JP6835059B2 - Light source device and projector - Google Patents
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Description
本発明は、光源装置およびプロジェクターに関する。 The present invention relates to a light source device and a projector.
プロジェクターに用いられる光源装置として、発光素子から射出された励起光を蛍光体に照射した際に蛍光体から発せられる蛍光を利用した光源装置が提案されている。下記の特許文献1には、蛍光体を含む平板状の波長変換部材と、励起光を射出する発光ダイオード(LED)と、を備え、波長変換部材の複数の面のうち、面積が広い面から励起光を入射させ、波長変換部材の面積が狭い面から変換光を射出させる光源装置が開示されている。 As a light source device used in a projector, a light source device using fluorescence emitted from a phosphor when the phosphor is irradiated with excitation light emitted from a light emitting element has been proposed. The following Patent Document 1 includes a flat plate-shaped wavelength conversion member containing a phosphor and a light emitting diode (LED) that emits excitation light, from a surface having a large area among a plurality of surfaces of the wavelength conversion member. A light source device for incidenting excitation light and emitting the converted light from a surface having a narrow area of a wavelength conversion member is disclosed.
特許文献1に記載されているように、LEDからの励起光を波長変換部材に入射させることにより、LEDから射出された光の波長とは異なる波長の光を得ることができる。例えば波長変換部材が黄色蛍光体を含む場合、LEDから射出された青色の励起光から黄色光を得ることができる。この構成において明るい光を得ようとすると、励起光源のパワーを高める、もしくは波長変換部材を大きくするとともに励起光源の数を増やす、等の手段を採る必要があった。しかし、励起光源のパワーを高めると、励起光源からの発熱量が多くなり、冷却系を含む光源装置が大型化する、という問題があった。また、励起光源の数を増やすと、励起光源からの全射出光のうち、波長変換部材に入射する光の割合が低下する、という問題があった。 As described in Patent Document 1, by incidenting the excitation light from the LED into the wavelength conversion member, it is possible to obtain light having a wavelength different from the wavelength of the light emitted from the LED. For example, when the wavelength conversion member contains a yellow phosphor, yellow light can be obtained from the blue excitation light emitted from the LED. In order to obtain bright light in this configuration, it is necessary to take measures such as increasing the power of the excitation light source or increasing the wavelength conversion member and increasing the number of excitation light sources. However, when the power of the excitation light source is increased, the amount of heat generated from the excitation light source increases, and there is a problem that the light source device including the cooling system becomes large. Further, when the number of excitation light sources is increased, there is a problem that the ratio of the light incident on the wavelength conversion member to the total emitted light from the excitation light sources decreases.
上記の課題を解決するために、本発明の一つの態様の光源装置は、励起光を射出する光源と、第1蛍光体を含み、前記励起光を、前記励起光の波長帯とは異なる第1波長帯を有する第1の蛍光に変換する第1波長変換部と、第2蛍光体を含み、前記励起光を、前記励起光の波長帯とは異なる第2波長帯を有する第2の蛍光に変換する第2波長変換部と、前記第2波長変換部から射出された前記第2の蛍光を前記第1波長変換部に導く導光部と、を備える。前記第1波長変換部は、互いに対向する第1端面および第2端面と、前記第1端面および前記第2端面に交差する第1側面と、を有する。前記第2波長変換部は、互いに対向する第3端面および第4端面と、前記第3端面および前記第4端面に交差する第2側面と、を有する。前記第1波長変換部の前記第1側面と前記第2波長変換部の前記第2側面とは、互いに対向し、前記導光部は、前記第2波長変換部の前記第3端面および前記第1波長変換部の前記第2端面に対向する反射面を有し、前記第1の蛍光および前記第2の蛍光は、前記第1波長変換部の前記第1端面から射出される。 In order to solve the above problems, the light source device of one aspect of the present invention includes a light source that emits excitation light and a first phosphor, and the excitation light is different from the wavelength band of the excitation light. A second fluorescence that includes a first wavelength conversion unit that converts to the first fluorescence having one wavelength band and a second phosphor, and has a second wavelength band different from the wavelength band of the excitation light. It is provided with a second wavelength conversion unit that converts the light into, and a light guide unit that guides the second fluorescence emitted from the second wavelength conversion unit to the first wavelength conversion unit. The first wavelength conversion unit has a first end face and a second end face facing each other, and a first side surface intersecting the first end face and the second end face. The second wavelength conversion unit has a third end face and a fourth end face facing each other, and a second side surface intersecting the third end face and the fourth end face. The first side surface of the first wavelength conversion unit and the second side surface of the second wavelength conversion unit face each other, and the light guide unit is the third end surface of the second wavelength conversion unit and the second surface. It has a reflecting surface facing the second end surface of the one wavelength conversion unit, and the first fluorescence and the second fluorescence are emitted from the first end surface of the first wavelength conversion unit.
本発明の一つの態様の光源装置は、前記第2波長変換部の前記第4端面に設けられ、前記第2波長変換部の内部を導光する前記第2の蛍光を反射させる反射部を備えていてもよい。 The light source device of one aspect of the present invention is provided on the fourth end surface of the second wavelength conversion unit, and includes a reflection unit that reflects the second fluorescence that guides the inside of the second wavelength conversion unit. You may be.
本発明の一つの態様の光源装置において、前記導光部の反射面は、前記第2波長変換部の前記第3端面に対向する第1反射面と、前記第1波長変換部の前記第2端面に対向する第2反射面と、を有し、前記第2波長変換部の内部で発せられた前記第2の蛍光は、前記第3端面から射出され、前記第1反射面で反射し、前記第2反射面で反射し、前記第2端面から前記第1波長変換部に入射し、前記第1端面から射出されてもよい。 In the light source device of one aspect of the present invention, the reflecting surface of the light guide unit is the first reflecting surface facing the third end surface of the second wavelength conversion unit and the second reflecting surface of the first wavelength conversion unit. The second fluorescent surface having a second reflecting surface facing the end face and emitted inside the second wavelength conversion unit is emitted from the third end face and reflected by the first reflecting surface. It may be reflected by the second reflecting surface, incident on the first wavelength conversion unit from the second end surface, and emitted from the first end surface.
本発明の一つの態様の光源装置において、前記導光部は、前記第1反射面を有する第1プリズムと、前記第2反射面を有する第2プリズムと、前記第1プリズムと前記第2プリズムとの間に設けられたガラスブロックと、を備えていてもよい。 In the light source device according to one aspect of the present invention, the light guide portion includes a first prism having the first reflecting surface, a second prism having the second reflecting surface, the first prism, and the second prism. A glass block provided between the two may be provided.
本発明の一つの態様の光源装置は、第3蛍光体を含み、前記第1波長帯および前記第2波長帯とは異なる第3波長帯を有する第3の蛍光を射出する第3波長変換部をさらに備えていてもよく、前記第3波長変換部は、互いに対向する第5端面および第6端面と、前記第5端面および前記第6端面に交差する第5側面と、を有し、前記第1波長変換部の前記第1側面と前記第3波長変換部の前記第5側面とは、互いに対向し、前記第2波長変換部の前記第2側面と前記第3波長変換部の前記第5側面とは、互いに対向し、前記導光部は、前記第1反射面と、前記第3波長変換部の前記第6端面に対向する第3反射面と、を有する第1導光部と、前記第2反射面と、前記第3波長変換部の前記第5端面に対向する第4反射面と、を有する第2導光部と、を有していてもよい。 The light source device of one aspect of the present invention is a third wavelength conversion unit that includes a third phosphor and emits a third wavelength having a third wavelength band different from the first wavelength band and the second wavelength band. The third wavelength conversion unit may further include a fifth end face and a sixth end face facing each other, and a fifth side surface intersecting the fifth end face and the sixth end face. The first side surface of the first wavelength conversion unit and the fifth side surface of the third wavelength conversion unit face each other, and the second side surface of the second wavelength conversion unit and the third side surface of the third wavelength conversion unit face each other. The five side surfaces are opposed to each other, and the light guide portion is a first light guide portion having a first reflection surface and a third reflection surface facing the sixth end surface of the third wavelength conversion unit. , The second light guide portion having the second reflecting surface and the fourth reflecting surface facing the fifth end surface of the third wavelength conversion unit may be provided.
本発明の一つの態様の光源装置において、前記光源は、第1の励起光を射出する第1発光素子と、第2の励起光を射出する第2発光素子と、を含んでいてもよい。 In the light source device of one aspect of the present invention, the light source may include a first light emitting element that emits a first excitation light and a second light emitting element that emits a second excitation light.
本発明の一つの態様の光源装置において、前記第1波長変換部は、前記第1端面および前記第2端面と交差する第3側面を有し、前記第2波長変換部は、前記第3端面および前記第4端面と交差する第4側面を有していてもよく、前記第1の励起光は、前記第1波長変換部の前記第3側面から前記第1波長変換部に入射し、前記第2の励起光は、前記第2波長変換部の前記第4側面から前記第2波長変換部に入射してもよい。 In the light source device of one aspect of the present invention, the first wavelength conversion unit has a third side surface that intersects the first end surface and the second end surface, and the second wavelength conversion unit has the third end surface. And may have a fourth side surface intersecting with the fourth end surface, the first excitation light is incident on the first wavelength conversion part from the third side surface of the first wavelength conversion part, and said. The second excitation light may be incident on the second wavelength conversion unit from the fourth side surface of the second wavelength conversion unit.
本発明の一つの態様の光源装置において、前記光源は、前記第1波長変換部の前記第3側面および前記第2波長変換部の前記第4側面に対向して設けられ、前記第1の励起光および前記第2の励起光を射出する発光ダイオードを有していてもよい。 In the light source device of one aspect of the present invention, the light source is provided so as to face the third side surface of the first wavelength conversion unit and the fourth side surface of the second wavelength conversion unit, and the first excitation is performed. It may have a light emitting diode that emits light and the second excitation light.
本発明の一つの態様の光源装置において、前記第1の励起光の波長帯と前記第2の励起光の波長帯とは異なっていてもよい。 In the light source device of one aspect of the present invention, the wavelength band of the first excitation light and the wavelength band of the second excitation light may be different.
本発明の一つの態様の光源装置において、前記第1波長帯と前記第2波長帯とは同じ波長帯であってもよい。 In the light source device of one aspect of the present invention, the first wavelength band and the second wavelength band may be the same wavelength band.
本発明の一つの態様の光源装置において、前記第1波長帯と前記第2波長帯とは異なる波長帯であってもよい。 In the light source device of one aspect of the present invention, the first wavelength band and the second wavelength band may be different wavelength bands.
本発明の一つの態様の光源装置において、前記第1波長帯は青色波長帯であり、前記第2波長帯は黄色波長帯であってもよい。 In the light source device of one aspect of the present invention, the first wavelength band may be a blue wavelength band and the second wavelength band may be a yellow wavelength band.
本発明の一つの態様の光源装置において、前記第1波長帯は緑色波長帯であり、前記第2波長帯は赤色波長帯であってもよい。 In the light source device of one aspect of the present invention, the first wavelength band may be a green wavelength band and the second wavelength band may be a red wavelength band.
本発明の一つの態様の光源装置において、前記第1波長帯は青色波長帯であり、前記第2波長帯は赤色波長帯であり、前記第3波長帯は緑色波長帯であってもよい。 In the light source device of one aspect of the present invention, the first wavelength band may be a blue wavelength band, the second wavelength band may be a red wavelength band, and the third wavelength band may be a green wavelength band.
本発明の一つの態様の光源装置は、前記第1波長変換部の光射出側に設けられ、光入射端面と光射出端面とを有し、前記光射出端面における拡散角を前記光入射端面における拡散角よりも小さくする角度変換素子をさらに備えていてもよい。 The light source device according to one aspect of the present invention is provided on the light emitting side of the first wavelength conversion unit, has a light incident end face and a light emitting end face, and sets the diffusion angle at the light emitting end face at the light incident end face. An angle conversion element that is smaller than the diffusion angle may be further provided.
本発明の一つの態様のプロジェクターは、本発明の一つの態様の光源装置と、前記光源装置からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学装置と、を備える。 The projector according to one aspect of the present invention comprises a light source device according to one aspect of the present invention, an optical modulator that modulates light from the light source device according to image information, and light modulated by the optical modulator. A projection optical device for projecting is provided.
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態について、図1〜図3を用いて説明する。
本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たプロジェクターの一例である。
なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
[First Embodiment]
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
The projector of this embodiment is an example of a projector using a liquid crystal panel as an optical modulation device.
In each of the drawings below, in order to make each component easy to see, the scale of the dimensions may be different depending on the component.
図1は、第1実施形態のプロジェクター1の概略構成図である。
第1実施形態のプロジェクター1は、スクリーン(被投射面)SCR上にカラー画像を投射する投射型画像表示装置である。プロジェクター1は、赤色光LR、緑色光LG、青色光LBの各色光に対応した3つの光変調装置を用いている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the projector 1 of the first embodiment.
The projector 1 of the first embodiment is a projection type image display device that projects a color image on a screen (projected surface) SCR. The projector 1 uses three light modulation devices corresponding to each color light of red light LR, green light LG, and blue light LB.
図1に示すように、プロジェクター1は、照明装置12と、均一照明光学系40と、色分離光学系3と、光変調装置4Rと、光変調装置4Gと、光変調装置4Bと、合成光学系5と、投射光学装置6と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the projector 1 includes an
照明装置12は、白色の照明光WLを均一照明光学系40に向けて射出する。照明装置12の詳細な構成については、後で詳しく説明する。
The
均一照明光学系40は、インテグレーター光学系31と、偏光変換素子32と、重畳光学系33と、を備えている。インテグレーター光学系31は、第1レンズアレイ31aと、第2レンズアレイ31bと、を備えている。均一照明光学系40は、光源装置2から射出された照明光WLの強度分布を、被照明領域である光変調装置4R、光変調装置4G、および光変調装置4Bのそれぞれにおいて均一化する。均一照明光学系40から射出された照明光WLは、色分離光学系3へ入射する。
The uniform illumination
色分離光学系3は、白色の照明光WLを赤色光LRと緑色光LGと青色光LBとに分離する。色分離光学系3は、第1ダイクロイックミラー7aと、第2ダイクロイックミラー7bと、第1反射ミラー8aと、第2反射ミラー8bと、第3反射ミラー8cと、第1リレーレンズ9aと、第2リレーレンズ9bと、を備えている。
The color separation
第1ダイクロイックミラー7aは、照明装置12からの照明光WLを赤色光LRと、その他の光(緑色光LGおよび青色光LB)とに分離する。第1ダイクロイックミラー7aは、分離された赤色光LRを透過するとともに、その他の光(緑色光LGおよび青色光LB)を反射する。一方、第2ダイクロイックミラー7bは、その他の光を緑色光LGと青色光LBとに分離する。第2ダイクロイックミラー7bは、分離された緑色光LGを反射し、青色光LBを透過する。
The first
第1反射ミラー8aは、赤色光LRの光路中に配置され、第1ダイクロイックミラー7aを透過した赤色光LRを光変調装置4Rに向けて反射する。一方、第2反射ミラー8bおよび第3反射ミラー8cは、青色光LBの光路中に配置され、第2ダイクロイックミラー7bを透過した青色光LBを光変調装置4Bに向けて反射する。また、緑色光LGは、第2ダイクロイックミラー7bによって光変調装置4Gに向けて反射される。
The
第1リレーレンズ9aおよび第2リレーレンズ9bは、青色光LBの光路中における第2ダイクロイックミラー7bの光射出側に配置されている。第1リレーレンズ9aおよび第2リレーレンズ9bは、青色光LBの光路長が赤色光LRや緑色光LGの光路長よりも長いことに起因した青色光LBの照明分布の違いを修正する。
The
光変調装置4Rは、赤色光LRを画像情報に応じて変調し、赤色光LRに対応した画像光を形成する。光変調装置4Gは、緑色光LGを画像情報に応じて変調し、緑色光LGに対応した画像光を形成する。光変調装置4Bは、青色光LBを画像情報に応じて変調し、青色光LBに対応した画像光を形成する。
The
光変調装置4R、光変調装置4G、および光変調装置4Bには、例えば透過型の液晶パネルが用いられている。また、液晶パネルの入射側および射出側には、偏光板(図示せず)がそれぞれ配置され、特定の方向の直線偏光のみを通過させる構成となっている。
For example, a transmissive liquid crystal panel is used in the
光変調装置4R、光変調装置4G、および光変調装置4Bの入射側には、それぞれフィールドレンズ10R、フィールドレンズ10G、フィールドレンズ10Bが配置されている。フィールドレンズ10R、フィールドレンズ10G、およびフィールドレンズ10Bは、それぞれの光変調装置4R、光変調装置4G、光変調装置4Bに入射する赤色光LR、緑色光LG、青色光LBの主光線を平行化する。
A
合成光学系5は、光変調装置4R、光変調装置4G、および光変調装置4Bから射出された画像光が入射することにより、赤色光LR,緑色光LG,青色光LBに対応した画像光を合成し、合成された画像光を投射光学装置6に向けて射出する。合成光学系5には、例えばクロスダイクロイックプリズムが用いられる。
The synthetic
投射光学装置6は、複数の投射レンズから構成されている。投射光学装置6は、合成光学系5により合成された画像光をスクリーンSCRに向けて拡大投射する。これにより、スクリーンSCR上に画像が表示される。
The projection
以下、照明装置12について説明する。
照明装置12は、光源装置2と、青色光源部13と、光合成素子14と、を備えている。
Hereinafter, the
The
図2は、光源装置2の概略構成図である。
図3は、図2のIII−III線に沿う光源装置の断面図である。
図2および図3に示すように、光源装置2は、第1波長変換ロッド51(第1波長変換部)と、第2波長変換ロッド52(第2波長変換部)と、光源35と、ミラー54(反射部)と、プリズムミラー55(導光部)と、角度変換素子56と、コリメーターレンズ57と、を備えている。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the
FIG. 3 is a cross-sectional view of the light source device along the line III-III of FIG.
As shown in FIGS. 2 and 3, the
第1波長変換ロッド51は、四角柱状の形状を有し、互いに対向する第1端面51aおよび第2端面51bと、第1端面51aおよび第2端面51bに交差する4つの側面51c1,51c2,51c3,51c4と、を有する。4つの側面51c1,51c2,51c3,51c4の全体が、特許請求の範囲の第1側面に対応する。第1波長変換ロッド51において、蛍光KYは第1端面51aから射出される。第1波長変換ロッド51の第1端面51aの中心と第2端面51bの中心とを通る軸を光源装置2の光軸J1と定義する。光源装置2の内部で発せられた蛍光KYは、第1端面51aから光軸J1の方向に射出される。
The first
第2波長変換ロッド52は、四角柱状の形状を有し、互いに対向する第3端面52aおよび第4端面52bと、第3端面52aおよび第4端面52bに交差する4つの側面52c1,52c2,52c3,52c4と、を有する。4つの側面52c1,52c2,52c3,52c4の全体が、特許請求の範囲の第2側面に対応する。第2波長変換ロッド52において、第2の蛍光KY2は第3端面52aから射出される。
The second
本実施形態において、第1波長変換ロッド51と第2波長変換ロッド52とは、略同一の寸法を有している。第1波長変換ロッド51の長手方向(第1端面51aの法線方向)の寸法Aは、第1波長変換ロッド51の幅方向(側面51c2の法線方向)の寸法Bよりも長い。例えば寸法Aは、寸法Bの10倍〜数10倍程度である。第2波長変換ロッド52についても、第1波長変換ロッド51と同様である。
In the present embodiment, the first
なお、各波長変換ロッド51,52は、必ずしも四角柱状の形状を有していなくてもよく、三角柱などの他の多角柱状であってもよい。もしくは、各波長変換ロッド51,52は、円柱状であってもよい。各波長変換ロッド51,52が円柱状である場合、各波長変換ロッド51,52は、互いに対向する2つの円形の端面と、2つの端面に交差する1つの円筒状の側面と、を有する。
The
第1波長変換ロッド51と第2波長変換ロッド52とは、第1波長変換ロッド51の側面51c1と第2波長変換ロッド52の側面52c1とが対向するように、間隔をおいて配置されている。第1波長変換ロッド51の側面51c2と第2波長変換ロッド52の側面52c2とは、互いに反対側を向いている。すなわち、2本の波長変換ロッド51,52は、並列に配置されている。
The first
また、第1波長変換ロッド51の第1端面51a(光射出端面)と、第2波長変換ロッド52の第4端面52bとは、各波長変換ロッド51,52の長手方向の一端に配置されている。第1波長変換ロッド51の第2端面51bと、第2波長変換ロッド52の第3端面52a(光射出端面)とは、各波長変換ロッド51,52の長手方向の他端に配置されている。
Further, the
図3に示すように、光源35は、第1光源351と、第2光源352と、を備えている。第1光源351は、第1波長変換ロッド51の側面51c3と第2波長変換ロッド52の側面52c3とに対向する位置に設けられている。第2光源352は、第1波長変換ロッド51の側面51c4と第2波長変換ロッド52の側面52c4とに対向する位置に設けられている。光源35は、第1の励起光E1および第2の励起光E2を射出する。第1波長変換ロッド51の4つの側面のうち、第1光源351および第2光源352に対向し、第1の励起光が入射する側面51c3,51c4は、特許請求の範囲の第3側面に対応する。第2波長変換ロッド52の4つの側面のうち、第1光源351および第2光源352に対向し、第2の励起光が入射する側面52c3,52c4は、特許請求の範囲の第4側面に対応する。
As shown in FIG. 3, the
第1光源351と第2光源352とは、同一の構成を有しており、基板353と、各波長変換ロッド51,52と対向する基板353の一面に実装された複数の発光ダイオード61(LED)と、を備えている。本実施形態では、各光源351,352が6個のLED61を備えているが、LED61の個数は特に限定されない。LED61は、第1の励起光E1および第2の励起光E2を射出する。第1の励起光E1および第2の励起光E2の波長帯は、例えば200nm〜380nmの紫外波長帯である。ただし、励起光の波長帯は、例えば400nm前後の紫色波長帯もしくは青色波長帯であってもよい。なお、各光源351,352は、基板353とLED61の他、導光板、拡散板、レンズ等の他の光学部材を有していてもよい。
The first
複数のLED61の各々は、第1波長変換ロッド51および第2波長変換ロッド52の双方に対向する位置に設けられている。すなわち、各LED61は、第1波長変換ロッド51と第2波長変換ロッド52とに跨がって配置されており、第1波長変換ロッド51の励起光用光源と、第2波長変換ロッド52の励起光用光源と、を兼ねている。そのため、第1波長変換ロッド51および第2波長変換ロッド52に対して、同じ波長帯の励起光が入射する。LED61から射出された励起光のうち、第1波長変換ロッド51に入射する励起光が第1の励起光に対応し、第2波長変換ロッド52に入射する励起光が第2の励起光に対応する。第1の励起光E1は、第1波長変換ロッド51の側面51c3,51c4から第1波長変換ロッド51に入射し、第2の励起光E2は、第2波長変換ロッド52の側面52c3,52c4から第2波長変換ロッド52に入射する。
Each of the plurality of
なお、光源35は、第1波長変換ロッド51に対向する位置に設けられたLEDと、第2波長変換ロッド52に対向する位置に設けられたLEDと、を個別に備えていてもよい。その場合、第1波長変換ロッド51に入射する第1の励起光の波長帯と第2波長変換ロッド52に入射する第2の励起光の波長帯とは、互いに異なっていてもよい。
The
第1波長変換ロッド51は、第1の励起光E1を、第1波長帯を有する第1の蛍光KY1に波長変換するセラミック蛍光体(第1蛍光体)を含んでいる。第1波長帯は、例えば490〜750nmの黄色波長帯である。第1の蛍光KY1は、第1波長変換ロッド51の第1端面51aから射出される。
The first
第2波長変換ロッド52は、第2の励起光E2を、第2波長帯を有する第2の蛍光KY2に波長変換するセラミック蛍光体(第2蛍光体)を含んでいる。第2波長帯は、例えば490〜750nmの黄色波長帯である。第2の蛍光KY2は、第2波長変換ロッド52の第3端面52aから射出される。したがって、第1の蛍光KY1と第2の蛍光KY2は黄色光であり、第1の蛍光KY1の色と第2の蛍光KY2の色とは同じである。
The second
なお、各波長変換ロッド51,52は、セラミック蛍光体(多結晶蛍光体)に代えて、単結晶蛍光体から構成されていてもよい。もしくは、各波長変換ロッド51,52は、蛍光ガラスから構成されていてもよい。もしくは、各波長変換ロッド51,52は、ガラスや樹脂からなるバインダー中に多数の蛍光体粒子が分散された材料から構成されていてもよい。
The
各波長変換ロッド51,52は、黄色蛍光体として、例えばイットリウム・アルミニウム・ガーネット(YAG)系蛍光体を含んでいる。賦活剤としてのセリウム(Ce)を含有するYAG:Ceを例に挙げると、黄色蛍光体の材料として、Y2O3、Al2O3、CeO3等の構成元素を含む原料粉末を混合して固相反応させた材料、共沈法、ゾルゲル法等の湿式法により得られるY−Al−Oアモルファス粒子、噴霧乾燥法、火炎熱分解法、熱プラズマ法等の気相法により得られるYAG粒子等を用いることができる。各波長変換ロッド51,52に含まれる蛍光体の種類は同じであることが望ましいが、異なっていてもよい。
Each
ミラー54は、第2波長変換ロッド52の第4端面52bに設けられている。ミラー54は、第2波長変換ロッド52の内部を導光する第2の蛍光KY2を反射させる。ミラー54は、第2波長変換ロッド52の第4端面52bに設けられた金属膜や誘電体多層膜から構成されている。
The
プリズムミラー55は、第2波長変換ロッド52の第3端面52aおよび第1波長変換ロッド51の第2端面51bに対向して設けられた反射面55fを有する。プリズムミラー55は、直角二等辺三角形の断面を有する三角柱状プリズムから構成されている。プリズムミラー55は、光入出射端面55abと、第1反射面55f1と、第2反射面55f2と、を有する。すなわち、反射面55fは、第1反射面55f1と第2反射面55f2とから構成されている。第1反射面55f1は、第2波長変換ロッド52の第3端面52aに対向し、第2反射面55f2は、第1波長変換ロッド51の第2端面51bに対向している。三角柱状プリズムは、第1反射面55f1を有する第1プリズムと第2反射面55f2を有する第2プリズムとが貼り合わされたものでもよいし、第1反射面55f1と第2反射面55f2とを有する一体のプリズムであってもよい。
The
プリズムミラー55は、入射した第2の蛍光KY2の光路を180°折り曲げて射出させる機能を有する。すなわち、プリズムミラー55は、光入出射端面55abから入射した第2の蛍光KY2を2つの反射面55f1,55f2で順次反射させることにより光路を180°折り曲げ、光入出射端面55abから射出させる。これにより、プリズムミラー55は、第2波長変換ロッド52から射出された第2の蛍光KY2を第1波長変換ロッド51に導く。
The
角度変換素子56は、第1波長変換ロッド51の第1端面51aに設けられている。角度変換素子56は、第1の蛍光KY1と第2の蛍光KY2とを含む蛍光KYが入射する光入射端面56aと、蛍光KYが射出する光射出端面56bと、を有するテーパーロッドから構成されている。角度変換素子56は、四角錐台状の形状を有し、光軸J1に垂直な断面積が蛍光KYの進行方向に沿って広がっており、光射出端面56bの面積は光入射端面56aの面積よりも大きい。これにより、蛍光KYは、角度変換素子56の内部を進行する間に、側面56cで全反射する毎に光軸J1に平行な方向に角度を変える。このようにして、角度変換素子56は、光射出端面56bにおける蛍光KYの拡散角を光入射端面56aにおける蛍光KYの拡散角よりも小さくする。
The
角度変換素子56は、光入射端面56aが第1波長変換ロッド51の第1端面51aに対向するように第1波長変換ロッド51に固定されている。すなわち、角度変換素子56と第1波長変換ロッド51とは光学接着剤(図示略)を介して接触しており、角度変換素子56と第1波長変換ロッド51との間に空隙(空気層)は設けられていない。
The
なお、角度変換素子56は、例えば任意の支持部材によって第1波長変換ロッド51に直接接触するように固定されていてもよい。いずれにしても、角度変換素子56と第1波長変換ロッド51との間に空隙が設けられていないことが望ましい。また、角度変換素子56の屈折率と第1波長変換ロッド51の屈折率とは、できるだけ一致させることが望ましい。
The
また、角度変換素子56として、テーパーロッドに代えて、複合放物面型集光器(Compound Parabolic Concentrator, CPC)が用いられてもよい。角度変換素子56としてCPCを用いた場合も、テーパーロッドを用いた場合と同様の効果が得られる。
Further, as the
コリメーターレンズ57は、角度変換素子56の光射出端面56bの光射出側に設けられている。コリメーターレンズ57は、角度変換素子56から射出された蛍光KYを平行化する。すなわち、角度変換素子56によって角度分布が変換された蛍光KYの平行度は、コリメーターレンズ57によってさらに高められる。コリメーターレンズ57は、凸レンズで構成されている。なお、角度変換素子56のみで十分な平行度が得られている場合、必ずしもコリメーターレンズ57は設けられていなくてもよい。
The
図1に示すように、青色光源部13は、半導体レーザー15と、拡散板16と、集光レンズ17と、を備えている。光源装置2の光軸J1と直交し、光合成素子14の中心を通る軸を青色光源部13の光軸J2と定義する。半導体レーザー15、拡散板16および集光レンズ17は、光軸J2上において光合成素子14に遠い側から近い側に向けてこの順に配置されている。
As shown in FIG. 1, the blue
半導体レーザー15は、所定の波長帯を有する青色光Bを拡散板16に向けて射出する。青色光の波長帯は、例えば440nm〜480nmである。なお、半導体レーザーとして、例えば複数の半導体レーザーがアレイ状に配列されたものが用いられてもよい。
The
拡散板16は、半導体レーザー15の光射出側に設けられている。拡散板16は、半導体レーザー15から射出された青色光Bを拡散させる。拡散板16は、例えばマイクロレンズアレイ、ホログラフィックディフューザー、表面に凹凸が設けられた磨りガラス、2枚のマイクロレンズアレイからなるフライアイレンズ等から構成されている。拡散板16を透過した後の青色光Bの拡散角分布は、拡散板16を透過する前の青色光Bの拡散角分布よりも広くなる。これにより、青色光Bの拡散角を蛍光KYの拡散角と同等に広げることができる。その結果、青色光Bの拡散角と黄色の蛍光KYの拡散角とが異なることに起因する照明光WLの色ムラを抑制することができる。また、拡散板16を用いることによって、レーザー光によって生じやすいスペックルを抑制することができる。
The
なお、拡散板16は、拡散板16の板面に交差する回転軸を中心として回転可能に構成されていてもよい。これにより、スペックルを効果的に抑制することができる。
The
集光レンズ17は、拡散板16の光射出側に設けられている。集光レンズ17は、拡散板16から射出された青色光Bを光合成素子14に向けて集光する。集光レンズ17は、凸レンズで構成されている。
The
光合成素子14は、光源装置2および青色光源部13の光射出側に設けられている。光合成素子14は、ダイクロイックミラーから構成されている。ダイクロイックミラーは、光源装置2から射出された黄色の蛍光KYを透過し、青色光源部13から射出された青色光Bを反射する。これにより、光合成素子14は、黄色の蛍光KYと青色光Bとが合成された白色の照明光WLを生成する。
The
以下、本実施形態の光源装置2における光の振る舞いについて説明する。
LED61から射出された第2の励起光E2が第2波長変換ロッド52に入射すると、第2波長変換ロッド52に含まれる第2蛍光体が励起され、任意の発光点P2から第2の蛍光KY2が発せられる。第2の蛍光KY2は、任意の発光点P2から全ての方向に向かって進むが、側面52c1,52c2,52c3,52c4に向かった第2の蛍光KY2は、側面52c1,52c2,52c3,52c4での全反射を繰り返しつつ、第3端面52aもしくは第4端面52bに向かって進む。第3端面52aに向かった第2の蛍光KY2は、プリズムミラー55に入射する。一方、第4端面52bに向かった第2の蛍光KY2は、ミラー54で反射し、第3端面52aに向かって進む。
Hereinafter, the behavior of light in the
When the second excitation light E2 emitted from the
プリズムミラー55に入射した第2の蛍光KY2は、プリズムミラー55の第1反射面55f1および第2反射面55f2で順次反射することによって光路が折り返され、第2端面51bから第1波長変換ロッド51に入射する。
The second fluorescent KY2 incident on the
一方、LED61から射出された第1の励起光E1が第1波長変換ロッド51に入射すると、第1波長変換ロッド51に含まれる第1蛍光体が励起され、任意の発光点P1から第1の蛍光KY1が発せられる。第1の蛍光KY1は、任意の発光点P1から全ての方向に向かって進むが、側面51c1,51c2,51c3,51c4に向かった第1の蛍光KY1は、側面51c1,51c2,51c3,51c4での全反射を繰り返しつつ、第1端面51aもしくは第2端面51bに向かって進む。第1端面51aに向かった第1の蛍光KY1は、角度変換素子56に入射する。第2端面51bに向かった第1の蛍光KY1は、第2の蛍光KY2とは逆の経路を辿って第2波長変換ロッド52に入射した後、第4端面52bのミラー54で反射し、プリズムミラー55を経て第1波長変換ロッド51に再入射する。
On the other hand, when the first excitation light E1 emitted from the
第1波長変換ロッド51に入射した第2の蛍光KY2は、第1の蛍光KY1とともに第1波長変換ロッド51の内部を導光し、第1の蛍光KY1と第2の蛍光KY2とからなる蛍光KYが第1波長変換ロッド51の第1端面51aから射出される。すなわち、第2の蛍光KY2に着目すると、第2波長変換ロッド52の内部で発せられた第2の蛍光KY2は、第3端面52aから射出され、第1反射面55f1で反射し、第2反射面55f2で反射し、第2端面51bから第1波長変換ロッド51に入射し、第1端面51aから射出される。第1波長変換ロッド51から射出された蛍光KYは、角度変換素子56とコリメーターレンズ57とによって平行化された後、光源装置2から射出される。光源装置2から射出された蛍光KY(照明光WL)は、図1に示すように、インテグレーター光学系31に向かって進む。
The second fluorescence KY2 incident on the first
本実施形態の光源装置2において、第1の蛍光KY1を射出する第1波長変換ロッド51と第2の蛍光KY2を射出する第2波長変換ロッド52とは、側面51c1,52c1同士が対向するように配置されている。また、第1波長変換ロッド51の側面51c3,51c4と第2波長変換ロッド52の側面52c3,52c4に対向する位置に第1光源351および第2光源352が設けられている。これにより、小型の光源装置2を実現することができる。
In the
特に本実施形態の場合、蛍光KY1,KY2を射出する2本の波長変換ロッド51,52を側面同士が対向するように配置しているため、2本の波長変換ロッド51,52を端面同士が対向するように配置した場合に比べて、光源装置2の長手方向の寸法を略半分にすることができる。
In particular, in the case of the present embodiment, since the two
一般にLEDから射出される光は、半導体レーザーから射出される光に比べて拡散角が大きい。そのため、LEDを用いた光源は、半導体レーザーを用いた光源に比べて、光源の発光面積と光源からの光の立体角との積で決まるエテンデューが大きくなる傾向にある。光源装置のエテンデューの増大は、光源装置より後段の光学系で取り込むことができない光を増加させ、プロジェクターとしての光利用効率の低下を引き起こす。そのため、プロジェクター用の光源装置として用いる場合、エテンデューは極力小さいことが望ましい。 Generally, the light emitted from an LED has a larger diffusion angle than the light emitted from a semiconductor laser. Therefore, the light source using the LED tends to have a larger etendum determined by the product of the light emitting area of the light source and the solid angle of the light from the light source than the light source using the semiconductor laser. An increase in the intensity of the light source device increases the amount of light that cannot be captured by the optical system after the light source device, and causes a decrease in light utilization efficiency as a projector. Therefore, when used as a light source device for a projector, it is desirable that the etendue is as small as possible.
これに対し、本実施形態の光源装置2の場合、LED61から射出された拡散角の大きい光は、面積が広い側面から各波長変換ロッド51,52に入射する。一方、蛍光KYは、各波長変換ロッド51,52の側面に比べて面積が十分に狭い端面から射出される。このように、本実施形態によれば、発光面積を実質的に縮小することができ、エテンデューの小さい光源装置2を実現することができる。その結果、この光源装置2をプロジェクター1に用いることによって、光源装置2の後段の光学系での光利用効率を高めることができる。
On the other hand, in the case of the
本実施形態の照明装置12において、青色光源部13から青色光Bが射出され、光源装置2から黄色の蛍光KYが射出され、これらの光が光合成素子14によって合成されることにより、白色の照明光WLが得られる。そのため、青色光Bの光量と黄色の蛍光KYの光量とのバランスを調整することにより、照明光WLのホワイトバランスを調整することができる。
In the
本実施形態の光源装置2においては、第1波長変換ロッド51の側面51c3,51c4と第2波長変換ロッド52の側面52c3,52c4とに跨がってLED61が配置されているため、一つのLED61が第1波長変換ロッド用励起光源と第2波長変換ロッド用励起光源とを兼用することができる。これにより、LED61の数を最小限に抑えることができ、光源35の構成を簡略化することができる。
In the
本実施形態の光源装置2においては、第1波長変換ロッド51の光射出側に角度変換素子56が設けられているため、第1波長変換ロッド51から射出された蛍光KYを平行化することができる。さらに、角度変換素子56の光射出側にコリメーターレンズ57が設けられているため、蛍光KYの平行度をさらに高めることができる。これにより、光源装置2の後段の光学系における光利用効率を高めることができる。
In the
本実施形態の光源装置2においては、第2波長変換ロッド52の第4端面52bにミラー54が設けられているため、第1の蛍光KY1や第2の蛍光KY2が第4端面52bから射出されることが抑えられる。これにより、第1の蛍光KY1および第2の蛍光KY2の利用効率を高めることができる。
In the
第1波長変換ロッド51の側面51c1と第2波長変換ロッド52の側面52c1との間には、間隙(空気層)に代えて、例えば金属膜からなる反射膜が設けられていてもよい。ただし、第1波長変換ロッド51と第2波長変換ロッド52との間に反射膜が設けられている場合よりも、空気層が設けられている場合の方が側面における光の損失が少ない。このため、光の損失の抑制を重視する場合には、第1波長変換ロッド51と第2波長変換ロッド52との間に空気層を設けることが好ましい。
A reflective film made of, for example, a metal film may be provided between the side surface 51c1 of the first
すなわち、本実施形態の光源装置2では、第1波長変換ロッド51の側面51c1と第2波長変換ロッド52の側面52c1とが空気層を介して互いに対向しているため、各波長変換ロッド51,52の側面51c1,52c1における光の反射は光損失を伴わない全反射となる。これにより、光利用効率を高めることができる。さらに、各波長変換ロッド51,52の各側面は、平滑に研磨されていることが望ましい。これにより、光の損失をさらに抑制することができる。
That is, in the
本実施形態のプロジェクター1は、上述した光源装置2を備えているため、小型化が図れるとともに、光利用効率に優れる。
Since the projector 1 of the present embodiment includes the above-mentioned
[第2実施形態]
以下、本発明の第2実施形態について、図4を用いて説明する。
第2実施形態の光源装置の基本構成は第1実施形態と同様であり、第3波長変換ロッドが付加された点が第1実施形態と異なる。そのため、光源装置の全体構成の説明は省略する。
図4は、第2実施形態の光源装置22の概略構成図である。
図4において、第1実施形態の図2と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The basic configuration of the light source device of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, and is different from the first embodiment in that a third wavelength conversion rod is added. Therefore, the description of the overall configuration of the light source device will be omitted.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the
In FIG. 4, the same components as those in FIG. 2 of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
図4に示すように、光源装置22は、第1波長変換ロッド51(第1波長変換部)と、第2波長変換ロッド52(第2波長変換部)と、第3波長変換ロッド53(第3波長変換部)と、光源36と、ミラー54(反射部)と、導光部42と、角度変換素子56と、コリメーターレンズ57と、を備えている。
As shown in FIG. 4, the
第3波長変換ロッド53は、第1波長変換ロッド51および第2波長変換ロッド52と同様、四角柱状の形状を有し、互いに対向する第5端面53aおよび第6端面53bと、第5端面53aおよび第6端面53bに交差する4つの側面と、を有する。4つの側面の全体が、特許請求の範囲の第5側面に対応する。第3波長変換ロッド53において、第3の蛍光KY3は第5端面53aから射出される。
Like the first
第3波長変換ロッド53は、第3の励起光E3を、第3波長帯を有する第3の蛍光KY3に波長変換するセラミック蛍光体(第3蛍光体)を含んでいる。第3波長帯は、例えば490〜750nmの黄色波長帯である。すなわち、第3波長変換ロッド53は、第1波長変換ロッド51および第2波長変換ロッド52と同様の蛍光体を含み、黄色の第3の蛍光KY3を射出する。
The third
第1波長変換ロッド51と第3波長変換ロッド53とは、第1波長変換ロッド51の側面51c1と第3波長変換ロッド53の側面53c1とが対向するように、間隔をおいて配置されている。また、第3波長変換ロッド53と第2波長変換ロッド52とは、第3波長変換ロッド53の側面53c2と第2波長変換ロッド52の側面52c1とが対向するように、間隔をおいて配置されている。すなわち、3本の波長変換ロッド51,52,53は、並列に配置されている。
The first
第1波長変換ロッド51の第1端面51a(光射出端面)と、第3波長変換ロッド53の第6端面53bと、第2波長変換ロッド52の第3端面52a(光射出端面)とは、各波長変換ロッド51,52,53の長手方向の一端に配置されている。また、第1波長変換ロッド51の第2端面51bと、第3波長変換ロッド53の第5端面53a(光射出端面)と、第2波長変換ロッド52の第4端面52bとは、各波長変換ロッド51,52,53の長手方向の他端に配置されている。
The
光源36は、各波長変換ロッド51,52,53の一つの側面に対向する位置に設けられている。なお、光源36に加えて、各波長変換ロッド51,52,53の他の一つの側面に対向する位置に光源がさらに設けられていてもよい。
The
光源36は、基板363と、各波長変換ロッド51,52,53と対向する基板363の一面に実装された複数のLED61と、を備えている。本実施形態においては、12個のLED61が6個ずつ2列に配列されている。なお、LED61の個数は特に限定されない。各LED61は、所定の波長帯の励起光を射出する。励起光の波長帯は、例えば200nm〜380nmの紫外波長帯である。ただし、波長帯は、例えば400nm前後の紫色波長帯もしくは青色波長帯であってもよい。
The
複数のLED61のそれぞれは、2本の波長変換ロッドに対向して設けられている。すなわち、図4における右列のLED61(第1発光素子)は、第1波長変換ロッド51と第3波長変換ロッド53とに跨がって配置されており、第1波長変換ロッド51の励起光用光源と、第3波長変換ロッド53の励起光用光源と、を兼ねている。そのため、第1波長変換ロッド51および第3波長変換ロッド53に対して、同じ波長帯の励起光が入射する。
Each of the plurality of
また、図4における左列のLED61(第2発光素子)は、第2波長変換ロッド52と第3波長変換ロッド53とに跨がって配置されており、第2波長変換ロッド52の励起光用光源と、第3波長変換ロッド53の励起光用光源と、を兼ねている。そのため、第2波長変換ロッド52および第3波長変換ロッド53に対して、同じ波長帯の励起光が入射する。なお、2つの列のLED61は、同じ波長帯の励起光を射出してもよいし、互いに異なる波長帯の励起光を射出してもよい。各LED61から射出された励起光のうち、第1波長変換ロッド51に入射する励起光が第1の励起光E1に対応し、第2波長変換ロッド52に入射する励起光が第2の励起光E2に対応し、第3波長変換ロッド53に入射する励起光が第3の励起光E3に対応する。
Further, the LED 61 (second light emitting element) in the left column in FIG. 4 is arranged so as to straddle the second
導光部42は、第1プリズムミラー43(第1導光部)と、第2プリズムミラー44(第2導光部)と、を有する。第1プリズムミラー43および第2プリズムミラー44のそれぞれは、直角二等辺三角形の断面を有する三角柱状プリズムから構成されている。
The
第1プリズムミラー43は、第2波長変換ロッド52の第3端面52aに対向する第1反射面43f1と、第3波長変換ロッド53の第6端面53bに対向する第3反射面43f3と、光入出射端面43abと、を有する。第2プリズムミラー44は、第1波長変換ロッド51の第2端面51bに対向する第2反射面44f2と、第3波長変換ロッド53の第5端面53aに対向して設けられた第4反射面44f4と、光入出射端面44abと、を有する。
光源装置22のその他の構成は、第1実施形態と同様である。
The
Other configurations of the
以下、本実施形態の光源装置22における光の振る舞いについて説明する。
第2の励起光E2が第2波長変換ロッド52に入射すると、第2波長変換ロッド52に含まれる第2蛍光体が励起され、任意の発光点P2から第2の蛍光KY2が発せられる。第2の蛍光KY2は、任意の発光点P2から全ての方向に向かって進むが、側面に向かった第2の蛍光KY2は、側面での全反射を繰り返しつつ、第3端面52aもしくは第4端面52bに向かって進む。第3端面52aに向かった第2の蛍光KY2は、第1プリズムミラー43に入射する。一方、第4端面52bに向かった第2の蛍光KY2は、ミラー54で反射し、第3端面52aに向かって進み、第1プリズムミラー43に入射する。
Hereinafter, the behavior of light in the
When the second excitation light E2 is incident on the second
第1プリズムミラー43に入射した第2の蛍光KY2は、第1反射面43f1および第3反射面43f3で順次反射することによって光路が折り返され、第6端面53bから第3波長変換ロッド53に入射する。
The second fluorescent KY2 incident on the
第3の励起光E3が第3波長変換ロッド53に入射すると、第3波長変換ロッド53に含まれる第3蛍光体が励起され、任意の発光点P3から第3の蛍光KY3が発せられる。第3の蛍光KY3は、任意の発光点P3から全ての方向に向かって進むが、側面に向かった第3の蛍光KY3は、側面での全反射を繰り返しつつ、第5端面53aもしくは第6端面53bに向かって進む。第5端面53aに向かった第3の蛍光KY3は、第2プリズムミラー44に入射する。一方、第6端面53bに向かった第3の蛍光KY3は、第2の蛍光KY2とは逆の経路を辿って第2波長変換ロッド52に入射するが、第4端面52bのミラー54で反射し、第3波長変換ロッド53に再入射し、第5端面53aに向かって進む。
When the third excitation light E3 is incident on the third
第2プリズムミラー44に入射した第3の蛍光KY3は、第2プリズムミラー44の第4反射面44f4および第2反射面44f2で順次反射することによって光路が折り返され、第2端面51bから第1波長変換ロッド51に入射する。また、第2の蛍光KY2も、第3の蛍光KY3とともに、第3波長変換ロッド53を通過し、第2プリズムミラー44を経て第1波長変換ロッド51に入射する。
The third fluorescent KY3 incident on the
第1の励起光E1が第1波長変換ロッド51に入射すると、第1波長変換ロッド51に含まれる第1蛍光体が励起され、任意の発光点P1から第1の蛍光KY1が発せられる。第1の蛍光KY1は、任意の発光点P1から全ての方向に向かって進むが、側面に向かった第1の蛍光KY1は、側面での全反射を繰り返しつつ、第1端面51aもしくは第2端面51bに向かって進む。第1端面51aに向かった第1の蛍光KY1は、角度変換素子56に入射する。第2端面51bに向かった第1の蛍光KY1は、第2の蛍光KY2とは逆の経路を辿って第2波長変換ロッド52に入射するが、第4端面52bのミラー54で反射し、第3波長変換ロッド53を経て第1波長変換ロッド51に再入射し、第1端面51aに向かって進む。
When the first excitation light E1 is incident on the first
第1波長変換ロッド51に入射した第2の蛍光KY2および第3の蛍光KY3は、第1の蛍光KY1とともに第1波長変換ロッド51の内部を進み、第1の蛍光KY1、第2の蛍光KY2および第3の蛍光KY3からなる黄色の蛍光KYが第1波長変換ロッド51の第1端面51aから射出される。第1波長変換ロッド51から射出された蛍光KYは、角度変換素子56とコリメーターレンズ57とによって平行化された後、光源装置22から射出される。
The second fluorescence KY2 and the third fluorescence KY3 incident on the first
第2実施形態においても、小型の光源装置22を実現できる、エテンデューが小さい光源装置22を実現できる、等の第1実施形態と同様の効果が得られる。
Also in the second embodiment, the same effects as those in the first embodiment can be obtained, such as being able to realize a small
特に本実施形態の場合、蛍光KY1,KY2,KY3を射出する3本の波長変換ロッド51,52,53を側面同士が対向するように配置しているため、3本の波長変換ロッド51,52,53を端面同士が対向するように配置した場合に比べ、光源装置22の長手方向の寸法を略1/3にすることができる。
In particular, in the case of the present embodiment, since the three
また、本実施形態の光源装置22によれば、第1実施形態の光源装置に比べて、LED61への供給電力が同じであった場合、小さいエテンデューを維持しつつ、強度の高い蛍光KYを得ることができる。また、本実施形態と第1実施形態とで蛍光KYの強度が同じである場合、本実施形態の光源装置22によれば、第1実施形態の光源装置に比べて、LED61への供給電力を低減することができる。
Further, according to the
また、本実施形態の構成によれば、励起光の高い結合効率を維持したままで励起光用のLED61を分散させて配置することができる。これにより、LED61の冷却が容易となり、光源36の効率向上、冷却系の小型化が実現できる。
Further, according to the configuration of the present embodiment, the
[第3実施形態]
以下、本発明の第3実施形態について、図5および図6を用いて説明する。
第3実施形態のプロジェクターの基本構成は第1実施形態と同様であり、青色光源部を備えていない点が第1実施形態と異なる。そのため、プロジェクターの全体構成の説明は省略する。
また、第3実施形態の光源装置の基本構成は第1実施形態と同様であり、第1波長変換ロッドおよび光源の構成が第1実施形態と異なる。そのため、光源装置の全体構成の説明は省略する。
[Third Embodiment]
Hereinafter, the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
The basic configuration of the projector of the third embodiment is the same as that of the first embodiment, and is different from the first embodiment in that it does not have a blue light source unit. Therefore, the description of the overall configuration of the projector will be omitted.
Further, the basic configuration of the light source device of the third embodiment is the same as that of the first embodiment, and the configurations of the first wavelength conversion rod and the light source are different from those of the first embodiment. Therefore, the description of the overall configuration of the light source device will be omitted.
図5は、プロジェクター11の概略構成図である。図6は、光源装置23の概略構成図である。
図5および図6において、第1実施形態の図1および図2と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the
In FIGS. 5 and 6, the same components as those in FIGS. 1 and 2 of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
図5に示すように、本実施形態のプロジェクター11は、光源装置23と、均一照明光学系40と、色分離光学系3と、光変調装置4Rと、光変調装置4Gと、光変調装置4Bと、合成光学系5と、投射光学装置6と、を備えている。本実施形態において、光源装置23は白色光を射出する。
As shown in FIG. 5, the
図6に示すように、本実施形態の光源装置23は、第1波長変換ロッド71(第1波長変換部)と、第2波長変換ロッド52(第2波長変換部)と、光源37と、ミラー54(反射部)と、プリズムミラー55(導光部)と、角度変換素子56と、コリメーターレンズ57と、を備えている。
As shown in FIG. 6, the
第1波長変換ロッド71は、四角柱状の形状を有し、互いに対向する第1端面71aおよび第2端面71bと、第1端面71aおよび第2端面71bに交差する4つの側面71c1,71c2,71c3,71c4と、を有する。4つの側面71c1,71c2,71c3,71c4の全体が、特許請求の範囲の第1側面に対応する。第1波長変換ロッド71において、蛍光KWは第1端面71aから射出される。また、第1実施形態と同様、第1波長変換ロッド71は、三角柱などの他の多角柱状であってもよいし、円柱状であってもよい。第2波長変換ロッド52は、第1実施形態と同一である。
The first
第1波長変換ロッド71と第2波長変換ロッド52とは、第1波長変換ロッド71の側面71c1と第2波長変換ロッド52の側面52c1とが対向する向きで、間隔をおいて配置されている。また、第1波長変換ロッド71の第1端面71a(光射出端面)と第2波長変換ロッド52の第4端面52bとが各波長変換ロッド71,52の長手方向の一端に配置され、第1波長変換ロッド71の第2端面71bと第2波長変換ロッド52の第3端面52a(光射出端面)とが各波長変換ロッド71,52の長手方向の他端に配置されている。
The first
光源37は、各波長変換ロッド71,52の一つの側面に対向する位置に設けられている。なお、光源37に加えて、各波長変換ロッド71,52の他の一つの側面に対向する位置に光源をさらに追加してもよい。
The
光源37は、基板371と、各波長変換ロッド71,52と対向する基板371の一面に実装された複数の発光ダイオード63,64(LED)と、を備えている。本実施形態では、光源が12個のLED63,64を備え、12個のLED63,64が6個ずつ2列に配列されている。なお、LED63,64の個数は特に限定されない。
The
図6における右列の6個のLED63は、第1波長変換ロッド71の長手方向に沿って配列されている。左列の6個のLED64は、第2波長変換ロッド52の長手方向に沿って配列されている。以下、第1波長変換ロッド71の長手方向に沿って配列されたLED63を第1LED63(第1発光素子)と称し、第2波長変換ロッド52の長手方向に沿って配列されたLED64を第2LED64(第2発光素子)と称する。第1LED63は、第1波長変換ロッド71の側面に対向し、第2LED64は、第2波長変換ロッド52の側面に対向している。
The six
第1LED63から射出された第1の励起光E1は、第1波長変換ロッド71に入射した後、第1波長変換ロッド71に含まれる第1蛍光体を励起させる励起光として機能する。一方、第2LED64から射出された第2の励起光E2は、第2波長変換ロッド52に入射した後、第2波長変換ロッド52に含まれる第2蛍光体を励起させる励起光として機能する。
The first excitation light E1 emitted from the
そのため、第1LED63と第2LED64とは、第1蛍光体および第2蛍光体のそれぞれに最適化された互いに異なる波長帯の光を射出してもよいし、いずれの蛍光体に対しても共通に用いられる同じ波長帯の光を射出してもよい。第1の励起光E1および第2の励起光E2の波長帯は、例えば200nm〜380nmの紫外波長帯である。ただし、各励起光E1,E2の波長帯は、例えば400nm前後の紫色波長帯もしくは青色波長帯であってもよい。
Therefore, the
第1波長変換ロッド71は、例えば希土類イオンをガラスに分散させた蛍光ガラス、ガラスや樹脂などのバインダーに青色蛍光体を分散させた材料から構成されている。具体的には、蛍光ガラスとして、ルミラス(商品名、住田光学ガラス社製)などが用いられる。青色蛍光体(第1蛍光体)としては、例えばBaMgAl10O17:Eu(II)等が用いられる。第1波長変換ロッド71は、第1の励起光E1を、第1波長帯を有する第1の蛍光KB(青色光)に変換する。第1波長帯は、例えば450〜495nmの青色波長帯である。第1の蛍光KBは、第1波長変換ロッド71の第1端面71aから射出される。
The first
第2波長変換ロッド52は、第1実施形態と同様、第2の励起光E2を、第2波長帯を有する第2の蛍光KYに波長変換するセラミック蛍光体(第2蛍光体)から構成されている。第2波長帯は、例えば490〜750nmの黄色波長帯である。第2波長変換ロッド52は、単結晶蛍光体、蛍光ガラス、ガラスや樹脂等のバインダー中に多数の蛍光体粒子が分散された材料から構成されていてもよい。第2の蛍光KYは、第2波長変換ロッド52の第3端面52aから射出される。
光源装置23のその他の構成は、第1実施形態と同様である。
The second
Other configurations of the
本実施形態の光源装置23においては、第1の蛍光KBが青色光であり、第2の蛍光KYが黄色光であり、第1の蛍光KBの色と第2の蛍光KYの色とは互いに異なる。したがって、第1の蛍光KBの色が第1実施形態と異なるだけであって、各蛍光KB,KYの進行経路については、第1実施形態と同様である。なお、第1波長変換ロッド71で発せられた第1の蛍光KBのうち、第2端面71bに向かって進んだ第1の蛍光KBは、プリズムミラー55を経て第2波長変換ロッド52に入射し、入射した第1の蛍光KBのうちの少なくとも一部は、第2波長変換ロッド52の励起光として機能する。
In the
第3実施形態においても、小型の光源装置23を実現できる、エテンデューが小さい光源装置23を実現できる、等の第1実施形態と同様の効果が得られる。
Also in the third embodiment, the same effects as those in the first embodiment can be obtained, such as being able to realize a small
特に本実施形態の場合、第1波長変換ロッド71において青色の第1の蛍光KBが生成され、第2波長変換ロッド52において黄色の第2の蛍光KYが生成される。そのため、第1の蛍光KBと第2の蛍光KYとからなる白色の蛍光KWが第1波長変換ロッド71の第1端面71aから射出される。したがって、第1実施形態のように、白色光を得るための青色光源部を光源装置23と別個に設ける必要がない。これにより、プロジェクター11の照明光学系の更なる小型化が図れる。
In particular, in the case of the present embodiment, the first
本実施形態の光源装置23において、第1LED63と第2LED64との各々に供給する電力を調整し、第1の励起光E1の強度と第2の励起光E2の強度とを個別に制御することによって、第1の蛍光KBおよび第2の蛍光KYの各々の光量を制御してもよい。これにより、照明光WLのホワイトバランスを調整することができる。また、第1波長変換ロッド71と第2波長変換ロッド52との長さもしくは幅を異ならせる、第1LED63と第2LED64との数を異ならせる、などの手段を採用することにより、光源装置23の設計段階においてホワイトバランスを調整してもよい。
In the
[第4実施形態]
以下、本発明の第4実施形態について、図7を用いて説明する。
第4実施形態の光源装置は3本の波長変換ロッドを備えた点で第2実施形態と同様であり、各波長変換ロッドから得られる蛍光の色と光源の構成とが第2実施形態と異なる。そのため、光源装置の全体構成の説明は省略する。
図7は、光源装置24の概略構成図である。
図7において、第1実施形態の図2および第2実施形態の図4と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
Hereinafter, the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7.
The light source device of the fourth embodiment is similar to the second embodiment in that it includes three wavelength conversion rods, and the color of fluorescence obtained from each wavelength conversion rod and the configuration of the light source are different from those of the second embodiment. .. Therefore, the description of the overall configuration of the light source device will be omitted.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of the
In FIG. 7, components common to those in FIG. 2 of the first embodiment and FIG. 4 of the second embodiment are designated by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
図7に示すように、光源装置24は、第1波長変換ロッド71(第1波長変換部)と、第2波長変換ロッド72(第2波長変換部)と、第3波長変換ロッド73(第3波長変換部)と、光源38と、ミラー54(反射部)と、導光部42と、角度変換素子56と、コリメーターレンズ57と、を備えている。導光部42は、第1プリズムミラー43(第1導光部)と、第2プリズムミラー44(第2導光部)と、を有する。
As shown in FIG. 7, the
第1波長変換ロッド71は、互いに対向する第1端面71aおよび第2端面71bと、第1端面71aおよび第2端面71bに交差する4つの側面と、を有する。第2波長変換ロッド72は、互いに対向する第3端面72aおよび第4端面72bと、第3端面72aおよび第4端面72bに交差する4つの側面と、を有する。第3波長変換ロッド73は、互いに対向する第5端面73aおよび第6端面73bと、第5端面73aおよび第6端面73bに交差する4つの側面と、を有する。
The first
各波長変換ロッド71,72,73の配置については、第2実施形態と同様である。すなわち、第1波長変換ロッド71と第3波長変換ロッド73とは、第1波長変換ロッド71の側面71c1と第3波長変換ロッド73の側面73c1とが対向するように、間隔をおいて配置されている。また、第3波長変換ロッド73と第2波長変換ロッド72とは、第3波長変換ロッド73の側面73c2と第2波長変換ロッド72の側面72c1とが対向するように、間隔をおいて配置されている。すなわち、3本の波長変換ロッド71,72,73は、並列に配置されている。
The arrangement of the
光源38は、各波長変換ロッド71,72,73の一つの側面に対向する位置に設けられている。なお、光源38に加えて、各波長変換ロッド71,72,73の他の一つの側面に対向する位置に光源をさらに追加してもよい。
The
光源38は、基板383と、第1波長変換ロッド71、第2波長変換ロッド72および第3波長変換ロッド73と対向する基板383の一面に実装された複数のLED81,82,83を備えている。本実施形態では、光源38が全部で18個のLED81,82,83を備えているが、LED81,82,83の個数は特に限定されない。各LED81,82,83は、第1の励起光E1、第2の励起光E2および第3の励起光E3を射出する。
The
複数のLED81,82,83は、第1波長変換ロッド71の側面、第2波長変換ロッド72の側面、および第3波長変換ロッド73の側面のそれぞれに対向して設けられている。複数のLED81,82,83は、6個ずつ3列に配列されている。一部のLED81は、第1波長変換ロッド71の長手方向に沿って配列され、他の一部のLED82は、第2波長変換ロッド72の長手方向に沿って配列され、さらに他の一部のLED83は、第3波長変換ロッド73の長手方向に沿って配列されている。以下、第1波長変換ロッド71の長手方向に沿って配列されたLEDを第1LED81(第1発光素子)と称し、第2波長変換ロッド72の長手方向に沿って配列されたLEDを第2LED82(第2発光素子)と称し、第3波長変換ロッド73の長手方向に沿って配列されたLEDを第3LED83と称する。
The plurality of
第1LED81から、第1波長変換ロッド71に含まれる第1蛍光体を励起させる第1の励起光E1が射出される。第2LED82から、第2波長変換ロッド72に含まれる第2蛍光体を励起させる第2の励起光E2が射出される。第3LED83から、第3波長変換ロッド73に含まれる第3蛍光体を励起させる第3の励起光E3が射出される。第1の励起光E1と第2の励起光E2と第3の励起光E3とは、励起させる蛍光体が互いに異なる。そのため、第1LED81と第2LED82と第3LED83とは、各波長変換ロッド71,72,73の蛍光体に対してそれぞれ最適化された互いに異なる波長帯の光を射出してもよいし、いずれの蛍光体に対しても励起光として共通に用いられる同じ波長帯の光を射出してもよい。
The first excitation light E1 that excites the first phosphor contained in the first
本実施形態において、第1LED81は、第1波長変換ロッド71の側面に対向して設けられ、側面に向けて第1の励起光E1を射出する。第1の励起光E1の波長帯は、例えば200nm〜380nmの紫外波長帯である。ただし、波長帯は、例えば400nm前後の紫色波長帯であってもよい。
In the present embodiment, the
第2LED82は、第2波長変換ロッド72の側面に対向して設けられ、側面に向けて第2の励起光E2を射出する。第2の励起光E2の波長帯は、例えば450nm〜495nmの青色波長帯である。ただし、波長帯は、例えば200nm〜380nmの紫外波長帯、もしくは400nm前後の紫色波長帯であってもよい。
The
第3LED83は、第3波長変換ロッド73の側面に対向して設けられ、側面に向けて第3の励起光E3を射出する。第3の励起光E3の波長帯は、例えば450nm〜495nmの青色波長帯である。ただし、波長帯は、例えば200nm〜380nmの紫外波長帯、もしくは400nm前後の紫色波長帯であってもよい。
The
第1波長変換ロッド71は、第1の励起光E1を第1波長帯の第1の蛍光KB(青色光)に変換する。第1波長帯は、例えば450〜495nmの青色波長帯である。第1波長変換ロッド71は、例えば希土類イオンをガラスに分散させた蛍光ガラス、ガラスや樹脂等のバインダーに青色蛍光体を分散させた材料などから構成されている。具体的には、蛍光ガラスとして、ルミラス(商品名、住田光学ガラス社製)等が用いられる。青色蛍光体(第1蛍光体)として、例えばBaMgAl10O17:Eu(II)等が用いられる。
The first
第2波長変換ロッド72は、第2の励起光E2を第2波長帯の第2の蛍光KR(赤色光)に変換する。第2波長帯は、例えば600〜800nmの赤色波長帯である。第2波長変換ロッド72は、赤色蛍光体(第2蛍光体)として、例えば賦活剤としてPr、Eu、Crのいずれかが分散された(Y1−x,Gdx)3(Al,Ga)5O12からなるYAG系蛍光体(Pr:YAG,Eu:YAG,Cr:YAGのいずれか)を含んでいる。なお、賦活剤は、Pr、Eu、Crから選ばれる一種が含まれていてもよいし、Pr、Eu、Crから選ばれる複数種が含まれた共賦活の賦活剤であってもよい。
The second
第3波長変換ロッド73は、第3の励起光E3を第3波長帯の第3の蛍光KG(緑色光)に変換する。第2波長帯は、例えば500〜570nmの緑色波長帯である。第3波長変換ロッド73は、緑色蛍光体(第3蛍光体)として、例えばLu3Al5O12:Ce3+系蛍光体、Y3O4:Eu2+系蛍光体、(Ba,Sr)2SiO4:Eu2+系蛍光体、Ba3Si6O12N2:Eu2+系蛍光体、(Si,Al)6(O,N)8:Eu2+系蛍光体等の蛍光体材料を含んでいる。
光源装置24のその他の構成は、第2実施形態と同様である。
The third
Other configurations of the
本実施形態の光源装置24においては、第1の蛍光KBが有する第1波長帯は青色波長帯であり、第2の蛍光KRが有する第2波長帯は赤色波長帯であり、第3の蛍光KGが有する第3波長帯は緑色波長帯である。このように、第1の蛍光KBの色と第2の蛍光KRの色と第3の蛍光KGの色とは、互いに異なる。本実施形態では、各蛍光KB,KR,KGの色が第2実施形態と異なるだけであって、各蛍光KB,KR,KGの進行経路については、第2実施形態と同様である。
In the
第4実施形態においても、小型の光源装置24を実現できる、エテンデューが小さい光源装置24を実現できる、等の第1実施形態と同様の効果が得られる。また、光源装置24とは別個に青色光源部を設ける必要がなく、照明光学系の更なる小型化が図れる、等の第3実施形態と同様の効果が得られる。
Also in the fourth embodiment, the same effects as those in the first embodiment can be obtained, such as being able to realize a small
本実施形態の光源装置24において、第1LED81、第2LED82および第3LED83のそれぞれに供給する電力を調整し、第1の励起光E1の強度、第2の励起光E2の強度および第3の励起光E3の強度を個別に制御することにより、第1の蛍光KB、第2の蛍光KRおよび第3の蛍光KGの各々の光量を制御してもよい。これにより、照明光WLのホワイトバランスを調整することができる。また、第1波長変換ロッド71、第2波長変換ロッド72および第3波長変換ロッド73の長さもしくは幅を異ならせる、第1LED81、第2LED82および第3LED83の数を異ならせるなどの手段を採用することにより、光源装置24の設計段階においてホワイトバランスを調整してもよい。
In the
本実施形態の場合、第2波長変換ロッド72で発せられた第2の蛍光KR(赤色光)が第3波長変換ロッド73に入射し、第3波長変換ロッド73で発せられた第3の蛍光KG(緑色光)が第2の蛍光とともに第1波長変換ロッド71に入射し、第1波長変換ロッド71で発せられた第1の蛍光KB(青色光)が第3の蛍光KG(緑色光)および第2の蛍光KR(赤色光)とともに第1波長変換ロッド71から射出される。このように、相対的に波長の長い蛍光が相対的に波長の短い蛍光を発する波長変換ロッドに入射する構成となっているため、一つの波長変換ロッドで発せられた蛍光が次段の波長変換ロッドに入射した際に励起光として消費されることがない。その結果、本実施形態の光源装置24によれば、ホワイトバランスを維持することができる。
In the case of the present embodiment, the second fluorescence KR (red light) emitted by the second
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に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。
例えば上記実施形態の導光部に代えて、以下に示す導光部が用いられてもよい。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, the light guide unit shown below may be used instead of the light guide unit of the above embodiment.
図8は、第1変形例の導光部の概略構成図である。
図8に示すように、第1変形例の導光部67は、プリズムミラー55と、ガラスブロック58と、を有する。具体的に、導光部67は、第1反射面55f1を備えた三角柱状の第1プリズム551と、第2反射面55f2を備えた三角柱状の第2プリズム552と、四角柱状のガラスブロック58と、を備えている。ガラスブロック58は、第1プリズム551と第2プリズム552との間に設けられている。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a light guide portion of the first modification.
As shown in FIG. 8, the
ガラスブロック58の複数の面のうち、第1面58aは第1プリズム551に接し、第1面58aと対向する第2面58bは第2プリズム552に接している。第1面58aおよび第2面58bに交差する第3面58cおよび第4面58dには、反射膜59がそれぞれ設けられている。つまり、ガラスブロック58は、内部で光を導光させる機能を有する。
Of the plurality of surfaces of the
図9は、第1実施形態の導光部の問題点を説明するための図である。
図9に示すように、第1実施形態のプリズムミラー55においては、第2波長変換ロッド52の第3端面52aから45°の射出角で射出された蛍光KYは、第2反射面55f2に垂直に入射する。したがって、蛍光KYは、第2反射面55f2で反射して、光路が入射した向きと逆向きに折り返され、第2波長変換ロッド52に戻ってしまう。このように、第2波長変換ロッド52に戻る蛍光KYが損失となり、光利用効率が低下するおそれがある。
FIG. 9 is a diagram for explaining a problem of the light guide unit of the first embodiment.
As shown in FIG. 9, in the
これに対し、図8に示すように、第1変形例の導光部67において、第2波長変換ロッド52の第3端面52aから45°の射出角で射出された蛍光KYは、ガラスブロック58の第3面58cに45°の入射角で垂直に入射する。その後、蛍光KYは、反射膜59で反射し、第2端面51bから第1波長変換ロッド51に入射する。このように、第1変形例の導光部67によれば、上記のような角度で射出された蛍光KYが第2波長変換ロッド52に戻りにくく、第1波長変換ロッド51に入射しやすくなり、光利用効率を高めることができる。
On the other hand, as shown in FIG. 8, in the
図10は、第2変形例の導光部46の概略構成図である。
図10に示すように、第2変形例の導光部46は、円柱を、円柱の中心軸を含む平面で半分に分割した形状を有する導光体で構成されている。導光部46の光入出射端面46abは、第2波長変換ロッド52の第3端面52aと第1波長変換ロッド51の第2端面51bとに対向している。また、導光部46の反射面46fは、第2波長変換ロッド52から射出された第2の蛍光KYを反射させる。すなわち、変形例の導光部46は、第2波長変換ロッド52の第3端面52aおよび第1波長変換ロッド51の第2端面51bに対向して設けられた反射面46fを有する。このような導光部46であっても、第2波長変換ロッド52から射出された第2の蛍光KYを第1波長変換ロッド51に導くことができる。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of the
As shown in FIG. 10, the
また、上記実施形態では、第2波長変換ロッドが黄色の蛍光を射出する蛍光体を含んでいる例を挙げたが、第2波長変換ロッドが緑色の蛍光を射出する蛍光体と赤色の蛍光を射出する蛍光体とからなる2種類の蛍光体を含んでいてもよい。その場合には、2種類の蛍光体は、第2波長変換ロッドの内部に均等に混在していてもよいし、領域を分けて偏在していてもよい。 Further, in the above embodiment, the example in which the second wavelength conversion rod contains a phosphor that emits yellow fluorescence is given, but the second wavelength conversion rod emits a fluorescent substance that emits green fluorescence and a red fluorescence. It may contain two kinds of phosphors including the fluorescent substance to be emitted. In that case, the two types of phosphors may be evenly mixed inside the second wavelength conversion rod, or may be unevenly distributed in different regions.
また、各波長変換ロッドで発せられる蛍光の色が互いに異なる第3実施形態において、第1の蛍光が有する第1波長帯は緑色波長帯であり、第2の蛍光が有する第2波長帯は赤色波長帯であってもよい。この構成によれば、黄色の蛍光が得られる光源装置を実現することができる。したがって、青色光源部とともに白色光を生成する第1実施形態のプロジェクターの照明装置に適用が可能である。 Further, in the third embodiment in which the colors of the fluorescence emitted by each wavelength conversion rod are different from each other, the first wavelength band of the first fluorescence is the green wavelength band, and the second wavelength band of the second fluorescence is red. It may be in the wavelength band. According to this configuration, it is possible to realize a light source device that can obtain yellow fluorescence. Therefore, it can be applied to the lighting device of the projector of the first embodiment that generates white light together with the blue light source unit.
また、上記の各実施形態において、第1波長変換ロッドの第1端面に、第1の励起光を反射させ、第1の蛍光および第2の蛍光を透過させるダイクロイックミラーが設けられていてもよい。また、第2波長変換ロッドの第3端面に、第2の励起光を反射させ、第2の蛍光を透過させるダイクロイックミラーが設けられていてもよい。第4実施形態においては、第3波長変換ロッドの第5端面に、第3の励起光を反射させ、第3の蛍光を透過させるダイクロイックミラーが設けられていてもよい。これらの構成によれば、各波長変換ロッドにおける波長変換効率を高めることができる。また、各波長変換ロッドの側面に、励起光を透過させ、蛍光を反射させるダイクロイックミラーが設けられていてもよい。 Further, in each of the above embodiments, a dichroic mirror that reflects the first excitation light and transmits the first fluorescence and the second fluorescence may be provided on the first end surface of the first wavelength conversion rod. .. Further, a dichroic mirror that reflects the second excitation light and transmits the second fluorescence may be provided on the third end surface of the second wavelength conversion rod. In the fourth embodiment, a dichroic mirror that reflects the third excitation light and transmits the third fluorescence may be provided on the fifth end surface of the third wavelength conversion rod. According to these configurations, the wavelength conversion efficiency of each wavelength conversion rod can be increased. Further, a dichroic mirror that transmits excitation light and reflects fluorescence may be provided on the side surface of each wavelength conversion rod.
また、光源装置を構成する各構成要素の形状、数、配置、材料等の具体的な構成については、上記実施形態に限定されることなく、適宜変更が可能である。 Further, the specific configuration of the shape, number, arrangement, material, and the like of each component constituting the light source device is not limited to the above embodiment, and can be appropriately changed.
上記実施形態においては、透過型の液晶プロジェクターに本発明を適用した場合の例について説明したが、本発明は、反射型の液晶プロジェクターにも適用することも可能である。ここで、「透過型」とは、液晶パネル等を含む液晶ライトバルブが光を透過する形態であることを意味する。「反射型」とは、液晶ライトバルブが光を反射する形態であることを意味する。 In the above embodiment, an example in which the present invention is applied to a transmissive liquid crystal projector has been described, but the present invention can also be applied to a reflective liquid crystal projector. Here, the "transmissive type" means that the liquid crystal light bulb including the liquid crystal panel or the like transmits light. The "reflective type" means that the liquid crystal light bulb reflects light.
上記実施形態において、3つの液晶パネルを用いたプロジェクターの例を挙げたが、本発明は、1つの液晶ライトバルブのみを用いたプロジェクター、4つ以上の液晶ライトバルブを用いたプロジェクターにも適用可能である。 In the above embodiment, an example of a projector using three liquid crystal panels has been given, but the present invention is also applicable to a projector using only one liquid crystal light bulb and a projector using four or more liquid crystal light bulbs. Is.
上記実施形態では、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、これに限定されない。本発明による光源装置は、照明器具や自動車のヘッドライト等にも適用することができる。 In the above embodiment, an example in which the light source device according to the present invention is mounted on a projector is shown, but the present invention is not limited thereto. The light source device according to the present invention can also be applied to lighting equipment, automobile headlights, and the like.
1,11…プロジェクター、2,22,23,24…光源装置、4B,4G,4R…光変調装置、6…投射光学装置、35,36,37,38…光源、42,46,67…導光部、43…第1プリズムミラー(第1導光部)、43f1,55f1…第1反射面、44…第2プリズムミラー(第2導光部)、44f2,55f2…第2反射面、46f,55f…反射面、51,71…第1波長変換ロッド(第1波長変換部)、51a,71a…第1端面、51b,71b…第2端面、52,72…第2波長変換ロッド(第2波長変換部)、52a,72a…第3端面、52b,72b…第4端面、53,73…第3波長変換ロッド(第3波長変換部)、53a,73a…第5端面、53b,73b…第6端面、54…ミラー(反射部)、55…プリズムミラー(導光部)、61…LED、63,81…第1LED(第1発光素子)、64,82…第2LED(第2発光素子)、E1…第1の励起光、E2…第2の励起光、KB,KY1…第1の蛍光、KR,KY2…第2の蛍光、KG,KY3…第3の蛍光。 1,11 ... Projector, 2,22,23,24 ... Light source device, 4B, 4G, 4R ... Optical modulator, 6 ... Projection optical device, 35,36,37,38 ... Light source, 42,46,67 ... Light unit, 43 ... 1st prism mirror (1st light guide unit), 43f1, 55f1 ... 1st reflection surface, 44 ... 2nd prism mirror (2nd light guide unit), 44f2, 55f2 ... 2nd reflection surface, 46f , 55f ... Reflective surface, 51, 71 ... First wavelength conversion rod (first wavelength conversion unit), 51a, 71a ... First end surface, 51b, 71b ... Second end surface, 52, 72 ... Second wavelength conversion rod (first) 2 wavelength conversion unit), 52a, 72a ... 3rd end face, 52b, 72b ... 4th end surface, 53, 73 ... 3rd wavelength conversion rod (3rd wavelength conversion unit), 53a, 73a ... 5th end surface, 53b, 73b ... 6th end face, 54 ... Mirror (reflection part), 55 ... Prism mirror (light guide part), 61 ... LED, 63, 81 ... 1st LED (1st light emitting element), 64, 82 ... 2nd LED (2nd light emitting element) Element), E1 ... 1st excitation light, E2 ... 2nd excitation light, KB, KY1 ... 1st fluorescence, KR, KY2 ... 2nd fluorescence, KG, KY3 ... 3rd fluorescence.
Claims (16)
第1蛍光体を含み、前記励起光を、前記励起光の波長帯とは異なる第1波長帯を有する第1の蛍光に変換する第1波長変換部と、
第2蛍光体を含み、前記励起光を、前記励起光の波長帯とは異なる第2波長帯を有する第2の蛍光に変換する第2波長変換部と、
前記第2波長変換部から射出された前記第2の蛍光を前記第1波長変換部に導く導光部と、
を備え、
前記第1波長変換部は、互いに対向する第1端面および第2端面と、前記第1端面および前記第2端面に交差する第1側面と、を有し、
前記第2波長変換部は、互いに対向する第3端面および第4端面と、前記第3端面および前記第4端面に交差する第2側面と、を有し、
前記第1波長変換部の前記第1側面と前記第2波長変換部の前記第2側面とは、互いに対向し、
前記導光部は、プリズムミラーから構成され、前記第2波長変換部の前記第3端面および前記第1波長変換部の前記第2端面に対向する反射面と、前記第2波長変換部の前記第3端面から射出される前記第2の蛍光が入射するとともに前記反射面で反射した前記第2の蛍光が射出する光入出射端面と、を有し、
前記光入出射端面は、前記第1波長変換部の前記第2端面および前記第2波長変換部の前記第3端面に対向して配置され、
前記第1の蛍光および前記第2の蛍光は、前記第1波長変換部の前記第1端面から射出される、光源装置。 A light source that emits excitation light and
A first wavelength conversion unit that includes a first phosphor and converts the excitation light into first fluorescence having a first wavelength band different from the wavelength band of the excitation light.
A second wavelength conversion unit that includes a second phosphor and converts the excitation light into a second fluorescence having a second wavelength band different from the wavelength band of the excitation light.
A light guide unit that guides the second fluorescence emitted from the second wavelength conversion unit to the first wavelength conversion unit, and
With
The first wavelength conversion unit has a first end face and a second end face facing each other, and a first side surface intersecting the first end face and the second end face.
The second wavelength conversion unit has a third end face and a fourth end face facing each other, and a second side surface intersecting the third end face and the fourth end face.
The first side surface of the first wavelength conversion unit and the second side surface of the second wavelength conversion unit face each other.
The light guide portion is composed of a prism mirror , a reflection surface facing the third end surface of the second wavelength conversion unit and the second end surface of the first wavelength conversion unit, and the second wavelength conversion unit. It has a light input / output end surface in which the second fluorescence emitted from the third end surface is incident and the second fluorescence reflected by the reflection surface is emitted .
The light input / output end faces are arranged so as to face the second end face of the first wavelength conversion unit and the third end surface of the second wavelength conversion unit.
A light source device in which the first fluorescence and the second fluorescence are emitted from the first end surface of the first wavelength conversion unit.
前記第2波長変換部の内部で発せられた前記第2の蛍光は、前記第3端面から射出され、前記第1反射面で反射し、前記第2反射面で反射し、前記第2端面から前記第1波長変換部に入射し、前記第1端面から射出される、請求項1または請求項2に記載の光源装置。 The reflection surface of the light guide unit includes a first reflection surface facing the third end surface of the second wavelength conversion unit and a second reflection surface facing the second end surface of the first wavelength conversion unit. Have and
The second fluorescence emitted inside the second wavelength conversion unit is emitted from the third end surface, reflected by the first reflection surface, reflected by the second reflection surface, and from the second end surface. The light source device according to claim 1 or 2, which is incident on the first wavelength conversion unit and emitted from the first end face.
前記第1反射面を有する第1プリズムと、
前記第2反射面を有する第2プリズムと、
前記第1プリズムと前記第2プリズムとの間に設けられたガラスブロックと、を備えた、請求項3に記載の光源装置。 The light guide unit
The first prism having the first reflecting surface and
The second prism having the second reflecting surface and
The light source device according to claim 3, further comprising a glass block provided between the first prism and the second prism.
前記第3波長変換部は、互いに対向する第5端面および第6端面と、前記第5端面および前記第6端面に交差する第5側面と、を有し、
前記第1波長変換部の前記第1側面と前記第3波長変換部の前記第5側面とは、互いに対向し、
前記第2波長変換部の前記第2側面と前記第3波長変換部の前記第5側面とは、互いに対向し、
前記導光部は、
前記第1反射面と、前記第3波長変換部の前記第6端面に対向する第3反射面と、を有する第1導光部と、
前記第2反射面と、前記第3波長変換部の前記第5端面に対向する第4反射面と、を有する第2導光部と、を有する、請求項3または請求項4に記載の光源装置。 Further provided with a third wavelength converter that includes a third phosphor and emits a third fluorescence having a third wavelength band different from the first wavelength band and the second wavelength band.
The third wavelength conversion unit has a fifth end face and a sixth end face facing each other, and a fifth side surface intersecting the fifth end face and the sixth end face.
The first side surface of the first wavelength conversion unit and the fifth side surface of the third wavelength conversion unit face each other.
The second side surface of the second wavelength conversion unit and the fifth side surface of the third wavelength conversion unit face each other.
The light guide unit
A first light guide unit having a first reflection surface and a third reflection surface facing the sixth end surface of the third wavelength conversion unit.
The light source according to claim 3 or 4, further comprising a second light guide portion having a second reflecting surface and a fourth reflecting surface facing the fifth end surface of the third wavelength conversion unit. apparatus.
前記第2波長変換部は、前記第3端面および前記第4端面と交差する第4側面を有し、
前記第1の励起光は、前記第1波長変換部の前記第3側面から前記第1波長変換部に入射し、
前記第2の励起光は、前記第2波長変換部の前記第4側面から前記第2波長変換部に入射する、請求項6に記載の光源装置。 The first wavelength conversion unit has a third side surface that intersects the first end face and the second end face.
The second wavelength conversion unit has a fourth side surface that intersects the third end surface and the fourth end surface.
The first excitation light is incident on the first wavelength conversion unit from the third side surface of the first wavelength conversion unit.
The light source device according to claim 6, wherein the second excitation light is incident on the second wavelength conversion unit from the fourth side surface of the second wavelength conversion unit.
前記光源装置からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学装置と、を備えた、プロジェクター。 The light source device according to any one of claims 1 to 15.
An optical modulation device that modulates the light from the light source device according to image information,
A projector including a projection optical device that projects light modulated by the light modulation device.
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