JP6938938B2 - 波長変換装置、光源装置及びプロジェクター - Google Patents
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Description
この構成によれば、基材を回転させることで、波長変換層に対する光の入射位置を時間的に変化させることが可能となる。よって、波長変換層の所定領域に光が集中して入射する構成に比べて、入射光によって波長変換層に生じる熱が波長変換層に与える影響が抑えられる。したがって、波長変換層に対する熱による損傷等の影響を低減することができる。
この構成によれば、波長変換層の放熱性が高くなることによって、放熱部材を小型化でき、結果的に波長変換装置自体の小型化を図ることができる。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
本実施形態に係るプロジェクターの一例について説明する。本実施形態のプロジェクターは、スクリーンSCR上にカラー映像を表示する投写型画像表示装置である。プロジェクターは、光変調装置として、赤色光、緑色光、青色光の各色光に対応した3つの液晶光変調装置を備えている。プロジェクターは、照明装置の光源として、半導体レーザーダイオードを備えている。なお、本実施形態では、光変調装置として過型液晶ライトバルブを用いているが、光変調装置として、反射型液晶ライドバルブを用いることもできる。また、光変調装置として、マイクロミラーを用いたデバイス、例えば、DMD(Digital Micromirror Device)等を利用したものなど、液晶以外の光変調装置を用いてもよい。さらに、照明装置の光源として、半導体レーザーダイオードに限らずLED(Light Emitting Diode)を用いることもできる。
プロジェクター1は、図1に示すように、照明装置100、色分離導光光学系200、液晶光変調装置400R,400G,400B、クロスダイクロイックプリズム500及び投写光学系600を備える。
色分離導光光学系200と、液晶光変調装置400R,400G,400Bとの間には、フィールドレンズ300R,300G,300Bが配置されている。
ダイクロイックミラー220は、緑色光成分を反射して、青色光成分を通過させるダイクロイックミラーである。
反射ミラー230は、赤色光成分を反射する反射ミラーである。
反射ミラー240,250は青色光成分を反射する反射ミラーである。
ダイクロイックミラー210で反射された緑色光LGは、ダイクロイックミラー220でさらに反射され、フィールドレンズ300Gを通過して緑色光用の液晶光変調装置400Gの画像形成領域に入射する。
ダイクロイックミラー220を透過した青色光LBは、リレーレンズ260、反射ミラー240、リレーレンズ270、反射ミラー250、フィールドレンズ300Bを経て青色光用の液晶光変調装置400Bの画像形成領域に入射する。
図2は、照明装置100の構成を示す概略図である。
照明装置100は、前述したように照明光WLを色分離導光光学系200に向けて射出する。照明装置100は、図2に示すように、光源装置100A、インテグレーター光学系17、偏光変換素子18及び重畳レンズ19を備える。光源装置100Aは、光源部31、アフォーカル光学系32、ホモジナイザー光学系33、偏光分離装置14、位相差板15、ピックアップ光学系16及び波長変換装置4を備える。また、光源部31は、アレイ光源31A及びコリメータ光学系31Bを備える。
具体的に、アレイ光源31Aは、当該アレイ光源31Aから射出される光束の照明光軸Ax1と直交する一平面内に複数の半導体レーザー111がアレイ状に配列されることにより形成される。なお、詳しくは後述するが、波長変換装置4にて反射された光束の照明光軸をAx2としたとき、照明光軸Ax1と照明光軸Ax2とは互いに直交している。照明光軸Ax1上においては、アレイ光源31Aと、コリメータ光学系31Bと、アフォーカル光学系32と、ホモジナイザー光学系33と、偏光分離装置14とが、この順に並んで配置されている。
一方、照明光軸Ax2上においては、波長変換装置4と、ピックアップ光学系16と、位相差板15と、偏光分離装置14と、インテグレーター光学系17と、偏光変換素子18と、重畳レンズ19とが、後述する蛍光YLの進行方向にこの順に並んで配置されている。
重畳レンズ19は、照明光WLを被照明領域において重畳させることにより、被照明領域の照度分布を均一化する。
波長変換装置4は、図2に示すように、基材10及び蛍光体層11を備え、回転しないように構成されている。基材10は、ピックアップ光学系16側となる第1面10aと、第1面10aとは反対側となる第2面10bとを有している。波長変換装置4は、第1面10aと蛍光体層11との間に設けられた反射層12と、第2面10bに設けられた放熱部材26と、をさらに備える。本実施形態において、蛍光体層11は特許請求の範囲に記載の「波長変換層」に相当し、反射層12は特許請求の範囲に記載の「反射部材」に相当する。
図3に示すように、蛍光体層11は、青色光BLcが入射されるとともに、蛍光YLが射出される光射出面11Aと、当該光射出面11Aに対向する面、すなわち、反射層12が設けられる底面11Bとを備える。
蛍光体層11は、内部に設けられた複数の気孔21を有している。これにより、蛍光体層11は、複数の気孔21により光散乱特性を有したものとなっている。複数の気孔21は、例えば、平均粒径が60μm程度の気孔からなる。
また、本実施形態のプロジェクター1によれば、上記光源装置100Aを用いた照明装置100を備えるため、当該プロジェクター1は高輝度な画像を形成できる。
続いて、本発明の第二実施形態に係る照明装置について説明する。本実施形態の照明装置と第一実施形態との違いは、光源装置における波長変換装置として回転ホイール型のものを用いる点である。以下の説明において、第一実施形態と同一の構成及び部材についてはその詳細については省略若しくは簡略化する。
図5に示すように、照明装置101は、光源装置101A、インテグレーター光学系17、偏光変換素子18及び重畳レンズ19を備える。光源装置101Aは、光源部31、アフォーカル光学系32、ホモジナイザー光学系33、偏光分離装置14、位相差板15、ピックアップ光学系16及び波長変換装置40を備える。
本実施形態の波長変換装置40は、図5に示すように、基材20と、蛍光体層11と、蛍光体層11と基材20との間に設けられた反射層12と、基材20を回転させる回転装置25と、放熱部材26とを備えている。
回転装置25は、基材20を回転軸O周りに回転させる。回転装置25としては、例えばモーター等を用いることができる。
Claims (5)
- 複数の気孔を有するとともに、第1の波長帯の光により励起されることによって前記第1の波長帯とは異なる第2の波長帯の光を生成する波長変換層と、
前記気孔によって前記波長変換層の表面に生じる凹部を封孔する透明部材と、
前記波長変換層の表面及び前記透明部材の表面に形成される反射部材と、
前記反射部材の前記波長変換層と反対側に設けられる基材と、を備え、
前記透明部材の表面と前記波長変換層の表面とは面一である
ことを特徴とする波長変換装置。 - 前記基材を回転軸の周りに回転させる回転装置をさらに備える
ことを特徴とする請求項1に記載の波長変換装置。 - 前記基材における前記波長変換層と反対側の面に設けられる放熱部材をさらに備える
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の波長変換装置。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の波長変換装置と、
前記波長変換層に向けて前記第1の波長帯の光を射出する光源と、を備える
ことを特徴とする光源装置。 - 請求項4に記載の光源装置と、
前記光源装置からの光を画像情報に応じて変調することにより画像光を形成する光変調装置と、
前記画像光を投写する投写光学系と、を備える
ことを特徴とするプロジェクター。
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