JP6752924B2 - Lighting device and image display device using it - Google Patents
Lighting device and image display device using it Download PDFInfo
- Publication number
- JP6752924B2 JP6752924B2 JP2019074979A JP2019074979A JP6752924B2 JP 6752924 B2 JP6752924 B2 JP 6752924B2 JP 2019074979 A JP2019074979 A JP 2019074979A JP 2019074979 A JP2019074979 A JP 2019074979A JP 6752924 B2 JP6752924 B2 JP 6752924B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- luminous flux
- wavelength
- blue
- red
- 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
Images
Landscapes
- Projection Apparatus (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
- Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)
Description
本発明は、照明装置およびこれを用いたプロジェクターなどの画像表示装置に関する。 The present invention relates to a lighting device and an image display device such as a projector using the lighting device.
近年、ＬＤ（レーザーダイオード）光源からの青色光の一部を緑色光及び赤色光に変換する蛍光体用いて、カラー画像を表示することが可能なプロジェクターが開発されている。このようなプロジェクターとして、特許文献１に記載された構成が知られている。
In recent years, a projector capable of displaying a color image has been developed by using a phosphor that converts a part of blue light from an LD (laser diode) light source into green light and red light. As such a projector, the configuration described in
特許文献１では、直線偏光の青色光を発するＬＤ光源と、青色光の一部を緑色光及び赤色光に変換する蛍光体を用いてカラー画像を表示する技術が開示されている。
前述の特許文献１に記載されている蛍光体は青色光を励起光として黄色光を発するが、このような蛍光体においては、赤色光が緑色光よりも不足気味になる傾向がある。このため、白画像を表示するときには、赤色光、緑色光、青色光のうち最も光量の少ない赤色光に合わせて、緑色光及び青色光の光量を低減させたり、液晶パネルでの最大変調量を赤色光に合わせて低減させたりする必要がある。言い換えれば、緑色光及び青色光の一部はスクリーンに投射される光としては利用されず、損失となってしまう。すなわち、特許文献１に記載された構成では、光利用効率が低下するおそれがあった。
The phosphor described in
そこで、本発明の目的は、より光利用効率の高い照明装置及びこれを用いた画像表示装置を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a lighting device having higher light utilization efficiency and an image display device using the lighting device.
上記目的を達成するために、本発明の照明装置は、
青色の光束を射出する第１の光源と、
青色の光束と赤色の光束を射出する第２の光源と、
前記第１の光源を出射した光束の波長を変換する波長変換素子と、
前記波長変換素子を出射した光束に含まれる第１波長帯域の光束と、前記第２の光源を出射した光束との一方を透過し、他方を反射する第１の光学素子と、
前記第１の光学素子を出射した光束のうち、前記第１波長帯域に包含される第２波長帯域の光束と、該第２波長帯域以外の波長帯域の光束を互いに異なる方向に導く第２の光学素子を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the lighting device of the present invention
The first light source that emits a blue luminous flux,
A second light source that emits a blue luminous flux and a red luminous flux ,
A wavelength conversion element that converts the wavelength of the luminous flux emitted from the first light source , and
And the light flux of the first wave length band included in the light beam emitted through the wavelength conversion element, and transmits one of the previous SL light flux emitted from the second light source, a first optical element you reflecting other hand,
Of the luminous flux emitted from the first optical element directs the light beam of the second wavelength band included in the prior SL first wave length band, in different directions the light flux of the wavelength bands other than the second wavelength band and wherein the benzalkonium a second optical element.
本発明によれば、より光利用効率の高い照明装置及びこれを用いた画像表示装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a lighting device having higher light utilization efficiency and an image display device using the lighting device.
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の相対配置などは、この発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、構成部品の相対位置などは、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨で規定されたものではない。 Preferred embodiments of the present invention will be exemplified below with reference to the drawings. However, the relative arrangement of the components described in this embodiment should be appropriately changed depending on the configuration of the apparatus to which the present invention is applied and various conditions. That is, the relative positions of the components and the like are not defined for the purpose of limiting the scope of the present invention to the following embodiments.
〔第１実施例〕
図１から図７を用いて、本発明の第１実施例に係る照明装置の構成を説明する。
[First Example]
The configuration of the lighting device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7.
図１は、本実施例における照明装置の構成を示す図である。本実施例における照明装置は、第１のＬＤ群１、第２のＬＤ群５、蛍光部材１３、第１のダイクロイックミラー９、そして第２のダイクロイックミラー２０を備えている。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a lighting device in this embodiment. The lighting device in this embodiment includes a
１は、青色光を射出可能な複数の青色ＬＤ（レーザーダイオード）で構成されている第１のＬＤ群である。第１のＬＤ群１からの光束は、コリメーターレンズ群２によって略平行光束に変換され、コリメーターレンズ群２からの光束を細く圧縮する圧縮レンズ３及び４によって、第１のダイクロイックミラー９へ導かれる。なお、レンズ３は正の屈折力の凸レンズであり、レンズ４は負の屈折力の凹レンズである。
５は、赤色光を射出可能な複数の赤色ＬＤを含む第２のＬＤ群であり、図２に示すように、青色ＬＤＢ１、赤色ＬＤＲ１、青色ＬＤＢ２、赤色ＬＤＲ２の順番に並べられている。言い換えれば、青色ＬＤと赤色ＬＤとが交互に並んでいる。第２のＬＤ群５からの光束は、コリメーターレンズ群６によって略平行光束に変換され、コリメーターレンズ群６からの光束を細く圧縮する圧縮レンズ７及び８にとって、第１のダイクロイックミラー９へ導かれる。なお、レンズ７は正の屈折力の凸レンズであり、レンズ８は負の屈折力の凹レンズである。 Reference numeral 5 denotes a second LD group including a plurality of red LDs capable of emitting red light, and as shown in FIG. 2, the blue LDB1, the red LDR1, the blue LDB2, and the red LDR2 are arranged in this order. In other words, the blue LD and the red LD are arranged alternately. The luminous flux from the second LD group 5 is converted into a substantially parallel luminous flux by the collimator lens group 6, and is transferred to the first dichroic mirror 9 for the compression lenses 7 and 8 that thinly compress the luminous flux from the collimator lens group 6. Be guided. The lens 7 is a convex lens having a positive refractive power, and the lens 8 is a concave lens having a negative refractive power.
また、第１のＬＤ群１及び第２のＬＤ群５における青色ＬＤからの光束の中心波長は４４０ｎｍ近傍であり、第２のＬＤ群５における赤色ＬＤの中心波長は６４０ｎｍ近傍である。
Further, the center wavelength of the luminous flux from the blue LD in the
図３は第１のダイクロイックミラー９と、後述の第２のダイクロイックミラー２０の特性を示す図である。図３に示すように、第１のダイクロイックミラー９は、第１のＬＤ群１及び第２のＬＤ群５からの光束を透過させるために、波長が４５０ｎｍ以下、あるいは６３０ｎｍ以上の光束を透過するように構成されている。逆にいえば、第１のダイクロイックミラー９は、波長が４５０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の光束を反射するように構成されている。
FIG. 3 is a diagram showing the characteristics of the first dichroic mirror 9 and the second
なお、第１のダイクロイックミラー９の短波長側のカット波長を４６０ｎｍとし、長波長側のカット波長を６２２ｎｍとすることがより好ましい。ここで、カット波長とは光学素子での透過率が５０％となる光束の波長であり、言いかえれば透過率が半値となる波長である。 It is more preferable that the cut wavelength on the short wavelength side of the first dichroic mirror 9 is 460 nm and the cut wavelength on the long wavelength side is 622 nm. Here, the cut wavelength is the wavelength of the luminous flux at which the transmittance of the optical element is 50%, in other words, the wavelength at which the transmittance is halved.
このために、中心波長が４４０ｎｍ近傍である第１のＬＤ群１からの光束は、第１のダイクロイックミラー９を透過して集光レンズ１０、１１、１２によって蛍光部材１３の表面上に集光するように導かれる。
Therefore, the luminous flux from the
図４は蛍光部材（波長変換素子）１３の構成を示す図である。図４に示すように、蛍光部材１３は、ミラー（基板）６０と、ミラー６０に設けられた蛍光体２９とを備えている。なお、前述の集光レンズ１０、１１、１２によって第１のＬＤ群１からの光束がミラー６０上の所定の位置に集光されている間、蛍光部材１３は不図示のモーターによって、円形状のミラー６０の中心を軸として回転している。したがって、第１のＬＤ群１からの光束は、ミラー６０上の所定の円周上（ミラー６０の中心を回転中心とする円周上）を継続的に照射する。
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the fluorescent member (wavelength conversion element) 13. As shown in FIG. 4, the
蛍光体２９の特性を図５に示す。蛍光体２９は第１のＬＤ群１からの青色光を励起光として、緑色光を含む光束（変換光束）を発する特性を持つ。具体的には、蛍光体２９は、図５に示すように、中心波長が５４０ｎｍ程度で、４６０ｎｍから７００ｎｍにかけての広い波長帯域で光を発する。蛍光体２９から発せられた変換光束は方向を定めずに射出される。したがって、変換光束のうち一部はミラー６０によって反射され、その他はミラー６０を介さずに蛍光体２９から射出される。蛍光体２９から発せられた変換光束は、集光レンズ１０、１１、１２によって第１のダイクロイックミラー９に導かれる。言い換えれば、蛍光部材１３は、第１のＬＤ群１からの光束を、第１のＬＤ群１からの光束と波長が異なる変換光束に変換するとともに、変換光束を射出するように構成されている。なお、蛍光体２９は拡散作用を有するので、蛍光体２９からの光を損失が少ないように利用するためには、集光レンズ１０、１１、１２は高い開口数（ＮＡ）であることが望ましい。
The characteristics of the
なお、ここでいう開口数（ＮＡ）とは、蛍光体２９から発せられて集光レンズ１０、１１、１２の変換光束の最大の入射角度θとし、蛍光体２９と集光レンズ１０、１１、１２間の媒質の屈折率をｎとする。このとき、開口数（ＮＡ）は下記の（１）式で定義される。
ＮＡ＝ｎｓｉｎθ （１）
The numerical aperture (NA) referred to here is defined as the maximum incident angle θ of the converted light beam emitted from the
NA = nsinθ (1)
前述のように、第１のダイクロイックミラー９は波長が４５０ｎｍ以下、あるいは６３０ｎｍ以上の光束を透過するように構成されている。このように構成することで、第１のＬＤ群１及び第２のＬＤ群５からの光束を透過させつつ、蛍光部材１３からの光束の多くを反射することが可能となる。
As described above, the first dichroic mirror 9 is configured to transmit a luminous flux having a wavelength of 450 nm or less or 630 nm or more. With this configuration, it is possible to reflect most of the luminous flux from the
蛍光部材１３からの変換光束は第１のダイクロイックミラー９によって反射されて、後述の第２のダイクロイックミラー２０へ導かれる。その一方で、第２のＬＤ群５からの青色光及び赤色光は第１のダイクロイックミラー９を透過して第２のダイクロイックミラー２０へ導かれる。言い換えれば、第１のダイクロイックミラー９は、第２のＬＤ群５からの光束と、変換光束に含まれる第１波長帯域の光束とのうち、一方を透過して他方を反射するように構成されている。ここで、第１波長帯域の光束とは、波長がλＳ以上λＬ以下の可視光帯域の光束であり、本実施例においては、λＳ＝４５０ｎｍであり、λＬ＝６３０ｎｍである。より好ましくは、λＳ＝４６０ｎｍであり、λＬ＝６２２ｎｍである。すなわち、λＳ及びλＬは前述の第１のダイクロイックミラー９の短波長側及び長波長側のカット波長である。
The converted luminous flux from the
第１のダイクロイックミラー９と第２のダイクロイックミラー２０との間には、折り返しミラー１４が設けられている。さらに、折り返しミラー１４と第２のダイクロイックミラー２０との間には、第１のフライアイレンズ１５、第２のフライアイレンズ１６、偏光変換素子１７、第１のコンデンサーレンズ１８、第２のコンデンサーレンズ１９が設けられている。なお、本実施例において、照明光学系は、第１のフライアイレンズ１５、第２のフライアイレンズ１６、偏光変換素子１７、第１のコンデンサーレンズ１８、第２のコンデンサーレンズ１９とで構成されている。
A folded
折り返しミラー１４は、第１のダイクロイックミラー９からの光束を、第２のダイクロイックミラー２０へ導くように反射する。
The folded
照明光学系に入射した光は、第１のフライアイレンズ１５によって複数の部分光束に分割され、第２のフライアイレンズ１６に入射する。なお、偏光分離性能の観点においては、後述のＰＢＳ（偏光ビームスプリッター）２２及び２３への入射角度範囲は可能な限り狭いことが望ましい。そのためには、第２のフライアイレンズ１６は小型にする必要がある。そこで、第１のフライアイレンズ１５と第２のフライアイレンズ１６との間で光束を圧縮し、第２のフライアイレンズ１６の小型化を図っている。具体的には、第１のフライアイレンズ１５は、周辺部のレンズセルについてはフライアイレンズの中心側に偏心している。一方で、第２のフライアイレンズ１６は、周辺部のレンズセルについてはフライアイレンズの外周側に偏心している。
The light incident on the illumination optical system is divided into a plurality of partial luminous fluxes by the first fly-
一般に、ＬＤからの光束は直線偏光光であるが、蛍光体２９からの光束は偏光方向が乱れた非偏光光である。このため、後述のＰＢＳ２２及び２３での偏光分離を効率良く行うために、偏光変換素子１７を設けることで偏光方向を所定の方向に揃えている。
Generally, the luminous flux from the LD is linearly polarized light, but the luminous flux from the
偏光変換素子１７で偏光方向が揃えられた光束は、第１のコンデンサーレンズ１８及び第２のコンデンサーレンズ１９によって第２のダイクロイックミラー２０へ導かれる。
The light flux whose polarization directions are aligned by the
このように、照明光学系は、第１のダイクロイックミラー９からの光束を複数の部分光束に分割するとともに、複数の部分光束を第２のダイクロイックミラー２０に導く。
In this way, the illumination optical system divides the luminous flux from the first dichroic mirror 9 into a plurality of partial luminous fluxes, and guides the plurality of partial luminous fluxes to the second
第２のダイクロイックミラー２０は、図３に示すように、第１のダイクロイックミラー９とは異なる特性を持つ。具体的には、第２のダイクロイックミラー２０は５００ｎｍ以下の光と６００ｎｍ以上の光とを反射するように構成されている。より好ましくは、第２のダイクロイックミラー２０は、短波長側のカット波長が５１０ｎｍ、長波長側のカット波長が５８５ｎｍとなるように構成されていることが望ましい。
As shown in FIG. 3, the second
言い換えれば、第２のダイクロイックミラー２０は、変換光束に含まれる第２波長帯域の光束を緑色用液晶パネル２６に導き、第２のＬＤ群５からの光束を第２波長帯域の光束とは異なる方向に導く。このとき、第１波長帯域が第２波長帯域を包含している。
In other words, the second
ここで、第２波長帯域とは、波長がλＳ´以上λＬ´以下の可視光帯域の光束である。本実施例においては、λＳ´＝５００ｎｍであり、λＬ´＝６００ｎｍである。より好ましくは、λＳ´＝５１０ｎｍであり、λＬ´＝５８５ｎｍである。すなわち、λＳ´及びλＬ´は前述の第２のダイクロイックミラー２０の短波長側及び長波長側のカット波長である。
Here, the second wavelength band is a luminous flux in the visible light band having a wavelength of λ S ′ or more and λ L ′ or less. In this embodiment, λ S ′ = 500 nm and λ L ′ = 600 nm. More preferably, λ S ′ = 510 nm and λ L ′ = 585 nm. That is, λ S ′ and λ L ′ are cut wavelengths on the short wavelength side and the long wavelength side of the above-mentioned second
さらに言い換えれば、第１波長帯域の光束を、波長がλＳ以上λＬ以下の可視光帯域の光束とし、第２波長帯域の光束を、波長がλＳ´以上λＬ´以下の可視光帯域の光束とするとき、
λＳ＜λｓ´ （２）
λＬ＞λＬ´
を満足する。
In other words, the luminous flux in the first wavelength band is the luminous flux in the visible light band having a wavelength of λ S or more and λ L or less, and the luminous flux in the second wavelength band is the visible light band having a wavelength of λ S ′ or more and λ L ′ or less. When making the luminous flux of
λ S <λ s ´ (2)
λ L > λ L ´
To be satisfied.
また、第１のＬＤ群１からの青色の光束の波長をλ１とし、前記第２のＬＤ群５からの赤色の光束の波長をλ２とし、変換光束は少なくとも波長がλ３以上λ４以下の光束を含むとき、
λ１＜λＳ＜λ３ （３）
λ４＜λＬ＜λ２
を満足すると好ましい。
Further, the wavelength of the blue luminous flux from the
λ1 <λ S <λ3 (3)
λ4 <λ L <λ2
It is preferable to satisfy.
すなわち、第１のダイクロイックミラー９は、第１のＬＤ群１からの青色の光束及び第２のＬＤ群５からの赤色と、変換光束とのうち、一方を透過して他方を反射する。
That is, the first dichroic mirror 9 transmits one of the blue light flux from the
このように構成した理由を、以下に説明する。 The reason for this configuration will be described below.
図６はスクリーンに投射される光のスペクトル分布であり、長点線は青光路の光、実線は緑光路の光、短点線は赤光路の光のスペクトルである。 FIG. 6 shows the spectrum distribution of the light projected on the screen. The long dotted line is the spectrum of the blue optical path light, the solid line is the green optical path light, and the short dotted line is the spectrum of the red optical path light.
図６に示すように、青光路については、中心波長が４４０ｎｍ近傍で波長帯域が狭い光に加えて、波長が４８０ｎｍから５００ｎｍ程度の光がある。前者は、第２のＬＤ群５に含まれる青色ＬＤによる光である。一般に、中心波長が４４０ｎｍ近傍で狭帯域の光をスクリーンに投射すると紫がかって見えてしまう。このため、本実施例で示す第２のダイクロイックミラー９を用いずに、例えば青い空の写真を投射すると、紫の色味が強くて違和感が強くなってしまうおそれがある。 As shown in FIG. 6, as for the blue optical path, in addition to light having a central wavelength of around 440 nm and a narrow wavelength band, there is light having a wavelength of about 480 nm to 500 nm. The former is the light from the blue LD included in the second LD group 5. Generally, when a narrow band light is projected onto a screen with a center wavelength of around 440 nm, it looks purplish. Therefore, if, for example, a photograph of a blue sky is projected without using the second dichroic mirror 9 shown in this embodiment, the color of purple may be strong and the sense of discomfort may become strong.
そこで、本実施例においては、中心波長が４４０ｎｍ近傍で波長帯域が狭い光に加えて、波長が４８０ｎｍから５００ｎｍ程度の光を青光路に導いている。言い換えれば、第２のＬＤ群５からの青色の光束に加えて、第１のＬＤ群１からの青色の光束よりも波長が長い青色の光束を青光路に導いている。
Therefore, in this embodiment, in addition to light having a central wavelength of around 440 nm and a narrow wavelength band, light having a wavelength of about 480 nm to 500 nm is guided to the blue optical path. In other words, in addition to the blue luminous flux from the second LD group 5, a blue luminous flux having a wavelength longer than that of the blue luminous flux from the
この波長が４８０ｎｍから５００ｎｍ程度の光は、蛍光部材１３からの光束のうち、第２のダイクロイックミラー２０で反射されて青光路に導かれた短波長側の成分である。すなわち、第２のダイクロイックミラー２０は、第２波長帯域の光束を、第１波長帯域の光束のうち第２波長帯域の光束以外の光束とは異なる方向に導く。
The light having a wavelength of about 480 nm to 500 nm is a component on the short wavelength side of the light flux from the
このように第１のダイクロイックミラー９及び第２のダイクロイックミラー２０を構成することにより、青の色味が改善し、前述の紫がかって見えてしまう現象を抑制することができる。
By configuring the first dichroic mirror 9 and the second
一方、赤光路については、中心波長が６４０ｎｍ近傍で波長帯域が狭い光に加えて、波長が５９０ｎｍから６３０ｎｍ程度の光がある。前者は、第２のＬＤ群５に含まれる赤色ＬＤによる光である。一般に、中心波長が６４０ｎｍ近傍で狭帯域の光をスクリーンに投射すると、赤の鮮やかさが低くて黒っぽい赤に見えてしまう。このため、本実施で示す第２のダイクロイックミラー９を用いずに、例えば苺の写真を投射すると、質感が低く画像となってしまうおそれがある。 On the other hand, regarding the red optical path, in addition to light having a center wavelength of around 640 nm and a narrow wavelength band, there is light having a wavelength of about 590 nm to 630 nm. The former is the light from the red LD included in the second LD group 5. Generally, when a narrow band light is projected onto a screen at a center wavelength of around 640 nm, the vividness of red is low and the red looks blackish. Therefore, if, for example, a photograph of a strawberry is projected without using the second dichroic mirror 9 shown in the present embodiment, the texture may be low and the image may be obtained.
そこで、本実施例においては、中心波長が６４０ｎｍ近傍で波長帯域が狭い光に加えて、波長が５９０ｎｍから６３０ｎｍ程度の光を赤光路に導いている。言い換えれば、第２のＬＤ群５からの赤色の光束に加えて、第２のＬＤ群５からの赤色の光束よりも波長が長い赤色の光束を赤光路に導いている。 Therefore, in this embodiment, in addition to light having a central wavelength of around 640 nm and a narrow wavelength band, light having a wavelength of about 590 nm to 630 nm is guided to the red optical path. In other words, in addition to the red luminous flux from the second LD group 5, a red luminous flux having a wavelength longer than that of the red luminous flux from the second LD group 5 is guided to the red light path.
この波長が５９０ｎｍから６３０ｎｍ程度の光は、蛍光部材１３からの光束のうち、第２のダイクロイックミラー２０で反射されて赤光路に導かれた長波長側の成分である。これにより、赤色ＬＤからの光にオレンジ系の色味が混ざるため、前述の画像の質感が低下してしまう現象を抑制することができる。
The light having a wavelength of about 590 nm to 630 nm is a component on the long wavelength side of the light flux from the
図８はｘｙ色度図であり、点線はｓＲＧＢを示し、実線は本実施例におけるスクリーン面での色度を示している。さらに、一点鎖線は黒体の温度と色の関係を示すいわゆる黒体放射軌跡であり、■はＤ６５の色度座標を示し、●は本実施例におけるカラートライアングルでの白色の色度座標を示している。ここで、Ｄ６５とは、ｘｙ色度図においてｘ座標が０．３１２７、ｙ座標が０．３２９０の標準イルミナントである。 FIG. 8 is an xy chromaticity diagram, where the dotted line shows sRGB and the solid line shows the chromaticity on the screen surface in this embodiment. Further, the one-point chain line is a so-called blackbody radiation locus showing the relationship between the temperature and color of the blackbody, ■ indicates the chromaticity coordinates of D65, and ● indicates the chromaticity coordinates of white in the color triangle in this embodiment. ing. Here, D65 is a standard illuminant having an x-coordinate of 0.3127 and a y-coordinate of 0.3290 in the xy chromaticity diagram.
なお、図８において、横軸の色度ｘは赤色光の混合比を示し、縦軸の色度ｙは緑色光の混合比を示す。赤色光の混合比と緑色光の混合比と青色光の混合比を合計すると１になるため、赤色光の混合比及び緑色光の混合比がわかれば、青色光の混合比もわかる。例として、図８に示すカラートライアングルの左下の頂点は、ｘ座標が０．１５程度でｙ座標が０．０５程度あるため、青色を示している。同様に、右側の頂点は赤色を示し、最も上の頂点は緑色を示している。 In FIG. 8, the chromaticity x on the horizontal axis indicates the mixing ratio of red light, and the chromaticity y on the vertical axis indicates the mixing ratio of green light. Since the sum of the red light mixing ratio, the green light mixing ratio, and the blue light mixing ratio is 1, if the red light mixing ratio and the green light mixing ratio are known, the blue light mixing ratio can also be known. As an example, the lower left vertex of the color triangle shown in FIG. 8 is blue because the x-coordinate is about 0.15 and the y-coordinate is about 0.05. Similarly, the right apex is red and the top apex is green.
図８に示すように、本実施例におけるカラートライアングルは、ｓＲＧＢをカバーできていることがわかる。特にＢとＲについてはｓＲＧＢにかなり近いことがわかる。一方、ＧはＢ及びＲと比較するとｓＲＧＢに近くはないが、電気的な補正により、緑色用液晶パネル２６での最大変調量を減らすことで、よりｓＲＧＢに近づけても良い。
As shown in FIG. 8, it can be seen that the color triangle in this embodiment can cover sRGB. In particular, it can be seen that B and R are fairly close to sRGB. On the other hand, G is not close to sRGB as compared with B and R, but it may be closer to sRGB by reducing the maximum modulation amount in the green
また、白表示については図８に示すように、本実施例における白色はＤ６５及び黒体放射軌跡に近くなるように再現できていることがわかる。 As for the white display, as shown in FIG. 8, it can be seen that the white color in this embodiment can be reproduced so as to be close to the D65 and the blackbody radiation locus.
第２のダイクロイックミラー２０によって反射された青色光及び赤色光は、まず波長選択性位相板２１に入射する。波長選択性位相板２１は、青色光の位相を９０°ずらし、赤色光の位相はずらさないように構成されている。本実施例において、波長選択性位相板２１に入射する光束は、偏光変換素子によってＰ偏光光に揃えられている。すなわち、青色光はＳ偏光光となり、赤色光はＰ偏光光のまま、ＰＢＳ２２に入射する。
The blue light and red light reflected by the second
ＰＢＳ２２はＰ偏光光を透過させ、Ｓ偏光光を反射するように構成されている。したがって、青色光はＰＢＳ２２によって反射され、青色用液晶パネル２５に入射し、赤色光はＰＢＳ２２を透過して、赤色用液晶パネル２７に入射する。
白表示時には、青色光はＰ偏光光に変調されてＰＢＳ２２を透過し、赤色光はＳ偏光光に変調させてＰＢＳ２２によって反射され、合成プリズム２４に入射する。
At the time of white display, blue light is modulated by P-polarized light and transmitted through
一方、変換光束のうち、第２のダイクロイックミラー２０を透過した第２波長帯域の光束は位相板３０に入射し、Ｐ偏光光からＳ偏光光へと位相がずらされてＰＢＳ２３へ入射する。位相板３０からＰＢＳ２３に入射した第２波長帯域の光束は、ＰＢＳ２３によって反射され、緑色用液晶パネル２６によって変調される。すなわち、本実施例において、第２波長帯域の光束は緑色光である。
On the other hand, of the converted luminous flux, the luminous flux in the second wavelength band transmitted through the second
白表示時には、緑色光はＰ偏光光に変調させてＰＢＳ２３を透過し、合成プリズム２４に入射する。したがって、合成プリズム２４で青色光、赤色光、緑色光が合成され、投射レンズ２８によって、不図示のスクリーンに投射される。
When displayed in white, the green light is modulated into P-polarized light, transmitted through the
以上の波長選択性位相板２１、ＰＢＳ２２及び２３、合成プリズム２４、位相板３０によって色分離合成系が構成されている。また、本実施例において液晶パネル（被照明面）は、青色用液晶パネル２５、緑色用液晶パネル２６、赤色用液晶パネル２７である。
The color separation synthesis system is composed of the wavelength-
以上のように、本実施例において、第１のＬＤ群１は、青色光を発するＬＤであり、第２のＬＤ群５は、青色光を発するＬＤ及び赤色光を発するＬＤである。さらに、第１のダイクロイックミラー９は、第２のＬＤ群５からの青色光及び赤色光と、第１波長帯域の光束とのうち、一方を透過して他方を反射する。さらに、第２のダイクロイックミラー２０は、第２のＬＤ群５からの青色光を青色用液晶パネル２５に導き、第２のＬＤ群５からの赤色光を赤色用液晶パネル２７へ導く。
As described above, in the present embodiment, the
このように、本実施例においては、蛍光体２９以外に赤色光を出射可能な光源として、第２のＬＤ群５を設けることで、蛍光体２９を用いた際に不足しがちな赤色光を補っている。このため、白表示時に、赤色光、緑色光、青色光のうち最も光量の少ない赤色光に合わせて、緑色光及び青色光の光量を低減させたり、液晶パネルでの最大変調量を赤色光に合わせて低減させたりする必要がない。したがって、より光利用効率の高い照明装置及びこれを用いた画像表示装置を提供することができる。
As described above, in this embodiment, by providing the second LD group 5 as a light source capable of emitting red light in addition to the
さらに、第２のダイクロイックミラー２０が前述のような構成であるために、変換光束の一部を青光路及び赤光路に分配することが可能となり、ＬＤ光源からの光のみを液晶パネルに導く場合と比較して、より演色性の良い画像を投射することが可能となる。
Further, since the second
〔第２実施例〕
図８から図１０を用いて、本発明の第２実施例としての照明装置の構成について説明する。本実施例における照明装置は、第１のＬＤ群１、第２のＬＤ群３５、蛍光部材４１、プリズム３７、そして第２のダイクロイックミラー２０を備えている。
[Second Example]
The configuration of the lighting device as the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 to 10. The lighting device in this embodiment includes a
本実施例と前述の第１実施例との違いは、第２のＬＤ群の構成、蛍光部材の構成、そして、第１のダイクロイックミラー９の代わりにプリズム３７を用いている点である。以下、前述の第１実施例と同じ構成についての詳細な説明は割愛する。
The difference between this embodiment and the first embodiment described above is that the configuration of the second LD group, the configuration of the fluorescent member, and the
図８は、本実施例で示す照明装置を搭載したプロジェクター１００の構成を示す図である。第１のＬＤ群１からはＰ偏光光ＢＰが出射され、プリズム３７に入射する。ここで、Ｐ偏光光とは、プリズム３７の偏光分離面３７ａの法線とＰ偏光光ＢＰの進行方向とを含む平面内で振動している直線偏光光であり、Ｓ偏光光はＰ偏光光と直交する方向に振動している直線偏光光である。つまり、Ｐ偏光光ＢＰは図８紙面内で振動している直線偏光光である。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a
図９はプリズム３７の特性を示す図である。図１０に示すように、プリズム３７は青色光に対してはＰ偏光光を透過し、Ｓ偏光光を反射するＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ―）として機能しつつ、青色光と赤色光を透過させ、変換光束を反射するダイクロイックミラーとしても機能するように構成されている。言い換えれば、プリズム３７は、第２のＬＤ群３５からの光束及び蛍光部材４１からの光束のうち、一方を透過して他方を反射するように構成されている。さらに、プリズム３７は、第１のＬＤ群１からの光束と偏光方向が等しい光束を、第１のＬＤ群１からの光束と偏光方向が異なる光束とは異なる方向に導くように構成されている。Ｐ偏光光ＢＰはプリズム３７を透過し、集光レンズ１０、１１、１２によって蛍光部材４１に導かれる。
FIG. 9 is a diagram showing the characteristics of the
図１０は蛍光部材４１の構成を示す図である。図１０に示すように、蛍光部材４１は、ミラー６０と、蛍光体４２と、を備える。さらに、ミラー６０のうち、一部の領域には蛍光体４２が設けられており、蛍光体４２が設けられている一部の領域とは異なる領域には、１／４波長板４３が設けられている。
FIG. 10 is a diagram showing the configuration of the
蛍光体４２にＰ偏光光ＢＰが入射すると、前述の第１実施例と同様に緑色光が発せられ、プリズム３７へ向かう。一方、１／４波長板４３にＰ偏光光ＢＰが入射し、ミラー６０によって反射されると、位相が９０度ずれてＳ偏光光に変換される。１／４波長板４３によって変換されたＳ偏光光ＢＳはプリズム３７によって反射されて第２のダイクロイックミラー２０に導かれる。
When the P-polarized light BP is incident on the
また、第２のＬＤ群３５は赤色ＬＤであるＲ１及びＲ２のみによって構成されている。第２のＬＤ群３５からの光束は、２枚のコリメーターレンズで構成されたコリメーターレンズ群３６によって略平行光束となり、プリズム３７へ入射する。プリズム３７は赤色光を透過するために、第２のＬＤ群３５からの光束はプリズム３７を透過して第２のダイクロイックミラー２０に導かれる。
Further, the
このように、本実施例においては、青色光であるＳ偏光光ＢＳを蛍光部材４１から出射することが可能であるために、第２のＬＤ群３５を赤色ＬＤであるＲ１及びＲ２のみで構成することが可能となる。したがって、前述の第１実施例と比較して、ＬＤの数を減らすことができるために、より消費電力が少なく、より小型な照明装置を提供することが可能となる。それ以外の効果については、前述の第１実施例と同様である。
As described above, in the present embodiment, since the S-polarized light BS which is blue light can be emitted from the
以上のように、本実施例において、第１のＬＤ群１は青色光を発するＬＤであり、第２のＬＤ群５は赤色光を発するＬＤである。さらに、プリズム３７は、第１のＬＤ群１からの光束と偏光方向が等しい青色の光束を、第１のＬＤ群１からの光束と偏光方向が異なる青色の光束とは異なる方向に導く。さらに、プリズム３７は、第２のＬＤ群５からの赤色の光束と、第１のＬＤ群１からの光束と偏光方向が異なる青色の光束及び変換光束とのうち、一方を透過して他方を反射する。
As described above, in the present embodiment, the
なお、本実施例において第１のＬＤ群１からの光束は直線偏光光であるが、前述の第１実施例においても、本実施例と同様に、第１のＬＤ群１からの光束が直線偏光光であっても良い。
In this embodiment, the luminous flux from the
また、蛍光部材４１は、蛍光体４２と１／４波長板４３とが交互に設けられているように構成されていても良い。
Further, the
〔他の実施形態〕
前述した実施例では、複数のＬＤが並べられたＬＤ群を用いた照明装置の構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。照明装置に用いるＬＤの個数は所望の明るさ等に合わせて適宜調整しても良く、必ずしも複数のＬＤを並べなくても良い。
[Other Embodiments]
In the above-described embodiment, the configuration of the lighting device using the LD group in which a plurality of LDs are arranged has been illustrated, but the present invention is not limited thereto. The number of LDs used in the lighting device may be appropriately adjusted according to the desired brightness and the like, and it is not always necessary to arrange a plurality of LDs.
１ 第１のＬＤ群（第１の光源）
２ 第２のＬＤ群（第２の光源）
９ 第１のダイクロイックミラー（第１の光学素子）
１３ 蛍光部材（波長変換素子）
２０ 第２のダイクロイックミラー（第２の光学素子）
1 First LD group (first light source)
2 Second LD group (second light source)
9 First dichroic mirror (first optical element)
13 Fluorescent member (wavelength conversion element)
20 Second dichroic mirror (second optical element)
Claims (5)
青色の光束と赤色の光束を射出する第２の光源と、
前記第１の光源を出射した光束の波長を変換する波長変換素子と、
前記波長変換素子を出射した光束に含まれる第１波長帯域の光束と、前記第２の光源を出射した光束との一方を透過し、他方を反射する第１の光学素子と、
前記第１の光学素子を出射した光束のうち、前記第１波長帯域に包含される第２波長帯域の光束と、該第２波長帯域以外の波長帯域の光束を互いに異なる方向に導く第２の光学素子を備えることを特徴とする照明装置。 The first light source that emits a blue luminous flux,
A second light source that emits a blue luminous flux and a red luminous flux ,
A wavelength conversion element that converts the wavelength of the luminous flux emitted from the first light source , and
And the light flux of the first wave length band included in the light beam emitted through the wavelength conversion element, and transmits one of the previous SL light flux emitted from the second light source, a first optical element you reflecting other hand,
Of the luminous flux emitted from the first optical element directs the light beam of the second wavelength band included in the prior SL first wave length band, in different directions the light flux of the wavelength bands other than the second wavelength band lighting device comprising a benzalkonium a second optical element.
λＳ＜λｓ´
λＬ＞λＬ´
を満足することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。 When the first wavelength band is a visible wavelength band of λ S or more and λ L or less, and the second wavelength band is a visible wavelength band of λ S ′ or more and λ L ′ or less .
λ S <λ s ´
λ L > λ L ´
The lighting device according to claim 1, wherein the lighting device satisfies the above.
前記第２の光源から出射する赤色の光束の波長をλ２とし、
前記波長変換素子を出射した光束がλ３以上λ４以下の波長帯域の光束を含むとき、
λ１＜λＳ＜λ３
λ４＜λＬ＜λ２
を満足することを特徴とする請求項２に記載の照明装置。 Let the wavelength of the blue luminous flux emitted from the first light source be λ1.
The wavelength of the red luminous flux emitted from the second light source is λ2.
When the light beam emitted through the wavelength conversion element comprises a light beam λ3 or λ4 wavelengths below the band,
λ1 <λ S <λ3
λ4 <λ L <λ2
The lighting device according to claim 2, wherein the lighting device satisfies the above.
前記第２の光源は、青色の光束を射出するレーザーダイオード及び赤色の光束を射出するレーザーダイオードであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の照明装置。 The first light source is a laser diode that emits a blue luminous flux.
The second light source, the illumination device according to any one of claims 1 to 3, wherein the Oh benzalkonium laser diode for emitting a laser diode and the red light flux emitted blue light beam.
前記第２の光学素子からの光束を被照明面に導くとともに、前記被照明面からの光束を合成する色分離合成系と、
前記第１の光学素子からの光束を複数の部分光束に分割するとともに、前記複数の部分光束を前記第２の光学素子に導く照明光学系を備えることを特徴とする画像表示装置。 The lighting device according to any one of claims 1 to 4 .
A color separation synthesis system that guides the luminous flux from the second optical element to the illuminated surface and synthesizes the luminous flux from the illuminated surface.
Wherein the light beam from the first optical element with divided into a plurality of partial light beams, an image display device comprising a benzalkonium an illumination optical system for guiding the plurality of partial lights on the second optical element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019074979A JP6752924B2 (en) | 2019-04-10 | 2019-04-10 | Lighting device and image display device using it |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019074979A JP6752924B2 (en) | 2019-04-10 | 2019-04-10 | Lighting device and image display device using it |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014145276A Division JP6512762B2 (en) | 2014-07-15 | 2014-07-15 | Lighting device and image display device using the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019133186A JP2019133186A (en) | 2019-08-08 |
| JP6752924B2 true JP6752924B2 (en) | 2020-09-09 |
Family
ID=67546115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019074979A Active JP6752924B2 (en) | 2019-04-10 | 2019-04-10 | Lighting device and image display device using it |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6752924B2 (en) |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012008549A (en) * | 2010-05-27 | 2012-01-12 | Panasonic Corp | Light source device and illuminating device using the same, and image display device |
| JP5474698B2 (en) * | 2010-07-29 | 2014-04-16 | 三洋電機株式会社 | Light source device and projection display device |
| WO2012053057A1 (en) * | 2010-10-19 | 2012-04-26 | Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社 | Lighting device and projection type display device using same |
| TWI427397B (en) * | 2011-03-23 | 2014-02-21 | Delta Electronics Inc | Illumination system |
| JP5979416B2 (en) * | 2011-04-20 | 2016-08-24 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Light source device and image display device |
| JP5982915B2 (en) * | 2012-03-21 | 2016-08-31 | カシオ計算機株式会社 | Light source device and projector |
| JP5958000B2 (en) * | 2012-03-21 | 2016-07-27 | カシオ計算機株式会社 | Light source device and projector |
| WO2014038434A1 (en) * | 2012-09-10 | 2014-03-13 | 三菱電機株式会社 | Light source device |
| JP2014085569A (en) * | 2012-10-25 | 2014-05-12 | Canon Inc | Illumination optical system and projection type display device |
-
2019
- 2019-04-10 JP JP2019074979A patent/JP6752924B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2019133186A (en) | 2019-08-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10466580B2 (en) | Projection system | |
| JP5979416B2 (en) | Light source device and image display device | |
| JP5928383B2 (en) | Light source device and display device | |
| CN106154712B (en) | Light emitting device and projection display apparatus | |
| JP5164421B2 (en) | Color separation / synthesis optical system and image projection apparatus using the same | |
| US7327521B2 (en) | Colored light synthesis element and projection device therewith | |
| JP7039909B2 (en) | Lighting equipment and projectors | |
| JP6597162B2 (en) | projector | |
| TW201525605A (en) | Illumination system and projection device comprising the same | |
| JP2019101415A (en) | Light source device and projection type display apparatus using the same | |
| US11327392B2 (en) | Light source device and projector in which wave plates are downsized | |
| JP2015145976A (en) | Light source device and projection type display device using the same | |
| JP6512919B2 (en) | Image display device | |
| JP6942510B2 (en) | Projection type display device | |
| CN114868080A (en) | Illumination device and display apparatus | |
| KR101798158B1 (en) | Light source device and projector comprising the same | |
| JP6512762B2 (en) | Lighting device and image display device using the same | |
| WO2018025351A1 (en) | Projector | |
| JP6752924B2 (en) | Lighting device and image display device using it | |
| JP2007093970A (en) | Projection type image display apparatus | |
| JP2015145977A (en) | Light source device and projection type display device using the same | |
| US10969672B2 (en) | Light source device and projection display apparatus using light source device | |
| JP7095466B2 (en) | Optical unit and image projection device | |
| JP2006301208A (en) | Image projecting device and method | |
| WO2019107261A1 (en) | Light source device and projection type display device using same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190426 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190426 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200206 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200218 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20200403 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200515 |
|
| 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: 20200721 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200819 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6752924 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |