WO2020255785A1 - 光源装置および投射型表示装置 - Google Patents

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WO2020255785A1
WO2020255785A1 PCT/JP2020/022611 JP2020022611W WO2020255785A1 WO 2020255785 A1 WO2020255785 A1 WO 2020255785A1 JP 2020022611 W JP2020022611 W JP 2020022611W WO 2020255785 A1 WO2020255785 A1 WO 2020255785A1
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light source
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source device
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圭祐 本間
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ソニー株式会社
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    • F21S41/10Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
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    • F21S41/176Light sources where the light is generated by photoluminescent material spaced from a primary light generating element
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/74Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor

Definitions

  • the present disclosure relates to a light source device having a wavelength conversion element and a projection type display device equipped with the light source device.
  • Patent Document 1 discloses a projection type display device capable of projecting a high-quality image by using a lighting device that adjusts the amount of light by a diaphragm device.
  • the light source device is arranged between a light source unit that emits emitted light, a wavelength conversion unit that converts the emitted light into wavelengths and emits emitted light, and a light source unit and a wavelength conversion unit.
  • a first synthetic optical unit that has a reflecting unit that reflects a part of the emitted light and one or more transmitting portions that transmit a part of the emitted light, and is movable in a direction intersecting the optical axis of the emitted light. It is prepared.
  • the projection type display device includes a light source device, an image generation optical system that generates image light by modulating light from the light source device based on an input video signal, and image generation optics. It is equipped with a projection optical system that projects the image light generated by the system.
  • the light source device mounted on this projection type display device has the same components as the light source device according to the embodiment of the present disclosure.
  • a reflecting unit and an emitted light that reflect a part of the emitted light emitted from the light source unit between the light source unit and the wavelength conversion unit.
  • a first synthetic optical unit having one or a plurality of transmissive portions that transmit a part of the light source is arranged. The first synthetic optical unit moves in the direction intersecting the optical axis of the emitted light. As a result, the influence of uneven installation of parts is reduced.
  • FIG. 1 It is a schematic diagram which shows another example of the structure of a general light source device. It is a schematic diagram which shows another example of the structure of a general light source device. It is a schematic diagram which shows an example of the structure of the light source apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this disclosure. It is a schematic diagram which shows an example of the plane structure of the composite mirror which concerns on modification 1. FIG. It is a schematic diagram which shows an example of the plane structure of the composite mirror which concerns on modification 2. It is a schematic diagram which shows the irradiation range of the emitted light to the 1st surface of the synthetic mirror shown in FIG. It is a schematic diagram which shows the irradiation range of blue light to the 2nd surface of the synthetic mirror shown in FIG. It is the schematic which shows the other example of the structure of the projector provided with the light source device shown in FIG.
  • FIG. 1 schematically shows an example of the configuration of the light source device (light source device 10A) according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the light source device 10A is used as the light source device 10 of a projection type display device (for example, projector 1, see FIG. 6) described later.
  • the light source device 10A of the present embodiment is on the optical path of the light L1 (emitted light) emitted from the light source unit 110 between the light source unit 110, the phosphor wheel 120, and the light source unit 110 and the phosphor wheel 120. It has a composite mirror 132 arranged in.
  • the composite mirror 132 has a reflection portion 132A and a plurality of transmission portions 132B, and is movable in a direction intersecting the optical axis of the light L1, specifically, in the in-plane direction of the composite mirror 132.
  • the light source device 10A includes a light source unit 110, a phosphor wheel 120, a synthetic mirror 132, and further includes lenses 131, 133, 134, a diffuser plate 135, and a reflection mirror 136. ..
  • Each member constituting the light source device 10A is emitted from the light source unit 110 in the order of the lens 131, the composite mirror 132, the lens 134, the diffuser plate 135, and the reflection mirror 136 from the light source unit 110 side, and travels straight on the optical path of the light L1. Is located in.
  • the phosphor wheel 120 and the lens 133 are arranged in the order of the lens 133 and the phosphor wheel 120 in a direction orthogonal to the optical path of the light L1 traveling straight and at a position facing the composite mirror 132.
  • the light source unit 110 includes one or a plurality of solid-state light emitting elements 112 that emit light in a predetermined wavelength band as a light source.
  • the one or more solid-state light emitting elements 112 are arranged on the pedestal portion 111, for example, in an array.
  • 16 solid-state light emitting elements 112 are arranged on the pedestal portion 111 in 4 rows and 4 columns.
  • Linearly polarized (for example, S-polarized) light L1 is emitted from the light source unit 110.
  • the pedestal portion 111 is for supporting a plurality of solid-state light emitting elements 112 and for promoting heat dissipation of the solid-state light emitting element 112 generated by light emission. Therefore, the pedestal portion 111 is preferably formed by using a material having high thermal conductivity, and is formed by using, for example, aluminum (Al), copper (Cu), iron (Fe), or the like.
  • a semiconductor laser Laser Diode: LD
  • an LD that oscillates light (light L1: blue light) in a wavelength band corresponding to blue having a wavelength of 400 nm to 470 nm is used.
  • a light emitting diode Light Emitting Diode: LED
  • LED Light Emitting Diode
  • the phosphor wheel 120 is a wavelength conversion element that converts light L1 into light L2 (emission light) having a different wavelength band and emits it, and corresponds to a specific example of the "wavelength conversion unit" of the present disclosure.
  • FIG. 2 schematically shows an example of the planar configuration of the phosphor wheel 120.
  • the phosphor wheel 120 is provided with a phosphor layer 122 on a wheel substrate 121 that can rotate around a rotation axis (for example, axis J123).
  • the wheel substrate 121 is for supporting the phosphor layer 122, and has, for example, a disk shape. It is preferable that the wheel substrate 121 further has a function as a heat radiating member. Therefore, the wheel substrate 121 is preferably formed of a metal material having high thermal conductivity. Further, it is preferable to use a metal material or a ceramic material that can be mirror-processed. This makes it possible to suppress the temperature rise of the phosphor layer 122 and improve the extraction efficiency of the light L2.
  • metal materials include aluminum (Al), copper (Cu), molybdenum (Mo), tungsten (W), cobalt (Co), chromium (Cr), platinum (Pt), tantalum (Ta), and the like.
  • metal materials include simple metals such as lithium (Li), zirconium (Zr), ruthenium (Ru), rhodium (Rh) and palladium (Pd), or alloys containing one or more of these.
  • the ceramic material include silicon carbide (SiC), aluminum nitride (AlN), beryllium oxide (BeO), a composite material of Si and SiC, or a composite material of SiC and Al (however, the content of SiC is 50%). Those including the above) can be mentioned.
  • the phosphor layer 122 contains a plurality of phosphor particles, and is excited by light L1 to emit fluorescence (light L2) having a wavelength band different from that of light L1.
  • the phosphor layer 122 is formed in a plate shape, for example, and is composed of, for example, a so-called ceramic phosphor or a binder type phosphor.
  • the phosphor layer 122 is continuously formed on the wheel substrate 121, for example, in the circumferential direction of rotation.
  • the phosphor layer 122 contains phosphor particles that are excited by blue light (light L1) emitted from the light source unit 110 and emit fluorescence (yellow light: light L2) in a wavelength band corresponding to yellow. It is composed of. Examples of such phosphor particles include YAG (yttrium aluminum garnet) -based materials.
  • the phosphor layer 122 may further contain semiconductor nanoparticles such as quantum dots, an organic dye, and the like.
  • a motor 123 is attached to the center (0) of the wheel board 121.
  • the motor 123 is for driving the wheel substrate 121 to rotate at a predetermined rotation speed.
  • the phosphor wheel 120 can be rotated in the direction of arrow C, for example, and the irradiation position of the excitation light (light L1) on the phosphor layer 122 changes (moves) with time at a speed corresponding to the rotation speed. ..
  • deterioration of the phosphor particles due to long-term irradiation of the excitation light at the same position of the phosphor layer 122 can be avoided.
  • the lens 131 includes, for example, a collimating lens, and adjusts the laser light (light L1) emitted from the plurality of solid-state light emitting elements 112 to parallel light and emits the laser light (light L1).
  • the synthetic mirror 132 is an optical element that transmits or reflects light in a selective wavelength band (color) of the incident light, and corresponds to a specific example of the "first synthetic optical unit" of the present disclosure.
  • the composite mirror 132 is composed of, for example, a dichroic mirror, and has, for example, two light incident surfaces (first surface S1 and second surface S2). Specifically, the composite mirror 132 has a configuration that reflects blue light (light L1) and transmits yellow light (light L2).
  • FIG. 3 schematically shows the planar configuration of the composite mirror 132.
  • the composite mirror 132 has a reflecting portion 132A that reflects light L1 and a transmitting portion 132B that transmits light L1.
  • the first surface S1 and the second surface S2 are reflective surfaces, and in the reflective surfaces, for example, the same number of transmissive portions 132B as the solid-state light emitting elements 112 of the light source unit 110 are provided. It is formed.
  • the plurality of transmissive portions 123B are composed of, for example, openings 123H penetrating the composite mirror 132.
  • the light L1 emitted from the light source unit 110 is reflected by the reflecting unit 132A, and a part of the light is transmitted through the composite mirror 132 by the transmitting unit 132B.
  • the light L1 irradiated to the reflecting unit 132A is reflected toward the phosphor wheel 120 and used as excitation light for exciting the phosphor layer 122. ..
  • the light L1 applied to the transmitting portion 132B passes through the composite mirror 132 and is incident on the lens 134.
  • the drive unit 140 is attached to the composite mirror 132, and the composite mirror 132 is movable in the in-plane direction of the composite mirror 132. Further, it is preferable that the plurality of transmissive portions 132B are formed at positions facing the plurality of solid-state light emitting elements 112 fixed to the pedestal portion 111 within the movable range of the composite mirror 132, respectively.
  • the irradiation range R1 of the light L1 and the transmitting portion 132B face each other
  • the irradiation range R1 to the transmitting portion 132B Slide the composite mirror 132 in the direction of the arrow so that a part of the light is removed.
  • the amount of light L1 reflected by the reflecting unit 132A increases, and the amount of light L1 transmitted through the transmitting unit 132B decreases.
  • the light L3 transmitted through the plurality of transmitting portions 132B and reflected by the reflecting mirror 136 is incident on the second surface S2 of the composite mirror 132.
  • the incident light L3 is reflected by the second surface S2 toward the illumination optical system 20, but at this time, a part of the light L3 is transmitted through the plurality of transmitting portions 132B, and the light utilization efficiency is lowered. May lead to. Therefore, the aperture ratio of the opening 132H with respect to the reflecting surface of the composite mirror 132 is preferably, for example, 5% or more and 30% or less. This makes it possible to reduce the decrease in light utilization efficiency.
  • the shapes of the plurality of transparent portions 132B are triangular in FIG. 3 and the like, the shapes of the plurality of transparent portions 132B are not limited to this. For example, it may be a polygonal shape of a square or more, or a circular shape.
  • the lens 133 is composed of, for example, a condensing lens and a collimating lens, and condenses the light L1 reflected by the synthetic mirror 132 on the phosphor wheel 120 and emits light emitted from the phosphor wheel 120.
  • L2 is emitted as parallel light toward the composite mirror 132.
  • the lens 134 includes, for example, a condensing lens and a collimating lens, and condenses the light L1 transmitted through the composite mirror 132 toward the reflection mirror 136, and is reflected by the reflection mirror 136 and further diffused.
  • the light L3 diffused by the plate 135 is emitted as parallel light toward the composite mirror 132.
  • the diffuser plate 135 transmits the light L1 incident from the lens 134, diffuses the light L3 incident from the reflection mirror 136, and emits the light L3 toward the lens 134.
  • the reflection mirror 136 reflects the light L1 transmitted through the diffuser plate 135 as the light L3 again toward the diffuser plate 135.
  • the drive unit 140 moves the composite mirror 132 in the direction of intersection of the optical L1 with the optical axis, specifically, in the in-plane direction of the composite mirror 132.
  • the drive unit 140 for example, supports a synthetic mirror 132 and has a synthetic mirror holder 141 having a toothed rail 141A, a gear 142 combined with the toothed rail 141A, a motor 143 for rotating the gear 142, and a motor 143. It has a motor holder 144 to support.
  • a blue laser beam (light L1) is emitted from the light source unit 110 toward the lens 131.
  • the light L1 is adjusted to parallel light by the lens 131, a part of the light is reflected by the first surface S1 (reflection part 132A) of the composite mirror 132, and a part of the light is transmitted through the opening 132H (transmission part 132B). ..
  • the light L1 reflected by the synthetic mirror 132 is focused toward the phosphor wheel 120 by the lens 133, converted into yellow fluorescence (light L2), and emitted from the phosphor wheel 120.
  • the light L2 is adjusted to parallel light by the lens 133, and then is incident on the composite mirror 132.
  • the light L1 transmitted through the opening 132H of the composite mirror 132 is focused by the lens 134, transmitted through the diffuser plate 135, and incident on the reflection mirror 136.
  • the light L1 incident on the reflection mirror 136 is reflected toward the diffuser plate 135 as light L3 (blue light) constituting white light Lw together with light L2 (yellow light).
  • the light L3 incident from the reflection mirror 136 is diffused toward the lens 134 by the diffuser plate 135, adjusted to parallel light by the lens 134, and then incident on the composite mirror 132.
  • the light L2 incident from the lens 133 is transmitted through the composite mirror 132, and the light L3 incident from the lens 134 is reflected by the composite mirror 132.
  • the light L2 (yellow light) and the light L3 (blue light) are combined and emitted as white light Lw toward the illumination optical system 20.
  • FIG. 6 is a schematic view showing an example of the configuration of a transmissive 3LCD type projector 1 that performs optical modulation by a transmissive liquid crystal panel (LCD).
  • the projector 1 includes, for example, a light source device 10, an illumination optical system 20, an image forming unit 30, and a projection optical system 40.
  • the illumination optical system 20 and the image forming unit 30 correspond to a specific example of the "image generation optical system" of the present disclosure.
  • the illumination optical system 20 includes, for example, an integrator element 1210, a polarization conversion element 1220, and a condenser lens 1230.
  • the integrator element 1210 is a first fly-eye lens 1210A having a plurality of microlenses arranged in two dimensions and a second fly having a plurality of microlenses arranged so as to correspond to each of the microlenses. Includes eye lens 1210B.
  • the light (parallel light: white light Lw) incident on the integrator element 1210 from the light source device 10 is divided into a plurality of light beams by the microlens of the first flyeye lens 1210A, and the corresponding micros in the second flyeye lens 1210B. Each image is formed on the lens.
  • Each of the microlenses of the second fly-eye lens 1210B functions as a secondary light source, and irradiates the polarization conversion element 1220 with a plurality of parallel lights having uniform brightness as incident light.
  • the integrator element 1210 has a function of adjusting the incident light emitted from the light source device 10 to the polarization conversion element 1220 into a uniform brightness distribution as a whole.
  • the polarization conversion element 1220 has a function of aligning the polarization states of incident light incident on the integrator element 1210 and the like.
  • the polarization conversion element 1220 emits light including blue light B, green light G, and red light R through, for example, a lens arranged on the exit side of the light source device 10.
  • the illumination optical system 20 further includes dichroic mirrors 1240A, 1240B, mirrors 1250A, 1250B, 1250C, relay lenses 1260A, 1260B, and field lenses 1270A, 1270B, 1270C.
  • the image forming unit 30 has liquid crystal panels 1310A, 1310B, 1310C and a dichroic prism 1320.
  • the dichroic mirrors 1240A and 1240B have the property of selectively reflecting colored light in a predetermined wavelength range and transmitting light in other wavelength ranges.
  • the dichroic mirror 1240A selectively reflects the red light R.
  • the dichroic mirror 1240B selectively reflects the green light G among the green light G and the blue light B transmitted through the dichroic mirror 1240A.
  • the remaining blue light B passes through the dichroic mirror 1240B.
  • the white light Lw emitted from the light source device 10 is separated into a plurality of colored lights R, G, and B that are different from each other.
  • the separated red light R is reflected by the mirror 1250A, parallelized by passing through the field lens 1270A, and then incident on the liquid crystal panel 1310A for modulating the red light.
  • the green light G is parallelized by passing through the field lens 1270B and then incident on the liquid crystal panel 1310B for modulating the green light.
  • the blue light B is reflected by the mirror 1250B through the relay lens 1260A, and is further reflected by the mirror 1250C through the relay lens 1260B.
  • the blue light B reflected by the mirror 1250C is parallelized by passing through the field lens 1270C and then incident on the liquid crystal panel 1310C for modulation of the blue light B.
  • the liquid crystal panels 1310A, 1310B, and 1310C are electrically connected to a signal source (for example, a PC or the like) (not shown) that supplies an image signal including image information.
  • the liquid crystal panels 1310A, 1310B, and 1310C modulate the incident light pixel by pixel based on the supplied image signals of each color, and generate a red image, a green image, and a blue image, respectively.
  • the modulated light of each color (formed image) is incident on the dichroic prism 1320 and synthesized.
  • the dichroic prism 1320 superimposes and synthesizes light of each color incident from three directions, and emits light toward the projection optical system 40.
  • the projection optical system 40 is configured to include, for example, a plurality of lenses, etc., and magnifies the light emitted from the image forming unit 30 and projects it onto the screen 50.
  • the light source device 10A of the present embodiment has a reflection unit 132A and a transmission unit 132B between the light source unit 110 and the phosphor wheel 120, and intersects the optical axis of the light L1 emitted from the light source unit 110.
  • the light source device of such a projector includes a light source for exciting the phosphor and a light source that also serves as a color light source that constitutes white light together with fluorescence emitted from the laser-excited phosphor. It has a configuration similar to that of the light source device 1000 shown in FIG.
  • the light source device 1000 includes, for example, a light source unit 11000, a wavelength conversion element 12000 (laser-excited phosphor), lenses 13100, 13400, 13600, a retardation plate 13200, a PBS dichroic mirror 13300, and a 1/4 wave plate 13500.
  • the diffuser plate 13700 and the reflection mirror 13800 are included.
  • Each member is emitted from the light source unit 11000 in the order of the lens 13100, the retardation plate 13200, the PBS dichroic mirror 13300, the 1/4 wavelength plate 13500, the lens 13600, the diffuser plate 13700, and the reflection mirror 13800 from the light source unit 11000 side. It is arranged on the optical path of the laser beam L.
  • the wavelength conversion element 12000 and the lens 13400 are arranged in the order of the lens 13400 and the wavelength conversion element 12000 in a direction orthogonal to the optical path of the laser beam L and at a position facing the PBS dichroic mirror 13300.
  • the light source device 1000 a part of the S-polarized laser light L emitted from the light source unit 11000 is converted into P-polarized light by the retardation plate 13200, and the PBS dichroic mirror 13300 converts, for example, the laser light of the S-polarized component.
  • L is reflected toward the wavelength conversion element 12000 as excitation light, and the laser light L of the P polarization component is separated as supplementary light for obtaining fluorescence and white light emitted from the wavelength conversion element 12000.
  • the fluorescence (for example, yellow light) and the supplementary light (for example, yellow light) constituting the white light are changed.
  • the light amount ratio with blue light is adjusted.
  • FIG. A configuration such as the light source device 2000 shown can be considered.
  • the light source device 2000 includes, for example, two light source units 11000A, 11000B, lenses 13100A, 13100B, 21100, 21300, 21400, and a reflection mirror 21200.
  • the two light source units 11000A and 11000B are arranged in parallel and emit laser beams La and Lb having the same polarization.
  • the laser beams La and Lb parallelized by the lenses 13100A and 13100B are combined by the lens 21100, then incident on the lens 21300, and reflected by the reflection mirror 21200 to form the lenses 21400A and 21400B. It is transmitted in order and condensed.
  • the polarizations of the light emitted from the two light sources are aligned to perform spatial synthesis. There is a need to do. Therefore, as the number of light sources increases, the size of the composite lens (lens 21100) increases, which leads to an increase in the size of the light source device.
  • the light source device 3000 includes, for example, two light source units 11000A and 11000B, lenses 13100A, 13100B and 31200, a reflection mirror 31100, and a diffuser plate 31300.
  • a light source unit 11000A that emits yellow light and a light source unit 11000B that emits blue light are arranged orthogonally, and a strip-shaped reflection mirror 31100 is arranged between them.
  • the yellow light emitted from the light source unit 1100A passes through the gap of the reflection mirror 31100, and the blue light emitted from the light source unit 1100B is reflected by the reflection mirror 31100, incident on the lens 31200, and diffused.
  • the light is collected on the plate 31300.
  • the light source device 3000 it is important to align the light source units 1100A and 1100B with the strip-shaped reflection mirror 31100, and there is a risk that eclipse may occur or the light utilization efficiency may decrease due to uneven installation of each component. was there.
  • the light source unit 110 and the phosphor wheel 120 have a reflection unit 132A and a transmission unit 132B, and the light of the light L1 emitted from the light source unit 110.
  • a composite mirror 132 that is movable in the direction intersecting the axis is arranged, and the composite mirror 132 is slid to adjust the amount of light L1 reflected on the phosphor wheel 120.
  • the light amount ratio of the yellow fluorescence (light L2) emitted from the phosphor wheel 120 and forming the white light and the blue light (light L3) serving as the supplementary light is affected by the installation variation of the parts. It is possible to adjust without.
  • an optical member having only a function as a dichroic mirror is a combined wave of the light L1 incident from the phosphor wheel 120 and the light L3 incident from the reflection mirror 136, which constitute the white light Lw. This can be done with (composite mirror 132). Further, in the composite mirror 132, the transmission portion 132B is composed of an opening 132H. Therefore, it is possible to improve the utilization efficiency of light (particularly, fluorescence (light L2)) as compared with the case where the light source device 1000 is combined with the PBS dichroic mirror 13300.
  • a projection type display device for example, projector 1 that can project a high-quality image and has high light utilization efficiency.
  • the separation of the light L1 emitted from the light source unit 110 in the composite mirror 132 is separated by the light in the opening 132H (transmissive portion 132B) of the synthetic mirror 132 and the reflecting surface (reflecting portion 132A) around the opening 132H. Since the reflection and transmission of the EL are performed, for example, the retardation plate 13200 and the 1/4 wavelength plate 13500 used in the light source device 1000 are not required. Therefore, since the light source device 10A can be configured with a small number of parts, it is possible to reduce the size and manufacturing cost of the light source device.
  • FIG. 10 schematically shows an example of the configuration of the light source device (light source device 10B) according to the second embodiment of the present disclosure.
  • the light source device 10B is used as the light source device 10 of the projection type display device (for example, the projector 1) as in the first embodiment.
  • the light source device 10B of the present embodiment has a polarization beam splitter (PBS) 137 for incident the light L1a and L1b emitted from the two light source units 110A and 110B and the two light source units 110A and 110B on the composite mirror 132. It is different from the first embodiment in that it includes.
  • PBS polarization beam splitter
  • the light source device 10B has the following configuration.
  • the two light source units 110A and 110B are arranged so as to be orthogonal to each other, and the PBS 137 is located at a position where the light L1a emitted from the light source unit 110A and the light L1b emitted from the light source unit 110B intersect. Have been placed. Further, a lens 131A is arranged between the light source unit 110A and PBS137, and a lens 131B is arranged between the light source unit 110B and PBS137.
  • the lens 131, the synthetic mirror 132, the lens 134, the diffuser plate 135, and the reflection mirror 136 are arranged in this order on the light path of the light L1a and L1b emitted from the PBS 137.
  • the phosphor wheel 120 and the lens 133 are arranged in the order of the lens 133 and the phosphor wheel 120 in a direction orthogonal to the optical path of the light L1a and L1b and at a position facing the composite mirror 132.
  • the light source unit 110A includes one or a plurality of solid-state light emitting elements 112A that emit light in a predetermined wavelength band as a light source.
  • One or more solid-state light emitting elements 112A are arranged on the pedestal portion 111A, for example, in an array.
  • 16 solid-state light emitting elements 112A are arranged on the pedestal unit 111A in a row of 4 rows and 4 columns.
  • Linearly polarized (for example, P-polarized) light L1a is emitted from the light source unit 110A.
  • the light source unit 110B includes one or a plurality of solid-state light emitting elements 112B that emit light in a predetermined wavelength band as a light source.
  • One or more solid-state light emitting elements 112B are arranged on the pedestal portion 111B, for example, in an array.
  • 16 solid-state light emitting elements 112B are arranged on the pedestal unit 111B in a row of 4 rows and 4 columns.
  • Linearly polarized (for example, S-polarized) light L1b is emitted from the light source unit 110B.
  • PBS137 is an optical element that reflects or transmits incident light for each polarization component, and corresponds to a specific example of the "second synthetic optical unit" of the present disclosure.
  • the PBS 137 can be composed of, for example, an optical functional film that reflects or transmits incident light for each polarization component and a prism that is bonded with the optical functional film interposed therebetween.
  • PBS137 has, for example, a configuration that transmits a P-polarizing component and reflects an S-polarizing component, and has, for example, two light incident surfaces (first surface S3 and second surface S4). That is, the PBS 137 transmits the P-polarized light L1a incident on the first surface S3 and reflects the S-polarized light L1b incident on the second surface S4.
  • the light L1a emitted from the light source unit 110A and the light L1b emitted from the light source unit 110B are both incident on the composite mirror 132.
  • a blue laser beam (light L1a: P-polarized light) is emitted from the light source unit 110A toward the lens 131.
  • the light L1a (P-polarized light) is adjusted to parallel light by the lens 131a and then incident on the first surface S3 of the PBS 137.
  • the light L1a (P-polarized light) incident on the first surface S3 of the PBS 137 passes through the PBS 137 and is incident on the synthetic mirror 132.
  • a blue laser beam (light L1b: S-polarized light) is emitted from the light source unit 110B toward the lens 131b.
  • the light L1b (S-polarized light) is adjusted to parallel light by the lens 131a and then incident on the second surface S4 of the PBS 137.
  • the light L1b (S-polarized light) incident on the second surface S4 of the PBS 137 is reflected by the second surface S4 of the PBS 137 and is incident on the synthetic mirror 132 together with the light L1a (P-polarized light).
  • the light L1a (P-polarized light) and the light L1b (S-polarized light) incident on the composite mirror 132 are partially reflected by the first surface S1 (reflection portion 132A) of the composite mirror 132, and a part is reflected by the opening 132H (transmission portion 132H). ) Is transparent.
  • the light L1a (P-polarized light) and the light L1b (S-polarized light) reflected by the synthetic mirror 132 are focused toward the phosphor wheel 120 by the lens 133, and yellow fluorescence (light) including P-polarized light and S-polarized light is collected. It is converted to L2) and emitted from the phosphor wheel 120.
  • the light L2 is adjusted to parallel light by the lens 133, and then is incident on the composite mirror 132.
  • the light L1a (P-polarized light) and the light L1b (S-polarized light) transmitted through the opening 132H of the composite mirror 132 are focused by the lens 134, then transmitted through the diffuser plate 135 and incident on the reflection mirror 136.
  • the light L1a (P-polarized light) and the light L1b (S-polarized light) incident on the reflection mirror 136 are reflected toward the diffuser plate 135 as blue light (light L3) constituting the white light Lw.
  • the light L3 containing the P-polarized light component and the S-polarized light component incident from the reflection mirror 136 is diffused toward the lens 134 by the diffuser plate 135, adjusted to parallel light by the lens 134, and then incident on the composite mirror 132. ..
  • the light L2 incident from the lens 133 is transmitted through the composite mirror 132, and the light L3 incident from the lens 134 is reflected by the composite mirror 132.
  • the light L2 and the light L3 containing the P-polarizing component and the S-polarizing component, respectively, are combined and emitted as white light Lw toward the illumination optical system 20.
  • the light source device 10B of the present embodiment for example, two light source units 110A and 110B are used, and the lights L1a and L1b emitted from the light source units 110A and 110B are combined with PBS137 to synthesize a composite mirror. It was made to be incident on 132. This makes it possible to provide a light source device having a higher brightness and a projector provided with the same effect as that of the first embodiment.
  • the two light source units 110A and 110B are arranged so as to be orthogonal to each other, and the light L1a emitted from the light source unit 110A and the light L1b emitted from the light source unit 110B are combined by using PBS137. Therefore, for example, the size of the light source device can be reduced as compared with the light source device 2000 shown in FIG.
  • FIG. 11 schematically shows the planar configuration of the composite mirror (composite mirror 232) according to the first modification of the present disclosure.
  • the composite mirror 132 of the first embodiment shows an example in which the transmission portion 132B is configured by the opening 132H, but the present invention is not limited to this.
  • a plurality of transmission units 232B are formed of, for example, an antireflection film, and for example, the light L1 emitted from the light source unit 110 is completely transmitted.
  • the composite mirror 232 corresponds to a specific example of the “first composite optical unit” of the present disclosure, and can be used in place of the composite mirror 132 in the first embodiment.
  • FIG. 12 schematically shows the planar configuration of the composite mirror (composite mirror 332) according to the second modification of the present disclosure.
  • a plurality of transmission portions 132B of a composite mirror for example, a composite mirror 132 have a triangular shape and all have the same shape, but the present invention is not limited to this. ..
  • the composite mirror 332 of this modification has, for example, four transmission portions 332B1 having an elliptical shape and eight substantially perfect circular transmission portions 332B2 arranged in the reflection surface (reflection portion 332A). And have.
  • FIG. 13 schematically shows the irradiation range R1 of the light L1 incident on the first surface S1 of the composite mirror 332.
  • the composite mirror 332 is, for example, as shown in FIG. 13 (A), from a state in which the irradiation range R1 of the light L1 and the transmitting portion 132B are opposed to each other, as shown in FIG. 13 (B).
  • the composite mirror 132 By sliding the composite mirror 132 in the direction of the arrow so that a part of the transmission portion 332B is removed from the irradiation range R1 of L1, the light L1 reflected by the reflection portion 132A is the same as in the first embodiment. It is possible to increase the amount of light of the light L1 and decrease the amount of light L1 transmitted through the transmitting portion 132B.
  • FIG. 14 schematically shows the irradiation range R2 of the light L3 incident on the second surface S2 of the composite mirror 332.
  • FIG. 14A represents an irradiation range R2 of the light L3 incident on the second surface S2 when the irradiation range of the light L1 on the plurality of transmitting portions 332B of the composite mirror 332 is the state of the state of FIG. 13A.
  • 14 (B) shows the irradiation range of the light L3 incident on the second surface S2 when the irradiation range of the light L1 on the plurality of transmitting portions 332B of the composite mirror 332 is the state of (B) of FIG. It represents R2.
  • the composite mirror 332 By providing the composite mirror 332 with a plurality of transmitting portions 332B having different shapes in this way, for example, the light L1 transmitted through the composite mirror 332 in the state of FIG. 13 (A) is as shown in FIG. 14 (A). In addition, since it is reflected by the composite mirror 332 in the expanded state, the F number of the light L3 becomes small. On the other hand, for example, the light L1 transmitted through the composite mirror 332 in the state of FIG. 13 (B) is reflected by the composite mirror 332 in a state narrower than that of FIG. 14 (A) as shown in FIG. 14 (B). Therefore, the F number of the optical L3 becomes large.
  • the composite mirror 132 since the composite mirror 332 having a plurality of transmission portions 332B having different shapes is used, in addition to the effect in the first embodiment, the composite mirror 132 reflects the light. It is possible to control the oblique light amount (F number) of the light L3 (blue light). As a result, the F number of the optical path of the blue light (light L3) can be matched with the F number of the optical path of the fluorescence (light L2), so that it is possible to suppress deterioration of the white balance and uniformity of the projected image. ..
  • FIG. 15 shows a schematic configuration of an example of the configuration of the projection type display device (projector 2) according to the third modification of the present disclosure.
  • the projector 2 is a reflective 3LCD type projector that performs light modulation by a reflective liquid crystal panel (LCD).
  • a light source device 10 an illumination optical system 60, an image forming unit 70, and a projection optical system 40. Is configured to include.
  • the illumination optical system 60 includes a PS converter 2210, dichroic mirrors 2220 and 2260, and total reflection mirrors 2230, 2240 and 2250 along the optical axis of the white light Lw emitted from the light source device 10.
  • the image forming unit 70 includes polarization beam splitters 2310, 2320, 2330 and a cross prism 2350 as a color synthesizing means.
  • the projection optical system 40 projects the synthetic light emitted from the cross prism 2350 toward the screen 50.
  • the PS converter 2210 functions to polarize and transmit the light from the light source device 10.
  • the S-polarized light is transmitted as it is, and the P-polarized light is converted into the S-polarized light.
  • the dichroic mirror 2220 has a function of separating the light transmitted through the PS converter 2210 into blue light B and other colored light (R, G).
  • the total reflection mirror 2230 reflects the light transmitted through the dichroic mirror 2220 toward the total reflection mirror 2250, and the total reflection mirror 2250 reflects the light reflected from the total reflection mirror 2230 toward the dichroic mirror 2260.
  • the dichroic mirror 2260 has a function of separating the light from the total reflection mirror 2250 into red light R and green light G.
  • the total reflection mirror 2240 reflects the blue light B separated by the dichroic mirror 2220 toward the polarizing beam splitter 2330.
  • the polarizing beam splitters 2310, 2320, and 2330 are arranged along the optical paths of the red light R, the green light G, and the blue light B, respectively.
  • the polarization beam splitters 2310, 2320, and 2330 have polarization separation surfaces 2310A, 2320A, and 2330A, respectively, and the polarization separation surfaces 2310A, 2320A, and 2330A separate the incident colored light into two polarization components orthogonal to each other. It has a function.
  • the polarization separation surfaces 2310A, 2320A, and 2330A reflect one polarization component (for example, S polarization component) and transmit the other polarization component (for example, P polarization component).
  • the reflective liquid crystal panels 2340R, 2340G, and 2340B are incident with the colored light of a predetermined polarization component (for example, S polarization component) separated on the polarization separation surfaces 2310A, 2320A, and 2330A.
  • the reflective liquid crystal panels 2340R, 2340G, and 2340B are driven according to a drive voltage given based on the image signal, modulate the incident light, and direct the modulated light to the polarizing beam splitters 2310, 2320, and 2330. It functions to reflect.
  • the cross prism 2350 synthesizes colored light of a predetermined polarization component (for example, P polarization component) emitted from the reflective liquid crystal panels 2340R, 2340G, 2340B and transmitted through the polarization beam splitters 2310, 2320, 2330, and directs the color light to the projection optical system 40. It emits light.
  • a predetermined polarization component for example, P polarization component
  • the projection optical system 40 is configured to include, for example, a plurality of lenses and the like, and magnifies the light emitted from the image forming unit 70 and projects it onto the screen 50.
  • the present disclosure has been described above with reference to the first and second embodiments and modifications 1 to 3, the present disclosure is not limited to the above-described embodiments and the like, and various modifications are possible.
  • devices other than the above projectors 1 and 2 may be configured.
  • a digital micromirror device DMD: Digital Micro-mirror Device.
  • Etc. can also be applied to a projector.
  • the light source devices 10A and 10B according to the present technology may be used for a device other than the projection type display device in the present technology.
  • the light source devices 10A and 10B of the present disclosure may be used for lighting purposes, and can be applied to, for example, a headlamp of an automobile or a light source for lighting up.
  • the present technology can also have the following configurations.
  • a reflecting unit that reflects a part of the emitted light emitted from the light source unit and one or a plurality of transmitting units that transmit a part of the emitted light.
  • a first synthetic optical unit having a transmitting portion and moving in a direction intersecting the optical axis of the emitted light is arranged.
  • a light source unit that emits emitted light and A wavelength conversion unit that converts the emitted light into wavelengths and emits emitted light, It is arranged between the light source unit and the wavelength conversion unit, has a reflecting unit that reflects a part of the emitted light, and one or a plurality of transmitting parts that transmit a part of the emitted light, and of the emitted light.
  • a light source device including a first synthetic optical unit that can move in the direction intersecting the optical axis.
  • the light source device according to (1) or (2), further comprising a driving unit that slides the first synthetic optical unit in a direction intersecting the optical axis of the emitted light.
  • the light source device according to any one of (1) to (3) above, wherein the light source unit has one or a plurality of solid-state light emitting elements.
  • the light source device according to (4) above, wherein the one or more transmission units face the one or more solid-state light emitting elements within the movable range of the first synthetic optical unit.
  • (6) The light source device according to (4) or (5), wherein the first synthetic optical unit has the same number of transmission units as the number of solid-state light emitting elements included in the light source unit.
  • the first synthetic optical unit according to any one of (1) to (6) above, wherein the first synthetic optical unit synthesizes and emits a part of the emitted light and the emitted light reflected by the reflecting mirror.
  • Light source device The light source device according to any one of (1) to (7) above, wherein the first synthetic optical unit is a dichroic mirror.
  • the one or a plurality of transmitting portions are formed by openings.
  • the light source device according to any one of (1) to (9) above, wherein the one or a plurality of transmitting portions has a circular shape or a polygonal shape.
  • (11) A second synthetic optical unit having a first surface and a second surface, As the light source unit, a first light source unit that emits a first emitted light that is incident on the first surface of the second synthetic optical unit as first polarized light. As the light source unit, a second light source unit that emits a second emitted light incident on the second surface of the second synthetic optical unit as a second polarized light orthogonal to the first polarized light is provided.
  • the light source device according to any one of (1) to (10) above.
  • the first emitted light having the first polarized light and the second emitted light having the second polarized light synthesized by the second combined optical unit are incident on the first synthetic optical unit.
  • Light source device and An image generation optical system that generates image light by modulating the light from the light source device based on the input video signal.
  • a projection optical system for projecting image light generated by the image generation optical system is provided.
  • the light source device is A light source unit that emits emitted light and A wavelength conversion unit that converts the emitted light into wavelengths and emits emitted light, It is arranged between the light source unit and the wavelength conversion unit, has a reflecting unit that reflects the emitted light, and one or more transmitting portions that transmit the emitted light, and has an intersecting direction with the optical axis of the emitted light.
  • a projection type display device having a first synthetic optical unit that can be moved.

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Abstract

  本開示の一実施形態の光源装置(10A)は、出射光を出射する光源部(110)と、出射光を波長変換し、発光光を出射する波長変換部(120)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させる反射部および出射光の一部を透過させる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(132)とを備える。

Description

光源装置および投射型表示装置
 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。
特開2008-209730号公報
 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の合成光学部とを備えたものである。
 本開示の一実施形態の投射型表示装置は、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。こ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光源装置および一実施形態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。
本開示の第1の実施の形態に係る光源装置の構成の一例を表す模式図である。 図1に示した蛍光体ホイールの構成の一例を表す平面模式図である。 図1に示した合成ミラーの平面構成の一例を表す模式図である。 図1に示した合成ミラーの第1面に対する出射光の照射範囲を表す模式図である。 図1に示した合成ミラーの第2面に対する青色の照射範囲を表す模式図である。 図1に示した光源装置を備えたプロジェクタの構成の一例を表す概略図である。 一般的な光源装置の構成の一例を表す模式図である。 一般的な光源装置の構成の他の例を表す模式図である。 一般的な光源装置の構成の他の例を表す模式図である。 本開示の第2の実施の形態に係る光源装置の構成の一例を表す模式図である。 変形例1に係る合成ミラーの平面構成の一例を表す模式図である。 変形例2に係る合成ミラーの平面構成の一例を表す模式図である。 図1に示した合成ミラーの第1面に対する出射光の照射範囲を表す模式図である。 図1に示した合成ミラーの第2面に対する青色光の照射範囲を表す模式図である。 図1等に示した光源装置を備えたプロジェクタの構成の他の例を表す概略図である。
 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>
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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)
 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
 を備えた光源装置。
(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)
 前記光源部は、1または複数の固体発光素子を有する、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(4)に記載の光源装置。
(6)
 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、前記(4)または(5)に記載の光源装置。
(7)
 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(6)のうちのいずれか1つに記載の光源装置。
(8)
 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(7)のうちのいずれか1つに記載の光源装置。
(9)
 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(8)のうちのいずれか1つに記載の光源装置。
(10)
 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(9)のうちのいずれか1つに記載の光源装置。
(11)
 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(10)のうちのいずれか1つに記載の光源装置。
(12)
 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(11)に記載の光源装置。
(13)
 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(11)または(12)に記載の光源装置。
(14)
 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(13)のうちのいずれか1つに記載の光源装置。
(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備え、
 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、前記出射光を反射させる反射部および前記出射光を透過させる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 (15)

  1.  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
     を備えた光源装置。
  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、請求項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、請求項1に記載の光源装置。
  4.  前記光源部は、1または複数の固体発光素子を有する、請求項1に記載の光源装置。
  5.  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4に記載の光源装置。
  6.  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、請求項4に記載の光源装置。
  7.  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。
  8.  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。
  9.  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。
  10.  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。
  11.  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。
  12.  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11に記載の光源装置。
  13.  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11に記載の光源装置。
  14.  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。
  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備え、
     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、前記出射光を反射させる反射部および前記出射光を透過させる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
     を有する投射型表示装置。
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