JP6969201B2 - 光源装置およびプロジェクター - Google Patents
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Description
以下、本発明の第1実施形態について、図1〜図5を用いて説明する。
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。
図1に示すように、本実施形態のプロジェクター1は、スクリーンSCR上にカラー映像を表示する投射型画像表示装置である。プロジェクター1は、照明装置2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、投射光学系6と、を備えている。照明装置2の構成については、後述する。
照明装置2の構成について説明する。
図2は照明装置2の概略構成を示す図である。
図2に示すように、照明装置2は、光源装置20と、インテグレーター光学系29と、偏光変換素子30と、重畳光学系31と、を備えている。
図3に示すように、光学素子28は、例えばサファイア、ダイヤモンド、石英、セラミックス等の光透過性材料からなる板体281で構成されている。また、これらの材料は、光学素子28の熱拡散性を高め、信頼性を向上させる点で好ましい。以下、板体281の2つの面のうち、偏光分離素子50の側に位置する面を第1面281aと称し、波長変換素子45の側に位置する面を第2面281bと称する。
拡散光学系60に入射したS偏光の青色光BLsは、位相差板26を透過することによって、例えば右回りの円偏光である青色光BLcに変換される。次いで、青色光BLcは、光学素子28の第1面28aに入射する際に拡散部61によって拡散され、光学素子28の内部を進み、光学素子28の第2面28bの光分離部62に到達する。
なお、本実施形態で例示した光学素子28に代えて、以下の図4もしくは図5に示す光学素子が用いられてもよい。
図4は、第1変形例の光学素子36を示す断面図である。
図4に示すように、第1変形例の光学素子36は、拡散部37と、光分離部62と、を備えている。本変形例では、拡散部37として、光透過性を有する板体38の第1面38aに複数の凹レンズ面からなるレンズアレイ構造が設けられている。各凹レンズ面は、半球面である。
図5に示すように、第2変形例の光学素子40は、拡散部41と、光分離部62と、を備えている。本変形例では、拡散部41として、光透過性を有する板体42の第1面42aに規則的な凹凸構造が設けられている。
以下、本発明の第2実施形態について、図6を用いて説明する。
第2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、光源装置の構成が第1実施形態と異なる。そのため、プロジェクター全体の説明は省略し、光源装置についてのみ説明する。
図6は、第2実施形態の照明装置の概略構成図である。
図6において、第1実施形態で用いた図面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。
光源装置70のその他の構成は、第1実施形態と同様である。
以下、本発明の第3実施形態について、図7を用いて説明する。
第7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、光源装置の構成が第1実施形態と異なる。そのため、プロジェクター全体の説明は省略し、光源装置についてのみ説明する。
図7は、第3実施形態の照明装置の概略構成図である。
図7において、第1実施形態で用いた図面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。
光源装置77のその他の構成は、第1実施形態と同様である。
以下、本発明の第4実施形態について、図8を用いて説明する。
第4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、光源装置の構成が第1実施形態と異なる。そのため、プロジェクター全体の説明は省略し、光源装置についてのみ説明する。
図8は、第4実施形態の照明装置の概略構成図である。
図8において、第1実施形態で用いた図面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。
光源装置86のその他の構成は、第1実施形態と同様である。
以下、本発明の第5実施形態について、図9を用いて説明する。
第5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、光源装置の構成が第1実施形態と異なる。そのため、プロジェクター全体の説明は省略し、光源装置についてのみ説明する。
図9は、第5実施形態の照明装置の概略構成図である。
図9において、第1実施形態で用いた図面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。
光源装置96のその他の構成は、第1実施形態と同様である。
以下、本発明の第6実施形態について、図10を用いて説明する。
第6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、光源装置の構成が第1実施形態と異なる。そのため、プロジェクター全体の説明は省略し、光源装置についてのみ説明する。
図10は、第6実施形態の照明装置の概略構成図である。
図10において、第1実施形態で用いた図面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。
光源装置105のその他の構成は、第1実施形態と同様である。
以下、本発明の第7実施形態について、図11〜図12Cを用いて説明する。
第7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、光源装置の構成が第1実施形態と異なる。そのため、プロジェクター全体の説明は省略し、光源装置についてのみ説明する。
図11は、第7実施形態の照明装置の概略構成図である。図12Aは、回転ホイールの平面図である。図12Bは、図12AのB−B線に沿う回転ホイールの断面図である。図12Cは、図12AのC−C線に沿う回転ホイールの断面図である。
図11において、第1実施形態で用いた図面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。
光源装置115のその他の構成は、第1実施形態と同様である。
例えば上記実施形態では、半導体レーザーからS偏光の青色光を射出させ、偏光分離素子で反射させた後、拡散光学系および波長変換素子に導く構成を例示した。この構成に代えて、半導体レーザーからP偏光の青色光を射出させ、偏光分離素子を透過させた後、拡散光学系および波長変換素子に導き、拡散光学系で2回拡散させた青色光と黄色の蛍光光とを偏光分離素子で反射させ、同じ方向に射出させて照明光とする構成が採用されてもよい。この場合、上記実施形態とは異なり、光源部と拡散光学系および波長変換素子とは、同一の光軸上に配置された構成となる。
また、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、これに限られない。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。
Claims (11)
- 第1の偏光方向の第1の波長の光を射出する発光素子と、
前記第1の偏光方向の第1の波長の光、および前記第1の偏光方向と直交する第2の偏
光方向の前記第1の波長の光のいずれか一方を透過させるとともに他方を反射させ、前記
第1の波長とは異なる第2の波長の光を透過もしくは反射させて前記第2の偏光方向の前
記第1の波長の光と同じ方向に射出させる偏光分離素子と、
前記第1の波長の光を前記第2の波長の光に変換する波長変換素子と、
前記波長変換素子と離間して配置され、前記偏光分離素子と前記波長変換素子との間の
光路上に設けられた拡散光学系と、を備え、
前記拡散光学系は、前記第1の波長の光が通過する際に当該第1の波長の光を拡散させ
る拡散部と、前記第1の波長の光の一部を前記拡散部に向けて反射させ、前記第1の波長
の光の他の一部を透過させ、前記第2の波長の光を透過させる光分離部と、を備えたこと
を特徴とする光源装置。 - 前記光分離部は、前記第1の波長の光の一部を前記拡散部に向けて反射させ、前記第1
の波長の光の他の一部を前記波長変換素子に向けて透過させ、前記第2の波長の光を透過
させるダイクロイックミラーで構成されていることを特徴とする請求項1に記載の光源装
置。 - 前記拡散光学系は、前記偏光分離素子の側に位置する第1面と前記波長変換素子の側に
位置する第2面とを有する板体を含む光学素子を備え、
前記拡散部は、前記板体の前記第1面に設けられ、
前記ダイクロイックミラーは、前記板体の前記第2面に設けられたことを特徴とする請
求項2に記載の光源装置。 - 前記光学素子は、位相差板で構成されていることを特徴とする請求項3に記載の光源装
置。 - 前記拡散光学系は、少なくとも一つの集光光学素子を含み、前記波長変換素子に向けて
前記第1の波長の光を集光させる集光光学系を備え、
前記拡散部は、前記集光光学系によって集光された前記第1の波長の光の光路上に設け
られたことを特徴とする請求項2から請求項4までのいずれか一項に記載の光源装置。 - 前記拡散部は、前記発光素子の中間像が形成される位置に設けられたことを特徴とする
請求項5に記載の光源装置。 - 前記集光光学系は、前記偏光分離素子の側に設けられた第1の集光光学素子と、前記波
長変換素子の側に設けられた第2の集光光学素子と、を備え、
前記拡散部は、前記第1の集光光学素子に設けられ、
前記光分離部は、前記第2の集光光学素子に設けられたことを特徴とする請求項5に記
載の光源装置。 - 前記集光光学系は、前記偏光分離素子の側に設けられた第1の集光光学素子と、前記波
長変換素子の側に設けられた平凸レンズからなる第2の集光光学素子と、を備え、
前記拡散部は、前記第2の集光光学素子の凸面に設けられ、
前記光分離部は、前記第2の集光光学素子の平面に設けられたことを特徴とする請求項
5に記載の光源装置。 - 前記拡散部は、前記第1の波長の光の光軸と交差する領域に設けられたことを特徴とす
る請求項1から請求項8までのいずれか一項に記載の光源装置。 - 前記拡散光学系は、前記偏光分離素子の側に位置する第1面と前記波長変換素子の側に
位置する第2面とを有する板体を含む回転ホイールと、前記回転ホイールを回転させる駆
動源と、を備え、
前記回転ホイールにおいて、少なくとも一つの第1の領域と少なくとも一つの第2の領
域とが前記回転ホイールの回転方向に並んで設けられ、
前記第1の領域には、前記第1面に前記拡散部が設けられるとともに、前記第2面に前
記第1の波長の光の少なくとも一部を前記拡散部に向けて反射させるミラーが設けられ、
前記第2の領域は、前記第1の波長の光と前記第2の波長の光とを透過させることを特
徴とする請求項1に記載の光源装置。 - 請求項1から請求項10までのいずれか一項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、
前記画像光を投射する投射光学系と、
を備えたことを特徴とするプロジェクター。
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