JP7509142B2 - 光源装置および投射型表示装置 - Google Patents
光源装置および投射型表示装置Info
- Publication number
- JP7509142B2 JP7509142B2 JP2021528102A JP2021528102A JP7509142B2 JP 7509142 B2 JP7509142 B2 JP 7509142B2 JP 2021528102 A JP2021528102 A JP 2021528102A JP 2021528102 A JP2021528102 A JP 2021528102A JP 7509142 B2 JP7509142 B2 JP 7509142B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- light source
- unit
- emitted
- combining optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 172
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 48
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 37
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 37
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 27
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 18
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 46
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 23
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 21
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 21
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 21
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 13
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 10
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 10
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 4
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N aluminum;oxygen(2-);yttrium(3+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Y+3] JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 229910019901 yttrium aluminum garnet Inorganic materials 0.000 description 2
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N Beryllium oxide Chemical compound O=[Be] LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Description
本開示は、波長変換素子を有する光源装置およびこれを備えた投射型表示装置に関する。
例えば、特許文献1では、絞り装置によって光量調整を行う照明装置を用いることで高品質な画像を投射可能な投射型表示装置が開示されている。
ところで、例えば投射型表示装置では、高品質な画像の投射に加えて光の利用効率の向上が求められている。
光の利用効率を向上させることが可能な光源装置および投射型表示装置を提供することが望ましい。
本開示の一実施形態の第1の光源装置は、1または複数の固体発光素子を有し、出射光を出射する光源部と、出射光を波長変換し、発光光を出射する波長変換部と、光源部と波長変換部との間に配置され、出射光の一部を反射する反射部および出射光の一部を透過する1または複数の透過部を有すると共に、出射光の光軸との交差方向に可動可能な第1の合成光学部とを備えたものであり、第1の合成光学部は、光源部が有する固体発光素子の数と同数の透過部を有する。本開示の一実施形態の第2の光源装置は、出射光を出射する光源部と、出射光を波長変換し、発光光を出射する波長変換部と、光源部と波長変換部との間に配置され、出射光の一部を反射する反射部および出射光の一部を透過する1または複数の透過部を有すると共に、出射光の光軸との交差方向に可動可能な第1の合成光学部と、第1の合成光学部を透過した出射光の一部を第1の合成光学部に向かって反射する反射ミラーとを備えたものであり、第1の合成光学部は、発光光および反射ミラーによって反射された出射光の一部を合成して出射する。本開示の一実施形態の第3の光源装置は、出射光を出射する光源部と、出射光を波長変換し、発光光を出射する波長変換部と、光源部と波長変換部との間に配置され、出射光の一部を反射する反射部および出射光の一部を透過する1または複数の透過部を有すると共に、出射光の光軸との交差方向に可動可能な第1の合成光学部と、第1の面および第2の面を有する第2の合成光学部とを備えたものであり、光源部は、第2の合成光学部の第1の面に第1の偏光として入射する第1の出射光を出射する第1の光源部と、第2の合成光学部の第2の面に、第1の偏光と直交する第2の偏光として入射する第2の出射光を出射する第2の光源部とを有する。
本開示の一実施形態の第1~第3の投射型表示装置は、それぞれ、光源装置と、入力された映像信号に基づいて光源装置からの光を変調することにより、画像光を生成する画像生成光学系と、画像生成光学系で生成された画像光を投射する投射光学系とを備えたものである。第1の投射型表示装置に搭載された光源装置は、上記本開示の一実施形態の第1の光源装置と同一の構成要素を有している。第2の投射型表示装置に搭載された光源装置は、上記本開示の一実施形態の第2の光源装置と同一の構成要素を有している。第3の投射型表示装置に搭載された光源装置は、上記本開示の一実施形態の第3の光源装置と同一の構成要素を有している。
本開示の一実施形態の第1~第3の光源装置および一実施形態の第1~第3の投射型表示装置では、光源部と波長変換部との間に、光源部から出射された出射光の一部を反射する反射部および出射光の一部を透過する1または複数の透過部を有する第1の合成光学部を配置するようにした。この第1の合成光学部は、出射光の光軸との交差方向に可動する。これにより、部品の設置ばらつきによる影響を低減する。
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明は本開示の一具体例であって、本開示は以下の態様に限定されるものではない。また、本開示は、各図に示す各構成要素の配置や寸法、寸法比などについても、それらに限定されるものではない。なお、説明する順序は、下記の通りである。
1.第1の実施の形態(反射部および複数の透過部を有する合成ミラーを備えた光源装置の例)
1-1.光源装置の構成
1-2.投射型表示装置の構成
1-3.作用・効果
2.第2の実施の形態(光源部を複数備えた光源装置の例)
3.変形例
3-1.変形例1(透過部を構成の他の例)
3-2.変形例2(異なる形状の透過部を有する合成ミラーの例)
3-3.変形例3(プロジェクタの他の例)
1.第1の実施の形態(反射部および複数の透過部を有する合成ミラーを備えた光源装置の例)
1-1.光源装置の構成
1-2.投射型表示装置の構成
1-3.作用・効果
2.第2の実施の形態(光源部を複数備えた光源装置の例)
3.変形例
3-1.変形例1(透過部を構成の他の例)
3-2.変形例2(異なる形状の透過部を有する合成ミラーの例)
3-3.変形例3(プロジェクタの他の例)
<1.第1の実施の形態>
図1は、本開示の第1の実施の形態に係る光源装置(光源装置10A)の構成の一例を模式的に表したものである。光源装置10Aは、後述する投射型表示装置(例えば、プロジェクタ1、図6参照)の光源装置10として用いられるものである。本実施の形態の光源装置10Aは、光源部110と、蛍光体ホイール120と、光源部110と蛍光体ホイール120との間の、光源部110から出射される光L1(出射光)の光路上に配置された合成ミラー132とを有するものである。合成ミラー132は、反射部132Aおよび複数の透過部132Bを有すると共に、光L1の光軸に対して交差する方向、具体的には、合成ミラー132の面内方向に可動可能となっている。
図1は、本開示の第1の実施の形態に係る光源装置(光源装置10A)の構成の一例を模式的に表したものである。光源装置10Aは、後述する投射型表示装置(例えば、プロジェクタ1、図6参照)の光源装置10として用いられるものである。本実施の形態の光源装置10Aは、光源部110と、蛍光体ホイール120と、光源部110と蛍光体ホイール120との間の、光源部110から出射される光L1(出射光)の光路上に配置された合成ミラー132とを有するものである。合成ミラー132は、反射部132Aおよび複数の透過部132Bを有すると共に、光L1の光軸に対して交差する方向、具体的には、合成ミラー132の面内方向に可動可能となっている。
(1-1.光源装置の構成)
光源装置10Aは、上記のように、光源部110と、蛍光体ホイール120と、合成ミラー132とを有し、さらに、レンズ131,133,134と、拡散板135と、反射ミラー136とを有する。
光源装置10Aは、上記のように、光源部110と、蛍光体ホイール120と、合成ミラー132とを有し、さらに、レンズ131,133,134と、拡散板135と、反射ミラー136とを有する。
光源装置10Aを構成する各部材は、光源部110側から、レンズ131、合成ミラー132、レンズ134、拡散板135および反射ミラー136の順に、光源部110から出射され、直進する光L1の光路上に配置されている。蛍光体ホイール120およびレンズ133は、直進する光L1の光路と直交する方向、且つ、合成ミラー132と対向する位置に、レンズ133および蛍光体ホイール120の順に配置されている。
光源部110は、光源として、所定の波長帯域の光を射出する1または複数の固体発光素子112を含んでいる。1または複数の固体発光素子112は、台座部111に、例えばアレイ状に配置されている。本実施の形態では、一例として、16個の固体発光素子112が、台座部111に4行4列状に配置されている。光源部110からは、直線偏光(例えば、S偏光)の光L1が出射される。
台座部111は、複数の固体発光素子112を支持すると共に、発光によって発熱した固体発光素子112の放熱を促すためのものである。このため、台座部111は、熱伝導率の高い材料を用いて形成されていることが好ましく、例えば、アルミニウム(Al)、銅(Cu)および鉄(Fe)等を用いて形成されている。
複数の固体発光素子112には、例えば、半導体レーザ(Laser Diode:LD)が用いられている。具体的には、波長400nm~470nmの青色に対応する波長帯域の光(光L1:青色光)を発振するLDが用いられている。この他、複数の固体発光素子112としては、発光ダイオード(Light Emitting Diode:LED)を用いてもよい。
蛍光体ホイール120は、光L1を波長帯域の異なる光L2(発光光)に変換して出射する波長変換素子であり、本開示の「波長変換部」の一具体例に相当する。図2は、蛍光体ホイール120の平面構成の一例を模式的に表したものである。蛍光体ホイール120は、回転軸(例えば、軸J123)を中心に回転可能なホイール基板121に蛍光体層122が設けられている。
ホイール基板121は、蛍光体層122を支持するためのものであり、例えば円板形状を有している。ホイール基板121は、さらに、放熱部材としての機能を有することが好ましい。このため、ホイール基板121は、熱伝導率が高い金属材料によって形成されていることが好ましい。また、鏡面加工が可能な金属材料やセラミックス材料を用いることが好ましい。これにより、蛍光体層122の温度上昇を抑制し、光L2の取り出し効率を向上させることが可能となる。
このような金属材料としては、例えば、アルミニウム(Al),銅(Cu),モリブデン(Mo),タングステン(W),コバルト(Co),クロム(Cr),白金(Pt),タンタル(Ta),リチウム(Li),ジルコニウム(Zr),ルテニウム(Ru),ロジウム(Rh)またはパラジウム(Pd)等の単体金属、またはこれらを1種以上含む合金が挙げられる。セラミックス材料としては、例えば、炭化ケイ素(SiC),窒化アルミニウム(AlN),酸化ベリリウム(BeO),SiとSiCとの複合材料、またはSiCとAlとの複合材料(但しSiCの含有率が50%以上のもの)を含むものが挙げられる。
蛍光体層122は、複数の蛍光体粒子を含むものであり、光L1によって励起されて、光L1の波長帯域とは異なる波長帯域の蛍光(光L2)を発するものである。蛍光体層122は、例えば、プレート状に形成されており、例えば、所謂セラミックス蛍光体やバインダ式の蛍光体によって構成されている。蛍光体層122は、ホイール基板121に、例えば、回転円周方向に連続して形成されている。
具体的には、蛍光体層122は、光源部110から出射される青色光(光L1)により励起されて黄色に対応する波長帯域の蛍光(黄色光:光L2)を発する蛍光体粒子を含んで構成されている。このような蛍光体粒子としては、例えばYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)系材料が挙げられる。蛍光体層122は、さらに、量子ドット等の半導体ナノ粒子や有機色素等を含んでいてもよい。
ホイール基板121の中心(0)には、例えば、モータ123が取り付けられている。モータ123は、ホイール基板121を所定の回転数で回転駆動するためのものである。これにより、蛍光体ホイール120は、例えば、矢印C方向に回転可能となり、蛍光体層122に対する励起光(光L1)の照射位置が、回転数に対応した速度で時間的に変化(移動)する。これにより、蛍光体層122の同じの位置に励起光が長時間照射されることによる蛍光体粒子の劣化を避けることができる。
レンズ131は、例えば、コリメートレンズを含んで構成され、複数の固体発光素子112から出射されたレーザ光(光L1)を平行光に調整して出射する。
合成ミラー132は、入射した光のうちの選択的な波長帯域(色)の光を透過または反射させる光学素子であり、本開示の「第1の合成光学部」の一具体例に相当する。合成ミラー132は、例えばダイクロイックミラーによって構成されており、例えば2つの光入射面(第1面S1および第2面S2)を有している。具体的には、合成ミラー132は、青色光(光L1)を反射し、黄色光(光L2)を透過する構成となっている。
これにより、光源部110から出射された光L1(青色のレーザ光)の一部が第1面S1によって蛍光体ホイール120に向かって反射される。また、蛍光体ホイール120から出射された光L2(黄色の蛍光)は第1面S1を透過し、後述する、反射ミラー136にて反射された光L3は第2面S2にて反射される。
図3は、合成ミラー132の平面構成を模式的に表したものである。本実施の形態では、合成ミラー132は、光L1を反射する反射部132Aと、光L1を透過する透過部132Bとを有する。具体的には、合成ミラー132は、第1面S1および第2面S2が反射面となっており、この反射面内に、例えば、光源部110の固体発光素子112と同数の透過部132Bが形成されている。複数の透過部123Bは、例えば、合成ミラー132を貫通する開口123Hによって構成されている。
これにより、光源部110から出射された光L1の一部は反射部132Aによって反射され、一部は透過部132Bによって合成ミラー132を透過するようになる。具体的には、光源部110から出射された光L1のうち、反射部132Aに照射された光L1は、蛍光体ホイール120に向けて反射され、蛍光体層122を励起させる励起光として用いられる。透過部132Bに照射された光L1は、合成ミラー132を透過してレンズ134に入射する。
また、本実施の形態では、合成ミラー132には、駆動部140が取り付けられており、合成ミラー132は、合成ミラー132の面内方向に可動可能となっている。更に、複数の透過部132Bは、合成ミラー132の可動範囲内において、台座部111に固定された複数の固体発光素子112と対向する位置に、それぞれ、形成されていることが好ましい。
これにより、合成ミラー132をスライドさせることで、合成ミラー132によって透過または反射される光L1の比率を調整することが可能となる。例えば、図4の(A)に示したように、光L1の照射範囲R1と透過部132Bとが互いに対向した状態から、図4(B)に示したように、照射範囲R1から透過部132Bの一部が外れるように、合成ミラー132を矢印方向にスライドさせる。これにより、反射部132Aにて反射される光L1の光量は増加し、透過部132Bを透過する光L1の光量は減少する。
また、合成ミラー132の第2面S2には、図5に示したように、複数の透過部132Bを透過し、反射ミラー136にて反射された光L3が入射する。入射した光L3は第2面S2にて照明光学系20に向けて反射されるが、この際、光L3の一部は、複数の透過部132Bを透過してしまい、光の利用効率の低下につながる虞がある。このため、合成ミラー132の反射面に対する開口132Hの開口率は、例えば5%以上30%以下であることが好ましい。これにより、光の利用効率の低下を低減することが可能となる。
なお、図3等では、複数の透過部132Bの形状を三角形としたが、複数の透過部132Bの形状はこれに限らない。例えば、四角以上の多角形状としてもよいし、円形状としてもよい。
レンズ133は、例えば、集光レンズおよびコリメートレンズを含んで構成されており、合成ミラー132にて反射された光L1を蛍光体ホイール120に集光すると共に、蛍光体ホイール120から出射された光L2を平行光として合成ミラー132に向けて出射する。
レンズ134は、例えば、集光レンズおよびコリメートレンズを含んで構成されており、合成ミラー132を透過した光L1を反射ミラー136に向けて集光すると共に、反射ミラー136にて反射され、さらに拡散板135によって拡散された光L3を平行光として合成ミラー132に向けて出射する。
拡散板135は、レンズ134から入射した光L1を透過し、反射ミラー136から入射した光L3を拡散してレンズ134に向けて出射する。
反射ミラー136は、拡散板135を透過した光L1を光L3として、再度拡散板135に向けて反射する。
駆動部140は、上記のように、合成ミラー132を、光L1の光軸との交差方向、具体的には、合成ミラー132の面内方向に可動させるものである。駆動部140は、例えば、合成ミラー132を支持すると共に、歯付きレール141Aを有する合成ミラーホルダ141と、歯付きレール141Aと組み合わされるギア142と、ギア142を回転させるモータ143と、モータ143を支持するモータホルダ144とを有する。
本実施の形態の光源装置10Aでは、まず、光源部110からレンズ131に向けて青色のレーザ光(光L1)が出射される。光L1は、レンズ131にて平行光に調整されたのち、合成ミラー132の第1面S1(反射部132A)にて一部が反射され、一部は開口132H(透過部132B)を透過する。
合成ミラー132にて反射された光L1は、レンズ133にて蛍光体ホイール120に向かって集光され、黄色の蛍光(光L2)に変換されて蛍光体ホイール120から出射される。光L2は、レンズ133にて平行光に調整されたのち、合成ミラー132に入射する。
合成ミラー132の開口132Hを透過した光L1は、レンズ134にて集光され、拡散板135を透過して反射ミラー136に入射する。反射ミラー136に入射した光L1は、光L2(黄色光)と共に、白色光Lwを構成する光L3(青色光)として、拡散板135に向けて反射される。反射ミラー136から入射した光L3は、拡散板135にてレンズ134に向けて拡散され、レンズ134にて平行光に調整されたのち、合成ミラー132に入射する。
レンズ133から入射した光L2は、合成ミラー132を透過し、レンズ134から入射した光L3は、合成ミラー132にて反射される。その結果、光L2(黄色光)および光L3(青色光)は合波されて白色光Lwとして照明光学系20に向けて出射される。
(1-2.投射型表示装置の構成)
次に、本開示の投射型表示装置(プロジェクタ1)について説明する。図6は、透過型の液晶パネル(LCD)により光変調を行う透過型3LCD方式のプロジェクタ1の構成の一例を表した概略図である。このプロジェクタ1は、例えば、光源装置10と、照明光学系20と、画像形成部30と、投射光学系40とを含んで構成されている。この照明光学系20および画像形成部30が、本開示の「画像生成光学系」の一具体例に相当する。
次に、本開示の投射型表示装置(プロジェクタ1)について説明する。図6は、透過型の液晶パネル(LCD)により光変調を行う透過型3LCD方式のプロジェクタ1の構成の一例を表した概略図である。このプロジェクタ1は、例えば、光源装置10と、照明光学系20と、画像形成部30と、投射光学系40とを含んで構成されている。この照明光学系20および画像形成部30が、本開示の「画像生成光学系」の一具体例に相当する。
照明光学系20は、例えば、インテグレータ素子1210と、偏光変換素子1220と、集光レンズ1230とを有する。インテグレータ素子1210は、二次元に配列された複数のマイクロレンズを有する第1のフライアイレンズ1210Aおよびその各マイクロレンズに1つずつ対応するように配列された複数のマイクロレンズを有する第2のフライアイレンズ1210Bを含んでいる。
光源装置10からインテグレータ素子1210に入射する光(平行光:白色光Lw)は、第1のフライアイレンズ1210Aのマイクロレンズによって複数の光束に分割され、第2のフライアイレンズ1210Bにおける対応するマイクロレンズにそれぞれ結像される。第2のフライアイレンズ1210Bのマイクロレンズのそれぞれが、二次光源として機能し、輝度が揃った複数の平行光を、偏光変換素子1220に入射光として照射する。
インテグレータ素子1210は、全体として、光源装置10から偏光変換素子1220に照射される入射光を、均一な輝度分布に整える機能を有する。
偏光変換素子1220は、インテグレータ素子1210等を介して入射する入射光の偏光状態を揃える機能を有する。この偏光変換素子1220は、例えば、光源装置10の出射側に配置されたレンズ等を介して、青色光B、緑色光Gおよび赤色光Rを含む光を出射する。
照明光学系20は、さらに、ダイクロイックミラー1240A,1240B、ミラー1250A,1250B,1250C、リレーレンズ1260A,1260B、フィールドレンズ1270A,1270B,1270Cを有する。
画像形成部30は、液晶パネル1310A、1310B,1310Cおよびダイクロイックプリズム1320を有する。
ダイクロイックミラー1240A,1240Bは、所定の波長域の色光を選択的に反射し、それ以外の波長域の光を透過させる性質を有する。例えば、ダイクロイックミラー1240Aは、赤色光Rを選択的に反射する。ダイクロイックミラー1240Bは、ダイクロイックミラー1240Aを透過した緑色光Gおよび青色光Bのうち、緑色光Gを選択的に反射する。残る青色光Bが、ダイクロイックミラー1240Bを透過する。これにより、光源装置10から出射された白色光Lwが、互いに異なる複数の色光R,G,Bに分離される。
分離された赤色光Rは、ミラー1250Aにより反射され、フィールドレンズ1270Aを通ることによって平行化されたのち、赤色光の変調用の液晶パネル1310Aに入射する。緑色光Gは、フィールドレンズ1270Bを通ることによって平行化されたのち、緑色光の変調用の液晶パネル1310Bに入射する。青色光Bは、リレーレンズ1260Aを通ってミラー1250Bにより反射され、さらにリレーレンズ1260Bを通ってミラー1250Cにより反射される。ミラー1250Cにより反射された青色光Bは、フィールドレンズ1270Cを通ることによって平行化されたのち、青色光Bの変調用の液晶パネル1310Cに入射する。
液晶パネル1310A、1310B,1310Cは、画像情報を含んだ画像信号を供給する図示しない信号源(例えば、PC等)と電気的に接続されている。液晶パネル1310A、1310B,1310Cは、供給される各色の画像信号に基づき、入射光を画素毎に変調し、それぞれ赤色画像、緑色画像および青色画像を生成する。変調された各色の光(形成された画像)は、ダイクロイックプリズム1320に入射して合成される。ダイクロイックプリズム1320は、3つの方向から入射した各色の光を重ね合わせて合成し、投射光学系40に向けて出射する。
投射光学系40は、例えば、複数のレンズ等を含んで構成され、画像形成部30からの出射光を拡大してスクリーン50へ投射する。
(1-3.作用・効果)
本実施の形態の光源装置10Aは、光源部110と、蛍光体ホイール120との間に、反射部132Aおよび透過部132Bを有すると共に、光源部110から出射される光L1の光軸との交差方向に可動可能な合成ミラー132を配置して、蛍光体層12の励起光として用いられる光L1の光量と、白色光Lwを構成する青色光(光L3)となる光L1の光量との比率を調整するようにした。これにより、光源装置10Aを構成する部品の設置ばらつきによる影響が低減される。以下、これについて説明する。
本実施の形態の光源装置10Aは、光源部110と、蛍光体ホイール120との間に、反射部132Aおよび透過部132Bを有すると共に、光源部110から出射される光L1の光軸との交差方向に可動可能な合成ミラー132を配置して、蛍光体層12の励起光として用いられる光L1の光量と、白色光Lwを構成する青色光(光L3)となる光L1の光量との比率を調整するようにした。これにより、光源装置10Aを構成する部品の設置ばらつきによる影響が低減される。以下、これについて説明する。
近年、プロジェクタでは、レーザ励起蛍光体が光源として用いられるようになっている。このようなプロジェクタの光源装置は、レーザ励起蛍光体の他に、蛍光体の励起用光源およびレーザ励起蛍光体から発せられる蛍光と共に白色光を構成する色光源を兼ねる光源を含んでおり、例えば、図7に示した光源装置1000のような構成を有する。
光源装置1000は、例えば、光源部11000と、波長変換素子12000(レーザ励起蛍光体)と、レンズ13100,13400,13600と、位相差板13200と、PBSダイクロイックミラー13300と、1/4波長板13500と、拡散板13700と、反射ミラー13800とを含んで構成されている。各部材は、光源部11000側から、レンズ13100、位相差板13200、PBSダイクロイックミラー13300、1/4波長板13500、レンズ13600、拡散板13700および反射ミラー13800の順に、光源部11000から出射されるレーザ光Lの光路上に配置されている。波長変換素子12000およびレンズ13400は、レーザ光Lの光路と直交する方向、且つ、PBSダイクロイックミラー13300と対向する位置に、レンズ13400および波長変換素子12000の順に配置されている。
光源装置1000では、光源部11000から出射された、例えばS偏光のレーザ光Lの一部を位相差板13200でP偏光に変換し、PBSダイクロイックミラー13300にて、例えば、S偏光成分のレーザ光Lを励起光として波長変換素子12000に向けて反射し、P偏光成分のレーザ光Lを波長変換素子12000から出射される蛍光と白色光を得るための補光として分離する。このような光源装置1000では、例えば、位相差板13200を回転調整することで位相差板13200の出射偏光の比率を変えることで、白色光を構成する蛍光(例えば、黄色光)と補光(例えば、青色光)との光量比率を調整する。
また、互いに異なる波長帯域の光を出射する2つ以上の光源を含み、この2つ以上の光源から出射される光を、偏光合成を用いずに合成する光源装置としては、例えば、図8に示した光源装置2000のような構成が考えられる。
光源装置2000は、例えば、2つの光源部11000A,11000Bと、レンズ13100A,13100B,21100,21300,21400と、反射ミラー21200とを含んで構成されている。光源装置2000では、2つの光源部11000A,11000Bは、並列に配置されており、互いに同じ偏光を有するレーザ光La,Lbを出射する。レンズ13100A,13100Bにて平行化されたレーザ光La,Lbは、レンズ21100にて合成されたのち、レンズ21300に入射し、反射ミラー21200にて反射されてレンズ21400を構成するレンズ21400A,21400Bを順に透過して集光される。
このように、偏光合成を用いずに2つ以上の光源から出射される光を合成する場合には、2つの光源(光源部11000A,11000B)から出射される光の偏光を揃え、空間合成を行う必要がある。このため、光源の数が増えるに従って合成レンズ(レンズ21100)の大きさが増大し、光源装置の大型化に繋がる。
偏光合成を用いず、且つ、光源装置の大型化を防ぐ方法としては、図9に示した光源装置3000のような構成が考えられる。
光源装置3000は、例えば、2つの光源部11000A,11000Bと、レンズ13100A,13100B,31200と、反射ミラー31100と、拡散板31300とを含んで構成されている。光源装置3000では、例えば黄色光を出射する光源部11000Aおよび例えば青色光を出射する光源部11000Bが直交配置されており、その間に短冊状の反射ミラー31100が配置されている。これにより、例えば、光源部1100Aから出射される黄色光は、反射ミラー31100の隙間を透過し、光源部1100Bから出射される青色光は、反射ミラー31100によって反射され、レンズ31200に入射し、拡散板31300に集光される。
しかしながら、光源装置3000では、光源部1100A,1100Bと、短冊状の反射ミラー31100との位置合わせが重要であり、各部品の設置ばらつきにより、ケラレが発生したり、光の利用効率が低下する虞があった。
これに対して、本実施の形態の光源装置10Aでは、光源部110と蛍光体ホイール120との間に、反射部132Aおよび透過部132Bを有すると共に、光源部110から出射される光L1の光軸との交差方向に可動可能な合成ミラー132を配置し、合成ミラー132をスライドさせることで、蛍光体ホイール120へ反射される光L1の光量を調整するようにした。これにより、蛍光体ホイール120から出射され、白色光を構成する黄色の蛍光(光L2)と、その補光となる青色光(光L3)の光量比率を、部品の設置ばらつきの影響を受けることなく、調整することが可能となる。
また、本実施の形態では、白色光Lwを構成する、蛍光体ホイール120から入射する光L1と、反射ミラー136から入射する光L3との合波を、ダイクロイックミラーとしての機能のみを有する光学部材(合成ミラー132)で行うことができる。更に、合成ミラー132では、透過部132Bは開口132Hで構成されている。よって、上記光源装置1000のように、PBSダイクロイックミラー13300を用いて合波する場合と比較して、光(特に、蛍光(光L2))の利用効率を向上させることが可能となる。
以上により、本実施の形態では、高品質な画像を投影できると共に、高い光の利用効率を有する投射型表示装置(例えば、プロジェクタ1)を提供することが可能となる。
また、本実施の形態では、合成ミラー132における光源部110から出射された光L1の分離を、合成ミラー132の開口132H(透過部132B)および開口132H周辺の反射面(反射部132A)における光ELの反射と透過で行うようにしたので、例えば、光源装置1000で用いられている位相差板13200や1/4波長板13500が不要となる。よって、少ない部品点数で光源装置10Aを構成できるため、光源装置の小型化および製造コストを低減することが可能となる。
次に、第2の実施の形態および変形例1~3について説明する。以下では、上記第1の実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
<2.第2の実施の形態>
図10は、本開示の第2の実施の形態に係る光源装置(光源装置10B)の構成の一例を模式的に表したものである。光源装置10Bは、上記第1の実施の形態と同様に、投射型表示装置(例えば、プロジェクタ1)の光源装置10として用いられるものである。本実施の形態の光源装置10Bは、2つの光源部110A,110Bと、2つの光源部110A,110Bから出射された光L1a,L1bを合成ミラー132に入射させるための偏光ビームスプリッタ(PBS)137とを含む点が、上記第1の実施の形態とは異なる。
図10は、本開示の第2の実施の形態に係る光源装置(光源装置10B)の構成の一例を模式的に表したものである。光源装置10Bは、上記第1の実施の形態と同様に、投射型表示装置(例えば、プロジェクタ1)の光源装置10として用いられるものである。本実施の形態の光源装置10Bは、2つの光源部110A,110Bと、2つの光源部110A,110Bから出射された光L1a,L1bを合成ミラー132に入射させるための偏光ビームスプリッタ(PBS)137とを含む点が、上記第1の実施の形態とは異なる。
光源装置10Bは、以下のような構成となっている。光源装置10Bは、2つの光源部110A,110Bが互いに直交するように配置されており、光源部110Aから出射される光L1aおよび光源部110Bから出射される光L1bが交差する位置に、PBS137が配置されている。また、光源部110AとPBS137との間には、レンズ131Aが、光源部110BとPBS137との間には、レンズ131Bが、それぞれ配置されている。更に、PBS137から出射される光L1a,L1bの直進する光路上にレンズ131、合成ミラー132、レンズ134、拡散板135および反射ミラー136がこの順に配置されている。蛍光体ホイール120およびレンズ133は、光L1a,L1bの光路と直交する方向、且つ、合成ミラー132と対向する位置に、レンズ133および蛍光体ホイール120の順に配置されている。
光源部110Aは、光源として、所定の波長帯域の光を射出する1または複数の固体発光素子112Aを含んでいる。1または複数の固体発光素子112Aは、台座部111Aに、例えばアレイ状に配置されている。本実施の形態の光源部110Aでは、一例として、16個の固体発光素子112Aが、台座部111Aに4行4列状に配置されている。光源部110Aからは、直線偏光(例えば、P偏光)の光L1aが出射される。
光源部110Bは、光源として、所定の波長帯域の光を射出する1または複数の固体発光素子112Bを含んでいる。1または複数の固体発光素子112Bは、台座部111Bに、例えばアレイ状に配置されている。本実施の形態の光源部110Bでは、一例として、16個の固体発光素子112Bが、台座部111Bに4行4列状に配置されている。光源部110Bからは、直線偏光(例えば、S偏光)の光L1bが出射される。
PBS137は、入射した光を偏光成分ごとに反射または透過させる光学素子であり、本開示の「第2の合成光学部」の一具体例に相当する。PBS137は、例えば、入射光を偏光成分ごとに反射または透過させる光学機能膜およびこの光学機能膜を挟んで貼り合わされたプリズムによって構成することができる。PBS137は、例えば、P偏光成分を透過し、S偏光成分を反射する構成となっており、例えば2つの光入射面(第1面S3および第2面S4)を有している。即ち、PBS137は、第1面S3に入射するP偏光の光L1aを透過させ、第2面S4に入射するS偏光の光L1bを反射する。これにより、光源部110Aから出射された光L1aおよび光源部110Bから出射された光L1bは、共に合成ミラー132に入射するようになる。
本実施の形態の光源装置10Bでは、まず、光源部110Aからレンズ131に向けて青色のレーザ光(光L1a:P偏光)が出射される。光L1a(P偏光)は、レンズ131aにて平行光に調整されたのち、PBS137の第1面S3に入射する。PBS137の第1面S3に入射した光L1a(P偏光)は、PBS137を透過し、合成ミラー132に入射する。また、光源部110Bからレンズ131bに向けて青色のレーザ光(光L1b:S偏光)が出射される。光L1b(S偏光)は、レンズ131aにて平行光に調整されたのち、PBS137の第2面S4に入射する。PBS137の第2面S4に入射した光L1b(S偏光)は、PBS137の第2面S4にて反射され、光L1a(P偏光)と共に、合成ミラー132に入射する。
合成ミラー132に入射した光L1a(P偏光)および光L1b(S偏光)は、合成ミラー132の第1面S1(反射部132A)にて一部が反射され、一部は開口132H(透過部)を透過する。
合成ミラー132にて反射された光L1a(P偏光)および光L1b(S偏光)は、レンズ133にて蛍光体ホイール120に向けて集光され、P偏光およびS偏光を含む黄色の蛍光(光L2)に変換されて蛍光体ホイール120から出射される。光L2は、レンズ133にて平行光に調整されたのち、合成ミラー132に入射する。
合成ミラー132の開口132Hを透過した光L1a(P偏光)および光L1b(S偏光)は、レンズ134にて集光されたのち、拡散板135を透過して反射ミラー136に入射する。反射ミラー136に入射した光L1a(P偏光)および光L1b(S偏光)は、白色光Lwを構成する青色光(光L3)として拡散板135に向けて反射される。反射ミラー136から入射したP偏光成分およびS偏光成分を含む光L3は、拡散板135にてレンズ134に向けて拡散され、レンズ134にて平行光に調整されたのち、合成ミラー132に入射する。
レンズ133から入射した光L2は、合成ミラー132を透過し、レンズ134から入射した光L3は、合成ミラー132にて反射される。その結果、P偏光成分およびS偏光成分をそれぞれ含む光L2および光L3は合波されて白色光Lwとして照明光学系20に向けて出射される。
以上のように、本実施の形態の光源装置10Bでは、例えば、2つの光源部110A,110Bを用いると共に、光源部110A,110Bから出射された光L1a,L1bをPBS137にて合成し、合成ミラー132に入射させるようにした。これにより、上記第1の実施の形態と同様の効果を有すると共に、より高輝度な光源装置およびこれを備えたプロジェクタを提供することが可能となる。
また、本実施の形態では、2つの光源部110A,110Bを互いに直交するように配置し、PBS137を用いて光源部110Aから出射される光L1aおよび光源部110Bから出射される光L1bを合波するようにしたので、例えば、図8に示した光源装置2000と比較して、光源装置のサイズを小型化することが可能となる。
<3.変形例>
(3-1.変形例1)
図11は、本開示の変形例1に係る合成ミラー(合成ミラー232)の平面構成を模式的に表したものである。上記第1の実施の形態の合成ミラー132は、透過部132Bを開口132Hで構成した例を示したが、これに限らない。
(3-1.変形例1)
図11は、本開示の変形例1に係る合成ミラー(合成ミラー232)の平面構成を模式的に表したものである。上記第1の実施の形態の合成ミラー132は、透過部132Bを開口132Hで構成した例を示したが、これに限らない。
本変形例の合成ミラー232は、複数の透過部232Bが、例えば、反射防止膜によって構成されたものであり、例えば、光源部110から出射された光L1を全透過するようになっている。合成ミラー232は、本開示の「第1の合成光学部」の一具体例に相当し、上記第1の実施の形態における合成ミラー132に替えて用いることができる。
(3-2.変形例2)
図12は、本開示の変形例2に係る合成ミラー(合成ミラー332)の平面構成を模式的に表したものである。上記第1の実施の形態および変形例1では、合成ミラー(例えば、合成ミラー132)の複数の透過部132Bが、三角形状、且つ、全て同形状である例を示したが、これに限らない。
図12は、本開示の変形例2に係る合成ミラー(合成ミラー332)の平面構成を模式的に表したものである。上記第1の実施の形態および変形例1では、合成ミラー(例えば、合成ミラー132)の複数の透過部132Bが、三角形状、且つ、全て同形状である例を示したが、これに限らない。
本変形例の合成ミラー332は、反射面(反射部332A)内に、例えば、楕円形状を有する4個の透過部332B1と、その周囲に配置された略真円状の8個の透過部332B2とを有する。
図13は、合成ミラー332の第1面S1に入射する光L1の照射範囲R1を模式的に表したものである。合成ミラー332は、例えば、図13の(A)に示したように、光L1の照射範囲R1と透過部132Bとが互いに対向した状態から、図13の(B)に示したように、光L1の照射範囲R1から透過部332Bの一部が外れるように、合成ミラー132を矢印方向にスライドさせることで、上記第1の実施の形態と同様に、反射部132Aにて反射される光L1の光量を増加させ、透過部132Bを透過する光L1の光量を減少させることが可能となる。
図14は、合成ミラー332の第2面S2に入射する光L3の照射範囲R2を模式的に表したものである。図14の(A)は、合成ミラー332の複数の透過部332Bに対する光L1の照射範囲が図13の(A)の状態での、第2面S2に入射する光L3の照射範囲R2を表しており、図14の(B)は、合成ミラー332の複数の透過部332Bに対する光L1の照射範囲が図13の(B)の状態での、第2面S2に入射する光L3の照射範囲R2を表している。
このように、合成ミラー332に異なる形状の複数の透過部332Bを設けることで、例えば、図13(A)の状態で合成ミラー332を透過した光L1は、図14(A)に示したように、広がった状態で合成ミラー332において反射されるため、光L3のFナンバーが小さくなる。一方、例えば、図13(B)の状態で合成ミラー332を透過した光L1は、図14(B)に示したように、図14(A)よりも狭まった状態で合成ミラー332において反射されるため、光L3のFナンバーが大きくなる。
以上のように、本変形例では、異なる形状の複数の透過部332Bを有する合成ミラー332を用いるようにしたので、上記第1の実施の形態における効果に加えて、合成ミラー132で反射される光L3(青色光)の斜め光量(Fナンバー)を制御することが可能となる。これにより、蛍光(光L2)の光路のFナンバーに対して青色光(光L3)の光路のFナンバーを合わせることができるため、投射画像のホワイトバランスおよびユニフォミティの劣化を抑えることが可能となる。
(3-3.変形例3)
図15は、本開示の変形例3に係る投射型表示装置(プロジェクタ2)の構成の一例の概略構成を表したものである。プロジェクタ2は、反射型の液晶パネル(LCD)により光変調を行う反射型3LCD方式のプロジェクタであり、例えば、光源装置10と、照明光学系60と、画像形成部70と、投射光学系40とを含んで構成されている。
図15は、本開示の変形例3に係る投射型表示装置(プロジェクタ2)の構成の一例の概略構成を表したものである。プロジェクタ2は、反射型の液晶パネル(LCD)により光変調を行う反射型3LCD方式のプロジェクタであり、例えば、光源装置10と、照明光学系60と、画像形成部70と、投射光学系40とを含んで構成されている。
照明光学系60は、光源装置10から出射された白色光Lwの光軸に沿って、PSコンバータ2210と、ダイクロイックミラー2220,2260と、全反射ミラー2230,2240,2250とを備えている。画像形成部70は、偏光ビームスプリッタ2310,2320,2330と、色合成手段としてのクロスプリズム2350とを備えている。投射光学系40は、クロスプリズム2350から射出された合成光を、スクリーン50に向けて投射するものである。
PSコンバータ2210は、光源装置10からの光を偏光させて透過するように機能するものである。ここでは、S偏光をそのまま透過し、P偏光をS偏光に変換する。
ダイクロイックミラー2220は、PSコンバータ2210を透過した光を、青色光Bとそれ以外の色光(R,G)とに分離する機能を有している。全反射ミラー2230は、ダイクロイックミラー2220を透過した光を全反射ミラー2250に向けて反射し、全反射ミラー2250は、全反射ミラー2230からの反射光をダイクロイックミラー2260に向けて反射するようになっている。ダイクロイックミラー2260は、全反射ミラー2250からの光を、赤色光Rと緑色光Gとに分離する機能を有している。全反射ミラー2240は、ダイクロイックミラー2220によって分離された青色光Bを、偏光ビームスプリッタ2330へ向けて反射するようになっている。
偏光ビームスプリッタ2310,2320,2330は、それぞれ、赤色光R、緑色光Gおよび青色光Bの光路に沿って配設されている。偏光ビームスプリッタ2310,2320,2330は、それぞれ、偏光分離面2310A,2320A,2330Aを有し、この偏光分離面2310A,2320A,2330Aにおいて、入射した各色光を互いに直交する2つの偏光成分に分離する機能を有している。偏光分離面2310A,2320A,2330Aは、一方の偏光成分(例えばS偏光成分)を反射し、他方の偏光成分(例えP偏光成分)を透過するようになっている。
反射型液晶パネル2340R,2340G,2340Bには、偏光分離面2310A,2320A,2330Aにおいて分離された所定の偏光成分(例えばS偏光成分)の色光が入射されるようになっている。反射型液晶パネル2340R,2340G,2340Bは、画像信号に基づいて与えられた駆動電圧に応じて駆動され、入射光を変調させると共に、その変調された光を偏光ビームスプリッタ2310,2320,2330へ向けて反射するように機能するものである。
クロスプリズム2350は、反射型液晶パネル2340R,2340G,2340Bから射出され偏光ビームスプリッタ2310,2320,2330を透過した所定の偏光成分(例えばP偏光成分)の色光を合成し、投射光学系40に向けて出射するものである。
投射光学系40は、例えば、複数のレンズ等を含んで構成され、画像形成部70からの出射光を拡大してスクリーン50へ投射するものである。
以上、第1,第2の実施の形態および変形例1~3を挙げて本開示を説明したが、本開示は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、本技術に係る投射型表示装置として、上記プロジェクタ1,2以外の装置が構成されてもよい。例えば、上述したプロジェクタ1,2では、光変調素子として反射型液晶パネルまたは透過型液晶パネルを用いた例を示したが、本技術は、デジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD:Digital Micro-mirror Device)等を用いたプロジェクタにも適用され得る。
更に、本技術は投射型表示装置ではない装置に本技術に係る光源装置10A,10Bが用いられてもよい。例えば、本開示の光源装置10A,10Bは、照明用途として用いてもよく、例えば、自動車のヘッドランプやライトアップ用の光源に適用可能である。
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれの効果であってもよい。
なお、本技術は以下のような構成を取ることも可能である。以下の構成の本技術によれば、光源部と波長変換部との間に、光源部から出射された出射光の一部を反射する反射部および出射光の一部を透過する1または複数の透過部を有すると共に、出射光の光軸との交差方向に可動する第1の合成光学部を配置するようにした。これにより、部品の設置ばらつきによる影響が低減され、光の利用効率を向上させることが可能となる。
(1)
1または複数の固体発光素子を有し、出射光を出射する光源部と、
前記出射光を波長変換し、発光光を出射する波長変換部と、
前記光源部と前記波長変換部との間に配置され、前記出射光の一部を反射する反射部および前記出射光の一部を透過する1または複数の透過部を有すると共に、前記出射光の光軸との交差方向に可動可能な第1の合成光学部とを備え、
前記第1の合成光学部は、前記光源部が有する前記固体発光素子の数と同数の前記透過部を有する
光源装置。
(2)
前記第1の合成光学部は、前記波長変換部から出射された前記発光光を透過する、前記(1)に記載の光源装置。
(3)
前記第1の合成光学部を前記出射光の光軸との交差方向にスライドさせる駆動部をさらに有する、前記(1)または(2)に記載の光源装置。
(4)
前記1または複数の透過部は、前記第1の合成光学部の可動範囲内において、前記1または複数の固体発光素子と対向している、前記(1)乃至(3)のうちのいずれか1つに記載の光源装置。
(5)
前記第1の合成光学部を透過した前記出射光の一部を前記第1の合成光学部に向かって反射する反射ミラーをさらに有し、
前記第1の合成光学部は、前記発光光および前記反射ミラーによって反射された前記出射光の一部を合成して出射する、前記(1)乃至(4)のうちのいずれか1つに記載の光源装置。
(6)
前記第1の合成光学部は、ダイクロイックミラーである、前記(1)乃至(5)のうちのいずれか1つに記載の光源装置。
(7)
前記1または複数の透過部は、開口によって構成されている、前記(1)乃至(6)のうちのいずれか1つに記載の光源装置。
(8)
前記1または複数の透過部は、円形状または多角形状を有する、前記(1)乃至(7)のうちのいずれか1つに記載の光源装置。
(9)
第1の面および第2の面を有する第2の合成光学部と、
前記光源部として、前記第2の合成光学部の前記第1の面に第1の偏光として入射する第1の出射光を出射する第1の光源部と、
前記光源部として、前記第2の合成光学部の前記第2の面に、前記第1の偏光と直交する第2の偏光として入射する第2の出射光を出射する第2の光源部とをさらに有する、前記(1)乃至(8)のうちのいずれか1つに記載の光源装置。
(10)
前記第1の合成光学部には、前記第2の合成光学部で合成された前記第1の偏光を有する前記第1の出射光および前記第2の偏光を有する前記第2の出射光が入射する、前記(9)に記載の光源装置。
(11)
前記第2の合成光学部は、偏光ビームスプリッタである、前記(9)または(10)に記載の光源装置。
(12)
前記波長変換部は、前記出射光により励起されて蛍光を発する、前記(1)乃至(11)のうちのいずれか1つに記載の光源装置。
(13)
出射光を出射する光源部と、
前記出射光を波長変換し、発光光を出射する波長変換部と、
前記光源部と前記波長変換部との間に配置され、前記出射光の一部を反射する反射部および前記出射光の一部を透過する1または複数の透過部を有すると共に、前記出射光の光軸との交差方向に可動可能な第1の合成光学部と、
前記第1の合成光学部を透過した前記出射光の一部を前記第1の合成光学部に向かって反射する反射ミラーとを備え、
前記第1の合成光学部は、前記発光光および前記反射ミラーによって反射された前記出射光の一部を合成して出射する
光源装置。
(14)
出射光を出射する光源部と、
前記出射光を波長変換し、発光光を出射する波長変換部と、
前記光源部と前記波長変換部との間に配置され、前記出射光の一部を反射する反射部および前記出射光の一部を透過する1または複数の透過部を有すると共に、前記出射光の光軸との交差方向に可動可能な第1の合成光学部と、
第1の面および第2の面を有する第2の合成光学部とを備え、
前記光源部は、前記第2の合成光学部の前記第1の面に第1の偏光として入射する第1の出射光を出射する第1の光源部と、前記第2の合成光学部の前記第2の面に、前記第1の偏光と直交する第2の偏光として入射する第2の出射光を出射する第2の光源部とを有する
光源装置。
(15)
光源装置と、
入力された映像信号に基づいて前記光源装置からの光を変調することにより、画像光を生成する画像生成光学系と、
前記画像生成光学系で生成された画像光を投射する投射光学系とを有し、
前記光源装置は、
1または複数の固体発光素子を有し、出射光を出射する光源部と、
前記出射光を波長変換し、発光光を出射する波長変換部と、
前記光源部と前記波長変換部との間に配置され、前記出射光の一部を反射する反射部および前記出射光の一部を透過する1または複数の透過部を有すると共に、前記出射光の光軸との交差方向に可動可能な第1の合成光学部とを備え、
前記第1の合成光学部は、前記光源部が有する前記固体発光素子の数と同数の前記透過部を有する
投射型表示装置。
(16)
光源装置と、
入力された映像信号に基づいて前記光源装置からの光を変調することにより、画像光を生成する画像生成光学系と、
前記画像生成光学系で生成された画像光を投射する投射光学系とを有し、
前記光源装置は、
出射光を出射する光源部と、
前記出射光を波長変換し、発光光を出射する波長変換部と、
前記光源部と前記波長変換部との間に配置され、前記出射光の一部を反射する反射部および前記出射光の一部を透過する1または複数の透過部を有すると共に、前記出射光の光軸との交差方向に可動可能な第1の合成光学部と、
前記第1の合成光学部を透過した前記出射光の一部を前記第1の合成光学部に向かって反射する反射ミラーとを備え、
前記第1の合成光学部は、前記発光光および前記反射ミラーによって反射された前記出射光の一部を合成して出射する
投射型表示装置。
(17)
光源装置と、
入力された映像信号に基づいて前記光源装置からの光を変調することにより、画像光を生成する画像生成光学系と、
前記画像生成光学系で生成された画像光を投射する投射光学系とを有し、
前記光源装置は、
出射光を出射する光源部と、
前記出射光を波長変換し、発光光を出射する波長変換部と、
前記光源部と前記波長変換部との間に配置され、前記出射光の一部を反射する反射部および前記出射光の一部を透過する1または複数の透過部を有すると共に、前記出射光の光軸との交差方向に可動可能な第1の合成光学部と、
第1の面および第2の面を有する第2の合成光学部とを備え、
前記光源部は、前記第2の合成光学部の前記第1の面に第1の偏光として入射する第1の出射光を出射する第1の光源部と、前記第2の合成光学部の前記第2の面に、前記第1の偏光と直交する第2の偏光として入射する第2の出射光を出射する第2の光源部とを有する
投射型表示装置。
(1)
1または複数の固体発光素子を有し、出射光を出射する光源部と、
前記出射光を波長変換し、発光光を出射する波長変換部と、
前記光源部と前記波長変換部との間に配置され、前記出射光の一部を反射する反射部および前記出射光の一部を透過する1または複数の透過部を有すると共に、前記出射光の光軸との交差方向に可動可能な第1の合成光学部とを備え、
前記第1の合成光学部は、前記光源部が有する前記固体発光素子の数と同数の前記透過部を有する
光源装置。
(2)
前記第1の合成光学部は、前記波長変換部から出射された前記発光光を透過する、前記(1)に記載の光源装置。
(3)
前記第1の合成光学部を前記出射光の光軸との交差方向にスライドさせる駆動部をさらに有する、前記(1)または(2)に記載の光源装置。
(4)
前記1または複数の透過部は、前記第1の合成光学部の可動範囲内において、前記1または複数の固体発光素子と対向している、前記(1)乃至(3)のうちのいずれか1つに記載の光源装置。
(5)
前記第1の合成光学部を透過した前記出射光の一部を前記第1の合成光学部に向かって反射する反射ミラーをさらに有し、
前記第1の合成光学部は、前記発光光および前記反射ミラーによって反射された前記出射光の一部を合成して出射する、前記(1)乃至(4)のうちのいずれか1つに記載の光源装置。
(6)
前記第1の合成光学部は、ダイクロイックミラーである、前記(1)乃至(5)のうちのいずれか1つに記載の光源装置。
(7)
前記1または複数の透過部は、開口によって構成されている、前記(1)乃至(6)のうちのいずれか1つに記載の光源装置。
(8)
前記1または複数の透過部は、円形状または多角形状を有する、前記(1)乃至(7)のうちのいずれか1つに記載の光源装置。
(9)
第1の面および第2の面を有する第2の合成光学部と、
前記光源部として、前記第2の合成光学部の前記第1の面に第1の偏光として入射する第1の出射光を出射する第1の光源部と、
前記光源部として、前記第2の合成光学部の前記第2の面に、前記第1の偏光と直交する第2の偏光として入射する第2の出射光を出射する第2の光源部とをさらに有する、前記(1)乃至(8)のうちのいずれか1つに記載の光源装置。
(10)
前記第1の合成光学部には、前記第2の合成光学部で合成された前記第1の偏光を有する前記第1の出射光および前記第2の偏光を有する前記第2の出射光が入射する、前記(9)に記載の光源装置。
(11)
前記第2の合成光学部は、偏光ビームスプリッタである、前記(9)または(10)に記載の光源装置。
(12)
前記波長変換部は、前記出射光により励起されて蛍光を発する、前記(1)乃至(11)のうちのいずれか1つに記載の光源装置。
(13)
出射光を出射する光源部と、
前記出射光を波長変換し、発光光を出射する波長変換部と、
前記光源部と前記波長変換部との間に配置され、前記出射光の一部を反射する反射部および前記出射光の一部を透過する1または複数の透過部を有すると共に、前記出射光の光軸との交差方向に可動可能な第1の合成光学部と、
前記第1の合成光学部を透過した前記出射光の一部を前記第1の合成光学部に向かって反射する反射ミラーとを備え、
前記第1の合成光学部は、前記発光光および前記反射ミラーによって反射された前記出射光の一部を合成して出射する
光源装置。
(14)
出射光を出射する光源部と、
前記出射光を波長変換し、発光光を出射する波長変換部と、
前記光源部と前記波長変換部との間に配置され、前記出射光の一部を反射する反射部および前記出射光の一部を透過する1または複数の透過部を有すると共に、前記出射光の光軸との交差方向に可動可能な第1の合成光学部と、
第1の面および第2の面を有する第2の合成光学部とを備え、
前記光源部は、前記第2の合成光学部の前記第1の面に第1の偏光として入射する第1の出射光を出射する第1の光源部と、前記第2の合成光学部の前記第2の面に、前記第1の偏光と直交する第2の偏光として入射する第2の出射光を出射する第2の光源部とを有する
光源装置。
(15)
光源装置と、
入力された映像信号に基づいて前記光源装置からの光を変調することにより、画像光を生成する画像生成光学系と、
前記画像生成光学系で生成された画像光を投射する投射光学系とを有し、
前記光源装置は、
1または複数の固体発光素子を有し、出射光を出射する光源部と、
前記出射光を波長変換し、発光光を出射する波長変換部と、
前記光源部と前記波長変換部との間に配置され、前記出射光の一部を反射する反射部および前記出射光の一部を透過する1または複数の透過部を有すると共に、前記出射光の光軸との交差方向に可動可能な第1の合成光学部とを備え、
前記第1の合成光学部は、前記光源部が有する前記固体発光素子の数と同数の前記透過部を有する
投射型表示装置。
(16)
光源装置と、
入力された映像信号に基づいて前記光源装置からの光を変調することにより、画像光を生成する画像生成光学系と、
前記画像生成光学系で生成された画像光を投射する投射光学系とを有し、
前記光源装置は、
出射光を出射する光源部と、
前記出射光を波長変換し、発光光を出射する波長変換部と、
前記光源部と前記波長変換部との間に配置され、前記出射光の一部を反射する反射部および前記出射光の一部を透過する1または複数の透過部を有すると共に、前記出射光の光軸との交差方向に可動可能な第1の合成光学部と、
前記第1の合成光学部を透過した前記出射光の一部を前記第1の合成光学部に向かって反射する反射ミラーとを備え、
前記第1の合成光学部は、前記発光光および前記反射ミラーによって反射された前記出射光の一部を合成して出射する
投射型表示装置。
(17)
光源装置と、
入力された映像信号に基づいて前記光源装置からの光を変調することにより、画像光を生成する画像生成光学系と、
前記画像生成光学系で生成された画像光を投射する投射光学系とを有し、
前記光源装置は、
出射光を出射する光源部と、
前記出射光を波長変換し、発光光を出射する波長変換部と、
前記光源部と前記波長変換部との間に配置され、前記出射光の一部を反射する反射部および前記出射光の一部を透過する1または複数の透過部を有すると共に、前記出射光の光軸との交差方向に可動可能な第1の合成光学部と、
第1の面および第2の面を有する第2の合成光学部とを備え、
前記光源部は、前記第2の合成光学部の前記第1の面に第1の偏光として入射する第1の出射光を出射する第1の光源部と、前記第2の合成光学部の前記第2の面に、前記第1の偏光と直交する第2の偏光として入射する第2の出射光を出射する第2の光源部とを有する
投射型表示装置。
本出願は、日本国特許庁において2019年6月20日に出願された日本特許出願番号2019-114709号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願の全ての内容を参照によって本出願に援用する。
当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。
Claims (17)
- 1または複数の固体発光素子を有し、出射光を出射する光源部と、
前記出射光を波長変換し、発光光を出射する波長変換部と、
前記光源部と前記波長変換部との間に配置され、前記出射光の一部を反射する反射部および前記出射光の一部を透過する1または複数の透過部を有すると共に、前記出射光の光軸との交差方向に可動可能な第1の合成光学部とを備え、
前記第1の合成光学部は、前記光源部が有する前記固体発光素子の数と同数の前記透過部を有する
光源装置。 - 前記第1の合成光学部は、前記波長変換部から出射された前記発光光を透過する、請求項1に記載の光源装置。
- 前記第1の合成光学部を前記出射光の光軸との交差方向にスライドさせる駆動部をさらに有する、請求項1に記載の光源装置。
- 前記1または複数の透過部は、前記第1の合成光学部の可動範囲内において、前記1または複数の固体発光素子と対向している、請求項1に記載の光源装置。
- 前記第1の合成光学部を透過した前記出射光の一部を前記第1の合成光学部に向かって反射する反射ミラーをさらに有し、
前記第1の合成光学部は、前記発光光および前記反射ミラーによって反射された前記出射光の一部を合成して出射する、請求項1に記載の光源装置。 - 前記第1の合成光学部は、ダイクロイックミラーである、請求項1に記載の光源装置。
- 前記1または複数の透過部は、開口によって構成されている、請求項1に記載の光源装置。
- 前記1または複数の透過部は、円形状または多角形状を有する、請求項1に記載の光源装置。
- 第1の面および第2の面を有する第2の合成光学部と、
前記光源部として、前記第2の合成光学部の前記第1の面に第1の偏光として入射する第1の出射光を出射する第1の光源部と、
前記光源部として、前記第2の合成光学部の前記第2の面に、前記第1の偏光と直交する第2の偏光として入射する第2の出射光を出射する第2の光源部とをさらに有する、請求項1に記載の光源装置。 - 前記第1の合成光学部には、前記第2の合成光学部で合成された前記第1の偏光を有する前記第1の出射光および前記第2の偏光を有する前記第2の出射光が入射する、請求項9に記載の光源装置。
- 前記第2の合成光学部は、偏光ビームスプリッタである、請求項9に記載の光源装置。
- 前記波長変換部は、前記出射光により励起されて蛍光を発する、請求項1に記載の光源装置。
- 出射光を出射する光源部と、
前記出射光を波長変換し、発光光を出射する波長変換部と、
前記光源部と前記波長変換部との間に配置され、前記出射光の一部を反射する反射部および前記出射光の一部を透過する1または複数の透過部を有すると共に、前記出射光の光軸との交差方向に可動可能な第1の合成光学部と、
前記第1の合成光学部を透過した前記出射光の一部を前記第1の合成光学部に向かって反射する反射ミラーとを備え、
前記第1の合成光学部は、前記発光光および前記反射ミラーによって反射された前記出射光の一部を合成して出射する
光源装置。 - 出射光を出射する光源部と、
前記出射光を波長変換し、発光光を出射する波長変換部と、
前記光源部と前記波長変換部との間に配置され、前記出射光の一部を反射する反射部および前記出射光の一部を透過する1または複数の透過部を有すると共に、前記出射光の光軸との交差方向に可動可能な第1の合成光学部と、
第1の面および第2の面を有する第2の合成光学部とを備え、
前記光源部は、前記第2の合成光学部の前記第1の面に第1の偏光として入射する第1の出射光を出射する第1の光源部と、前記第2の合成光学部の前記第2の面に、前記第1の偏光と直交する第2の偏光として入射する第2の出射光を出射する第2の光源部とを有する
光源装置。 - 光源装置と、
入力された映像信号に基づいて前記光源装置からの光を変調することにより、画像光を生成する画像生成光学系と、
前記画像生成光学系で生成された画像光を投射する投射光学系とを有し、
前記光源装置は、
1または複数の固体発光素子を有し、出射光を出射する光源部と、
前記出射光を波長変換し、発光光を出射する波長変換部と、
前記光源部と前記波長変換部との間に配置され、前記出射光の一部を反射する反射部および前記出射光の一部を透過する1または複数の透過部を有すると共に、前記出射光の光軸との交差方向に可動可能な第1の合成光学部とを備え、
前記第1の合成光学部は、前記光源部が有する前記固体発光素子の数と同数の前記透過部を有する
投射型表示装置。 - 光源装置と、
入力された映像信号に基づいて前記光源装置からの光を変調することにより、画像光を生成する画像生成光学系と、
前記画像生成光学系で生成された画像光を投射する投射光学系とを有し、
前記光源装置は、
出射光を出射する光源部と、
前記出射光を波長変換し、発光光を出射する波長変換部と、
前記光源部と前記波長変換部との間に配置され、前記出射光の一部を反射する反射部および前記出射光の一部を透過する1または複数の透過部を有すると共に、前記出射光の光軸との交差方向に可動可能な第1の合成光学部と、
前記第1の合成光学部を透過した前記出射光の一部を前記第1の合成光学部に向かって反射する反射ミラーとを備え、
前記第1の合成光学部は、前記発光光および前記反射ミラーによって反射された前記出射光の一部を合成して出射する
投射型表示装置。 - 光源装置と、
入力された映像信号に基づいて前記光源装置からの光を変調することにより、画像光を生成する画像生成光学系と、
前記画像生成光学系で生成された画像光を投射する投射光学系とを有し、
前記光源装置は、
出射光を出射する光源部と、
前記出射光を波長変換し、発光光を出射する波長変換部と、
前記光源部と前記波長変換部との間に配置され、前記出射光の一部を反射する反射部および前記出射光の一部を透過する1または複数の透過部を有すると共に、前記出射光の光軸との交差方向に可動可能な第1の合成光学部と、
第1の面および第2の面を有する第2の合成光学部とを備え、
前記光源部は、前記第2の合成光学部の前記第1の面に第1の偏光として入射する第1の出射光を出射する第1の光源部と、前記第2の合成光学部の前記第2の面に、前記第1の偏光と直交する第2の偏光として入射する第2の出射光を出射する第2の光源部とを有する
投射型表示装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019114709 | 2019-06-20 | ||
JP2019114709 | 2019-06-20 | ||
PCT/JP2020/022611 WO2020255785A1 (ja) | 2019-06-20 | 2020-06-09 | 光源装置および投射型表示装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2020255785A1 JPWO2020255785A1 (ja) | 2020-12-24 |
JP7509142B2 true JP7509142B2 (ja) | 2024-07-02 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009175571A (ja) | 2008-01-28 | 2009-08-06 | Seiko Epson Corp | 画像表示装置及び光学特性の調整方法 |
US20110013168A1 (en) | 2008-04-10 | 2011-01-20 | LS Tech, Co., Ltd. | Light guide panel and apparatus for forming pattern on light guide panel |
JP2012013977A (ja) | 2010-07-01 | 2012-01-19 | Seiko Epson Corp | 光源装置及びプロジェクター |
JP2017215527A (ja) | 2016-06-01 | 2017-12-07 | Necディスプレイソリューションズ株式会社 | 照明光切り替え機構及び該機構を備えたプロジェクタ、照明光切り替え方法 |
JP2020071307A (ja) | 2018-10-30 | 2020-05-07 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 照明装置及び投写型映像表示装置 |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009175571A (ja) | 2008-01-28 | 2009-08-06 | Seiko Epson Corp | 画像表示装置及び光学特性の調整方法 |
US20110013168A1 (en) | 2008-04-10 | 2011-01-20 | LS Tech, Co., Ltd. | Light guide panel and apparatus for forming pattern on light guide panel |
JP2012013977A (ja) | 2010-07-01 | 2012-01-19 | Seiko Epson Corp | 光源装置及びプロジェクター |
JP2017215527A (ja) | 2016-06-01 | 2017-12-07 | Necディスプレイソリューションズ株式会社 | 照明光切り替え機構及び該機構を備えたプロジェクタ、照明光切り替え方法 |
JP2020071307A (ja) | 2018-10-30 | 2020-05-07 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 照明装置及び投写型映像表示装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10203593B2 (en) | Light source device having a retardation plate and projection display apparatus including the light source | |
JP6056001B2 (ja) | 光源装置および投写型表示装置 | |
CN107608166B (zh) | 光源装置以及投射型显示装置 | |
JP6383937B2 (ja) | 光源装置および投写型映像表示装置 | |
JP5979416B2 (ja) | 光源装置および画像表示装置 | |
US8690343B2 (en) | Solid state light source and projection display apparatus having a fluorescence emission plate | |
JP5874058B2 (ja) | 光源装置および投写型表示装置 | |
JP5574459B2 (ja) | 照明光学系、およびそれを備えた投写型表示装置 | |
JP5605866B2 (ja) | 照明光学系、およびそれを備えた投写型表示装置 | |
JP5659741B2 (ja) | 光源装置及びプロジェクター | |
WO2012004959A1 (ja) | 光源装置及びプロジェクター | |
US20180149955A1 (en) | Illumination device and projector | |
JP2018124538A (ja) | 光源装置および投写型表示装置 | |
CN109426050B (zh) | 波长转换元件、光源装置和投影仪 | |
CN109324467B (zh) | 光源装置以及投影型显示装置 | |
JP2018054667A (ja) | 光源装置、及び投写型映像表示装置 | |
US10705417B2 (en) | Wavelength conversion element, light source apparatus and image projection apparatus | |
WO2020054397A1 (ja) | 光源装置及び投写型映像表示装置 | |
JP2017015966A (ja) | 光源装置およびプロジェクター | |
JP2019028442A (ja) | 光源装置および投写型表示装置 | |
CN113433784A (zh) | 光源装置、照明装置以及投影仪 | |
WO2020255785A1 (ja) | 光源装置および投射型表示装置 | |
US11681211B2 (en) | Light source apparatus and projector | |
JP7509142B2 (ja) | 光源装置および投射型表示装置 | |
WO2022034835A1 (ja) | 光源装置および投射型表示装置 |