JP6928780B2 - Projection type image display device - Google Patents

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Description

本開示は、青色の励起光を出射する光源と、励起光に応じて発光する発光体とを備える光源装置を使用した投写型映像表示装置に関する。 The present disclosure relates to a projection type image display device using a light source device including a light source that emits blue excitation light and a light emitting body that emits light in response to the excitation light.

特許文献1には、励起光源として青色レーザー発光器を備え、この励起光源からの射出光を拡散板によって拡散させ、拡散光を青色波長帯域の光源光として使用する光源装置において、青色波長帯域の光源光における波長分布を広くした光源装置を備えることにより、高品質なカラー画像を投影可能なプロジェクタが開示されている。 Patent Document 1 provides a blue laser light emitter as an excitation light source, diffuses the emitted light from the excitation light source by a diffuser plate, and uses the diffused light as a light source light in the blue wavelength band. A projector capable of projecting a high-quality color image by providing a light source device having a wide wavelength distribution in the light source light is disclosed.

特開2011−128521号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-128521

本開示は、青色光の色度を適正化することが可能な投写型映像表示装置を提供する。 The present disclosure provides a projection type image display device capable of optimizing the chromaticity of blue light.

本開示の投写型映像表示装置は、第1の波長帯を有する青色光を出射する固体光源と、青色光を透過する透過部及び青色光の照射により発光光を発光する第1の発光体を有するホイールと、透過部を透過した青色光の照射により、第1の波長帯よりも長波長側にあり、第1の波長帯に隣接する第2の波長帯の発光光を発光する第2の発光体と、青色光と、第1の発光体及び第2の発光体からの発光光を均一化する光均一化素子と、光均一化素子によって均一化された光を変調する光変調素子と、光変調素子によって変調される光を投写する投写ユニットと、を備える。 The projection type image display device of the present disclosure includes a solid-state light source that emits blue light having a first wavelength band, a transmitting portion that transmits blue light, and a first light emitter that emits emitted light by irradiating blue light. A second wavelength band that emits emitted light in a second wavelength band that is on the longer wavelength side than the first wavelength band and is adjacent to the first wavelength band by irradiating the wheel and the blue light that has passed through the transmission portion. A light-emitting body, blue light, a light homogenizing element that homogenizes the light emitted from the first light-emitting body and the second light-emitting body, and a light-modulating element that modulates the light homogenized by the light-uniformizing element. , A projection unit that projects light modulated by an optical modulation element.

本開示によれば、投写型映像表示装置で表示される青色光の色度の改善ができる。 According to the present disclosure, the chromaticity of blue light displayed on a projection type image display device can be improved.

実施の形態1における投写型映像表示装置を示す図The figure which shows the projection type image display device in Embodiment 1. 実施の形態1における蛍光体ホイールを示す図The figure which shows the phosphor wheel in Embodiment 1. 実施の形態1における蛍光板を示す図The figure which shows the fluorescent plate in Embodiment 1. 実施の形態1におけるカラーホイールを示す図The figure which shows the color wheel in Embodiment 1. 実施の形態1の投写型映像表示装置における黄成分光のスペクトル図Spectral diagram of yellow component light in the projection type image display device of the first embodiment 実施の形態1の投写型映像表示装置における緑成分光のスペクトル図Spectral diagram of green component light in the projection type image display device of the first embodiment 実施の形態1の投写型映像表示装置における青成分光のスペクトル図Spectral diagram of blue component light in the projection type image display device of the first embodiment 実施の形態1の効果を説明するための色度図を示す図The figure which shows the chromaticity diagram for demonstrating the effect of Embodiment 1. 実施の形態2における投写型映像表示装置を示す図The figure which shows the projection type image display device in Embodiment 2. 実施の形態2におけるカラーホイールを示す図The figure which shows the color wheel in Embodiment 2.

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. However, more detailed explanation than necessary may be omitted. For example, detailed explanations of already well-known matters and duplicate explanations for substantially the same configuration may be omitted. This is to avoid unnecessary redundancy of the following description and to facilitate the understanding of those skilled in the art.

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。 It should be noted that the accompanying drawings and the following description are provided for those skilled in the art to fully understand the present disclosure, and are not intended to limit the subject matter described in the claims.

[実施の形態1]
(投写型映像表示装置)
以下において、実施の形態1に係る投写型映像表示装置の構成について、図1〜図6を用いて説明する。図1は、実施の形態1に係る投写型映像表示装置100の光学構成を示す図である。実施の形態1では、映像光として、赤成分光R、緑成分光G、青成分光B(第1青成分光B+第2青成分光B)、黄成分光Yを用いる場合について例示する。
[Embodiment 1]
(Projection type video display device)
Hereinafter, the configuration of the projection type image display device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 6. FIG. 1 is a diagram showing an optical configuration of the projection type image display device 100 according to the first embodiment. In the first embodiment, when red component light R, green component light G, blue component light B (first blue component light B 1 + second blue component light B 2 ), and yellow component light Y are used as the image light. Illustrate.

図1に示すように、第1に、投写型映像表示装置100は、光源ユニット10と、ダイクロイックミラー20と、蛍光体ホイール30と、蛍光板40と、カラーホイール50と、ロッドインテグレータ60と、DMD(Digital Mirror Device)70と、投写ユニット80とを有する。 As shown in FIG. 1, first, the projection type image display device 100 includes a light source unit 10, a dichroic mirror 20, a phosphor wheel 30, a fluorescent plate 40, a color wheel 50, a rod integrator 60, and a DMD. It has a (Digital Mirror Device) 70 and a projection unit 80.

光源ユニット10は、例えば、レーザダイオード(LD:Laser Diode)や発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)などの複数の固体光源によって構成される。本実施の形態では固体光源としてレーザダイオード、特に青色光を出射するレーザダイオード11を使用している。 The light source unit 10 is composed of, for example, a plurality of solid-state light sources such as a laser diode (LD: Laser Diode) and a light emitting diode (LED: Light Emitting Diode). In this embodiment, a laser diode, particularly a laser diode 11 that emits blue light, is used as a solid-state light source.

光源ユニット10からの出射光は、波長455nmの青色光であり、映像光(第1青成分光B)として用いられるとともに、蛍光体を励起するための励起光としても用いられる。ただし、光源ユニット10からの出射光の波長は455nmに限定されるものではなく、例えば、波長440〜460nmであっても良い。この青色光の波長は、第1の波長帯の一例である。 The light emitted from the light source unit 10 is blue light having a wavelength of 455 nm, and is used as image light (first blue component light B 1 ) and also as excitation light for exciting a phosphor. However, the wavelength of the light emitted from the light source unit 10 is not limited to 455 nm, and may be, for example, a wavelength of 440 to 460 nm. The wavelength of this blue light is an example of the first wavelength band.

光源ユニット10から出射される青色光は、レンズ111、レンズ112、拡散板141を透過しダイクロイックミラー20に入射する。ダイクロイックミラー20は、第1青成分光B(励起光)を反射する。ダイクロイックミラー20で反射した第1青成分光Bは、レンズ113、114で集光されて、蛍光体ホイール30の蛍光体を励起し発光させる。 The blue light emitted from the light source unit 10 passes through the lens 111, the lens 112, and the diffuser plate 141 and is incident on the dichroic mirror 20. The dichroic mirror 20 reflects the first blue component light B 1 (excitation light). The first blue component light B 1 reflected by the dichroic mirror 20 is focused by the lenses 113 and 114 to excite the phosphor of the phosphor wheel 30 to emit light.

また、ダイクロイックミラー20は、蛍光体ホイール30で発光した黄色の発光光Y及び緑色の発光光Gを透過する。 The dichroic mirror 20 is transmitted through the light-emitting light Y and green emission light G 1 yellow emitted in the phosphor wheel 30.

蛍光体ホイール30は、図2に示すように、基板31と、基板31上に形成された反射膜32と、反射膜32上に円環状に塗布形成された蛍光体膜33と、基板31を回転させるためのモーター35とにより構成されている。図2の(a)は蛍光体ホイールを図1の−x方向に向かって見た図、図2の(b)は図1のz方向に向かって見た図である。 As shown in FIG. 2, the phosphor wheel 30 comprises a substrate 31, a reflective film 32 formed on the substrate 31, a phosphor film 33 formed by coating on the reflective film 32 in an annular shape, and the substrate 31. It is composed of a motor 35 for rotating. FIG. 2A is a view of the phosphor wheel viewed in the −x direction of FIG. 1, and FIG. 2B is a view of the phosphor wheel viewed in the z direction of FIG.

基板31は、開口31Bを有しており、励起光を透過する。蛍光体膜33は、黄色蛍光体膜33Yと、緑色蛍光体膜33Gから構成されている。図2の(a)、図3の(a)において、括弧付きの符号は、その上層側に括弧が付されていない符号の構成要素が位置することを意味する。すなわち、図2の(a)では基板31の上に反射膜32が配置され、反射膜32の上に黄色蛍光体膜33Yと緑色蛍光体膜33Gが位置することを示している。蛍光体膜33は、第1の発光体の一例であり、蛍光体ホイール30は、ホイールの一例である。 The substrate 31 has an opening 31B and transmits excitation light. The phosphor film 33 is composed of a yellow fluorescent film 33Y and a green fluorescent film 33G. In (a) of FIG. 2 and (a) of FIG. 3, the parenthesized reference numerals mean that the components of the reference numerals without parentheses are located on the upper layer side thereof. That is, in FIG. 2A, the reflective film 32 is arranged on the substrate 31, and the yellow fluorescent film 33Y and the green fluorescent film 33G are located on the reflective film 32. The phosphor film 33 is an example of the first light emitter, and the phosphor wheel 30 is an example of a wheel.

蛍光体膜33は、例えば、セラミック蛍光体の粉末を接着剤(シリコーン樹脂)に混ぜ込んで基板に塗布し、高温で硬化させることで作製することが可能である。蛍光体膜33に使用されるセラミック蛍光体としては、例えば、セリウム付活ガーネット構造蛍光体であるYAG蛍光体やLAG蛍光体である。 The phosphor film 33 can be produced, for example, by mixing ceramic phosphor powder with an adhesive (silicone resin), applying it to a substrate, and curing it at a high temperature. Examples of the ceramic phosphor used for the phosphor film 33 include a YAG phosphor and a LAG phosphor, which are active garnet-structured phosphors with cerium.

蛍光体ホイール30は、図2の(a)に示すように、円周方向において4つのセグメントから構成される。第1のセグメント(角度領域θ)は、赤成分光Rを生成するための領域である。第2のセグメント(角度領域θ)は、緑成分光Gを生成するための領域である。第3のセグメント(角度領域θ)は、青成分光Bを生成するための領域である。第4のセグメント(角度領域θ)は、黄成分光Yを生成するための領域である。 As shown in FIG. 2A, the phosphor wheel 30 is composed of four segments in the circumferential direction. The first segment (angle region θ R ) is a region for generating the red component light R. The second segment (angle region θ G ) is a region for generating the green component light G. The third segment (angle region θ B ) is a region for generating the blue component light B. The fourth segment (angle region θ Y ) is a region for generating the yellow component light Y.

黄色蛍光体膜33Yは、光源ユニット10から出射される第1青成分光B(励起光)に応じて黄色の発光光Yを発光する蛍光体Yを有する。黄色蛍光体膜33Yは、蛍光体膜33が形成される円環領域のうち、第4のセグメントと第1のセグメント(所定の角度領域θ+θR)において形成されている。なお、黄色蛍光体膜33Yは、蛍光体ホイール30の回転中において、第1青成分光B(励起光)が照射される領域である。言い換えると、黄色蛍光体膜33Y上には、レンズ114によって第1青成分光Bが集光される。 The yellow phosphor film 33Y has a phosphor Y that emits yellow emission light Y in response to the first blue component light B 1 (excitation light) emitted from the light source unit 10. The yellow phosphor film 33Y is formed in a fourth segment and a first segment (predetermined angle region θ Y + θ R) in the annular region in which the phosphor film 33 is formed. The yellow phosphor film 33Y is a region to which the first blue component light B 1 (excitation light) is irradiated while the phosphor wheel 30 is rotating. In other words, on the yellow phosphor film 33Y, first blue component light B 1 by the lens 114 is focused.

緑色蛍光体膜33Gは、光源ユニット10から出射される第1青成分光B(励起光)に応じて緑色の発光光Gを発光する蛍光体Gを有する。緑色蛍光体膜33Gは、蛍光体膜33が形成される円環領域のうち、第2のセグメント(所定の角度領域θ)において形成されている。なお、緑色蛍光体膜33Gは、蛍光体ホイール30の回転中において、第1青成分光B(励起光)が照射される領域である。言い換えると、緑色蛍光体膜33G上には、レンズ114によって第1青成分光Bが集光される。 Green phosphor layer 33G has a phosphor G 1 for emitting green light beam G 1 according to the first blue component light B 1 (excitation light) emitted from the light source unit 10. Green phosphor layer 33G, of the annular region where the phosphor film 33 is formed, is formed in the second segment (predetermined angular region theta G). The green phosphor film 33G is a region to which the first blue component light B 1 (excitation light) is irradiated while the phosphor wheel 30 is rotating. In other words, the first blue component light B 1 is focused by the lens 114 on the green phosphor film 33G.

開口31Bは、第1青成分光Bを透過する基板開口領域である。また、開口31Bは、所定の角度領域θにおいて形成されている。開口31Bは、透過部の一例である。 Opening 31B is a substrate aperture region passes through the first blue component light B 1. The opening 31B is formed in a predetermined angular region theta B. The opening 31B is an example of a transmissive portion.

このように、蛍光体ホイール30の回転に伴って、黄色の発光光Y、緑色の発光光G及び第1青成分光Bが時分割で出射される。但し、黄色の発光光Y及び緑色の発光光Gは反射され、第1青成分光Bは透過されることに留意すべきである。 Thus, with the rotation of the phosphor wheel 30 and is emitted in a time division yellow emitted light Y, green light beam G 1 and the first blue component light B 1 is. However, it should be noted that the yellow emission light Y and the green emission light G 1 are reflected and the first blue component light B 1 is transmitted.

図1に戻り、蛍光体ホイール30の開口31Bを透過した第1青成分光Bは、レンズ115、レンズ116で平行化され、ミラー121とミラー122で反射され、レンズ117、レンズ118で集光されて蛍光板40に入射する。ここで、ミラー122は、第1青成分光Bと、後述する第2青成分光Bのみを反射するダイクロイックミラーである。 Returning to FIG. 1, the first blue component light B 1 transmitted through the aperture 31B of the phosphor wheel 30 is parallelized by the lens 115 and the lens 116, reflected by the mirror 121 and the mirror 122, and collected by the lens 117 and the lens 118. It is illuminated and incident on the fluorescent screen 40. Here, the mirror 122 is a dichroic mirror that reflects only the first blue component light B 1 and the second blue component light B 2 described later.

蛍光板40は、図3の(a)の平面図、図3の(b)の側面図に示すように、光透過性基板41と、ダイクロイック膜42と、蛍光体膜43で構成される。光透過性基板41は、例えば、ガラスやサファイアで構成することができる。ダイクロイック膜42は、青色光(430〜470nm)を透過し、471〜680nmの波長帯の光を反射する分光特性を有している。 As shown in the plan view of FIG. 3A and the side view of FIG. 3B, the fluorescent plate 40 is composed of a light transmissive substrate 41, a dichroic film 42, and a phosphor film 43. The light transmissive substrate 41 can be made of, for example, glass or sapphire. The dichroic film 42 has a spectral characteristic of transmitting blue light (430 to 470 nm) and reflecting light in the wavelength band of 471 to 680 nm.

蛍光体膜43は、波長帯域(460nm〜750nm)の緑色の発光光Gを発光する蛍光体Gで構成される。ここでは、蛍光体膜43に使用される蛍光体Gは、蛍光体ホイール30の緑色蛍光体膜33Gに使用される蛍光体Gと同一である。ただし、471〜680nmの波長帯の光を効率的に取り出すために、異なる蛍光体を用いることもできる。また、蛍光体膜43は、入射する青色光の一部のみ吸収して発光光を発し、残りを透過するように、膜厚及び蛍光体濃度が調整されている。より具体的には、蛍光体膜43は、入射する青色光のうち10〜60%を吸収し、残りの青色光を透過するように調整されている。蛍光体膜43は、第2の発光体の一例であり、蛍光体膜43の発光光の波長帯460nm〜750nmは第2の波長帯の一例である。 Phosphor film 43 is composed of a phosphor G 2 which emits emission light G 2 in the green wavelength band (460nm~750nm). Here, the phosphor G 2 used for the phosphor film 43 is the same as the phosphor G 1 used for the green phosphor film 33G of the phosphor wheel 30. However, different phosphors can also be used in order to efficiently extract light in the wavelength band of 471 to 680 nm. Further, the film thickness and the phosphor concentration of the phosphor film 43 are adjusted so that only a part of the incident blue light is absorbed to emit emitted light and the rest is transmitted. More specifically, the phosphor film 43 is adjusted so as to absorb 10 to 60% of the incident blue light and transmit the remaining blue light. The phosphor film 43 is an example of a second light emitter, and the wavelength band of the emitted light of the phosphor film 43 is 460 nm to 750 nm, which is an example of a second wavelength band.

蛍光体膜43から発する発光光は、ダイクロイック膜42により、第1青成分光Bの入射方向とは反対方向に出射される。また、蛍光体膜43で吸収されなかった第1青成分光Bはダイクロイック膜42を透過する。 Emission light emitted from the phosphor film 43, the dichroic film 42, and the first blue incidence direction of the light component B 1 is emitted in the opposite direction. Further, the first blue component light B 1 that is not absorbed by the phosphor film 43 passes through the dichroic film 42.

図1に戻って、蛍光体ホイール30からの発光光(図1中点線で示す)である黄色の発光光Y及び緑色の発光光Gは、ダイクロイックミラー20を透過し、レンズ131を透過してミラー124で反射され90°光路が変更され、レンズ132を透過してカラーホイール50に入射する。 Returning to FIG. 1, the luminescent light-emitting light Y and green emission light G 1 yellow is (in FIG. 1 indicated by a dotted line) from the phosphor wheel 30 is transmitted through the dichroic mirror 20, transmitted through the lens 131 The light is reflected by the mirror 124 to change the 90 ° optical path, passes through the lens 132, and is incident on the color wheel 50.

一方、蛍光体ホイール30を透過した第1青成分光B(図1中実線で示す)は蛍光板40に入射する。上述したように、第1青成分光Bは、蛍光板40で吸収されるか、または透過するので、蛍光板40から出射した緑色の発光光Gは、ミラー122(ダイクロイックミラー)によって、第2青成分光Bのみが反射される。ここで、主波長が515nmの第2青成分光Bの波長帯460nm〜560nmは、第3の波長帯の一例である。第2青成分光Bは蛍光体ホイール30の開口31Bを透過し、ダイクロイックミラー20を透過する。第2青成分光Bは図1中一点鎖線で示す光路で進行する。 On the other hand, the first blue component light B 1 (shown by the solid line in FIG. 1) transmitted through the phosphor wheel 30 is incident on the fluorescent plate 40. As described above, since the first blue component light B 1 is absorbed or transmitted by the fluorescent plate 40, the green emitted light G 2 emitted from the fluorescent plate 40 is seconded by the mirror 122 (dichroic mirror). Only the blue component light B 2 is reflected. Here, the wavelength band of 460 nm to 560 nm of the second blue component light B 2 having a main wavelength of 515 nm is an example of the third wavelength band. The second blue component light B 2 passes through the opening 31B of the phosphor wheel 30 and passes through the dichroic mirror 20. The second blue component light B 2 travels in the optical path indicated by the alternate long and short dash line in FIG.

一方、蛍光板40を透過した第1青成分光B(図中実線で示す)は、レンズ119を透過し、ミラー123及びダイクロイックミラー20で反射される。このとき、蛍光板40を透過した第1青成分光Bと蛍光板40の発光光Gから抽出された第2青成分光Bが、ダイクロイックミラー20によって合成されて、レンズ131を透過し、ミラー124で反射され、レンズ132を透過してカラーホイール50に入射する。すなわち、蛍光体ホイール30の回転に伴って、赤成分光Rと黄成分光Yを含む黄色の発光光Y、緑成分光Gを含む緑色の発光光G、及び青成分光Bを構成する第1青成分光Bと第2青成分光Bが時分割で出射される。 On the other hand, the first blue component light B 1 (indicated by the solid line in the figure) transmitted through the fluorescent screen 40 passes through the lens 119 and is reflected by the mirror 123 and the dichroic mirror 20. At this time, the first blue component light B 1 transmitted through the fluorescent screen 40 and the second blue component light B 2 extracted from the emitted light G 2 of the fluorescent plate 40 are combined by the dichroic mirror 20 and transmitted through the lens 131. It is reflected by the mirror 124, passes through the lens 132, and enters the color wheel 50. That is, as the phosphor wheel 30 rotates, it constitutes a yellow emission light Y including a red component light R and a yellow component light Y, a green emission light G 1 including a green component light G, and a blue component light B. The first blue component light B 1 and the second blue component light B 2 are emitted in a time-divided manner.

このようにして、映像光としての青成分光Bの色度は、第1青成分光Bと第2青成分光Bが合成された色度となり、第2青成分光Bを、主波長455nmの第1青成分光Bに混色することで、最適な青色色度に調整される。 In this way, the chromaticity of the blue component light B as the image light becomes the chromaticity obtained by combining the first blue component light B 1 and the second blue component light B 2, and the second blue component light B 2 is converted into the second blue component light B 2 . By mixing the color with the first blue component light B 1 having a main wavelength of 455 nm, the optimum blue tint is adjusted.

本実施の形態では、第2青成分光Bの主波長は515nmであるが、これに限定されるものではない。第2青成分光Bの主波長が470〜530nmの範囲内になるよう、蛍光体Gの選定及びミラー122(ダイクロイックミラー)の分光特性を設計することが望ましい。 In the present embodiment, the main wavelength of the second blue component light B 2 is 515 nm, but the present invention is not limited to this. It is desirable to select the phosphor G 2 and design the spectral characteristics of the mirror 122 (dichroic mirror) so that the main wavelength of the second blue component light B 2 is within the range of 470 to 530 nm.

ここで、蛍光体ホイール30と蛍光板40の位置関係は略共役となっている。したがって、蛍光体ホイール30から出射される第1青成分光Bの、蛍光体ホイール30の位置における光源像は、蛍光板40上に転写される。また、蛍光板40からの緑色の発光光Gの、蛍光板40の位置における光源像は、蛍光体ホイール30上に転写される。 Here, the positional relationship between the phosphor wheel 30 and the fluorescent plate 40 is substantially conjugated. Therefore, the light source image in the first of the blue component light B 1, the position of the phosphor wheel 30 emitted from the phosphor wheel 30 is transferred onto the fluorescent screen 40. Further, the light source image of the green emitted light G 2 from the fluorescent plate 40 at the position of the fluorescent plate 40 is transferred onto the phosphor wheel 30.

カラーホイール50は、図4に示すように、透明な基板51と、基板51上に形成された誘電体多層膜52と、基板51を回転させるためのモーター53とにより構成されている。図4の(a)はカラーホイールを図1のz方向に向かって見た図、図4の(b)は図1の−y方向に向かって見た図である。 As shown in FIG. 4, the color wheel 50 includes a transparent substrate 51, a dielectric multilayer film 52 formed on the substrate 51, and a motor 53 for rotating the substrate 51. FIG. 4A is a view of the color wheel viewed in the z direction of FIG. 1, and FIG. 4B is a view of the color wheel viewed in the −y direction of FIG.

誘電体多層膜52は、所定の角度領域θ(第1のセグメント)において形成された赤透過ダイクロイック膜52Rと、所定の角度領域θ(第2のセグメント)において形成された緑透過ダイクロイック膜52Gと、所定の角度領域θ(第3のセグメント)及び所定の角度領域θ(第4のセグメント)において形成された反射防止(Anti Reflection)膜52Cで構成される。 The dielectric multilayer film 52 includes a red transmissive dichroic film 52R formed in a predetermined angle region θ R (first segment) and a green transmissive dichroic film formed in a predetermined angle region θ G (second segment). It is composed of 52G and an antireflection film 52C formed in a predetermined angle region θ B (third segment) and a predetermined angle region θ Y (fourth segment).

カラーホイール50は、蛍光体ホイール30と回転が同期するよう制御されている。すなわち、蛍光体ホイール30の角度領域θに光が入射しているタイミングでは、カラーホイール50の角度領域θに光が入射している。蛍光体ホイール30の角度領域θに光が入射しているタイミングでは、カラーホイール50の角度領域θに光が入射している。蛍光体ホイール30の角度領域θに光が入射しているタイミングでは、カラーホイール50の角度領域θに光が入射している。蛍光体ホイール30の角度領域θに光が入射しているタイミングでは、カラーホイール50の角度領域θに光が入射している。 The color wheel 50 is controlled so that its rotation is synchronized with the phosphor wheel 30. That is, at the timing when the light is incident on the angle region θ R of the phosphor wheel 30, the light is incident on the angle region θ R of the color wheel 50. At the timing when the light is incident on the angle region θ G of the phosphor wheel 30, the light is incident on the angle region θ G of the color wheel 50. At the timing when the light is incident on the angle region θ B of the phosphor wheel 30, the light is incident on the angle region θ B of the color wheel 50. At the timing when the light is incident on the angle region θ Y of the phosphor wheel 30, the light is incident on the angle region θ Y of the color wheel 50.

このように、蛍光体ホイール30とカラーホイール50によって角度領域θ、θ、θ、θで生成される光は、時分割で出射する。すなわち、蛍光体ホイール30とカラーホイール50によって、赤成分光R、緑成分光G、青成分光B、黄成分光Yを含む各色成分光が生成されて時分割で出射されることになる。 In this way, the light generated by the phosphor wheel 30 and the color wheel 50 in the angle regions θ R , θ G , θ B , and θ Y is emitted in a time-division manner. That is, each color component light including the red component light R, the green component light G, the blue component light B, and the yellow component light Y is generated by the phosphor wheel 30 and the color wheel 50 and emitted in a time-divided manner.

以下に、各々の角度領域(セグメント)における色生成について、図5A〜図5Cに示すスペクトルを参照しながら説明する。 The color generation in each angle region (segment) will be described below with reference to the spectra shown in FIGS. 5A to 5C.

角度領域θにおいては、蛍光体ホイール30の黄色蛍光体膜33Yから黄色の発光光Y(図5Aの実線)が出射され、カラーホイール50の赤透過ダイクロイック膜52Rを透過することで、赤成分光R(図5Aの破線)となる。カラーホイール50の赤透過ダイクロイック膜52Rの分光特性を調整することにより、赤成分光Rの色純度を調整することができる。 In the angle region θ R , yellow emission light Y (solid line in FIG. 5A) is emitted from the yellow phosphor film 33Y of the phosphor wheel 30, and is transmitted through the red transmissive dichroic film 52R of the color wheel 50 to form a red component. Light R (broken line in FIG. 5A). By adjusting the spectral characteristics of the red transmission dichroic film 52R of the color wheel 50, the color purity of the red component light R can be adjusted.

角度領域θにおいては、蛍光体ホイール30の緑色蛍光体膜33Gから緑色の発光光G(図5Bの実線)が出射され、カラーホイール50の緑透過ダイクロイック膜52Gを透過することで、緑成分光G(図5Bの破線)となる。カラーホイール50の緑透過ダイクロイック膜52Gの分光特性を調整することにより、緑成分光Gの色純度を調整することができる。 In the angle region θ G , green emitted light G 1 (solid line in FIG. 5B) is emitted from the green phosphor film 33 G of the phosphor wheel 30, and is transmitted through the green transmissive dichroic film 52 G of the color wheel 50 to be green. It becomes the component light G (broken line in FIG. 5B). By adjusting the spectral characteristics of the green transmissive dichroic film 52G of the color wheel 50, the color purity of the green component light G can be adjusted.

角度領域θにおいては、蛍光体ホイール30の開口31Bを透過した第1青成分光Bが蛍光板40に入射する。蛍光板40を透過した第1青成分光B(図5Cの一点鎖線)は、カラーホイール50の反射防止膜52Cを透過する。一方、蛍光板40から出射される発光光G(図5Cの実線)は、ミラー122を介して第2青成分光B(図5Cの破線)となり、開口31Bを再び透過し、カラーホイール50の反射防止膜52Cを透過する。第1青成分光B及び第2青成分光Bがカラーホイール50の反射防止膜52Cを透過することによる色の変化は無視できるレベルである。なお、図5Cにおいて、第1青成分光Bはスケールを1/100としている。 In the angle region θ B , the first blue component light B 1 transmitted through the opening 31 B of the phosphor wheel 30 is incident on the fluorescent plate 40. The first blue component light B 1 (one-dot chain line in FIG. 5C) that has passed through the fluorescent plate 40 passes through the antireflection film 52C of the color wheel 50. On the other hand, the emitted light G 2 (solid line in FIG. 5C) emitted from the fluorescent screen 40 becomes the second blue component light B 2 (broken line in FIG. 5C) through the mirror 122, passes through the opening 31B again, and the color wheel 50. It passes through the antireflection film 52C of. The color change caused by the first blue component light B 1 and the second blue component light B 2 passing through the antireflection film 52C of the color wheel 50 is at a negligible level. In FIG. 5C, the scale of the first blue component light B 1 is 1/100.

角度領域θにおいては、蛍光体ホイール30の黄色蛍光体膜33Yから黄色の発光光Yが出射され、カラーホイール50の反射防止膜52Cを透過することで黄成分光Yとなる。黄色の発光光Yがカラーホイール50の反射防止膜52Cを透過することによる色の変化は無視できるレベルである。 In the angular region θ Y , yellow emission light Y is emitted from the yellow phosphor film 33Y of the phosphor wheel 30, and passes through the antireflection film 52C of the color wheel 50 to become yellow component light Y. The change in color due to the yellow emitted light Y passing through the antireflection film 52C of the color wheel 50 is at a negligible level.

図1に戻り、カラーホイール50を出射した光は、ロッドインテグレータ60に入射する。ロッドインテグレータ60は、ガラスなどの透明部材によって構成される中実のロッドである。ロッドインテグレータ60は、光源ユニット10から出射される光及び蛍光体ホイール30から出射される光を均一化する。なお、ロッドインテグレータ60は、内壁がミラー面によって構成される中空のロッドであってもよい。ロッドインテグレータ60は、光均一化素子の一例である。 Returning to FIG. 1, the light emitted from the color wheel 50 is incident on the rod integrator 60. The rod integrator 60 is a solid rod made of a transparent member such as glass. The rod integrator 60 equalizes the light emitted from the light source unit 10 and the light emitted from the phosphor wheel 30. The rod integrator 60 may be a hollow rod whose inner wall is formed of a mirror surface. The rod integrator 60 is an example of a light homogenizing element.

ロッドインテグレータ60から出射した光は、レンズ151、レンズ152、レンズ153を透過して、三角プリズム161と三角プリズム162からなる全反射プリズムに入射後、DMD70に入射する。 The light emitted from the rod integrator 60 passes through the lens 151, the lens 152, and the lens 153, is incident on the total reflection prism composed of the triangular prism 161 and the triangular prism 162, and then is incident on the DMD 70.

DMD70は、光源ユニット10、蛍光体ホイール30、カラーホイール50によって生成される各色成分光を、時分割で変調する。詳細には、DMD70は、複数の微小ミラーによって構成されており、複数の微小ミラーは可動式である。各微小ミラーは、基本的に1画素に相当する。DMD70は、各微小ミラーの角度を映像信号に応じて変更する変調動作によって、投写ユニット80側に光を反射するか否かを切り替える。 The DMD 70 modulates each color component light generated by the light source unit 10, the phosphor wheel 30, and the color wheel 50 in a time division manner. Specifically, the DMD 70 is composed of a plurality of micromirrors, and the plurality of micromirrors are movable. Each micromirror basically corresponds to one pixel. The DMD 70 switches whether or not to reflect light to the projection unit 80 side by a modulation operation that changes the angle of each minute mirror according to the video signal.

DMD70は、図2および図4で説明した角度領域θ、θ、θ、θに対応して、各色の階調表現を行う。すなわち、角度領域θに光が照射されている時間においては、赤成分光R(映像光)を変調する。角度領域θに光が照射されている時間においては、緑成分光G(映像光)を変調する。角度領域θに光が照射されている時間においては、青成分光B(映像光)を変調する。角度領域θに光が照射されている時間においては、黄成分光Y(映像光)を変調する。DMD70は、光変調素子の一例である。 The DMD 70 expresses the gradation of each color corresponding to the angle regions θ R , θ G , θ B , and θ Y described with reference to FIGS. 2 and 4. That is, the red component light R (image light) is modulated during the time when the angle region θ R is irradiated with light. During the time when the angle region θ G is irradiated with light, the green component light G (image light) is modulated. During the time when the angle region θ B is irradiated with light, the blue component light B (image light) is modulated. During the time when the angle region θ Y is irradiated with light, the yellow component light Y (image light) is modulated. The DMD 70 is an example of a light modulation element.

DMD70で変調されて生成された映像光は、三角プリズム161、162を透過し、投写ユニット80に入射する。投写ユニット80に入射された映像光は図示しないスクリーンに拡大投写する。 The video light modulated by the DMD 70 passes through the triangular prisms 161 and 162 and is incident on the projection unit 80. The image light incident on the projection unit 80 is magnified and projected on a screen (not shown).

図6は色度図を示しており、この色度図に示すように、本実施の形態の投写型映像表示装置100の色域Aは、sRGB(各色点のみ図6中に示す)を包含していることがわかる。第2青成分光Bの色度は図6中三角で示すポイントであり、第1青成分光Bに混色されることにより、青色色度が適正化される。 FIG. 6 shows a chromaticity diagram, and as shown in this chromaticity diagram, the color gamut A of the projection type image display device 100 of the present embodiment includes sRGB (only each color point is shown in FIG. 6). You can see that it is doing. The chromaticity of the second blue component light B 2 is a point indicated by a triangle in FIG. 6, and the blue chromaticity is optimized by mixing the color with the first blue component light B 1.

一方、蛍光板40を用いず、第1青成分光Bのみを映像光として用いる場合の色域Bは、sRGBを包含しない領域があることがわかる。 On the other hand, it can be seen that the color gamut B in the case where only the first blue component light B 1 is used as the image light without using the fluorescent plate 40 has a region that does not include sRGB.

(作用および効果)
実施の形態1では、蛍光板40を用いることで、第1青成分光Bに第2青成分光Bを混色することができ、第1青成分光Bでは包含できなかったsRGBを包含する色域が実現可能となる。
(Action and effect)
In the first embodiment, by using a fluorescent plate 40, a first blue component light B 1 it can be mixed a second blue component light B 2, include sRGB that could not be included in the first blue component light B 1 The color gamut to be achieved becomes feasible.

[実施の形態2]
以下において、実施の形態2について図7、図8を用いて説明する。以下においては、実施の形態1に対する相違点について主として説明する。
[Embodiment 2]
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to FIGS. 7 and 8. In the following, the differences from the first embodiment will be mainly described.

図7は、実施の形態2における投写型映像表示装置101を示す図である。図8は、実施の形態2で使用されるカラーホイール57であって、実施の形態1で説明した投写型映像表示装置100(図1)のカラーホイール50(図4)に代わって使用されるものである。カラーホイール57は、誘電体多層膜52は、所定の角度領域θにおいて形成された赤透過ダイクロイック膜52Rと、所定の角度領域θにおいて形成された緑透過ダイクロイック膜52Gと、所定の角度領域θにおいて形成されたシアン透過ダイクロイック膜52Cyと所定の角度領域θにおいて形成された反射防止膜52Cで構成される。即ち、角度領域θにシアン透過ダイクロイック膜52Cyが形成されている点で、実施の形態1と相違する。 FIG. 7 is a diagram showing a projection type image display device 101 according to the second embodiment. FIG. 8 is a color wheel 57 used in the second embodiment, which is used in place of the color wheel 50 (FIG. 4) of the projection type image display device 100 (FIG. 1) described in the first embodiment. It is a thing. In the color wheel 57, the dielectric multilayer film 52 has a red transmissive dichroic film 52R formed in a predetermined angle region θ R , a green transmissive dichroic film 52G formed in a predetermined angle region θ G, and a predetermined angle region. composed of the anti-reflection film 52C formed in the cyan transmission dichroic film 52Cy a predetermined angular region theta Y formed in theta B. In other words, in that the cyan transmission dichroic film 52Cy is formed in the angular region theta B, differs from the first embodiment.

また、実施の形態1では、図1に示すミラー122をダイクロイックミラーとして説明したが、実施の形態2では、図1に示すミラー122として全反射ミラーを使用する。この場合、ミラー122(全反射ミラー)の反射によるスペクトル変化(色度変化)は無視できるレベルである。 Further, in the first embodiment, the mirror 122 shown in FIG. 1 has been described as a dichroic mirror, but in the second embodiment, a total reflection mirror is used as the mirror 122 shown in FIG. In this case, the spectral change (chromaticity change) due to the reflection of the mirror 122 (total reflection mirror) is at a negligible level.

実施の形態1では、蛍光板40から出射する緑色の発光光Gからミラー122(ダイクロイックミラー)によって第2青成分光Bを抽出していたが、実施の形態2では、カラーホイール50における第3のセグメントに設けられたシアン透過ダイクロイック膜52Cyによって第2青成分光Bを抽出する。即ち、図7に示すように、蛍光板40から出射した緑色の発光光Gは、ミラー122(全反射ミラー)、ミラー121で反射し、蛍光体ホイール30の開口31B及びダイクロイックミラー20を透過し、ミラー124で反射して、カラーホイール57の角度領域θに入射する。カラーホイール57に入射した緑色の発光光Gは、シアン透過ダイクロイック膜52Cyによって第2青成分光Bが抽出され、緑色の発光光Gのうち第2青成分光Bのみがカラーホイール57を透過する。なお、このシアン透過ダイクロイック膜52Cyは、第2青成分光Bを抽出するとともに、第1青成分光Bを透過する。 In the first embodiment, the second blue component light B 2 is extracted from the green light emitting light G 2 emitted from the fluorescent screen 40 by the mirror 122 (dichroic mirror), but in the second embodiment, the second blue component light B 2 in the color wheel 50 is extracted. The second blue component light B 2 is extracted by the cyan-transmitted dichroic film 52Cy provided in the segment 3. That is, as shown in FIG. 7, the green light emitting light G 2 emitted from the fluorescent plate 40 is reflected by the mirror 122 (total reflection mirror) and the mirror 121, and is transmitted through the opening 31B of the phosphor wheel 30 and the dichroic mirror 20. , Reflected by the mirror 124 and incident on the angle region θ B of the color wheel 57. Green light beam G 2 incident on the color wheel 57, second blue component light B 2 is extracted by the cyan transmission dichroic film 52Cy, green second blue component light B only 2 color wheel of emitted light G 2 It passes through 57. The cyan-transmitted dichroic film 52Cy extracts the second blue component light B 2 and transmits the first blue component light B 1.

カラーホイール57を出射した第2青成分光Bは、第1青成分光Bとともに青成分光Bを構成し、ロッドインテグレータ60に入射して均一化される。 The second blue component light B 2 emitted from the color wheel 57 constitutes the blue component light B together with the first blue component light B 1 , and is incident on the rod integrator 60 to be homogenized.

[他の実施の形態]
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態1及び2を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態1及び2で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
[Other embodiments]
As described above, Embodiments 1 and 2 have been described as examples of the techniques disclosed in the present application. However, the technique in the present disclosure is not limited to this, and can be applied to embodiments in which changes, replacements, additions, omissions, etc. have been made. It is also possible to combine the components described in the first and second embodiments to form a new embodiment. Therefore, other embodiments will be illustrated below.

実施の形態1、2では、光変調素子として、DMD70が例示されているが、実施の形態は、これに限定されるものではない。光変調素子は、1つの液晶パネル或いは3つの液晶パネル(赤液晶パネル、緑液晶パネル及び青液晶パネル)であってもよい。液晶パネルは、透過型であってもよく、反射型であってもよい。 In the first and second embodiments, the DMD 70 is exemplified as the light modulation element, but the embodiment is not limited to this. The light modulation element may be one liquid crystal panel or three liquid crystal panels (red liquid crystal panel, green liquid crystal panel and blue liquid crystal panel). The liquid crystal panel may be a transmissive type or a reflective type.

実施の形態1、2では、発光光を発生させる蛍光体として、蛍光体ホイールが例示されているが、実施の形態は、これに限定されるものではない。蛍光体は、静的な無機蛍光体セラミックでも良い。 In the first and second embodiments, the phosphor wheel is exemplified as the phosphor that generates the emitted light, but the embodiment is not limited to this. The phosphor may be a static inorganic phosphor ceramic.

なお、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。 Since the above-described embodiment is for exemplifying the technique in the present disclosure, various changes, replacements, additions, omissions, etc. can be made within the scope of claims or the equivalent scope thereof.

本開示は、プロジェクタ等の投写型映像表示装置に適用できる。 The present disclosure can be applied to a projection type image display device such as a projector.

10 光源ユニット
20 ダイクロイックミラー
30 蛍光体ホイール
31 基板
31B 開口
32 反射膜
33 蛍光体膜
33Y 黄色蛍光体膜
33G 緑色蛍光体膜
35,53 モーター
40 蛍光板
41 光透過性基板
42 ダイクロイック膜
43 蛍光体膜
50,57 カラーホイール
51 基板
52 誘電体多層膜
52R 赤透過ダイクロイック膜
52G 緑透過ダイクロイック膜
52C 反射防止膜
52Cy シアン透過ダイクロイック膜
60 ロッドインテグレータ
70 DMD
80 投写ユニット
100,101 投写型映像表示装置
111,112,113,114,115,116,117,118,119 レンズ
121,122,123,124 ミラー
131,132 レンズ
141 拡散板
151,152,153 レンズ
161,162 三角プリズム
第1青成分光
第2青成分光
10 Light source unit 20 Dichroic mirror 30 Dichroic wheel 31 Substrate 31B Opening 32 Reflective film 33 Fluorescent film 33Y Yellow phosphor film 33G Green phosphor film 35, 53 Motor 40 Fluorescent plate 41 Light transmitting substrate 42 Dichroic film 43 Fluorescent film 50 , 57 Color wheel 51 Substrate 52 Dielectric multilayer film 52R Red transmissive dichroic film 52G Green transmissive dichroic film 52C Anti-reflection film 52C Cyan transmissive dichroic film 60 Rod integrator 70 DMD
80 Projection unit 100, 101 Projection type image display device 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119 Lens 121, 122, 123, 124 Mirror 131, 132 Lens 141 Diffusing plate 151, 152, 153 Lens 161 and 162 Triangular prism B 1 1st blue component light B 2 2nd blue component light

Claims (7)

第1の波長帯を有する青色光を出射する固体光源と、
前記青色光を透過する透過部及び前記青色光の照射により発光光を発光する第1の発光体を有するホイールと、
前記透過部を透過した青色光の照射により、前記第1の波長帯よりも長波長側にあり、前記第1の波長帯に隣接する第2の波長帯の発光光を発光する第2の発光体を有する蛍光板と、
前記青色光と、前記第1の発光体及び前記第2の発光体からの発光光を均一化する光均一化素子と、
前記光均一化素子によって均一化された光を変調する光変調素子と、
前記光変調素子によって変調される光を投写する投写ユニットと、を備え、
前記ホイールと前記蛍光板の位置関係は略共役となっている、投写型映像表示装置。
A solid-state light source that emits blue light having a first wavelength band,
A wheel having a transmitting portion that transmits blue light and a first light emitting body that emits emitted light by irradiating the blue light.
By irradiating the blue light transmitted through the transmission portion, a second emission light emitted from a second wavelength band located on the longer wavelength side than the first wavelength band and adjacent to the first wavelength band is emitted. A fluorescent plate with a body and
The blue light, a light homogenizing element that homogenizes the emitted light from the first light emitting body and the second light emitting body, and the like.
An optical modulation element that modulates the light homogenized by the optical homogenization element, and
E Bei and a projection unit that projects the light modulated by the light modulation device,
A projection type image display device in which the positional relationship between the wheel and the fluorescent plate is substantially conjugated.
前記第2の発光体は、前記青色光を10〜60%吸収する、請求項1に記載の投写型映像表示装置。 The projection type image display device according to claim 1, wherein the second light emitter absorbs 10 to 60% of the blue light. 前記第2の波長帯の発光光は前記第1の波長帯に隣接する第3の波長帯の光を含み、
前記第1の発光体と前記第2の発光体の間の光路において、前記第2の発光体からの発光光に含まれる前記第3の波長帯の光を取り出すダイクロイックミラーを備える、請求項1に記載の投写型映像表示装置。
The emitted light in the second wavelength band includes light in a third wavelength band adjacent to the first wavelength band.
1. A dichroic mirror comprising a dichroic mirror that extracts light in the third wavelength band included in the light emitted from the second light emitter in the optical path between the first light emitting body and the second light emitting body. The projection type image display device described in 1.
前記青色光と、前記第1の発光体及び前記第2の発光体からの発光光が入射されるカラーホイールをさらに備え、
前記第2の波長帯の発光光は前記第1の波長帯に隣接する第3の波長帯の光を含み、
前記青色光と前記第2の発光体からの発光光が入射される前記カラーホイールの所定のセグメントは前記青色光と前記第3の波長帯の光を透過する、請求項1に記載の投写型映像表示装置。
Further provided with a color wheel in which the blue light and the light emitted from the first light emitting body and the second light emitting body are incident.
The emitted light in the second wavelength band includes light in a third wavelength band adjacent to the first wavelength band.
The projection type according to claim 1, wherein a predetermined segment of the color wheel into which the blue light and the light emitted from the second light emitter are incident transmits the blue light and light in the third wavelength band. Video display device.
前記青色光と、前記第1の発光体及び前記第2の発光体からの発光光が入射されるカラーホイールをさらに備え、
前記第2の波長帯の発光光は前記第1の波長帯に隣接する第3の波長帯の光を含み、
前記カラーホイールは、前記第2の発光体からの発光光に含まれる前記第3の波長帯の光を取り出すダイクロイック膜を備える、請求項1に記載の投写型映像表示装置。
Further provided with a color wheel in which the blue light and the light emitted from the first light emitting body and the second light emitting body are incident.
The emitted light in the second wavelength band includes light in a third wavelength band adjacent to the first wavelength band.
The projection type image display device according to claim 1, wherein the color wheel includes a dichroic film that extracts light in the third wavelength band included in the light emitted from the second light emitter.
前記第3の波長帯の光は主波長が470nm〜530nmの範囲内にある、請求項3から5のいずれかに記載の投写型映像表示装置。 The projection type image display device according to any one of claims 3 to 5, wherein the light in the third wavelength band has a main wavelength in the range of 470 nm to 530 nm. 前記ホイールは、少なくとも赤成分光、緑成分光、青成分光を含む各色成分光を時分割で出射し、前記青成分光は、前記第1の波長帯の光と、前記第3の波長帯の光とからなる、請求項3〜5のいずれかに記載の投写型映像表示装置。 The wheel emits each color component light including at least red component light, green component light, and blue component light in a time-divided manner, and the blue component light is light in the first wavelength band and the third wavelength band. The projection type image display device according to any one of claims 3 to 5, which comprises the light of.
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