JP2012014972A - Light source device and projector - Google Patents
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Abstract
【課題】従来の光源装置の場合よりも固体光源の放熱をより効率よく行うことが可能であり、もって、寿命を長くすることが可能な光源装置を提供する。
【解決手段】励起光を生成する複数の固体光源34と、複数の固体光源34で生成された励起光をそれぞれ略平行化する複数のコリメーターレンズ42とを有する励起光生成部20と、励起光を所定の方向に向けて反射する励起光反射面を有する励起光反射部50と、励起光を所定の集光位置に集光する集光光学系60と、励起光から蛍光を生成する蛍光層72を有し、少なくとも蛍光を含みランバーシャン分布を有する発散光を射出する蛍光生成部70とを備える光源装置であって、励起光反射面は、発散光の光軸を含む中心部分が除去されたリング状の形状を有し、複数の固体光源34は、励起光反射面の形状に対応して、リング状に配置されていることを特徴とする光源装置10。
【選択図】図2Provided is a light source device that can dissipate a solid light source more efficiently than a conventional light source device, and can extend its life.
An excitation light generation unit having a plurality of solid light sources that generate excitation light and a plurality of collimator lenses that substantially parallelize the excitation light generated by the plurality of solid light sources, respectively. An excitation light reflecting unit 50 having an excitation light reflecting surface that reflects light in a predetermined direction, a condensing optical system 60 that condenses the excitation light at a predetermined condensing position, and fluorescence that generates fluorescence from the excitation light. A light source device having a layer 72, and a fluorescence generation unit 70 that emits divergent light having at least fluorescence and having a Lambertian distribution, wherein the excitation light reflecting surface has a central portion including the optical axis of the divergent light removed The light source device 10 has a ring shape, and the plurality of solid light sources 34 are arranged in a ring shape corresponding to the shape of the excitation light reflecting surface.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、光源装置及びプロジェクターに関する。 The present invention relates to a light source device and a projector.
従来、励起光を生成する複数の固体光源と、複数の固体光源で生成された励起光が集光される集光位置に位置し、励起光から蛍光を生成する蛍光層と、蛍光層から射出された蛍光を含む発散光を略平行化する集光光学系とを備える光源装置が知られている。また、このような照明装置を備えるプロジェクターが知られている(例えば、特許文献1参照。)。従来の光源装置によれば、複数の固体光源からの励起光が集光される集光位置に位置する蛍光層において蛍光を生成させているため、発光領域の面積を大きくすることなく光量を増大させることが可能となり、もって、光の利用効率を低下させることなく光源装置の輝度を高くすることが可能となる。 Conventionally, a plurality of solid-state light sources that generate excitation light, a fluorescent layer that is located at a condensing position where excitation light generated by the plurality of solid-state light sources is collected, and that emits fluorescence from the excitation light, and is emitted from the fluorescent layer There is known a light source device including a condensing optical system that substantially collimates divergent light including fluorescent light. Moreover, a projector provided with such an illumination device is known (for example, refer to Patent Document 1). According to the conventional light source device, since the fluorescence is generated in the fluorescent layer located at the condensing position where the excitation light from the plurality of solid state light sources is condensed, the light amount is increased without increasing the area of the light emitting region. Accordingly, the luminance of the light source device can be increased without reducing the light use efficiency.
しかしながら、従来の光源装置においては、複数の固体光源が集光光学系の周囲に配置されているため、蛍光層からの輻射熱に起因して固体光源の温度が高くなり易く、さらには、幾何学的な制約から各固体光源に適正サイズの放熱部材を配設し難いことから、固体光源からの放熱を効率よく行うことが困難となり、光源装置の寿命が短くなってしまう場合があるという問題がある。 However, in the conventional light source device, since a plurality of solid light sources are arranged around the condensing optical system, the temperature of the solid light source tends to increase due to radiant heat from the fluorescent layer. Since it is difficult to dispose a heat dissipation member of an appropriate size for each solid light source due to physical limitations, it is difficult to efficiently dissipate heat from the solid light source, and the life of the light source device may be shortened. is there.
そこで、本発明は、上記した問題を解決するためになされたもので、従来の光源装置の場合よりも固体光源の放熱をより効率よく行うことが可能であり、もって、寿命を長くすることが可能な光源装置を提供することを目的とする。また、このような光源装置を備え光源装置の寿命の長いプロジェクターを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and can dissipate a solid light source more efficiently than a conventional light source device, thereby prolonging the lifetime. An object of the present invention is to provide a possible light source device. It is another object of the present invention to provide a projector that includes such a light source device and has a long lifetime.
[1]本発明の光源装置は、励起光を生成する複数の固体光源と、前記複数の固体光源に対応して設けられ、前記複数の固体光源で生成された前記励起光をそれぞれ略平行化する複数のコリメーターレンズとを有する励起光生成部と、前記励起光生成部から射出された前記励起光を所定の方向に向けて反射する励起光反射面を有する励起光反射部と、前記励起光反射部で反射された前記励起光を所定の集光位置に集光する集光光学系と、前記集光位置の近傍に位置し、前記集光光学系により集光された前記励起光から蛍光を生成する蛍光層と、当該蛍光層における前記集光光学系の反対側に位置する反射部材とを有し、少なくとも前記蛍光を含みランバーシャン分布を有する発散光を射出する蛍光生成部とを備える光源装置であって、前記励起光反射面は、前記発散光の光軸を含む中心部分が除去されたリング状の形状を有し、前記複数の固体光源は、前記励起光反射面の形状に対応して、リング状に配置されていることを特徴とする。 [1] A light source device of the present invention is provided corresponding to a plurality of solid light sources that generate excitation light and the plurality of solid light sources, and substantially parallelizes the excitation light generated by the plurality of solid light sources. An excitation light generation unit having a plurality of collimator lenses, an excitation light reflection unit having an excitation light reflection surface that reflects the excitation light emitted from the excitation light generation unit in a predetermined direction, and the excitation A condensing optical system that condenses the excitation light reflected by the light reflecting portion at a predetermined condensing position, and the excitation light that is located near the condensing position and is condensed by the condensing optical system. A fluorescence generation unit that includes a fluorescence layer that generates fluorescence, and a reflection member that is positioned on the opposite side of the light collection optical system in the fluorescence layer, and that emits divergent light having at least the fluorescence and having a Lambertian distribution. A light source device comprising: The light reflecting surface has a ring shape from which a central portion including the optical axis of the diverging light is removed, and the plurality of solid light sources are arranged in a ring shape corresponding to the shape of the excitation light reflecting surface. It is characterized by being.
このため、本発明の光源装置によれば、励起光反射面を介して励起光生成部からの励起光を蛍光層に入射させるようにしているため、複数の固体光源を集光光学系から離して配置することができる。その結果、本発明の光源装置は、従来の光源装置の場合よりも固体光源の放熱をより効率よく行うことが可能であり、もって、寿命を長くすることが可能な光源装置となる。 For this reason, according to the light source device of the present invention, the excitation light from the excitation light generation unit is made incident on the fluorescent layer through the excitation light reflecting surface, so that the plurality of solid light sources are separated from the condensing optical system. Can be arranged. As a result, the light source device of the present invention can perform heat radiation of the solid light source more efficiently than the case of the conventional light source device, and thus becomes a light source device capable of extending the lifetime.
また、本発明の光源装置によれば、励起光反射面は、発散光の光軸を含む中心部分が除去されたリング状の形状を有するため、周辺部分よりも光量密度が高い中心部分の発散光を、そのまま光源装置から射出させることが可能となる。 In addition, according to the light source device of the present invention, the excitation light reflecting surface has a ring shape from which the central portion including the optical axis of the diverging light is removed, and thus the divergence of the central portion having a higher light density than the peripheral portion. Light can be emitted as it is from the light source device.
また、本発明の光源装置によれば、従来の光源装置と同様に、複数の固体光源からの励起光が集光される集光位置に位置する蛍光層において蛍光を生成させているため、発光領域の面積を大きくすることなく光量を増大させることが可能となり、もって、光の利用効率を低下させることなく光源装置の輝度を高くすることが可能となる。 In addition, according to the light source device of the present invention, as in the conventional light source device, the fluorescence is generated in the fluorescent layer located at the condensing position where the excitation light from the plurality of solid state light sources is collected. The amount of light can be increased without increasing the area of the region, and the luminance of the light source device can be increased without reducing the light use efficiency.
本明細書において、「リング状」とは、円形の外形形状を有する形状だけでなく、例えば、楕円形や多角形等の外形形状を有する形状のことも含み、要するに発散光の光軸を含む中心部分が除去された形状全般のことをいう。
また、発散光の光軸を含む中心部分が除去された形状であれば、一体的に構成されているものでなくてもよい。例えば、全体として円形の外形形状を有する複数の小片から構成されているものでもよい。
In this specification, the “ring shape” includes not only a shape having a circular outer shape but also a shape having an outer shape such as an ellipse or a polygon, and in short, includes an optical axis of diverging light. The general shape with the central part removed.
In addition, as long as the central portion including the optical axis of diverging light is removed, the shape may not be integrated. For example, it may be composed of a plurality of small pieces having a circular outer shape as a whole.
[2]本発明の光源装置においては、前記固体光源は、半導体レーザーからなることが好ましい。 [2] In the light source device of the present invention, the solid-state light source is preferably composed of a semiconductor laser.
半導体レーザーは小型で高出力であるため、上記のような構成とすることにより、小型で高出力な光源装置となる。
また、半導体レーザーは集光性の良いレーザー光を射出するため、上記のような構成とすることにより、励起光反射面の面積を小さくすることができることが容易となり、励起光反射部で蛍光がけられることに起因する光の利用効率の低下を抑制することが可能となる。
Since the semiconductor laser is small and has high output, the light source apparatus having a small size and high output can be obtained by adopting the above-described configuration.
In addition, since a semiconductor laser emits laser light with good light condensing properties, the configuration as described above facilitates the reduction of the area of the excitation light reflecting surface, and fluorescence is emitted from the excitation light reflecting portion. It is possible to suppress a decrease in light utilization efficiency due to the fact that the light is emitted.
[3]本発明の光源装置においては、前記固体光源は、前記励起光として青色光を生成し、前記蛍光層は、前記青色光の一部から赤色光及び緑色光を含む蛍光を生成し、前記蛍光生成部は、前記蛍光の生成に関わることなく散乱又は反射される青色光を前記蛍光とともに含む発散光を射出し、前記光源装置は、全体として白色光を射出することが好ましい。 [3] In the light source device of the present invention, the solid-state light source generates blue light as the excitation light, and the fluorescent layer generates fluorescence including red light and green light from a part of the blue light, It is preferable that the fluorescence generation unit emits divergent light including blue light that is scattered or reflected without involving the generation of the fluorescence together with the fluorescence, and the light source device emits white light as a whole.
このような構成とすることにより、青色光を生成する固体光源を用いて白色光を射出することが可能な光源装置となる。 With such a configuration, the light source device can emit white light using a solid light source that generates blue light.
[4]本発明の光源装置においては、前記励起光反射部は、一方の偏光からなる光を反射し他方の偏光からなる光を通過させる偏光ビームスプリッターからなり、前記励起光生成部から射出された前記励起光が前記一方の偏光からなる励起光として前記励起光反射部に入射するように構成されていることが好ましい。 [4] In the light source device of the present invention, the excitation light reflecting section is composed of a polarization beam splitter that reflects light composed of one polarization and transmits light composed of the other polarization, and is emitted from the excitation light generation section. It is preferable that the excitation light is configured to enter the excitation light reflecting portion as excitation light composed of the one polarized light.
励起光反射面に入射する発散光のうち、他方の偏光からなる発散光を通過させて利用することが可能となるため、上記のような構成とすることにより、励起光反射部で蛍光がけられることに起因する光の利用効率の低下を一層抑制することが可能となる。
また、励起光反射面に入射する発散光については、励起光反射部を通過する前後において色バランスが変化しないため、光源装置から射出する光の色バランスの調整を比較的容易なものとすることが可能となる。
Of the diverging light incident on the excitation light reflecting surface, the divergent light composed of the other polarized light can be passed through and used, so that the configuration described above allows fluorescence to be emitted at the excitation light reflecting unit. Accordingly, it is possible to further suppress a decrease in light utilization efficiency due to the above.
In addition, for divergent light incident on the excitation light reflecting surface, the color balance does not change before and after passing through the excitation light reflecting part, so that adjustment of the color balance of light emitted from the light source device should be relatively easy. Is possible.
[5]本発明の光源装置においては、前記励起光反射部は、前記励起光に相当する波長の光を反射し前記蛍光に相当する波長の光を通過させるダイクロイックミラーからなることが好ましい。 [5] In the light source device of the present invention, it is preferable that the excitation light reflecting section is composed of a dichroic mirror that reflects light having a wavelength corresponding to the excitation light and transmits light having a wavelength corresponding to the fluorescence.
励起光反射面に入射する発散光のうち、蛍光を通過させて利用することが可能となるため、上記のような構成とすることによっても、励起光反射部で蛍光がけられることに起因する光の利用効率の低下を一層抑制することが可能となる。
また、励起光生成部から射出され、励起光反射部に入射する励起光が偏光からなる光である必要がないため、光源装置の設計の自由度を高くすることが可能となる。
Of the diverging light incident on the excitation light reflecting surface, it is possible to use the fluorescent light by passing through it. It is possible to further suppress a decrease in the use efficiency of the.
In addition, since the excitation light emitted from the excitation light generation unit and incident on the excitation light reflection unit does not have to be polarized light, the degree of freedom in designing the light source device can be increased.
[6]本発明の光源装置においては、前記励起光反射部は、反射ミラーからなることが好ましい。 [6] In the light source device of the present invention, it is preferable that the excitation light reflecting section is formed of a reflecting mirror.
このような構成とすることにより、励起光反射部を単純な構成とするとともに、光源装置から射出する光の色バランスの調整を比較的容易なものとすることが可能となる。
なお、上記の場合、励起光反射面に入射する発散光は全てけられてしまい、光源装置から射出する光としては用いることができないが、励起光反射面における発散光の光軸を含む中心部分を十分に大きく除去することで、光源装置から射出する光として用いることができない発散光を減少させることができる。
With such a configuration, it is possible to make the excitation light reflecting section simple and to adjust the color balance of light emitted from the light source device relatively easily.
In the above case, all the diverging light incident on the excitation light reflecting surface is lost and cannot be used as light emitted from the light source device, but the central portion including the optical axis of the diverging light on the excitation light reflecting surface. By removing sufficiently large, divergent light that cannot be used as light emitted from the light source device can be reduced.
「反射ミラー」とは、いわゆる一般的な全反射ミラーであり、少なくとも励起光に相当する波長の光及び蛍光に相当する波長の光を含む、広い範囲にわたる波長の光を反射するもののことをいう。 The “reflection mirror” is a so-called general total reflection mirror, which reflects light having a wavelength in a wide range including at least light having a wavelength corresponding to excitation light and light having a wavelength corresponding to fluorescence. .
[7]本発明の光源装置においては、前記蛍光層の表面には、凹凸が形成されていることが好ましい。 [7] In the light source device of the present invention, it is preferable that irregularities are formed on the surface of the fluorescent layer.
このような構成とすることにより、蛍光層における光の拡散及び反射を促進し、発散光のランバーシャン分布をより適正なものとすることが可能となる。 By adopting such a configuration, it is possible to promote the diffusion and reflection of light in the fluorescent layer, and to make the Lambertian distribution of diverging light more appropriate.
[8]本発明の光源装置においては、前記蛍光生成部は、前記集光光学系で集光された前記励起光がデフォーカス状態で前記蛍光層に入射する位置に配置されていることが好ましい。 [8] In the light source device of the present invention, it is preferable that the fluorescence generation unit is disposed at a position where the excitation light condensed by the condensing optical system enters the fluorescent layer in a defocused state. .
このような構成とすることにより、蛍光層に過大な熱的負荷を与えることなく大きな光量の蛍光を得ることができるため、蛍光層の劣化や焼損を抑制して、一層寿命を長くすることが可能な光源装置となる。 By adopting such a configuration, it is possible to obtain a large amount of fluorescent light without giving an excessive thermal load to the fluorescent layer, thereby suppressing deterioration and burning of the fluorescent layer and extending the lifetime further. It becomes a possible light source device.
[9]本発明のプロジェクターは、本発明の光源装置を備える照明装置と、前記照明装置からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置からの変調光を投写画像として投写する投写光学系とを備えることを特徴とする。 [9] A projector according to the present invention projects an illumination device including the light source device according to the present invention, a light modulation device that modulates light from the illumination device in accordance with image information, and modulated light from the light modulation device. And a projection optical system for projecting.
本発明のプロジェクターによれば、光の利用効率を低下させることなく輝度を高くすることが可能で、かつ、寿命を長くすることが可能な本発明の光源装置を備えるため、高輝度で、かつ、光源装置の寿命の長いプロジェクターとなる。 According to the projector of the present invention, since the light source device of the present invention capable of increasing the luminance without reducing the light use efficiency and extending the lifetime, the luminance is high, and It becomes a projector with a long life of the light source device.
以下、本発明の光源装置及びプロジェクターについて、図に示す実施の形態に基づいて説明する。 Hereinafter, a light source device and a projector of the present invention will be described based on the embodiments shown in the drawings.
[実施形態1]
図1は、実施形態1に係るプロジェクター1000の光学系を示す平面図である。なお、図1においては、固体光源アレイ30、コリメーターレンズアレイ40及び励起光反射部50について、照明光軸100axと交わる平面において切断した断面図として表示している。後述する図3、図6、図8及び図9においても同様である。
図2は、実施形態1に係る光源装置10を説明するために示す図である。図2(a)は光源装置10の斜視図であり、図2(b)は固体光源アレイ30をコリメーターレンズアレイ40側から見た図であり、図2(c)は励起光反射部50の正面図である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a plan view showing an optical system of a
FIG. 2 is a diagram for explaining the
図3は、実施形態1に係る光源装置10における光の流れを説明するために示す図である。図3(a)は固体光源34で生成された励起光(青色光)が蛍光層72に到達するまでの光の流れを示す図であり、図3(b)は蛍光生成部70からの発散光(赤色光、緑色光及び青色光)が励起光反射部50に到達するまでの光の流れを示す図であり、図3(c)は図3(b)の後の光の流れを示す図である。
図4は、実施形態1における固体光源34の発光強度特性及び蛍光体の発光強度特性を示すグラフである。図4(a)は固体光源34の発光強度特性を示すグラフであり、図4(b)は蛍光層72が含有する蛍光体の発光強度特性を示すグラフである。発光強度特性とは、光源であれば電圧を印加したときに、蛍光体であれば励起光が入射したときに、どのような波長の光をどの位の強度で射出するのかという特性のことをいう。グラフの縦軸は相対発光強度を表し、発光強度が最も強い波長における発光強度を1としている。グラフの横軸は波長を表す。
FIG. 3 is a diagram for explaining the flow of light in the
FIG. 4 is a graph showing the emission intensity characteristics of the solid-
なお、各図面中において、符号Rは赤色光を示し、符号Gは緑色光を示し、符号Bは青色光を示す。また、各色光を示す符号の末尾に(p)と付くものはp偏光からなる光であり、(s)と付くものはs偏光からなる光であり、(p)及び(s)のいずれも付いていないものはp偏光とs偏光との両方からなる光である。
本明細書及び図面においては、光学系に直接関わらない構成要素(筐体や構成要素を固定するための固定具等)については記載及び図示を省略する。
In each drawing, the symbol R indicates red light, the symbol G indicates green light, and the symbol B indicates blue light. In addition, what is appended with (p) at the end of the code indicating each color light is light composed of p-polarized light, and what is appended with (s) is light composed of s-polarized light. What is not attached is light composed of both p-polarized light and s-polarized light.
In the present specification and drawings, description and illustration of components that are not directly related to the optical system (such as a housing and a fixture for fixing the components) are omitted.
実施形態1に係るプロジェクター1000は、図1に示すように、照明装置100と、色分離導光光学系200と、光変調装置としての3つの液晶光変調装置400R,400G,400Bと、クロスダイクロイックプリズム500と、投写光学系600とを備える。
As shown in FIG. 1, the
照明装置100は、光源装置10と、第1レンズアレイ120と、第2レンズアレイ130と、偏光変換素子140と、重畳レンズ150とを備える。照明装置100は、赤色光、緑色光及び青色光を含む白色光を射出する。
The
光源装置10は、図1及び図2(a)に示すように、励起光生成部20と、励起光反射部50と、集光光学系60と、蛍光生成部70とを備える。
励起光生成部20は、固体光源アレイ30と、コリメーターレンズアレイ40とを有する。
As illustrated in FIGS. 1 and 2A, the
The excitation
固体光源アレイ30は、図2(b)に示すように、基板32及び励起光として青色光を生成する24個の固体光源34を有する。固体光源アレイ30において、24個の固体光源34は、励起光反射面50の形状(後述)に対応して円形のリング状に配置されている。図2(b)においては、1つの固体光源34のみに符号を付している。
なお、本発明において固体光源の数は24個に限定されず、複数、つまり2個以上であればよい。
As shown in FIG. 2B, the solid
In the present invention, the number of solid light sources is not limited to 24, but may be plural, that is, two or more.
基板32は、固体光源34を搭載する機能を有する。詳細な説明は省略するが、基板32は、固体光源34に対する電力の供給を仲介する機能や、固体光源34で発生する熱を放熱する機能等を併せて有する。
The
固体光源34は、青色光(発光強度のピーク:約460nm、図4(a)参照。)を生成する半導体レーザーからなる。当該半導体レーザーは、図2(b)に示すように、長方形形状の発光領域を有する。半導体レーザーにおける発光領域の大きさは、例えば、長辺が8μm、短辺が2μmである。半導体レーザーとしては、発光領域の短辺方向に沿った拡がり角が、発光領域の長辺方向に沿った拡がり角の3倍以上の大きさとなる半導体レーザーを好適に用いることができる。
固体光源34は、一方の偏光からなる励起光としてs偏光からなる青色光を生成する。このため、励起光生成部20から射出された青色光は、s偏光からなる青色光として光反射部50に入射する。なお、励起光生成部から射出された励起光がs偏光からなる励起光として励起光反射部に入射するようになるためには、上記のようにs偏光からなる励起光を生成する固体光源を用いる他にも、p偏光からなる励起光を射出する固体光源とλ/2板とを用いてもよい。
The solid-
The solid
コリメーターレンズアレイ40は、図1及び図2(a)に示すように、固体光源アレイ30に近接して配置され、24個の固体光源34で生成された青色光をそれぞれ略平行化する24個のコリメーターレンズ42を有する。24個のコリメーターレンズ42は、24個の固体光源34に対応して円形のリング状に配置されている。コリメーターレンズ42は、凸面側が固体光源34側を向いている平凸レンズからなる。
なお、コリメーターレンズとしては、平面側が固体光源側を向いている平凸レンズを用いてもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2A, the
As the collimator lens, a plano-convex lens whose plane side faces the solid light source side may be used.
励起光反射部50は、図1、図2(a)及び図2(c)に示すように、励起光生成部20から射出された青色光を所定の方向に向けて反射する励起光反射面を有する。当該励起光反射面は、後述する発散光の光軸70axを含む中心部分が除去されたリング状の形状、さらに言えば一体的に構成された円形の外形形状を有する。
励起光反射部50は、s偏光からなる光を反射しp偏光からなる光を通過させる偏光ビームスプリッターからなる。なお、図2(c)において符号L(上部右側の1つにのみ表示)で示すのは、励起光生成部20からの光が入射する位置である。後述する図5(c)及び図7(b)においても同様である。
As shown in FIGS. 1, 2A, and 2C, the excitation
The excitation
集光光学系60は、励起光反射部50で反射された青色光を所定の集光位置に集光する。また、蛍光生成部70から射出された発散光を略平行化する。
集光光学系60は、図1及び図2(a)に示すように、第1レンズ62及び第2レンズ64を備える。
第1レンズ62及び第2レンズ64は、両凸レンズからなる。なお、第1レンズ及び第2レンズの形状は、上記形状に限定されるものではなく、要するに、第1レンズと第2レンズとからなる集光光学系が、励起光反射部50で反射された励起光を所定の集光位置に集光するようになる形状であればよい。また、集光光学系を構成するレンズの枚数は、1枚であってもよく、3枚以上であってもよい。
The condensing
The condensing
The
蛍光生成部70は、集光光学系60の集光位置の近傍に位置し、集光光学系60により集光された青色光の一部から蛍光を生成する蛍光層72と、蛍光層72における集光光学系60の反対側に位置する反射部材74とを有する。蛍光生成部70は、蛍光の生成に関わることなく散乱又は反射される青色光を蛍光とともに含み、ランバーシャン分布を有する発散光を射出する。図において符号70axで示すのは、当該発散光の光軸である。
蛍光生成部70は、集光光学系60で集光された青色光がデフォーカス状態で蛍光層72に入射する位置に配置されている。
The
The
蛍光層72は、YAG系蛍光体である(Y,Gd)3(Al,Ga)5O12:Ceを含有する層からなる。なお、蛍光層は、(Y,Gd)3(Al,Ga)5O12:Ce以外のYAG系蛍光体を含有する層からなるものであってもよいし、シリケート系蛍光体を含有する層からなるものであってもよいし、TAG系蛍光体を含有する層からなるものであってもよい。また、主励起光を赤色光に変換する蛍光体(例えばCaAlSiN3赤色蛍光体)と、主励起光を緑色に変換する蛍光体(例えばβサイアロン緑色蛍光体)との混合物を含有する層からなるものであってもよい。
蛍光層72は、励起光生成部20から射出された青色光の一部を赤色光(発光強度のピーク:約610nm)及び緑色光(発光強度のピーク:約550nm)を含む蛍光に変換して射出する(図4(b)参照。)。
蛍光層72の表面には、微細な凹凸が形成されている。
The
The
Fine irregularities are formed on the surface of the
反射部材74は、蛍光層72と接する側を鏡面加工したアルミニウム板からなる。なお、本発明における反射部材は上記のものに限られるものではなく、各種金属板や反射面を形成したガラス板等からなるものを用いることもでき、放熱しやすさの観点から、各種金属板からなるものを用いることが好ましい。
また、例えば蛍光層と接する側を粗面加工した後に反射面を形成することにより製造することができる、いわゆる反射性の散乱特性を有する反射部材を用いることもできる。具体例としては、蛍光層と接する側を粗面加工した光学ガラス(つまり、磨りガラス)の表面に誘電体多層膜を形成することにより製造した反射部材を用いることができる。このような構成とすることにより、反射部材においても光の拡散及び反射を促進し、発散光のランバーシャン分布をより一層適正なものとすることが可能となる。
The reflecting
In addition, for example, a reflective member having so-called reflective scattering characteristics, which can be manufactured by forming a reflective surface after roughening the side in contact with the fluorescent layer, can also be used. As a specific example, a reflective member manufactured by forming a dielectric multilayer film on the surface of optical glass (that is, polished glass) whose surface that is in contact with the fluorescent layer is roughened can be used. By adopting such a configuration, it is possible to promote the diffusion and reflection of light even in the reflecting member, and to further improve the Lambertian distribution of diverging light.
ここで、図3を用いて光源装置10における光の流れを説明する。
まず、図3(a)に示すように、24個の固体光源34で生成された青色光は、24個のコリメーターレンズ42でそれぞれ略平行化される。その後に、青色光は励起光反射部50における励起光反射面で反射され、集光光学系60で集光され、デフォーカスした状態で蛍光層72に入射する。
Here, the flow of light in the
First, as shown in FIG. 3A, the blue light generated by the 24 solid
一部の青色光は蛍光層72において赤色光及び緑色光を含む蛍光に変換され、残りの一部の青色光は蛍光の生成に関わることなく散乱又は反射され、ランバーシャン分布を有する発散光として蛍光とともに射出される。図3(b)に示すように、発散光は集光光学系60で略平行化され、励起光反射部50に入射する。この後に、図3(c)に示すように、励起光反射部50における励起光反射面に入射したp偏光からなる発散光は当該励起光反射面を通過する。一方、励起光反射部50における励起光反射面に入射したs偏光からなる発散光は、励起光生成部20側に反射され、系外に排除される。
以上が光源装置10における光の流れとなる。
A part of the blue light is converted into fluorescence including red light and green light in the
The above is the flow of light in the
第1レンズアレイ120は、図1に示すように、光源装置10からの光を複数の部分光束に分割するための複数の第1小レンズ122を有する。第1レンズアレイ120は、光源装置10からの光を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子としての機能を有し、複数の第1小レンズ122が照明光軸100axと直交する面内に複数行・複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。図示による説明は省略するが、第1小レンズ122の外形形状は、液晶光変調装置400R,400G,400Bの画像形成領域の外形形状に関して略相似形である。
As shown in FIG. 1, the
第2レンズアレイ130は、第1レンズアレイ120の複数の第1小レンズ122に対応する複数の第2小レンズ132を有する。第2レンズアレイ130は、重畳レンズ150とともに、第1レンズアレイ120の各第1小レンズ122の像を液晶光変調装置400R,400G,400Bの画像形成領域近傍に結像させる機能を有する。第2レンズアレイ130は、複数の第2小レンズ132が照明光軸100axに直交する面内に複数行・複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。
The
偏光変換素子140は、第1レンズアレイ120により分割された各部分光束の偏光方向を、偏光方向の揃った略1種類の直線偏光光として射出する偏光変換素子である。
偏光変換素子140は、光源装置10からの光に含まれる偏光成分のうち他方の直線偏光成分をそのまま透過し、一方の直線偏光成分を照明光軸100axに垂直な方向に反射する偏光分離層と、偏光分離層で反射された一方の直線偏光成分を照明光軸100axに平行な方向に反射する反射層と、反射層で反射された一方の直線偏光成分を他方の直線偏光成分に変換する位相差板とを有している。
The
The
重畳レンズ150は、偏光変換素子140からの各部分光束を被照明領域で重畳させる。重畳レンズ150は、当該部分光束を集光して液晶光変調装置400R,400Gの画像形成領域近傍に重畳させるための光学素子である。重畳レンズ150の光軸と照明装置100の光軸とが略一致するように、重畳レンズ150が配置されている。なお、重畳レンズ150は、複数のレンズを組み合わせた複合レンズで構成されていてもよい。第1レンズアレイ120、第2レンズアレイ130及び重畳レンズ150は、レンズインテグレーター光学系として、光源装置10からの光をより均一にするインテグレーター光学系を構成する。
なお、レンズインテグレーター光学系の代わりにインテグレーターロッドを備えるロッドインテグレーター光学系を用いることもできる。
The superimposing
Note that a rod integrator optical system including an integrator rod can be used instead of the lens integrator optical system.
色分離導光光学系200は、ダイクロイックミラー210,220、反射ミラー230,240,250及びリレーレンズ260,270を備える。色分離導光光学系200は、照明装置100からの光を赤色光、緑色光及び青色光に分離し、赤色光、緑色光及び青色光のそれぞれの色光を照明対象となる液晶光変調装置400R,400G,400Bに導光する機能を有する。
色分離導光光学系200と、液晶光変調装置400R,400G,400Bとの間には、集光レンズ300R,300G,300Bが配置されている。
The color separation light guide
Condensing
ダイクロイックミラー210,220は、基板上に、所定の波長領域の光を反射して、他の波長領域の光を通過させる波長選択透過膜が形成されたミラーである。
ダイクロイックミラー210は、赤色光成分を反射して、緑色光及び青色光成分を通過させるダイクロイックミラーである。
ダイクロイックミラー220は、緑色光成分を反射して、青色光成分を通過させるダイクロイックミラーである。
反射ミラー230は、赤色光成分を反射する反射ミラーである。
反射ミラー240,250は青色光成分を反射する反射ミラーである。
The dichroic mirrors 210 and 220 are mirrors in which a wavelength selective transmission film that reflects light in a predetermined wavelength region and passes light in other wavelength regions is formed on a substrate.
The
The
The
The reflection mirrors 240 and 250 are reflection mirrors that reflect blue light components.
ダイクロイックミラー210で反射された赤色光は、反射ミラー230で反射され、集光レンズ300Rを通過して赤色光用の液晶光変調装置400Rの画像形成領域に入射する。
ダイクロイックミラー210を通過した緑色光は、ダイクロイックミラー220で反射され、集光レンズ300Gを通過して緑色光用の液晶光変調装置400Gの画像形成領域に入射する。
ダイクロイックミラー220を通過した青色光は、リレーレンズ260、入射側の反射ミラー240、リレーレンズ270、射出側の反射ミラー250、集光レンズ300Bを経て青色光用の液晶光変調装置400Bの画像形成領域に入射する。リレーレンズ260,270及び反射ミラー240,250は、ダイクロイックミラー220を透過した青色光成分を液晶光変調装置400Bまで導く機能を有する。
The red light reflected by the
The green light that has passed through the
The blue light that has passed through the
なお、青色光の光路にこのようなリレーレンズ260,270が設けられているのは、青色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。実施形態1に係るプロジェクター1000においては、青色光の光路の長さが長いのでこのような構成とされているが、赤色光の光路の長さを長くして、リレーレンズ260,270及び反射ミラー240,250を赤色光の光路に用いる構成も考えられる。
The reason why such a
液晶光変調装置400R,400G,400Bは、入射された色光を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものであり、照明装置100の照明対象となる。なお、図示を省略したが、各集光レンズ300R,300G,300Bと各液晶光変調装置400R,400G,400Bとの間には、それぞれ入射側偏光板が介在配置され、各液晶光変調装置400R,400G,400Bとクロスダイクロイックプリズム500との間には、それぞれ射出側偏光板が介在配置される。これら入射側偏光板、液晶光変調装置400R,400G,400B及び射出側偏光板によって、入射された各色光の光変調が行われる。
液晶光変調装置400R,400G,400Bは、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶を密閉封入した透過型の液晶光変調装置であり、例えば、ポリシリコンTFTをスイッチング素子として、与えられた画像信号に応じて、入射側偏光板から射出された1種類の直線偏光の偏光方向を変調する。
The liquid crystal
The liquid
クロスダイクロイックプリズム500は、射出側偏光板から射出された色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム500は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた略X字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。略X字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の界面に形成された誘電体多層膜は、青色光を反射するものである。これらの誘電体多層膜によって赤色光及び青色光は曲折され、緑色光の進行方向と揃えられることにより、3つの色光が合成される。
The cross
クロスダイクロイックプリズム500から射出されたカラー画像は、投写光学系600によって拡大投写され、スクリーンSCR上で画像を形成する。
The color image emitted from the cross
次に、実施形態1に係る光源装置10及びプロジェクター1000の効果を説明する。
Next, effects of the
実施形態1に係る光源装置10によれば、励起光反射面を介して励起光生成部20からの励起光(青色光)を蛍光層72に入射させるようにしているため、複数の固体光源34を集光光学系60から離して配置することができる。その結果、実施形態1に係る光源装置10は、従来の光源装置の場合よりも固体光源の放熱をより効率よく行うことが可能であり、もって、寿命を長くすることが可能な光源装置となる。
According to the
また、実施形態1に係る光源装置10によれば、励起光反射面は、発散光の光軸を含む中心部分が除去されたリング状の形状を有するため、周辺部分よりも光量密度が高い中心部分の発散光を、そのまま光源装置から射出させることが可能となる。
Further, according to the
また、実施形態1に係る光源装置10によれば、従来の光源装置と同様に、複数の固体光源34からの励起光が集光される集光位置に位置する蛍光層72において蛍光(赤色光及び緑色光)を生成させているため、発光領域の面積を大きくすることなく光量を増大させることが可能となり、もって、光の利用効率を低下させることなく光源装置の輝度を高くすることが可能となる。
Further, according to the
また、実施形態1に係る光源装置10によれば、固体光源34が半導体レーザーからなるため、小型で高出力な光源装置となる。また、半導体レーザーは集光性の良いレーザー光を射出するため、励起光反射面の面積を小さくすることができることが容易となり、励起光反射部50で蛍光がけられることに起因する光の利用効率の低下を抑制することが可能となる。
Further, according to the
また、実施形態1に係る光源装置10によれば、青色光を生成する固体光源34を用いて白色光を射出することが可能な光源装置となる。
The
また、実施形態1に係る光源装置10によれば、励起光反射部50がs偏光からなる光を反射しp偏光からなる光を通過させる偏光ビームスプリッターからなり、励起光生成部20から射出された励起光がs偏光からなる励起光として励起光反射部50に入射するように構成されているため、励起光反射部50で蛍光がけられることに起因する光の利用効率の低下を一層抑制することが可能となる。また、励起光反射面に入射する発散光については、励起光反射部50を通過する前後において色バランスが変化しないため、光源装置から射出する光の色バランスの調整を比較的容易なものとすることが可能となる。
Further, according to the
また、実施形態1に係る光源装置10によれば、蛍光層72の表面には凹凸が形成されているため、蛍光層72における光の拡散及び反射を促進し、発散光のランバーシャン分布をより適正なものとすることが可能となる。
Further, according to the
また、実施形態1に係る光源装置10によれば、蛍光生成部70は、集光光学系60で集光された励起光がデフォーカス状態で蛍光層72に入射する位置に配置されているため、蛍光層72に過大な熱的負荷を与えることなく大きな光量の蛍光を得ることができ、蛍光層の劣化や焼損を抑制して、一層寿命を長くすることが可能な光源装置となる。
Further, according to the
実施形態1に係るプロジェクター1000によれば、光の利用効率を低下させることなく輝度を高くすることが可能で、かつ、寿命を長くすることが可能な光源装置10を備えるため、高輝度で、かつ、光源装置の寿命の長いプロジェクターとなる。
According to the
[実施形態2]
図5は、実施形態2に係る光源装置12を説明するために示す図である。図5(a)は光源装置12の斜視図であり、図5(b)は固体光源アレイ31を蛍光生成部70側から見た図であり、図5(c)は励起光反射部52を蛍光生成部70側から見た図である。
図6は、実施形態2に係る光源装置12における光の流れを説明するために示す図である。図6(a)は固体光源34で生成された青色光が蛍光層72に到達するまでの光の流れを示す図であり、図6(b)は蛍光生成部70からの発散光が励起光反射部52に到達するまでの光の流れを示す図であり、図6(c)は図6(b)の後の光の流れを示す図である。
[Embodiment 2]
FIG. 5 is a diagram for explaining the
FIG. 6 is a diagram for explaining the flow of light in the
実施形態2に係る光源装置12は、基本的には実施形態1に係る光源装置10と同様の構成を有するが、励起光生成部及び励起光反射部の構成が実施形態1に係る光源装置10の場合とは異なる。すなわち、実施形態2に係る光源装置12においては、図5及び図6に示すように、実施形態1における励起光生成部20とは異なる方向(いわゆる内側方向)に光を射出する励起光生成部22の内側に、励起光反射部52が配置されている。
The
以下、実施形態2に係る光源装置12の構成を詳しく説明する。なお、集光光学系60及び蛍光生成部70については、実施形態1と同様の構成を有するものであるため、説明を省略する。
Hereinafter, the configuration of the
励起光生成部22は、固体光源アレイ31と、コリメーターレンズアレイ41とを有する。
固体光源アレイ31は、図5(b)及び図6に示すように、基板36及び24個の固体光源34を有する。固体光源アレイ30において、24個の固体光源34は、励起光反射面53の形状(図5(a)参照。)に対応して円形のリング状で、かつ、内側方向に青色光を射出する(図6(a)参照。)ように配置されている。
基板36は、形状以外は実施形態1における基板32と同様の構成を有する。
固体光源34は、実施形態1における固体光源34と同様の構成を有する。
The excitation
The solid
The
The solid
コリメーターレンズアレイ41は、図5(a)及び図6に示すように、24個の固体光源34で生成された青色光をそれぞれ略平行化する24個のコリメーターレンズ42を有する。24個のコリメーターレンズ42は、24個の固体光源34に対応して円形のリング状で、かつ、凸面側が固体光源34側を向くように配置されている。
As shown in FIGS. 5A and 6, the
励起光反射部52は、図5(a)、図5(c)及び図6に示すように、励起光生成部22から射出された青色光を所定の方向に向けて反射する24面の励起光反射面53を有する。当該励起光反射面53は、全体として、発散光の光軸70axを含む中心部分が除去されたリング状の形状、さらに言えば略円形の輪郭を有する形状からなる。
励起光反射部52は、24面の励起光反射面53が、それぞれ対応する励起光生成部22から射出されたs偏光からなる励起光を反射するように構成されている偏光ビームスプリッターからなる。
As shown in FIGS. 5 (a), 5 (c), and 6, the excitation
The excitation
上記のように、実施形態2に係る光源装置12は、励起光生成部及び励起光反射部の構成が実施形態1に係る光源装置10の場合とは異なるが、実施形態1に係る光源装置10と同様に、励起光反射面53を介して励起光生成部22からの励起光(青色光)を蛍光層72に入射させるようにしているため、複数の固体光源34を集光光学系60から離して配置することができ、その結果、実施形態2に係る光源装置12も、従来の光源装置の場合よりも固体光源の放熱をより効率よく行うことが可能であり、もって、寿命を長くすることが可能な光源装置となる。
As described above, the
なお、実施形態2に係る光源装置12は、励起光生成部及び励起光反射部の構成が実施形態1に係る光源装置10と異なる以外は、実施形態1に係る光源装置10と同様の構成を有し、実施形態1に係る光源装置10が有する効果をそのまま有する。
The
以上、本発明を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の様態において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on said embodiment, this invention is not limited to said embodiment. The present invention can be carried out in various modes without departing from the spirit thereof, and for example, the following modifications are possible.
(1)上記各実施形態においては、一体的に構成されている励起光反射部を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。図7は、変形例1に係る光源装置14を説明するために示す図である。図7(a)は光源装置14の斜視図であり、図7(b)は複数の励起光反射部小片55(上部の1つのみに符号を表示)からなる励起光反射部54を蛍光生成部70側から見た図である。励起光反射部小片55は、形状以外は実施形態1における励起光反射部50と同様の構成を有する。例えば、図7に示すように、全体として円形の外形形状を有する複数の小片(励起光反射部小片55)から構成されている励起光反射部を用いてもよい。
(1) In each of the above embodiments, the excitation light reflecting portion that is integrally formed is used, but the present invention is not limited to this. FIG. 7 is a view for explaining the
(2)上記各実施形態においては、偏光ビームスプリッターからなる励起光反射部を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。図8は、変形例2に係る光源装置16における光の流れを説明するために示す図である。図8(a)は固体光源34で生成された青色光が蛍光層72に到達するまでの光の流れを示す図であり、図8(b)は蛍光生成部70からの発散光が励起光反射部56に到達するまでの光の流れを示す図であり、図8(c)は図8(b)の後の光の流れを示す図である。変形例2に係る光源装置16は、励起光(青色光)に相当する波長の光を反射し蛍光(赤色光及び緑色光)に相当する波長の光を通過させるダイクロイックミラーからなる励起光反射部56を用いていること以外は実施形態1に係る光源装置10と同様の構成を有する。本発明の光源装置においては、例えば、図8に示すように、励起光に相当する波長の光を反射し蛍光に相当する波長の光を通過させるダイクロイックミラーからなる励起光反射部を用いてもよい。このような構成とすることによっても、励起光反射部で蛍光がけられることに起因する光の利用効率の低下を一層抑制することが可能となる。また、励起光生成部から射出され、励起光反射部に入射する励起光が偏光からなる光である必要がないため、光源装置の設計の自由度を高くすることが可能となる。
(2) In each of the above-described embodiments, the excitation light reflecting section formed of a polarization beam splitter is used. However, the present invention is not limited to this. FIG. 8 is a view for explaining the flow of light in the
(3)上記各実施形態においては、偏光ビームスプリッターからなる励起光反射部を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。図9は、変形例3に係る光源装置18における光の流れを説明するために示す図である。図9(a)は固体光源34で生成された青色光が蛍光層72に到達するまでの光の流れを示す図であり、図9(b)は蛍光生成部70からの発散光が励起光反射部58に到達するまでの光の流れを示す図であり、図9(c)は図9(b)の後の光の流れを示す図である。変形例3に係る光源装置18は、反射ミラーからなる励起光反射部58を用いていること以外は実施形態1に係る光源装置10と同様の構成を有する。本発明の光源装置においては、例えば、図9に示すように、反射ミラーからなる励起光反射部を用いてもよい。このような構成とすることにより、励起光反射部を単純な構成とするとともに、光源装置から射出する光の色バランスの調整を比較的容易なものとすることが可能となる。
(3) In each of the above-described embodiments, the excitation light reflecting section formed of a polarization beam splitter is used. However, the present invention is not limited to this. FIG. 9 is a view for explaining the flow of light in the
(4)上記各実施形態においては、励起光として青色光を生成する固体光源34、青色光の一部から赤色光及び緑色光を含む蛍光を生成する蛍光層72及び蛍光の生成に関わることなく散乱又は反射される青色光を蛍光とともに含む発散光を射出する蛍光生成部70を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、励起光として紫色光又は紫外光を生成する固体光源、紫色光又は紫外光から赤色光、緑色光及び青色光を含む色光を生成する蛍光層及び蛍光のみを含む発散光を射出する蛍光生成部を用いてもよい。また、上記各実施形態においては、光源装置は全体として白色光を射出するように構成されているが、本発明はこれに限定されるものではない。光源装置は白色光以外の光を射出するように構成されていてもよい。
(4) In each of the above embodiments, the solid-
(5)上記各実施形態においては、発光強度のピークが約460nmの青色光を生成する半導体レーザーからなる固体光源34を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、発光強度のピークが440nm〜450nmの青色光を生成する半導体レーザーからなる固体光源を用いてもよい。このような構成とすることにより、蛍光体において、青色光から蛍光を生成する効率を向上させることが可能となる。
(5) In each of the above embodiments, the solid
(6)上記各実施形態においては、半導体レーザーからなる固体光源34を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、発光ダイオードからなる固体光源を用いてもよい。
(6) In each of the above embodiments, the solid
(7)上記各実施形態においては、一方の偏光としてs偏光を用い、他方の偏光としてp偏光を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。一方の偏光としてp偏光を用い、他方の偏光としてs偏光を用いてもよい。 (7) In each of the above embodiments, s-polarized light is used as one polarized light and p-polarized light is used as the other polarized light. However, the present invention is not limited to this. It is also possible to use p-polarized light as one polarized light and s-polarized light as the other polarized light.
(8)上記各実施形態においては、固体光源アレイ30の構成要素である複数の固体光源34を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、それぞれ独立に配置された複数の固体光源を用いてもよい。
(8) In each of the above embodiments, the plurality of solid
(9)上記各実施形態においては、コリメーターレンズアレイ40の構成要素である複数のコリメーターレンズ42を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、それぞれ独立に配置された複数のコリメーターレンズを用いてもよい。
(9) In each of the above embodiments, the plurality of
(10)上記実施形態1においては、透過型のプロジェクターを用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、反射型のプロジェクターを用いてもよい。ここで、「透過型」とは、透過型の液晶表示装置等のように光変調手段としての光変調装置が光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは、反射型の液晶表示装置等のように光変調手段としての光変調装置が光を反射するタイプであることを意味している。反射型のプロジェクターにこの発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクターと同様の効果を得ることができる。 (10) Although the transmissive projector is used in the first embodiment, the present invention is not limited to this. For example, a reflective projector may be used. Here, “transmission type” means that a light modulation device as a light modulation means such as a transmission type liquid crystal display device transmits light, and “reflection type” This means that the light modulation device as the light modulation means, such as a reflective liquid crystal display device, is a type that reflects light. Even when the present invention is applied to a reflective projector, the same effect as that of a transmissive projector can be obtained.
(11)上記実施形態1においては、プロジェクターの光変調装置として液晶光変調装置を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。光変調装置としては、一般に、画像情報に応じて入射光を変調するものであればよく、マイクロミラー型光変調装置等を用いてもよい。マイクロミラー型光変調装置としては、例えば、DMD(デジタルマイクロミラーデバイス)(TI社の商標)を用いることができる。 (11) In the first embodiment, the liquid crystal light modulation device is used as the light modulation device of the projector, but the present invention is not limited to this. In general, the light modulation device only needs to modulate incident light according to image information, and a micromirror light modulation device or the like may be used. For example, a DMD (digital micromirror device) (trademark of TI) can be used as the micromirror light modulator.
(12)上記実施形態1においては、3つの液晶光変調装置を用いたプロジェクターを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。1つ、2つ又は4つ以上の液晶光変調装置を用いたプロジェクターにも適用可能である。 (12) In the first embodiment, a projector using three liquid crystal light modulation devices has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to a projector using one, two, four or more liquid crystal light modulation devices.
(13)本発明は、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクターに適用する場合にも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクターに適用する場合にも可能である。 (13) The present invention can be applied to a rear projection type projector that projects from a side opposite to the side that observes the projected image, even when applied to a front projection type projector that projects from the side that observes the projected image. Is also possible.
(14)上記各実施形態においては、本発明の光源装置をプロジェクターに適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明の光源装置を他の光学機器(例えば、光ディスク装置、自動車のヘッドランプ、照明機器等。)に適用することもできる。 (14) In each of the above embodiments, the example in which the light source device of the present invention is applied to a projector has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the light source device of the present invention can also be applied to other optical devices (for example, an optical disk device, an automobile headlamp, a lighting device, etc.).
10,12,14,16,18…光源装置、20,22…励起光生成部、30,31…固体光源アレイ、32,36…基板、34…固体光源、40,41…コリメーターレンズアレイ、42…コリメーターレンズ、50,52,54,56,58…励起光反射部、53…励起光反射面、55…励起光反射部小片、60…集光光学系、62…第1レンズ、64…第2レンズ、70…蛍光生成部、70ax…発散光の光軸、72…蛍光層、74…反射部材、100…照明装置、100ax…照明光軸、120…第1レンズアレイ、122…第1小レンズ、130…第2レンズアレイ、132…第2小レンズ、140…偏光変換素子、150…重畳レンズ、200…色分離導光光学系、210,220…ダイクロイックミラー、230,240,250…反射ミラー、260,270…リレーレンズ、300R,300G,300B…集光レンズ、400R,400G,400B…液晶光変調装置、500…クロスダイクロイックプリズム、600…投写光学系、1000…プロジェクター、SCR…スクリーン
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記励起光生成部から射出された前記励起光を所定の方向に向けて反射する励起光反射面を有する励起光反射部と、
前記励起光反射部で反射された前記励起光を所定の集光位置に集光する集光光学系と、
前記集光位置の近傍に位置し、前記集光光学系により集光された前記励起光から蛍光を生成する蛍光層と、当該蛍光層における前記集光光学系の反対側に位置する反射部材とを有し、少なくとも前記蛍光を含みランバーシャン分布を有する発散光を射出する蛍光生成部とを備える光源装置であって、
前記励起光反射面は、前記発散光の光軸を含む中心部分が除去されたリング状の形状を有し、
前記複数の固体光源は、前記励起光反射面の形状に対応して、リング状に配置されていることを特徴とする光源装置。 Excitation having a plurality of solid-state light sources that generate excitation light and a plurality of collimator lenses that are provided corresponding to the plurality of solid-state light sources and substantially parallelize the excitation light generated by the plurality of solid-state light sources, respectively. A light generator;
An excitation light reflection unit having an excitation light reflection surface that reflects the excitation light emitted from the excitation light generation unit in a predetermined direction;
A condensing optical system for condensing the excitation light reflected by the excitation light reflecting portion at a predetermined condensing position;
A fluorescent layer located in the vicinity of the condensing position and generating fluorescence from the excitation light condensed by the condensing optical system; and a reflecting member located on the opposite side of the condensing optical system in the fluorescent layer; A fluorescence generation unit that emits divergent light having at least the fluorescence and having a Lambertian distribution,
The excitation light reflecting surface has a ring shape from which a central portion including the optical axis of the diverging light is removed,
The plurality of solid-state light sources are arranged in a ring shape corresponding to the shape of the excitation light reflecting surface.
前記固体光源は、半導体レーザーからなることを特徴とする光源装置。 The light source device according to claim 1,
The solid-state light source comprises a semiconductor laser.
前記固体光源は、前記励起光として青色光を生成し、
前記蛍光層は、前記青色光の一部から赤色光及び緑色光を含む蛍光を生成し、
前記蛍光生成部は、前記蛍光の生成に関わることなく散乱又は反射される青色光を前記蛍光とともに含む発散光を射出し、
前記光源装置は、全体として白色光を射出することを特徴とする光源装置。 The light source device according to claim 1 or 2,
The solid-state light source generates blue light as the excitation light,
The fluorescent layer generates fluorescence including red light and green light from a part of the blue light,
The fluorescence generation unit emits divergent light including blue light that is scattered or reflected without being involved in the generation of the fluorescence together with the fluorescence,
The light source device emits white light as a whole.
前記励起光反射部は、一方の偏光からなる光を反射し他方の偏光からなる光を通過させる偏光ビームスプリッターからなり、
前記励起光生成部から射出された前記励起光が前記一方の偏光からなる励起光として前記励起光反射部に入射するように構成されていることを特徴とする光源装置。 In the light source device in any one of Claims 1-3,
The excitation light reflecting unit is composed of a polarization beam splitter that reflects light composed of one polarized light and transmits light composed of the other polarized light,
The light source device, wherein the excitation light emitted from the excitation light generation unit is configured to enter the excitation light reflection unit as excitation light composed of the one polarized light.
前記励起光反射部は、前記励起光に相当する波長の光を反射し前記蛍光に相当する波長の光を通過させるダイクロイックミラーからなることを特徴とする光源装置。 In the light source device in any one of Claims 1-3,
The light source device according to claim 1, wherein the excitation light reflecting section is formed of a dichroic mirror that reflects light having a wavelength corresponding to the excitation light and transmits light having a wavelength corresponding to the fluorescence.
前記励起光反射部は、反射ミラーからなることを特徴とする光源装置。 In the light source device in any one of Claims 1-3,
The light source device, wherein the excitation light reflecting portion is composed of a reflecting mirror.
前記蛍光層の表面には、凹凸が形成されていることを特徴とする光源装置。 In the light source device according to any one of claims 1 to 5,
An unevenness is formed on the surface of the fluorescent layer.
前記蛍光生成部は、前記集光光学系で集光された前記励起光がデフォーカス状態で前記蛍光層に入射する位置に配置されていることを特徴とする光源装置。 In the light source device in any one of Claims 1-6,
The light source device, wherein the fluorescence generation unit is disposed at a position where the excitation light condensed by the condensing optical system enters the fluorescent layer in a defocused state.
前記照明装置からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置からの変調光を投写画像として投写する投写光学系とを備えることを特徴とするプロジェクター。 A lighting device comprising the light source device according to any one of claims 1 to 7,
A light modulation device that modulates light from the illumination device according to image information;
A projector comprising: a projection optical system that projects the modulated light from the light modulation device as a projection image.
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