し、LED素子41A,41Bは、基板40の上に設けられている。基板40は光軸Cと直交する基準面40aを有している。
(Fourth modification)
Further, as shown in FIG. 7B, when two
LED素子41A,41Bでは、発光領域の形状および面積おのおのが互いに同等に形成されている。蛍光体層42は、LED素子41Aの発光領域に塗布されている。
そして、LED素子41AとLED素子41Bとは、光軸Cを挟んで配置され、蛍光体層42は、一方のLED素子41A側に設けられることとなる。光源部50では、LED素子41Aの発光面の基準面40aからの高さが、LED素子41Bの発光面の基準面40aからの高さと等しくなっている。なお、LED素子41の数は2つに限らず3つ以上で構成してもよい。
In the
And
(第5変形例)
また、上記実施形態では、蛍光体層42がLED素子41上に積層された場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されない。例えば、LED素子41とは別体の透明部材に設けるように構成してもよい。図9は変形例に係る光源部50および蛍光体層42を示す模式図である。図9に示すように、蛍光体層42は、LED素子41の発光領域の面積の略半分の面積を有する板状の透明部材60に積層(塗布)され、光軸Cの一方の側、つまりLED素子41の発光領域の片側に配置されていてもよい。
(5th modification)
Moreover, in the said embodiment, although the case where the
また、上記実施形態では、蛍光体層42の面積がLED素子41の面積よりも小さい場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されない。例えば、蛍光体層42およびLED素子41の面積が同じであり、これらが平面的にずれた位置に配置されていても良い。
Moreover, in the said embodiment, although the case where the area of the
また、上記実施形態では、蛍光体層42として平面形状が矩形状のものを例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、蛍光体層42として平面形状が円形、三角形、菱形、台形等のものを用いても良い。また、図5に示した構成においては、開口46aの平面形状が円形の場合を例示したが、開口46aの形状はこれに限定されない。例えば、開口46aの平面形状を円形としても良い。あるいは、蛍光体層42の平面形状に対応させて、開口46aの形状を蛍光体層42の形状と相似状に形成してもよい。これによれば、蛍光体層42の形状と開口46aの形状が相似状となるので、蛍光体層42の外周に放射状に拡がった赤色光L2を開口46a内に効率良く取り込むことができる。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、赤色光L2を生成する光源装置101Rとして本発明の光源装置を適用した場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されない。蛍光体層を変更することによって、緑色光を生成する光源装置101Gや青色光を生成する光源装置101Bに本発明の光源装置を適用してもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the case where the light source device of this invention was applied as an example was demonstrated as
また、上記実施形態では、3つの光変調装置102R,102G,102Bを備えるプロジェクター100を例示したが、1つの光変調装置でカラー映像(画像)を表示するプロジェクターに適用することも可能である。さらに、光変調装置としては、上述した液晶パネルに限らず、例えばデジタルミラーデバイスなどを用いることもできる。
In the above embodiment, the
(第2実施形態)
以下、第2実施形態に係るプロジェクターについて、図面を参照して説明する。
本実施形態のプロジェクターは、光源装置から射出された光を画像情報に応じて変調し、変調した光をスクリーン等の投写面に拡大投写する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a projector according to a second embodiment will be described with reference to the drawings.
The projector according to the present embodiment modulates light emitted from the light source device according to image information, and enlarges and projects the modulated light onto a projection surface such as a screen.
図10は、本実施形態のプロジェクター1における光学ユニット3を示す模式図である。
プロジェクター1は、図10に示すように、光源装置2を有する光学ユニット3、および図示は省略するが、制御部、電源装置、冷却装置、およびこれらの装置を内部に収納する外装筐体を備えている。
FIG. 10 is a schematic diagram showing the
As shown in FIG. 10, the
制御部は、CPU(Central Processing Unit)やROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を備え、コンピューターとして機能する
ものであり、プロジェクター1の動作の制御、例えば、画像の投写に関わる制御等を行う。
電源装置は、光源装置2や制御部等に電力を供給する。
冷却装置は、光源装置2や電源装置を冷却する。
外装筐体は、詳細な説明は省略するが、複数の部材で構成され、外気を取り込む吸気口、および内部の温まった空気を外部に排気する排気口等が設けられている。
The control unit includes a CPU (Central Processing Unit), ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), and the like, and functions as a computer.
The control of the operation of the
The power supply device supplies power to the
The cooling device cools the
Although detailed description is omitted, the exterior casing is composed of a plurality of members, and is provided with an intake port for taking in outside air, an exhaust port for exhausting warm air inside, and the like.
(光学ユニットの構成)
光学ユニット3は、制御部による制御の下、光源装置2から射出された光を光学的に処理して投写する。
光学ユニット3は、図10に示すように、光源装置2に加え、インテグレーター照明光学系32、ダイクロイックミラー331,332、反射ミラー34B,34G、フィールドレンズ35B,35G,35R、光変調装置としての液晶ライトバルブ361、色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム362、および投写レンズ37を備える。
(Configuration of optical unit)
The
As shown in FIG. 10, in addition to the
液晶ライトバルブ361は、赤色光(以下「R光」という)を画像情報に応じて変調する液晶ライトバルブ361R、緑色光(以下「G光」という)を画像情報に応じて変調する液晶ライトバルブ361G、青色光(以下「B光」という)を画像情報に応じて変調する液晶ライトバルブ361Bを備える。
The liquid crystal
各液晶ライトバルブ361は、透過型の液晶パネル、および液晶パネルの光入射側に配置された入射側偏光板と、液晶パネルの光射出側に配置された射出側偏光板を有している。
液晶ライトバルブ361は、図示しない複数の微小画素がマトリックス状に設けられた矩形状の画像形成領域を有する。各画素が表示画像信号に応じた光透過率に設定され、画像形成領域内に表示画像を形成する。そして、各色光は、液晶ライトバルブ361にて変調された後、クロスダイクロイックプリズム362に射出される。
Each liquid crystal
The liquid crystal
クロスダイクロイックプリズム362は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、2つの誘電体多層膜が形成されている。クロスダイクロイックプリズム362は、誘電体多層膜が液晶ライトバルブ361R,351Bにて変調された色光を反射し、液晶ライトバルブ361Gにて変調された色光を透過して、各色光を合成する。
The cross
投写レンズ37は、複数のレンズ(図示省略)を備え、クロスダイクロイックプリズム362にて合成された光をスクリーン上に拡大投写する。
The
光源装置2は、第1光源装置4および第2光源装置5を備える。
第1光源装置4は、請求項1に記載の光源装置に相当する。第1光源装置4は、発光ダイオードを有する光源141、光源(発光素子)141の発光領域の一部に塗布された蛍光体層142、集光光学系(導光部)243、波長選択素子(反射素子)144および補正部145を備える。ただし、補正部145は必須ではない。光源141から射出された励起光により、蛍光体層142は、R光とG光とを含むY光を射出する。
第2光源装置5は、B光を射出する発光ダイオードを有する光源151、および平行化レンズ152を備え、光源151から射出されたB光を平行化レンズ152にて略平行化して射出する。
なお、第1光源装置4の構成については、後で詳細に説明する。
The
The first
The second
The configuration of the first
インテグレーター照明光学系32は、第1光源装置4に対応する第1インテグレーター照明光学系321、および第2光源装置5に対応する第2インテグレーター照明光学系322を備えている。
第1インテグレーター照明光学系321は、第1レンズアレイ3211、第2レンズアレイ3212、偏光変換素子3213、および重畳レンズ3214を備えている。
第1レンズアレイ3211は、複数の第1レンズを有し、第1光源装置4から射出された光を複数の部分光に分割する。第2レンズアレイ3212は、第1レンズアレイ3211の光射出側に配置され、第1レンズに対向する複数の第2レンズを有している。第2レンズアレイ3212は、重畳レンズ3214とともに、部分光を液晶ライトバルブ361G,361R上で重畳させる。
偏光変換素子3213は、第2レンズアレイ3212から射出された非偏光の光を直線偏光光に変換する。
The integrator illumination
The first integrator illumination
The
The
第2インテグレーター照明光学系322は、第1インテグレーター照明光学系321と同様に、第1レンズアレイ3221、第2レンズアレイ3222、偏光変換素子3223、および重畳レンズ3224を備え、第2光源装置5から射出されたB光を複数の部分光に分割し、後述する液晶ライトバルブ361Bの表面に重畳させる。
第2インテグレーター照明光学系322から射出されたB光は、反射ミラー34Bにて反射し、フィールドレンズ35Bを介して液晶ライトバルブ361Bに入射する。
Similar to the first integrator illumination
The B light emitted from the second integrator illumination
ダイクロイックミラー331は、第1インテグレーター照明光学系321から射出されたY光のうち、画像形成に利用するG光を反射し、残りの光を透過する。
ダイクロイックミラー331で反射したG光は、反射ミラー34Gにて反射し、フィールドレンズ35Gを介して液晶ライトバルブ361Gに入射する。
ダイクロイックミラー332は、ダイクロイックミラー331を透過した光のうち画像形成に利用するR光を反射し、不要な光を透過する。そして、ダイクロイックミラー332にて反射したR光は、フィールドレンズ35Rを介して液晶ライトバルブ361Rに入射する。
The
The G light reflected by the
The
(第1光源装置の構成)
ここで、第1光源装置4について、詳細に説明する。
図11は、第1光源装置4を説明するための模式図であり、(a)は、第1光源装置4の構成を示す図、(b)は、第1光源装置4における光源141を発光側から見た平面図である。
(Configuration of the first light source device)
Here, the first
11A and 11B are schematic diagrams for explaining the first
図11(a)に示すように、集光光学系243は、光源141と波長選択素子244との間の光路中に設けられている。
光源141は、第1の波長帯の励起光を射出する。本実施形態では、第1の波長帯として青色光を有する波長帯の光を発する発光ダイオードが用いられている。なお、第1の波長帯の励起光としては、青色光に限らず、紫色光や紫外光を有する波長帯の光を用いてもよい。
As shown in FIG. 11A, the condensing
The
光源141は、図11(b)に示すように、矩形状の発光領域141Eを備えている。また、発光領域141Eは、第1発光領域411と第2発光領域412とを有する。第1発光領域411は、発光領域141Eの片側の略半分の領域に設けられ、第2発光領域412は、発光領域141Eの残りの領域に設けられている。なお、本明細書では、便宜上、第1発光領域411から射出される励起光を第1の励起光と呼び、第2発光領域412から射出される励起光を第2の励起光と呼ぶ。
光源141と集光光学系243とは、集光光学系243の光軸243Cが発光領域141Eの略中心に位置するように配置される。また、蛍光体層142は、平面視において第1発光領域411と重なるように設けられている。具体的に、蛍光体層142は、図11(b)において、光軸243Cを通る上下方向に延出する直線を境界にして発光領域の片側に設けられている。言い換えれば、発光領域141Eのうち、蛍光体層142が設けられている領域が第1発光領域411であり、蛍光体層142が設けられていない領域が第2発光領域412である。
As shown in FIG. 11B, the
The
第1発光領域411および第2発光領域412は、それぞれ矩形状であり、双方の面積が略等しい。第1発光領域411および第2発光領域412は、光軸243Cに対して軸対称であることが好ましい。この理由については、図12を用いて後で説明する。
なお、第1レンズアレイ3211および第2レンズアレイ3212が備える各レンズの形状は、液晶ライトバルブ361の画像形成領域の形状と相似である。
そして、矩形状の第1発光領域411(蛍光体層142)は、各レンズの半分の形状に対応するように長手方向(短手方向)の向きが設定されている。
The 1st light emission area |
Note that the shape of each lens included in the
The rectangular first light emitting region 411 (phosphor layer 142) is set in the longitudinal direction (short direction) so as to correspond to the half shape of each lens.
蛍光体層142は、例えば、セリウム付活YAG(Yttrium Aluminum Garnet)蛍光体(YAG:Ce3+)を含有する材料で形成され、光源141の光射出側に塗布されている。
蛍光体層142は、光源141からの励起光によりR光とG光とを含むY光を発する。Y光は、第1の波長帯とは異なる第2の波長帯の光に相当する。
The
The
集光光学系243は、図11(a)に示すように、レンズ431,432を有して構成され、第1発光領域411に設けられた蛍光体層142から発せられた光、および第2発光領域412から射出された第2の励起光を略平行化して透過させる。
As shown in FIG. 11A, the condensing
波長選択素子244は、第2の波長帯の光を透過し、第1の波長帯の光を反射する。つまり、波長選択素子244は、集光光学系243の光射出側に配置され、蛍光体層142から発せられたY光を透過し、第2発光領域412から射出された第2の励起光141aを反射する。
波長選択素子244を透過したY光は、補正部145に入射する。そして、第2発光領域412から射出され、波長選択素子244で反射した第2の励起光141bのうち少なくとも一部は、集光光学系243を介して蛍光体層142に入射する。すなわち、集光光学系243は、光源141の第2発光領域412から射出され、波長選択素子244にて反射した第2の励起光141bのうち少なくとも一部が蛍光体層142に入射するように、第2の励起光を導く機能を有している。
The
The Y light transmitted through the
図12は、第2発光領域412から射出された第2の励起光141aの進行経路を説明するための模式図である。
図12に示すように、第2発光領域412から射出された第2の励起光141aは、集光光学系243に向かって広がるように進行し、レンズ431,432によって略平行化されて波長選択素子244に入射する。そして、第2の励起光141aは、波長選択素子244にて反射する。波長選択素子244にて反射した第2の励起光141bのうち少なくとも一部は、レンズ432,431によって進行方向が変更され、光軸243Cに対して第2発光領域412に対称となる領域に入射する。従って、蛍光体層142が設けられている第1発光領域411は、光軸243Cに対して第2発光領域412と軸対称であることが好ましい。
FIG. 12 is a schematic diagram for explaining a traveling path of the
As shown in FIG. 12, the
このように、光源141の第2発光領域412から射出された第2の励起光は、光軸243Cに対して対称となる位置に設けられた蛍光体層142に入射する。そして、蛍光体層142は、第2の励起光が入射することにより、Y光を発する。
すなわち、蛍光体層142は、第1発光領域411から射出され、光源141側から入射する第1の励起光、および第2発光領域412から射出され、集光光学系243、波長選択素子244を介して光源141とは反対側から入射する第2の励起光によりY光を発する。そして、Y光は波長選択素子244を透過する。
Thus, the second excitation light emitted from the second
That is, the
ところで、蛍光体層142は、光軸243Cに対して片側に設けられているため、波長選択素子244から射出される光は、光軸243Cに対して傾いて進行する。
補正部145は、波長選択素子244から射出されるこの光の進行方向(光軸)の傾きを補正する機能を有している。
図13は、補正部145の機能を説明するための模式図であり、(a)は、補正部145が配置されていない場合の図、(b)は、補正部145が配置された場合の図である。
By the way, since the
The
13A and 13B are schematic diagrams for explaining the function of the
図13(a)に示すように、補正部145が配置されていない場合、蛍光体層142から射出され、集光光学系243および波長選択素子244を透過した光は、光軸243Cに対して蛍光体層142が設けられている側とは反対側に向かって進行する。
As shown in FIG. 13A, when the
補正部145は、図13(b)に示すように、蛍光体層142に対向する側が第2発光領域412に対向する側より厚みが厚い楔状の形状を有し、波長選択素子244の光射出側に配置される。
そして、補正部145が配置された場合、蛍光体層142から射出され、集光光学系243および波長選択素子244を透過した光は、補正部145によって進行方向が補正され、光軸243Cに略沿うように進行する。
As shown in FIG. 13B, the
When the
このように、蛍光体層142は、光源141の発光領域141Eの略半分の領域であって平面視にて光軸243Cの片側に設けられ、蛍光体層142には、両側(光源141側、および光源141とは反対側)から励起光が照射される。そして、第1光源装置4は、蛍光体層142から発せられ、波長選択素子244を透過した後光軸243Cに対して傾いて進行する光の進行方向を、補正部145によって修正して射出する。
第1光源装置4から射出された光は、前述したように、ダイクロイックミラー331,332によってG光とR光に分離されて、G光とR光はそれぞれ液晶ライトバルブ361G,361Rによって変調される。そして、変調されたG光とR光は、第2光源装置5から射出され、液晶ライトバルブ361Bによって変調されたB光と合成されて投写レンズ37により投写される。
Thus, the
As described above, the light emitted from the first
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)第1光源装置4を複雑な構造にすることなく、光源141から射出された励起光を蛍光体層142の両側(光源141側、および光源141とは反対側)に照射できる。また、部品の増加を抑制することができる。
また、光源141の発光領域の全ての領域(第1発光領域411および第2発光領域412)に重なるように蛍光体層142が設けられる構成に比べ、小さな面積から光を発することができるので、第1光源装置4の単位面積当たりの光束量を高めることができる。
したがって、簡素な構成や小型化を図ると共に、励起光を効率良く利用して高輝度のY光の射出が可能な第1光源装置4の提供が可能となる。また、この第1光源装置4を搭載するプロジェクター1は、小型であり、かつ明るい画像の投写が可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Excitation light emitted from the
In addition, since the
Accordingly, it is possible to provide the first
(2)蛍光体層142は、光源141の発光領域の片側に設けられているので、第2発光領域412から射出される第2の励起光を効率良く蛍光体層142に導く構成、つまり、集光光学系243の構成を簡素化することが可能となる。また、蛍光体層142が発光領域の片側に重なるという簡素な構造なので、蛍光体層142を所望の位置に容易に設けることや、第1光源装置4製造のさらなる簡素化が可能となる。
(2) Since the
(3)蛍光体層142は、光軸243Cに対し、第2発光領域412と対称の第1発光領域411に設けられているので、第2発光領域412から射出される第2の励起光を無駄なく、光源とは反対側から蛍光体層142に照射することが可能となる。よって、さらに高輝度のY光の射出が可能な第1光源装置4が図れる。
(3) Since the
(4)第1光源装置4は、補正部145を備えているので、射出される光の光軸の光軸243Cに対する傾きを補正することができる。これによって、第1光源装置4は、光の損失を抑制し、照明対象となる液晶ライトバルブ361R,361Gに効率良くR光、G光を照射することが可能となる。
また、補正部145は、楔状という簡素な形状なので、製造の簡素化が図れる。
(4) Since the first
Moreover, since the correction |
(5)第1発光領域411および第2発光領域412は、光軸243Cに沿う方向から見て矩形状なので、照明対象が矩形状の液晶ライトバルブ361の画像形成領域を効率良く照明することができる。
(5) Since the first
(6)第1光源装置4は、1つの光源141でR光およびG光を含むY光を射出するので、R光、G光に対応して個別に光源141を設ける構成に比べ、第1光源装置4の小型化、ひいてはプロジェクター1の小型化が可能となる。
(6) Since the first
(7)光源141は、小型かつ発光効率が高い発光ダイオードを備えこの発光ダイオードが射出する光を励起光として用いているので、第1光源装置4の更なる小型化や、励起光の利用効率を高めて蛍光体層142を発光させることができる。
(7) Since the
(第3実施形態)
以下、第3実施形態に係るプロジェクターについて、図面を参照して説明する。以下の説明では、第2実施形態のプロジェクター1と同様の構成および同様の部材には、同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図14は、本実施形態のプロジェクターにおける光学ユニット13を示す模式図である。
本実施形態のプロジェクターは、図14に示すように、第2実施形態のプロジェクター1における第1光源装置4と構成の異なる第1光源装置6を備えている。
(Third embodiment)
Hereinafter, a projector according to a third embodiment will be described with reference to the drawings. In the following description, the same components and the same members as those of the
FIG. 14 is a schematic diagram showing the
As shown in FIG. 14, the projector according to the present embodiment includes a first
第2実施形態の第1光源装置4が1つの光源141を備えて構成されていることに対し、本実施形態の第1光源装置6は、R光用の光源141、およびG光用の光源141を備えている。光源141は第1の波長帯の光である励起光を射出する。
本実施形態の第1光源装置6は、R光用の光源141を有するR系光源部61R、G光用の光源141を有するG系光源部61G、ダイクロイックミラー63、および補正部64を備えている。
Whereas the first
The first
R系光源部61Rは、光源141に加え、蛍光体層62R、集光光学系243、および波長選択素子244を備えている。
蛍光体層62Rは、光源141からの励起光によりR光を発する。R光は、第2の波長帯の光に相当する。
蛍光体層62Rは、図14に示すように、第2実施形態における蛍光体層142と同様に、光源141の発光領域のうちの略半分に設けられている。具体的に、蛍光体層62Rは、赤色蛍光体(例えば、CaAlSiN3−Si2N2O:Euを含有する材料)で形成されている。そして、蛍光体層62Rは、R系光源部61Rにおける集光光学系243の光軸243Crに対し、光源141の発光領域の片側に塗布されている。
光源141から射出された励起光は、第2実施形態で説明したと同様に、集光光学系243および波長選択素子244によって蛍光体層62Rの両側に照射されてR光に変換され、波長選択素子244からダイクロイックミラー63に射出される。
In addition to the
The
As shown in FIG. 14, the
Excitation light emitted from the
G系光源部61Gは、光源141に加え、蛍光体層62G、集光光学系243、および波長選択素子244を備えている。
蛍光体層62Gは、光源141からの励起光によりG光を発する。G光は、第2の波長帯の光に相当する。
蛍光体層62Gは、図14に示すように、R系光源部61Rにおける蛍光体層62Rと同様に、光源141の発光領域のうちの略半分に設けられている。具体的に、蛍光体層62Gは、緑色蛍光体(例えば、Ba3Si6O12N2:Euを含有する材料)で形成されている。そして、蛍光体層62Gは、G系光源部61Gにおける集光光学系243の光軸243Cgに対し、光源141の発光領域の片側に塗布されている。
光源141から射出された励起光は、第2実施形態で説明したと同様に、集光光学系243および波長選択素子244によって蛍光体層62Gの両側に照射されてG光に変換され、波長選択素子244からダイクロイックミラー63に射出される。
In addition to the
The
As shown in FIG. 14, the
Excitation light emitted from the
なお、R系光源部61RとG系光源部61Gとは、図14に示すように、光軸243Crと光軸243Cgとが略直交するように配置される。そして、図14の図面視において、蛍光体層62Rは、光軸243Crの上側に設けられ、蛍光体層62Gは、光軸243Cgの右側に設けられる。
As shown in FIG. 14, the R
ダイクロイックミラー63は、光軸243Crと光軸243Cgとが交差する位置に設けられている。ダイクロイックミラー63は、R光を第1インテグレーター照明光学系321に向けて反射し、G光を第1インテグレーター照明光学系321に向けて透過するように、光軸243Cr,43Cgに対して略45°の角度を有するように配置される。
そして、ダイクロイックミラー63は、R系光源部61Rから射出されたR光と、G系光源部61Gから射出されたG光を合成して、補正部64に射出する。
The
The
補正部64は、図14に示すように、第2実施形態の補正部145と同様に、断面が楔状に形成されており、光軸243Cg上におけるダイクロイックミラー63の光射出側に配置される。また、補正部64は、厚みが厚い側が蛍光体層62Gに対向するように配置される。なお、補正部64は、蛍光体層62Rに対しては、R光を反射するダイクロイックミラー63を介して厚みが厚い側が蛍光体層62Rの側となるように配置される。
そして、第2実施形態で説明したように、ダイクロイックミラー63から射出されたR光の進行方向とG光の進行方向は、補正部64によって修正され、第1インテグレーター照明光学系321が備える第1レンズアレイ3211に対して略垂直に入射する。
第1インテグレーター照明光学系321から射出された光は、第2実施形態で説明したと同様に、G光、R光に分離され、液晶ライトバルブ361G,361Rにそれぞれ入射する。
As shown in FIG. 14, the
As described in the second embodiment, the traveling direction of the R light and the traveling direction of the G light emitted from the
As described in the second embodiment, the light emitted from the first integrator illumination
以上説明したように、本実施形態のプロジェクターによれば、第2実施形態の効果に加え、以下の効果を得ることができる。
第1光源装置6は、R光を射出するR系光源部61RとG光を射出するG系光源部61Gとを備えているため、R光の輝度およびG光の輝度を独立に制御することができる。そのため、画像のホワイトバランスを容易に調整することができる。
As described above, according to the projector of the present embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects of the second embodiment.
Since the first
(第4実施形態)
以下、第4実施形態に係るプロジェクターについて、図面を参照して説明する。以下の説明では、第2実施形態、第3実施形態のプロジェクターと同様の構成および同様の部材には、同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, a projector according to a fourth embodiment will be described with reference to the drawings. In the following description, the same configurations and similar members as those of the projectors of the second and third embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted or simplified.
図15は、本実施形態のプロジェクターにおける光学ユニット23を示す模式図である。
第2実施形態のプロジェクターはY光を射出する第1光源装置4を備え、第3実施形態のプロジェクターは、R光およびG光を射出する第1光源装置6を備えているが、本実施形態のプロジェクターは、図15に示すように、R光、G光、およびB光を有する光を射出する光源装置7を備えている。
また、本実施形態のプロジェクターは、第2実施形態、第3実施形態の光学系とは異なるインテグレーター照明光学系81、色分離光学系82、およびリレー光学系83を備えている。
FIG. 15 is a schematic diagram showing the
The projector according to the second embodiment includes a first
In addition, the projector of this embodiment includes an integrator illumination
光源装置7は、第3実施形態におけるR系光源部61R、G系光源部61Gと、第2実施形態における第2光源装置5と、補正部71R,71Gと、クロスダイクロイックプリズム72とを備えている。
補正部71Rは、R系光源部61Rの光射出側に配置され、R系光源部61Rから射出されるR光の光軸の傾きを補正し、クロスダイクロイックプリズム72に向けて射出する。補正部71Gは、G系光源部61Gの光射出側に配置され、G系光源部61Gから射出されるG光の光軸の傾きを補正し、クロスダイクロイックプリズム72に向けて射出する。
第2光源装置5は、クロスダイクロイックプリズム72を介してR系光源部61Rに対向して配置され、B光をクロスダイクロイックプリズム72に向けて射出する。
The
The
The second
クロスダイクロイックプリズム72は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、2つの誘電体多層膜が形成されている。クロスダイクロイックプリズム72は、誘電体多層膜がR系光源部61Rから射出されたR光、および第2光源装置5から射出されたB光を反射し、G系光源部61Gから射出されたG光を透過して、R光とG光とB光とを合成し、合成した光をインテグレーター照明光学系81に向けて射出する。
The cross
インテグレーター照明光学系81は、第2実施形態における第1インテグレーター照明光学系321を備えている。そして、インテグレーター照明光学系81は、各液晶ライトバルブ361の表面における照明光の面内光強度分布が均一となるように、入射する光を変換する。
The integrator illumination
色分離光学系82は、ダイクロイックミラー821,822、および反射ミラー823を備え、インテグレーター照明光学系81から射出された光をB光、R光、G光の3つの色光に分離する。具体的に、ダイクロイックミラー821は、インテグレーター照明光学系81から射出された光のうち、B光を反射し、G光およびR光を透過する。ダイクロイックミラー822は、ダイクロイックミラー821を透過したG光およびR光のうち、G光を反射し、R光を透過する。
ダイクロイックミラー821で反射したB光は、反射ミラー823で反射し、フィールドレンズ35Bを介して液晶ライトバルブ361Bに入射する。ダイクロイックミラー822で反射したG光は、フィールドレンズ35Gを介して液晶ライトバルブ361Gに入射する。
The color separation
The B light reflected by the
リレー光学系83は、入射側レンズ831、リレーレンズ832、および反射ミラー833,834を備え、色分離光学系82で分離されたR光をフィールドレンズ35Rまで導く。そして、フィールドレンズ35Rに入射したR光は、液晶ライトバルブ361Rに入射する。なお、色分離光学系82およびリレー光学系83は、リレー光学系83がR光を導く構成としているが、これに限らず、例えば、B光を導く構成としてもよい。
液晶ライトバルブ361B,361G,361Rに入射した各色光は、第2実施形態で説明したと同様に、画像情報に応じて変調された後、クロスダイクロイックプリズム362によって合成され、投写レンズ37から投写される。
The relay
Each color light incident on the liquid crystal
以上説明したように、本実施形態のプロジェクターによれば、第2実施形態、および第3実施形態の効果に加え、以下の効果を得ることができる。
第2実施形態、および第3実施形態においては、第1インテグレーター照明光学系321と第2インテグレーター照明光学系322とが必要であったが、本実施形態においては第2インテグレーター照明光学系322が不要であるため、光学ユニット23の小型化、ひいてはプロジェクターの小型化が可能となる。
As described above, according to the projector of this embodiment, in addition to the effects of the second embodiment and the third embodiment, the following effects can be obtained.
In the second embodiment and the third embodiment, the first integrator illumination
なお、前記第2乃至4実施形態は、以下のように変更してもよい。
(第6変形例)
前記実施形態では、蛍光体層142は、一体的に構成された光源141に塗布されているが、例えば図16に示したように、光源を別体の2個の発光素子から構成し、2個の発光素子のうち、一方の発光素子に蛍光体層を塗布するように構成してもよい。
The second to fourth embodiments may be modified as follows.
(Sixth Modification)
In the above embodiment, the
図16は、第6変形例の光源10、および蛍光体層20を示す模式図であり、(a)、(b)は、複数の発光素子の配置する位置を変えた場合の図である。
光源10は、図16に示すように、2つの発光素子10a,10bを有し、発光素子10a,10bは、基板200の上に設けられている。基板200は、光軸243Cと直交する基準面200aを有している。
FIGS. 16A and 16B are schematic views showing the
As illustrated in FIG. 16, the
発光素子10a,10bは、発光領域の形状および面積おのおのが互いに同等に形成されている。蛍光体層20は、発光素子10aの発光領域に塗布されている。
そして、発光素子10aと発光素子10bとは、光軸243Cを挟んで配置され、蛍光体層20は、光源10の片側に設けられることとなる。
The
The
図16(a)に示した光源10では、発光素子10aの発光面10asの基準面200aからの高さが、発光素子10bの発光面10bsの基準面200aからの高さと等しい。一方、図16(b)に示した光源10では、発光素子10bの発光面10bsの基準面200aからの高さが、蛍光体層20の光入射面20sの基準面200aからの高さと等しい。
図16(b)に示すように、発光素子10a,10bを配置することで、発光素子10bから射出され、集光光学系243および波長選択素子244を介して蛍光体層20に導かれる第2の励起光をより効率的に蛍光体層20に照射することが可能となる。また、光源10は、2つに限らず3つ以上の発光素子で構成してもよい。
In the
As shown in FIG. 16B, by arranging the
(第7変形例)
前記実施形態では、蛍光体層142は、光源141に塗布されているが、光源141とは別体の透明部材に設けるように構成してもよい。
図17は、変形例2の光源30、および蛍光体層140を示す模式図である。
蛍光体層140は、光源(発光素子)30の発光領域の面積の略半分の面積を有する板状の透明部材250に塗布され、光軸243Cの一方の側、つまり光源30の発光領域の片側に配置される。
(Seventh Modification)
In the above embodiment, the
FIG. 17 is a schematic diagram showing the
The
(第8変形例)
前記実施形態では、補正部として、断面が楔状に形成された補正部145,64,71R,71Gを用いているが、この構成に限らず、例えば、第1レンズアレイ3211に補正部の機能を盛り込むように構成してもよい。
図18は、第8変形例の補正部を説明するための模式図であり、(a)は、補正部の機能を盛り込んでいない第1レンズアレイ3211を示す図、(b)は、補正部の機能を盛り込んだ第1レンズアレイ90を示す図である。
第1レンズアレイ3211は、複数の第1レンズ3211aを有し、第1レンズアレイ90は、複数の第1レンズ90aを有している。なお、図18は、第1レンズ3211a,90aを明瞭に説明するため、それぞれ1つを記載した図である。
(Eighth modification)
In the above-described embodiment, the
18A and 18B are schematic diagrams for explaining a correction unit according to an eighth modification. FIG. 18A is a diagram illustrating the
The
第1レンズアレイ90の第1レンズ90aの光軸は、図18の図面視において、第1レンズアレイ3211の第1レンズ3211aの光軸より、下方、つまり光軸243Cに対し、蛍光体層142が形成されている側に偏心している。また、図示は省略するが、第1レンズ90aの光軸は、第1レンズ90aが対応している第2レンズアレイ3212の第2レンズの光軸に対しても偏心している。
The optical axis of the
図18(a)に示すように、補正部の機能が盛り込まれていない第1レンズアレイ3211を用いた場合、蛍光体層142から射出され、集光光学系243、波長選択素子244および第1レンズアレイ3211を透過した光は、光軸243Cに対して蛍光体層142が設けられている側とは反対側に向かって進行する。
As shown in FIG. 18A, when the
一方、図18(b)に示すように、補正部の機能が盛り込まれている第1レンズアレイ90を用いた場合、蛍光体層142から射出され、集光光学系243、波長選択素子244および第1レンズアレイ90を透過した光は、その光軸が修正される。
このように、第1レンズアレイ90の第1レンズ90aは、補正部の機能を有し、補正部が第1レンズアレイ90に設けられることで、部品点数を増加することなく波長選択素子244から射出される光の光軸の傾きを補正できる。
On the other hand, as shown in FIG. 18B, when the
Thus, the
(第9変形例)
前記実施形態のプロジェクターは、光変調装置として液晶パネルを用いているが、光変調装置としてマイクロミラー型の光変調装置、例えばデジタルミラーデバイスを利用したものであってもよい。
図19は、第9変形例のプロジェクターにおける光学ユニット300を示す模式図である。
光学ユニット300は、第4実施形態の光源装置7、重畳レンズ201、ロッドインテグレーター202、集光光学系203、反射ミラー204、光変調装置としてのマイクロミラーデバイス205および投写レンズ206を備えている。
光源装置7は、画像情報に応じて時分割でR光、G光、B光を射出する。
光源装置7から射出された光は、重畳レンズ201によってロッドインテグレーター202の入射面に導光され、ロッドインテグレーター202の内面で多重反射することによって均一化されて射出面から射出する。
ロッドインテグレーター202から射出された光は、集光光学系203によって略平行化され、反射ミラー204にて反射し、マイクロミラーデバイス205に射出される。
マイクロミラーデバイス205に入射した光は、画像情報に応じて各画素に対応するマイクロミラーで反射することにより、画像を表す光に変調されて投写レンズ206から投写される。
このように、光源141の発光領域の一部に蛍光体層62R,62Gが設けられた光源装置7は、マイクロミラー型の光変調装置を備えるプロジェクターの光源装置にも用いることができ、前記実施形態で説明したと同様の効果を奏する。
また、第9変形例においては、第4実施形態の光源装置7を用いて説明したが、第2実施形態における光源装置2や第3実施形態における光源装置(第1光源装置6および第2光源装置5)をマイクロミラー型の光変調装置を備えるプロジェクターに用いることも可能である。
(Ninth Modification)
In the projector of the embodiment, a liquid crystal panel is used as the light modulation device, but a micro mirror type light modulation device such as a digital mirror device may be used as the light modulation device.
FIG. 19 is a schematic diagram showing the
The
The
The light emitted from the
The light emitted from the
The light incident on the
As described above, the
In the ninth modification, the
(第10変形例)
前記実施形態のプロジェクター1は、光変調装置として透過型の液晶パネルを用いているが、反射型の液晶パネルを利用したものであってもよい。
(10th modification)
The
(第11変形例)
前記実施形態では、光源141として発光ダイオードを用いているが、これに限定されるものではなく、例えば、半導体レーザーや有機EL(Electro Luminescence)素子、UVランプ等を用いてもよい。
(Eleventh modification)
In the embodiment, a light emitting diode is used as the
(第12変形例)
前記実施形態の光源141は、発光領域が矩形状に形成されているが、矩形状に限らず他の形状、例えば、円形や楕円形であってもよい。
(Twelfth modification)
In the
(第13変形例)
前記実施形態の蛍光体層142は、光軸243Cに対して第2発光領域412に対称となる第1発光領域411に形成されているが、対称性は必須ではない。要は、光軸243Cに対して第2発光領域412に対称となる領域を含むように、蛍光体層142を設ければよい。第2発光領域412から射出され、波長選択素子244によって反射された第2の励起光の光路上に蛍光体層142が設けられていればよい。
また、第1発光領域411と第2発光領域412とが、光軸243Cに直交する平面における形状が相似形となるように形成してもよい。
この構成によれば、集光光学系243に対する第2発光領域412と蛍光体層142との距離が異なっても、第2発光領域412から射出された第2の励起光を効率良く蛍光体層142に導くことが可能となる。よって、集光光学系243に対する光源141および蛍光体層142の配置位置の自由度の向上を図りつつ、第2発光領域412から射出される第2の励起光を効率良く蛍光体層142に照射することが可能となる。
(13th modification)
The
Further, the first
According to this configuration, even if the distance between the second
第1乃至4実施形態では、本発明による光源装置をプロジェクターに搭載した例を示したが、これに限られない。本発明による光源装置は、照明器具や自動車の前照灯などにも適用することができる。 In the first to fourth embodiments, the example in which the light source device according to the present invention is mounted on the projector has been described, but the present invention is not limited to this. The light source device according to the present invention can also be applied to lighting fixtures and automobile headlamps.
1、100…プロジェクター、2,7…光源装置、3,13,23,300…光学ユニット、4,6…第1光源装置、5…第2光源装置、30,141…光源(発光素子)、10a,10b…発光素子、20,42,62G,62R,140,142,…蛍光体層、37,104…投写レンズ、41,41A,41B…LED素子(発光素子)、43…透明基材(導光部)、44…ダイクロイックミラー(反射素子)、45A…第1発光領域、45B…第2発光領域、46b…傾斜部、49…ミラー部材(反射素子)、50C…主光線、90…第1レンズアレイ、90a…第1レンズ、101R,101G,101B…光源装置、102R,102G,102B…光変調装置、141a,141b…第2の励起光、145,64,71R,71G…補正部、205…マイクロミラーデバイス、243…集光光学系(導光部)、243C,43Cg,243Cr…光軸、244…波長選択素子(反射素子)、361,361B,361G,361R…液晶ライトバルブ、411…第1発光領域、412…第2発光領域、L1…青色光(第1の波長帯の光)、L2…赤色光(第2の波長帯の光)。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,100 ... Projector, 2,7 ... Light source device, 3, 13, 23,300 ... Optical unit, 4, 6 ... 1st light source device, 5 ... 2nd light source device, 30, 141 ... Light source (light emitting element), 10a, 10b ... light emitting element, 20, 42, 62G, 62R, 140, 142, ... phosphor layer, 37, 104 ... projection lens, 41, 41A, 41B ... LED element (light emitting element), 43 ... transparent substrate ( (Light guide part), 44 ... dichroic mirror (reflective element), 45A ... first light emitting area, 45B ... second light emitting area, 46b ... inclined part, 49 ... mirror member (reflective element), 50C ... chief ray, 90 ... first. 1 lens array, 90a ... first lens, 101R, 101G, 101B ... light source device, 102R, 102G, 102B ... light modulation device, 141a, 141b ... second excitation light, 145, 64, 71R, 7 G ... Correction unit, 205 ... Micromirror device, 243 ... Condensing optical system (light guide unit), 243C, 43Cg, 243Cr ... Optical axis, 244 ... Wavelength selection element (reflection element), 361, 361B, 361G, 361R ... Liquid crystal light valve, 411... First light emitting region, 412... Second light emitting region, L1... Blue light (light in the first wavelength band), L2... Red light (light in the second wavelength band).
Claims (10)
平面視において前記第1発光領域と重なるように設けられ、前記第1発光領域から射出された第1の励起光の照射により、前記第1の波長帯とは異なる第2の波長帯の光を発する蛍光体層と、
前記第2の波長帯の光を透過させ、前記第1の波長帯の光を反射する上面部と、前記蛍光体層から射出される光の主光線と直交する面に対して傾いた傾斜部とを有し、前記蛍光体層の前記発光素子とは反対側に設けられる反射素子と、
前記蛍光体層と前記反射素子との間の光路中に配置され、前記第2発光領域から射出された第2の励起光および前記蛍光体層から射出された光を透過させる導光部と、を備え、
前記傾斜部は、前記第2発光領域から射出された第2の励起光の少なくとも一部を前記蛍光体層に入射するように反射させることを特徴とする光源装置。 A light-emitting element having a first light-emitting region and a second light-emitting region and emitting excitation light in a first wavelength band;
It is provided so as to overlap with the first light emitting region in plan view, and emits light of a second wavelength band different from the first wavelength band by irradiation of the first excitation light emitted from the first light emitting region. A phosphor layer that emits;
Before SL transmits light of a second wavelength band slope, the upper surface portion for reflecting light of said first wavelength band, inclined with respect to the principal ray perpendicular to the plane of the light emitted from the phosphor layer A reflective element provided on the opposite side of the phosphor layer from the light emitting element ,
And wherein the phosphor layer is disposed on the optical path between the reflective element, the second second excitation light and the phosphor layer light guide unit Ru is transmitted through the light emitted from the emitted from the light-emitting region With
The inclined portion has a light source device according to claim Rukoto reflects at least a portion of the second excitation light emitted from the second light emitting region to be incident on the phosphor layer.
前記第2発光領域は、前記発光領域の残りの領域に設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の光源装置。 The first light emitting region is provided in a region on one side of the light emitting region of the light emitting element,
The light source device according to claim 1, wherein the second light emitting region is provided in a remaining region of the light emitting region.
前記光源装置から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置にて変調された光を投写する投写レンズと、を備えることを特徴とするプロジェクター。 The light source device according to any one of claims 1 to 8 ,
A light modulation device that modulates light emitted from the light source device according to image information;
A projector comprising: a projection lens that projects light modulated by the light modulation device.
前記発光素子の面積をSa、
前記光変調装置の面積をSb、
前記投写レンズの飲み込み半角で規定される立体角をΩb、としたとき、
ΩaがSb×Ωb/Sa以下の関係を満たすことを特徴とする請求項9に記載のプロジェクター。 A solid angle at which the reflective element is viewed from the center of the light emitting element is Ωa,
The area of the light emitting element is Sa,
The area of the light modulation device is Sb,
When the solid angle defined by the swallowing half angle of the projection lens is Ωb,
The projector according to claim 9 , wherein Ωa satisfies a relationship of Sb × Ωb / Sa or less.
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