JP2012013977A - 光源装置及びプロジェクター - Google Patents
光源装置及びプロジェクター Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012013977A JP2012013977A JP2010150830A JP2010150830A JP2012013977A JP 2012013977 A JP2012013977 A JP 2012013977A JP 2010150830 A JP2010150830 A JP 2010150830A JP 2010150830 A JP2010150830 A JP 2010150830A JP 2012013977 A JP2012013977 A JP 2012013977A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- excitation light
- light
- light source
- fluorescence
- source device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Abstract
【課題】蛍光の生成に関わることなく散乱又は反射された未利用励起光を有効利用することで励起光の利用効率を高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を有する固体光源アレイ30及びコリメーターレンズアレイ40を有する励起光生成部20と、励起光を反射する第1励起光反射面52を有する第1励起光反射部50と、集光光学系60と、励起光から蛍光を生成する蛍光層72を有する蛍光生成部70とを備え、第1励起光反射部50は、蛍光生成部70で生成された蛍光を通過させる光源装置であって、蛍光生成部70へ向かう励起光を遮らない位置に配置され、蛍光生成部70で生成された蛍光を通過させるとともに未利用励起光を蛍光層72に向けて反射する第2励起光反射面82を有する第2励起光反射部80をさらに備えることを特徴とする光源装置10。
【選択図】図2
【解決手段】励起光を生成する複数の固体光源を有する固体光源アレイ30及びコリメーターレンズアレイ40を有する励起光生成部20と、励起光を反射する第1励起光反射面52を有する第1励起光反射部50と、集光光学系60と、励起光から蛍光を生成する蛍光層72を有する蛍光生成部70とを備え、第1励起光反射部50は、蛍光生成部70で生成された蛍光を通過させる光源装置であって、蛍光生成部70へ向かう励起光を遮らない位置に配置され、蛍光生成部70で生成された蛍光を通過させるとともに未利用励起光を蛍光層72に向けて反射する第2励起光反射面82を有する第2励起光反射部80をさらに備えることを特徴とする光源装置10。
【選択図】図2
Description
本発明は、光源装置及びプロジェクターに関する。
従来、特定波長の励起光を生成する固体光源と、固体光源で生成された励起光から所望の色光を蛍光として生成する蛍光層を有する蛍光生成部とを備える光源装置が知られている。また、このような光源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、特定波長の励起光を生成する固体光源を用いて所望の色光を得ることが可能となる。
しかしながら、従来の光源装置においては、蛍光層に入射される励起光のうち、蛍光の生成に関わることなく散乱又は反射される未利用励起光が存在し、このような未利用励起光の存在に起因して、励起光の利用効率を高くすることが困難であるという問題がある。
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、上記した未利用励起光を有効利用することで励起光の利用効率を高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、従来のプロジェクターよりも高輝度化が可能なプロジェクターを提供することを目的とする。
[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を有する固体光源アレイと、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を有するコリメーターレンズアレイ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第1励起光反射面を有する第1励起光反射部と、前記第1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、前記集光光学系で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する蛍光生成部とを備え、前記第1励起光反射部は、前記蛍光生成部で生成された前記蛍光のうち少なくとも一部を通過させる光源装置であって、前記第1励起光反射部から前記蛍光生成部へと向かう前記励起光を遮らない位置に配置され、前記蛍光生成部で生成された前記蛍光を通過させるとともに前記蛍光生成部において前記蛍光の生成に関わることなく散乱又は反射された前記励起光の全部又は一部を前記蛍光層に向けて反射する第2励起光反射面を有する第2励起光反射部をさらに備えることを特徴とする。
このため、本発明の光源装置によれば、蛍光の生成に関わることなく散乱又は反射された未利用励起光の全部又は一部を蛍光層に向けて反射する第2励起光反射面を備えるため、蛍光層は上記した未利用励起光からも蛍光を生成することができるようになる。その結果、本発明の光源装置は、上記した未利用励起光を有効利用することで励起光の利用効率を高くすることが可能な光源装置となる。
また、本発明の光源装置によれば、複数の固体光源で生成された励起光を集めて蛍光を生成するようにしているため、各固体光源に過大な熱的負荷を与えることなく光源装置を一層高輝度化することが可能となる。
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、特定波長の励起光を生成する固体光源を用いて所望の色光を得ることが可能となる。
なお、本発明の光源装置においては、第1励起光反射部から蛍光生成部へと向かう励起光を遮らない位置に第2励起光反射部が配置されているため、第2励起光反射部の存在に起因して、励起光の利用効率を低下させてしまうこともない。
また、第2励起光反射部は蛍光生成部で生成された蛍光を通過させるため、第2励起光反射部の存在に起因して、蛍光生成部から取り出せる蛍光の光量を減少させてしまうこともない。
また、第2励起光反射部は蛍光生成部で生成された蛍光を通過させるため、第2励起光反射部の存在に起因して、蛍光生成部から取り出せる蛍光の光量を減少させてしまうこともない。
[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。
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、励起光を遮らない位置に第2励起光反射部を適正に配置することが容易になり、第2励起光反射部を設けることに起因して励起光の利用効率を低下させることがなくなる。
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、励起光を遮らない位置に第2励起光反射部を適正に配置することが容易になり、第2励起光反射部を設けることに起因して励起光の利用効率を低下させることがなくなる。
なお、半導体レーザーは、発光領域の長辺が、発光領域の短辺の3倍以上の長さであることが好ましい。
また、半導体レーザーは、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ことが好ましい。
また、半導体レーザーは、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ことが好ましい。
[3]本発明の光源装置においては、前記固体光源アレイにおいては、前記複数の固体光源がマトリクス状に配置され、前記第1励起光反射部は、前記第1励起光反射面としてストライプ状に形成された複数の第1励起光反射面を有し、前記第2励起光反射部は、前記第2励起光反射面としてストライプ状に形成された複数の第2励起光反射面を有し、前記第1励起光反射部及び前記第2励起光反射部は、前記蛍光生成部から前記第1励起光反射部及び前記第2励起光反射部を見たとき、前記第1励起光反射面及び前記第2励起光反射面が互い違いに配置されるよう構成されていることが好ましい。
このような構成とすることにより、励起光生成部から射出された励起光を所定の方向に向けて反射するように第1励起光反射面を配置するとともに、第1励起光反射部から蛍光生成部へと向かう励起光を遮らない位置に第2励起光反射面を配置することが可能となる。
[4]本発明の光源装置においては、前記第1励起光反射部は、前記蛍光生成部において前記蛍光の生成に関わることなく散乱又は反射された前記励起光を通過する通過領域をさらに有し、前記第2励起光反射部は、前記第2励起光反射面として単一の第2励起光反射面を有し、前記蛍光生成部から前記第1励起光反射部及び前記第2励起光反射部を見たとき、前記第2励起光反射部は、前記第1励起光反射部の奥側に配置されていることが好ましい。
このような構成とすることによっても、励起光生成部から射出された励起光を所定の方向に向けて反射するように第1励起光反射面を配置するとともに、第1励起光反射部から蛍光生成部へと向かう励起光を遮らない位置に第2励起光反射面を配置することが可能となる。
また、このような構成とすることにより、第2励起光反射部を、単一の第2励起光反射面を有するものとして簡易に構成することが可能となる。
[5]本発明の光源装置においては、前記第1励起光反射部は、前記第1励起光反射面として単一の第1励起光反射面を有し、前記第2励起光反射部は、前記第1励起光反射面からの前記励起光を通過する通過領域をさらに有し、前記蛍光生成部から前記第1励起光反射部及び前記第2励起光反射部を見たとき、前記第2励起光反射部は、前記第1励起光反射部の手前側に配置されていることが好ましい。
このような構成とすることによっても、励起光生成部から射出された励起光を所定の方向に向けて反射するように第1励起光反射面を配置するとともに、第1励起光反射部から蛍光生成部へと向かう励起光を遮らない位置に第2励起光反射面を配置することが可能となる。
また、このような構成とすることにより、第1励起光反射部を、単一の第1励起光反射面を有するものとして簡易に構成することが可能となる。
[6]本発明の光源装置においては、前記第1励起光反射面は、前記励起光を反射し前記蛍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。
このような構成とすることにより、励起光生成部からの励起光を反射するとともに蛍光生成部からの蛍光を通過させる第1励起光反射面とすることが可能となる。
[7]本発明の光源装置においては、前記第1励起光反射面は、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第1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。
このような構成とすることにより、励起光生成部からの励起光を反射するとともに蛍光生成部からの蛍光のうち少なくとも一部(他方の偏光からなる蛍光)を通過させる第1励起光反射面とすることが可能となる。
また、この場合、他方の偏光からなる未利用励起光は他方の偏光からなる蛍光とともに第1励起光反射面を通過するため、他方の偏光からなる未利用励起光を色光として利用することが可能となる。
また、この場合、他方の偏光からなる未利用励起光は他方の偏光からなる蛍光とともに第1励起光反射面を通過するため、他方の偏光からなる未利用励起光を色光として利用することが可能となる。
[8]本発明の光源装置においては、前記第2励起光反射面は、前記励起光を反射し前記蛍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。
このような構成とすることにより、蛍光生成部で生成された蛍光を通過させるとともに未利用励起光を蛍光層に向けて反射する第2励起光反射面とすることが可能となる。
[9]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。
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光源装置を長寿命化することが可能となる。
[10]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。
このため、本発明のプロジェクターによれば、未利用励起光を有効利用することで励起光の利用効率を高くすることが可能な本発明の光源装置を備えるため、従来のプロジェクターよりも高輝度化が可能なプロジェクターとなる。
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。
[実施形態1]
まず、実施形態1に係るプロジェクター1000の構成を説明する。
まず、実施形態1に係るプロジェクター1000の構成を説明する。
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。
図2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2(a)は固体光源アレイ30から射出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2(b)は蛍光生成部70からの蛍光及び未利用励起光(未利用青色光)が第1励起光反射部50及び第2励起光反射部80に到達するまでの光の流れを示す図であり、図2(c)は図2(b)の後の光の流れを示す図である。
図3は、実施形態1における固体光源アレイ30の正面図である。
図4は、実施形態1における固体光源34の発光強度特性、蛍光体の発光強度特性及び第2固体光源234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に含まれる蛍光体の発光強度特性を示すグラフであり、図4(c)は第2固体光源234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程度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。
図5は、実施形態1における第1励起光反射部50及び第2励起光反射部80を説明するために示す図である。図5(a)は第1励起光反射部50及び第2励起光反射部80の斜視図であり、図5(b)は第1励起光反射部50及び第2励起光反射部80を集光光学系60側から見た図である。
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。
図2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2(a)は固体光源アレイ30から射出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2(b)は蛍光生成部70からの蛍光及び未利用励起光(未利用青色光)が第1励起光反射部50及び第2励起光反射部80に到達するまでの光の流れを示す図であり、図2(c)は図2(b)の後の光の流れを示す図である。
図3は、実施形態1における固体光源アレイ30の正面図である。
図4は、実施形態1における固体光源34の発光強度特性、蛍光体の発光強度特性及び第2固体光源234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に含まれる蛍光体の発光強度特性を示すグラフであり、図4(c)は第2固体光源234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程度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。
図5は、実施形態1における第1励起光反射部50及び第2励起光反射部80を説明するために示す図である。図5(a)は第1励起光反射部50及び第2励起光反射部80の斜視図であり、図5(b)は第1励起光反射部50及び第2励起光反射部80を集光光学系60側から見た図である。
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。
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、第2照明装置200と、色分離導光光学系300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。
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、赤色光及び緑色光を含む蛍光を射出する。
光源装置10は、図1及び図2に示すように、励起光生成部20と、第1励起光反射部50と、集光光学系60と、蛍光生成部70と、第2励起光反射部80とを備える。
励起光生成部20は、固体光源アレイ30及びコリメーターレンズアレイ40を有する。
励起光生成部20は、固体光源アレイ30及びコリメーターレンズアレイ40を有する。
固体光源アレイ30は、図3に示すように、基板32と、励起光を生成する25個の固体光源34とを有する。固体光源アレイ30において、固体光源34は、5行5列のマトリクス状に配置されている。図3においては、最も左上の固体光源34のみに符号を付している。
なお、本発明の光源装置においては、固体光源の数は25個に限定されず、複数、つまり2個以上であればよい。
なお、本発明の光源装置においては、固体光源の数は25個に限定されず、複数、つまり2個以上であればよい。
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。
固体光源34は、励起光として青色光(発光強度のピーク:約460nm、図4(a)参照。)を射出する半導体レーザーからなる。当該半導体レーザーは、図3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。
なお、励起光としての青色光としては、蛍光体での変換効率を考慮して、比較的短波長(440nm〜450nm)の青色光を用いてもよい。
固体光源34は、第1励起光反射部50に対してs偏光からなる青色光を射出する。このため、固体光源アレイ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第1励起光反射部50に入射する。なお、固体光源アレイから射出された励起光がs偏光からなる励起光として第1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射出する固体光源を用いる他にも、第1励起光反射部に対して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。
なお、励起光としての青色光としては、蛍光体での変換効率を考慮して、比較的短波長(440nm〜450nm)の青色光を用いてもよい。
固体光源34は、第1励起光反射部50に対してs偏光からなる青色光を射出する。このため、固体光源アレイ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第1励起光反射部50に入射する。なお、固体光源アレイから射出された励起光がs偏光からなる励起光として第1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射出する固体光源を用いる他にも、第1励起光反射部に対して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。
コリメーターレンズアレイ40は、複数の固体光源34に対応して設けられ、複数の固体光源34で生成された青色光をそれぞれ略平行化する複数のコリメーターレンズ42を有する。複数のコリメーターレンズ42は、5行5列のマトリクス状に配置されている。コリメーターレンズ42は、平凸レンズからなる。
コリメーターレンズアレイ40は、複数のコリメーターレンズ42における凸面が固体光源アレイ30側を向くように配置されている。なお、コリメーターレンズアレイは、複数のコリメーターレンズにおける平面が固体光源側を向くように配置されていてもよい。
なお、上記のような配置の場合には、コリメーターレンズの凸面は、双曲面(非球面)からなることが好ましい。
コリメーターレンズアレイ40は、複数のコリメーターレンズ42における凸面が固体光源アレイ30側を向くように配置されている。なお、コリメーターレンズアレイは、複数のコリメーターレンズにおける平面が固体光源側を向くように配置されていてもよい。
なお、上記のような配置の場合には、コリメーターレンズの凸面は、双曲面(非球面)からなることが好ましい。
第1励起光反射部50は、図1、図2及び図5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第1励起光反射面を有する。第1励起光反射部50は、第1励起光反射面としてストライプ状に形成された複数の第1励起光反射面52を有する。なお、図1及び図2においては、1つの第1励起光反射面52のみに符号を付している。後述する図6及び図12においても同様である。
第1励起光反射面52は、蛍光生成部70で生成された赤色光及び緑色光を含む蛍光(後述)を通過させ、青色光を反射するダイクロイックミラーからなる。なお、図5(b)において符号L(最も左上のみ表示)で示すのは、固体光源アレイ30からの光が入射する位置である。後述する図7(b)、図9(b)及び図10(b)においても同様である。
第1励起光反射面52は、蛍光生成部70で生成された赤色光及び緑色光を含む蛍光(後述)を通過させ、青色光を反射するダイクロイックミラーからなる。なお、図5(b)において符号L(最も左上のみ表示)で示すのは、固体光源アレイ30からの光が入射する位置である。後述する図7(b)、図9(b)及び図10(b)においても同様である。
集光光学系60は、第1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からの光を略平行化する。
集光光学系60は、図1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、第1励起光反射部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。
集光光学系60は、図1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、第1励起光反射部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。
蛍光生成部70は、所定の集光位置の近傍に位置し、集光光学系60で集光された励起光(青色光)から赤色光及び緑色光を含む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、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。
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。
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は、励起光生成部20から射出された青色光を赤色光(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。)。
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、蒸着により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。
第2励起光反射部80は、図1、図2及び図5に示すように、第1励起光反射部50から蛍光生成部70へと向かう青色光を遮らない位置に配置され、蛍光生成部70で生成された蛍光(赤色光及び緑色光)を通過させるとともに蛍光生成部70において蛍光の生成に関わることなく散乱又は反射された青色光(未利用青色光)を蛍光層72に向けて反射する第2励起光反射面を有する。第2励起光反射部80は、第2励起光反射面としてストライプ状に形成された複数の第2励起光反射面82を有する。第2励起光反射面82は、青色光を反射し赤色光及び緑色光を含む蛍光を通過させるダイクロイックミラーからなる。なお、図1及び図2においては、1つの第2励起光反射面82のみに符号を付している。後述する図8及び図12においても同様である。
第1励起光反射部50及び第2励起光反射部80は、特に図5に示すように、蛍光生成部70から第1励起光反射部50及び第2励起光反射部80を見たとき、第1励起光反射面52及び第2励起光反射面82が互い違いに配置されるよう構成されている。
ここで、図2を用いて光源装置10における光の流れを説明する。なお、図2において、(B)は蛍光生成部70において蛍光の生成に関わることなく散乱又は反射された青色光を示す。後述する図6及び図8においても同様である。
まず、図2(a)に示すように、固体光源アレイ30における複数の固体光源34から射出された青色光は、コリメーターレンズアレイ40における複数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、青色光はそれぞれ対応する第1励起光反射面52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。
まず、図2(a)に示すように、固体光源アレイ30における複数の固体光源34から射出された青色光は、コリメーターレンズアレイ40における複数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、青色光はそれぞれ対応する第1励起光反射面52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。
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るが、一部の青色光は散乱又は反射され、未利用青色光として蛍光とともに射出される。図2(b)に示すように、蛍光及び青色光は集光光学系60で略平行化され、第1励起光反射面52及び第2励起光反射面82に入射する。この後に、図2(c)に示すように、第1励起光反射面52及び第2励起光反射面82に入射した蛍光は当該第1励起光反射面52及び第2励起光反射面82を通過する。一方、第2励起光反射面82に入射した未利用青色光は当該第2励起光反射面82に反射され、集光光学系60を経て蛍光層72に入射し、蛍光に変換される。なお、第1励起光反射面52に入射した未利用青色光は、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。
以上が光源装置10における光の流れとなる。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
第2照明装置200は、図1に示すように、第2光源装置210と、第1レンズアレイ260と、第2レンズアレイ270と、偏光変換素子280と、重畳レンズ290とを備える。第2照明装置は、青色光を射出する。
第2光源装置210は、青色光生成部220及び青色光散乱部250を備える。
青色光生成部220は、第2固体光源アレイ230及びコリメーターレンズアレイ240を有する。
第2固体光源アレイ230は、基本的には固体光源アレイ30と同様の構成を有する。すなわち、第2固体光源アレイ230は、基板32に対応する基板232(符号を図示せず。)及び25個の固体光源34に対応する25個の固体光源234(符号を図示せず。)を有する。ただし、第2固体光源アレイ230が射出するのは励起光としての青色光ではなく、色光としての青色光である。
固体光源234は、色光として青色光(発光強度のピーク:約460nm、図4(c)参照。)を射出する半導体レーザーからなる。
青色光生成部220は、第2固体光源アレイ230及びコリメーターレンズアレイ240を有する。
第2固体光源アレイ230は、基本的には固体光源アレイ30と同様の構成を有する。すなわち、第2固体光源アレイ230は、基板32に対応する基板232(符号を図示せず。)及び25個の固体光源34に対応する25個の固体光源234(符号を図示せず。)を有する。ただし、第2固体光源アレイ230が射出するのは励起光としての青色光ではなく、色光としての青色光である。
固体光源234は、色光として青色光(発光強度のピーク:約460nm、図4(c)参照。)を射出する半導体レーザーからなる。
コリメーターレンズアレイ240は、コリメーターレンズアレイ40と同様の構成を有する。図1において符号242で示すのは、コリメーターレンズアレイ240におけるコリメーターレンズである。
青色光散乱部250は、第2固体光源用集光光学系252と、散乱板254と、散乱板用コリメート光学系256とを備える。青色光散乱部250は、青色光生成部220からの青色光の均一性を高める機能を有する。
第2固体光源用集光光学系252は、青色光を集光する機能を有する。第2固体光源用集光光学系252は、2枚の両凸レンズからなる。なお、第2固体光源用集光光学系を構成するレンズの形状及びレンズの枚数は上記形状に限定されるものではなく、要するに、第2固体光源用集光光学系が、青色光を集光する機能を有するようになるような形状及び枚数であればよい。
第2固体光源用集光光学系252は、青色光を集光する機能を有する。第2固体光源用集光光学系252は、2枚の両凸レンズからなる。なお、第2固体光源用集光光学系を構成するレンズの形状及びレンズの枚数は上記形状に限定されるものではなく、要するに、第2固体光源用集光光学系が、青色光を集光する機能を有するようになるような形状及び枚数であればよい。
散乱板254は、第2固体光源用集光光学系252からの青色光を散乱し、均一性を高める機能を有する。散乱板254としては、例えば、光学ガラスからなる磨りガラスを用いることができる。散乱板254は、第2固体光源用集光光学系252で集光された青色光がデフォーカス状態で入射する位置に配置されている。
散乱板用コリメート光学系256は、散乱板254で散乱された青色光を略平行化する機能を有する。散乱板用コリメート光学系256は、2枚の両凸レンズからなる。なお、散乱板用コリメート光学系を構成するレンズの形状及びレンズの枚数は上記形状に限定されるものではなく、要するに、散乱板用コリメート光学系が、青色光を略平行化する機能を有するようになるような形状及び枚数であればよい。
第1レンズアレイ260は第1レンズアレイ120と、第2レンズアレイ270は第2レンズアレイ130と、偏光変換素子280は偏光変換素子140と、重畳レンズ290は重畳レンズ150と、それぞれ同様の構成を有するため、説明を省略する。
第1レンズアレイ260、第2レンズアレイ270及び重畳レンズ290は、レンズインテグレーター光学系として、光源装置210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。
第1レンズアレイ260、第2レンズアレイ270及び重畳レンズ290は、レンズインテグレーター光学系として、光源装置210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。
色分離導光光学系300は、ダイクロイックミラー310、反射ミラー320,330,340を備える。色分離導光光学系300は、照明装置100からの光を赤色光及び緑色光に分離し、赤色光、緑色光及び第2照明装置200からの青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300と、液晶光変調装置400R,400G,400Bとの間には、集光レンズ350R,350G,350Bが配置されている。
色分離導光光学系300と、液晶光変調装置400R,400G,400Bとの間には、集光レンズ350R,350G,350Bが配置されている。
ダイクロイックミラー310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310は、赤色光成分を通過して、緑色光を反射するダイクロイックミラーである。
反射ミラー320は、赤色光成分を反射する反射ミラーである。
反射ミラー330は、緑色光成分を反射する反射ミラーである。
反射ミラー340は、青色光成分を反射する反射ミラーである。
ダイクロイックミラー310は、赤色光成分を通過して、緑色光を反射するダイクロイックミラーである。
反射ミラー320は、赤色光成分を反射する反射ミラーである。
反射ミラー330は、緑色光成分を反射する反射ミラーである。
反射ミラー340は、青色光成分を反射する反射ミラーである。
ダイクロイックミラー310を通過した赤色光は、反射ミラー320で反射され、集光レンズ350R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310で反射された緑色光は、反射ミラー330でさらに反射され、集光レンズ350G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。
第2照明装置200からの青色光は、反射ミラー340で反射され、集光レンズ350B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。
ダイクロイックミラー310で反射された緑色光は、反射ミラー330でさらに反射され、集光レンズ350G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。
第2照明装置200からの青色光は、反射ミラー340で反射され、集光レンズ350B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。
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及び第2照明装置200の照明対象となる。なお、図示を省略したが、各集光レンズ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。
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。
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。
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。
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。
実施形態1に係る光源装置10によれば、蛍光の生成に関わることなく散乱又は反射された未利用励起光(未利用青色光)を蛍光層72に向けて反射する第2励起光反射面82を備えるため、蛍光層72は上記した未利用励起光からも蛍光(赤色光及び緑色光)を生成することができるようになる。その結果、実施形態1に係る光源装置10は、上記した未利用励起光を有効利用することで励起光(青色光)の利用効率を高くすることが可能な光源装置となる。
また、実施形態1に係る光源装置10によれば、複数の固体光源34で生成された励起光を集めて蛍光を生成するようにしているため、各固体光源34に過大な熱的負荷を与えることなく光源装置を一層高輝度化することが可能となる。
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、特定波長の励起光を生成する固体光源34を用いて所望の色光を得ることが可能となる。
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、青色光を遮らない位置に第2励起光反射部80を適正に配置することが容易になり、第2励起光反射部80を設けることに起因して青色光の利用効率を低下させることがなくなる。
また、実施形態1に係る光源装置10によれば、複数の固体光源34がマトリクス状に配置され、蛍光生成部70から第1励起光反射部50及び第2励起光反射部80を見たとき、ストライプ状に形成された第1励起光反射面52及びストライプ状に形成された第2励起光反射面82が互い違いに配置されるよう構成されているため、励起光生成部20から射出された励起光を所定の方向に向けて反射するように第1励起光反射面52を配置するとともに、第1励起光反射部50から蛍光生成部70へと向かう励起光を遮らない位置に第2励起光反射面82を配置することが可能となる。
また、実施形態1に係る光源装置10によれば、第1励起光反射面52が励起光を反射し蛍光を通過させるダイクロイックミラーからなるため、励起光生成部20からの励起光を反射するとともに蛍光生成部70からの蛍光を通過させる第1励起光反射面とすることが可能となる。
また、実施形態1に係る光源装置10によれば、第2励起光反射面82が励起光を反射し蛍光を通過させるダイクロイックミラーからなるため、蛍光生成部70で生成された蛍光を通過させるとともに未利用励起光を蛍光層72に向けて反射する第2励起光反射面とすることが可能となる。
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が集光光学系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蛍光を得ることができ、蛍光層72の劣化や焼損を抑制して光源装置を長寿命化することが可能となる。
実施形態1に係るプロジェクター1000によれば、未利用励起光を有効利用することで励起光の利用効率を高くすることが可能な実施形態1に係る光源装置10を備えるため、従来のプロジェクターよりも高輝度化が可能なプロジェクターとなる。
[実施形態2]
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)は固体光源アレイ30から射出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からの蛍光及び未利用青色光が第1励起光反射部50及び第2励起光反射部81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。
図7は、実施形態2における第1励起光反射部50及び第2励起光反射部81を説明するために示す図である。図7(a)は第1励起光反射部50及び第2励起光反射部81の斜視図であり、図7(b)は第1励起光反射部50及び第2励起光反射部81を集光光学系60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)は固体光源アレイ30から射出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からの蛍光及び未利用青色光が第1励起光反射部50及び第2励起光反射部81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。
図7は、実施形態2における第1励起光反射部50及び第2励起光反射部81を説明するために示す図である。図7(a)は第1励起光反射部50及び第2励起光反射部81の斜視図であり、図7(b)は第1励起光反射部50及び第2励起光反射部81を集光光学系60側から見た図である。
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、第2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6及び図7に示すように、第2励起光反射部81は、第2励起光反射面として単一の第2励起光反射面を有し、蛍光生成部70から第1励起光反射部50及び第2励起光反射部81を見たとき、第2励起光反射部81は、第1励起光反射部50の奥側に配置されている。
第1励起光反射部50は、図6及び図7に示すように、実施形態1における第1励起光反射部と同様の構成を有する。この場合、第1励起光反射部50は、第1励起光反射面52同士の隙間に、蛍光生成部70において蛍光の生成に関わることなく散乱又は反射された励起光の一部を通過する通過領域を有することとなる。
第2励起光反射部81は、図6及び図7に示すように、単一の第2励起光反射面であり、蛍光(赤色光及び緑色光)を通過し青色光を反射する単一のダイクロイックミラーからなる。
第2励起光反射部81は、図6及び図7に示すように、単一の第2励起光反射面であり、蛍光(赤色光及び緑色光)を通過し青色光を反射する単一のダイクロイックミラーからなる。
このように、実施形態2に係る光源装置12は、第2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、蛍光の生成に関わることなく散乱又は反射された未利用励起光(未利用青色光)を蛍光層72に向けて反射する第2励起光反射面(第2励起光反射部81)を備えるため、蛍光層72は上記した未利用励起光からも蛍光(赤色光及び緑色光)を生成することができるようになる。その結果、実施形態2に係る光源装置12は、上記した未利用励起光を有効利用することで励起光(青色光)の利用効率を高くすることが可能な光源装置となる。
また、実施形態2に係る光源装置12によれば、第2励起光反射部81を、単一の第2励起光反射面を有するものとして簡易に構成することが可能となる。
なお、実施形態2に係る光源装置12は、第2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と同様の構成を有するため、実施形態1に係る光源装置10が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。
[実施形態3]
図8は、実施形態3に係る光源装置14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)は固体光源アレイ30から射出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からの蛍光及び未利用青色光が第1励起光反射部51及び第2励起光反射部80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。
図9は、実施形態3における第1励起光反射部51及び第2励起光反射部80を説明するために示す図である。図9(a)は第1励起光反射部51及び第2励起光反射部80の斜視図であり、図9(b)は第1励起光反射部51及び第2励起光反射部80を集光光学系60側から見た図である。
図8は、実施形態3に係る光源装置14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)は固体光源アレイ30から射出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からの蛍光及び未利用青色光が第1励起光反射部51及び第2励起光反射部80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。
図9は、実施形態3における第1励起光反射部51及び第2励起光反射部80を説明するために示す図である。図9(a)は第1励起光反射部51及び第2励起光反射部80の斜視図であり、図9(b)は第1励起光反射部51及び第2励起光反射部80を集光光学系60側から見た図である。
実施形態3に係る光源装置14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、第1励起光反射部と第2励起光反射部との構成が実施形態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3に係る光源装置14においては、図8及び図9に示すように、第1励起光反射部51は、第1励起光反射面として単一の第1励起光反射面を有し、蛍光生成部70から第1励起光反射部51及び第2励起光反射部80を見たとき、第2励起光反射部80は、第1励起光反射部51の手前側に配置されている。
第1励起光反射部51は、図8及び図9に示すように、単一の第1励起光反射面であり、蛍光(赤色光及び緑色光)を通過し青色光を反射する単一のダイクロイックミラーからなる。
第2励起光反射部80は、図8及び図9に示すように、配置される位置以外においては実施形態1における第2励起光反射部80と同様の構成を有する。この場合、第2励起光反射部80は、第2励起光反射面82同士の隙間に、第1励起光反射面からの青色光を通過する通過領域を有することとなる。
第2励起光反射部80は、図8及び図9に示すように、配置される位置以外においては実施形態1における第2励起光反射部80と同様の構成を有する。この場合、第2励起光反射部80は、第2励起光反射面82同士の隙間に、第1励起光反射面からの青色光を通過する通過領域を有することとなる。
このように、実施形態3に係る光源装置14は、第1励起光反射部と第2励起光反射部との構成が実施形態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、蛍光の生成に関わることなく散乱又は反射された未利用励起光(未利用青色光)を蛍光層72に向けて反射する第2励起光反射面82を備えるため、蛍光層72は上記した未利用励起光からも蛍光(赤色光及び緑色光)を生成することができるようになる。その結果、実施形態2に係る光源装置12は、上記した未利用励起光を有効利用することで励起光(青色光)の利用効率を高くすることが可能な光源装置となる。
また、実施形態3に係る光源装置14によれば、第1励起光反射部51を、単一の第1励起光反射面を有するものとして簡易に構成することが可能となる。
なお、実施形態3に係る光源装置14は、第1励起光反射部と第2励起光反射部との構成が実施形態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と同様の構成を有するため、実施形態1に係る光源装置10が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。
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。
(1)上記各実施形態においては、蛍光を通過し励起光を反射するダイクロイックミラーからなる第1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。例えば、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る第1励起光反射部を用いてもよい。この場合、励起光生成部からの励起光を反射するとともに蛍光生成部からの蛍光のうち少なくとも一部(他方の偏光からなる蛍光)を通過させる第1励起光反射面とすることが可能となる。また、この場合、他方の偏光からなる未利用励起光は他方の偏光からなる蛍光とともに第1励起光反射面を通過するため、他方の偏光からなる未利用励起光を色光として利用することが可能となる。
(2)上記実施形態2においては、第1励起光反射面としてストライプ状に形成された複数の第1励起光反射面52を有する第1励起光反射部50を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。図10は、変形例1における第1励起光反射部54及び第2励起光反射部81を説明するために示す図である。図10(a)は第1励起光反射部54及び第2励起光反射部81の斜視図であり、図10(b)は第1励起光反射部54及び第2励起光反射部81を集光光学系60側から見た図である。変形例1における第1励起光反射部54は、図10に示すように、スポット状に配置された複数の第1励起光反射面56及び未利用励起光の一部を通過する通過領域58を有する。第1励起光反射面56は蛍光を通過し励起光を反射するダイクロイックミラーからなり、通過領域58は蛍光及び励起光を通過する材料(例えば、光学ガラス)からなる。例えば、上記のような第1励起光反射部を用いてもよい。
(3)上記実施形態3においては、第2励起光反射面としてストライプ状に形成された複数の第2励起光反射面82を有する第2励起光反射部80を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。図11は、変形例2における第1励起光反射部51及び第2励起光反射部84を説明するために示す図である。図11(a)は第1励起光反射部51及び第2励起光反射部84の斜視図であり、図11(b)は第1励起光反射部51及び第2励起光反射部84を集光光学系60側から見た図である。変形例2における第2励起光反射部84は、図11に示すように、単一の第2励起光反射面86及び第1励起光反射面からの励起光を通過するスポット状の通過領域88を有する。第2励起光反射面86は蛍光を通過し励起光を反射するダイクロイックミラーからなり、通過領域88は第2励起光反射面に穿たれた貫通孔からなる。例えば、上記のような第2励起光反射部を用いてもよい。
(4)上記各実施形態においては、光源装置が蛍光(赤色光及び緑色光)のみ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。図12は、変形例3に係る光源装置18の光学系を示す平面図である。図12において、符号220で示すのは青色光生成部であり、当該青色光生成部220は第2固体光源アレイ230及びコリメーターレンズアレイ240を有する。青色光生成部220は実施形態1における青色光生成部220と同様の構成を有する。例えば、図12に示すように、光源装置が青色光を射出する青色光生成部をさらに備え、蛍光(赤色光及び緑色光)とともに青色光を射出するように構成されていてもよい。なお、このような光源装置をプロジェクターに適用する場合には、別途第2照明装置を用意する必要がなくなる。また、色分離導光光学系も現在広く用いられているものを使用することができるようになる。
(5)上記実施形態1においては、発光源として「半導体レーザーからなる第2固体光源234を有する第2固体光源アレイ230」を備える第2照明装置200を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。要するに、第2照明装置が色光としての青色光を射出すればよく、例えば、発光源として発光ダイオードやハロゲンランプ等を備える第2照明装置を用いてもよい。
(6)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複数の固体光源34を有する固体光源アレイ30と、青色光から赤色光及び緑色光を含む蛍光を生成する蛍光層72と、励起光(青色光)及び蛍光(赤色光及び緑色光)に対応した第1励起光反射部及び第2励起光反射部とを用いたが、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複数の固体光源34を有する固体光源アレイと、紫色光又は紫外光から赤色光、緑色光及び青色光を含む蛍光を生成する蛍光層と、励起光(紫色光又は紫外光)及び蛍光(赤色光、緑色光及び青色光)に対応した第1励起光反射部及び第2励起光反射部とを用いてもよい。この場合、白色光を射出する光源装置とすることができる。なお、このような光源装置をプロジェクターに適用する場合には、別途第2照明装置を用意する必要がなくなる。また、色分離導光光学系も現在広く用いられているものを使用することができるようになる。
(7)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。
(8)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。
(9)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。
(10)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。
(11)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。
10,12,14,18…光源装置、20…励起光生成部、30…固体光源アレイ、32…基板、34…固体光源、40,240…コリメーターレンズアレイ、42,242…コリメーターレンズ、50,51,54…第1励起光反射部、52,56…第1励起光反射面、58…(第1励起光反射部の)通過領域、60…集光光学系、62…第1レンズ、64…第2レンズ、70…蛍光生成部、72…蛍光層、74…反射部材、80,81,84…第2励起光反射部、82,86…第2励起光反射面、88…(第2励起光反射部の)通過領域、100…照明装置、100ax…照明光軸、120,260…第1レンズアレイ、122,262…第1小レンズ、130,270…第2レンズアレイ、132,272…第2小レンズ、140,280…偏光変換素子、150,290…重畳レンズ、200…第2照明装置、200ax…第2照明光軸、210…第2光源装置、220…青色光生成部、230…第2固体光源アレイ、250…青色光散乱部、252…第2固体光源用集光光学系、254…散乱板、256…散乱板用コリメーター光学系、300…色分離導光光学系、310…ダイクロイックミラー、320,330,340…反射ミラー、350R,350G,350B…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
Claims (10)
- 励起光を生成する複数の固体光源を有する固体光源アレイと、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を有するコリメーターレンズアレイ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第1励起光反射面を有する第1励起光反射部と、
前記第1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、前記集光光学系で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する蛍光生成部とを備え、
前記第1励起光反射部は、前記蛍光生成部で生成された前記蛍光のうち少なくとも一部を通過させる光源装置であって、
前記第1励起光反射部から前記蛍光生成部へと向かう前記励起光を遮らない位置に配置され、前記蛍光生成部で生成された前記蛍光を通過させるとともに前記蛍光生成部において前記蛍光の生成に関わることなく散乱又は反射された前記励起光の全部又は一部を前記蛍光層に向けて反射する第2励起光反射面を有する第2励起光反射部をさらに備えることを特徴とする光源装置。 - 請求項1に記載の光源装置において、
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。 - 請求項1又は2に記載の光源装置において、
前記固体光源アレイにおいては、前記複数の固体光源がマトリクス状に配置され、
前記第1励起光反射部は、前記第1励起光反射面としてストライプ状に形成された複数の第1励起光反射面を有し、
前記第2励起光反射部は、前記第2励起光反射面としてストライプ状に形成された複数の第2励起光反射面を有し、
前記第1励起光反射部及び前記第2励起光反射部は、前記蛍光生成部から前記第1励起光反射部及び前記第2励起光反射部を見たとき、前記第1励起光反射面及び前記第2励起光反射面が互い違いに配置されるよう構成されていることを特徴とする光源装置。 - 請求項1又は2に記載の光源装置において、
前記第1励起光反射部は、前記蛍光生成部において前記蛍光の生成に関わることなく散乱又は反射された前記励起光を通過する通過領域をさらに有し、
前記第2励起光反射部は、前記第2励起光反射面として単一の第2励起光反射面を有し、
前記蛍光生成部から前記第1励起光反射部及び前記第2励起光反射部を見たとき、前記第2励起光反射部は、前記第1励起光反射部の奥側に配置されていることを特徴とする光源装置。 - 請求項1又は2に記載の光源装置において、
前記第1励起光反射部は、前記第1励起光反射面として単一の第1励起光反射面を有し、
前記第2励起光反射部は、前記第1励起光反射面からの前記励起光を通過する通過領域をさらに有し、
前記蛍光生成部から前記第1励起光反射部及び前記第2励起光反射部を見たとき、前記第2励起光反射部は、前記第1励起光反射部の手前側に配置されていることを特徴とする光源装置。 - 請求項1〜5のいずれかに記載の光源装置において、
前記第1励起光反射面は、前記励起光を反射し前記蛍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。 - 請求項1〜5のいずれかに記載の光源装置において、
前記第1励起光反射面は、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第1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。 - 請求項1〜7のいずれかに記載の光源装置において、
前記第2励起光反射面は、前記励起光を反射し前記蛍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。 - 請求項1〜8のいずれかに記載の光源装置において、
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。 - 請求項1〜9のいずれかに記載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プロジェクター。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010150830A JP2012013977A (ja) | 2010-07-01 | 2010-07-01 | 光源装置及びプロジェクター |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010150830A JP2012013977A (ja) | 2010-07-01 | 2010-07-01 | 光源装置及びプロジェクター |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012013977A true JP2012013977A (ja) | 2012-01-19 |
Family
ID=45600471
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010150830A Withdrawn JP2012013977A (ja) | 2010-07-01 | 2010-07-01 | 光源装置及びプロジェクター |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012013977A (ja) |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013047542A1 (ja) * | 2011-09-26 | 2013-04-04 | 日立コンシューマエレクトロニクス株式会社 | 光源装置 |
JP2013182207A (ja) * | 2012-03-02 | 2013-09-12 | Seiko Epson Corp | プロジェクター |
JP2015031925A (ja) * | 2013-08-06 | 2015-02-16 | セイコーエプソン株式会社 | 照明装置及びプロジェクター |
JP2016095486A (ja) * | 2014-11-05 | 2016-05-26 | ウシオ電機株式会社 | 多波長光源および光源装置 |
US9377675B2 (en) | 2012-11-20 | 2016-06-28 | Seiko Epson Corporation | Light source device and projector |
JP2017009683A (ja) * | 2015-06-18 | 2017-01-12 | セイコーエプソン株式会社 | 光源装置、照明装置およびプロジェクター |
US9599316B2 (en) | 2012-09-10 | 2017-03-21 | Mitsubishi Electric Corporation | Light source device using monochromatic light to excite stationary phosphor layers |
JP2017069221A (ja) * | 2016-12-28 | 2017-04-06 | 日立マクセル株式会社 | 投写型映像表示装置および光源装置 |
US9632403B2 (en) | 2014-02-03 | 2017-04-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Light source optical system capable of using converted light and non-converted light from wavelength conversion element, light source apparatus using the same, and image display apparatus |
JP2017083900A (ja) * | 2017-01-25 | 2017-05-18 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクター |
WO2020255785A1 (ja) * | 2019-06-20 | 2020-12-24 | ソニー株式会社 | 光源装置および投射型表示装置 |
WO2021197355A1 (zh) * | 2020-03-31 | 2021-10-07 | 深圳光峰科技股份有限公司 | 一种光源*** |
CN115343902A (zh) * | 2021-05-12 | 2022-11-15 | 中强光电股份有限公司 | 照明***及投影装置 |
JP7509142B2 (ja) | 2019-06-20 | 2024-07-02 | ソニーグループ株式会社 | 光源装置および投射型表示装置 |
-
2010
- 2010-07-01 JP JP2010150830A patent/JP2012013977A/ja not_active Withdrawn
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103930825B (zh) * | 2011-09-26 | 2016-08-17 | 日立麦克赛尔株式会社 | 光源装置和投影型影像显示装置 |
CN103930825A (zh) * | 2011-09-26 | 2014-07-16 | 日立麦克赛尔株式会社 | 光源装置 |
WO2013047542A1 (ja) * | 2011-09-26 | 2013-04-04 | 日立コンシューマエレクトロニクス株式会社 | 光源装置 |
US9322530B2 (en) | 2011-09-26 | 2016-04-26 | Hitachi Maxell, Ltd. | Light source device |
JPWO2013047542A1 (ja) * | 2011-09-26 | 2015-03-26 | 日立マクセル株式会社 | 光源装置 |
JP2013182207A (ja) * | 2012-03-02 | 2013-09-12 | Seiko Epson Corp | プロジェクター |
US9599316B2 (en) | 2012-09-10 | 2017-03-21 | Mitsubishi Electric Corporation | Light source device using monochromatic light to excite stationary phosphor layers |
US9377675B2 (en) | 2012-11-20 | 2016-06-28 | Seiko Epson Corporation | Light source device and projector |
JP2015031925A (ja) * | 2013-08-06 | 2015-02-16 | セイコーエプソン株式会社 | 照明装置及びプロジェクター |
US9632403B2 (en) | 2014-02-03 | 2017-04-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Light source optical system capable of using converted light and non-converted light from wavelength conversion element, light source apparatus using the same, and image display apparatus |
JP2016095486A (ja) * | 2014-11-05 | 2016-05-26 | ウシオ電機株式会社 | 多波長光源および光源装置 |
JP2017009683A (ja) * | 2015-06-18 | 2017-01-12 | セイコーエプソン株式会社 | 光源装置、照明装置およびプロジェクター |
JP2017069221A (ja) * | 2016-12-28 | 2017-04-06 | 日立マクセル株式会社 | 投写型映像表示装置および光源装置 |
JP2017083900A (ja) * | 2017-01-25 | 2017-05-18 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクター |
JP7509142B2 (ja) | 2019-06-20 | 2024-07-02 | ソニーグループ株式会社 | 光源装置および投射型表示装置 |
WO2020255785A1 (ja) * | 2019-06-20 | 2020-12-24 | ソニー株式会社 | 光源装置および投射型表示装置 |
WO2021197355A1 (zh) * | 2020-03-31 | 2021-10-07 | 深圳光峰科技股份有限公司 | 一种光源*** |
CN115343902A (zh) * | 2021-05-12 | 2022-11-15 | 中强光电股份有限公司 | 照明***及投影装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5527058B2 (ja) | 光源装置及びプロジェクター | |
JP2012013977A (ja) | 光源装置及びプロジェクター | |
JP5673247B2 (ja) | 光源装置及びプロジェクター | |
JP5659741B2 (ja) | 光源装置及びプロジェクター | |
JP5445379B2 (ja) | プロジェクター | |
JP5601092B2 (ja) | 照明装置及びプロジェクター | |
JP5605047B2 (ja) | 光源装置およびそれを用いた投写型表示装置 | |
JP2014160233A (ja) | 照明装置および映像表示装置 | |
JP2012014972A (ja) | 光源装置及びプロジェクター | |
JP2011197212A (ja) | 照明装置及びプロジェクター | |
JP2012014045A (ja) | プロジェクター | |
JP2012189938A (ja) | 光源装置及びプロジェクター | |
JP5659794B2 (ja) | 光源装置及びプロジェクター | |
JP2012063488A (ja) | 光源装置及びプロジェクター | |
JP2011128482A (ja) | 照明装置及びプロジェクター | |
JP6835059B2 (ja) | 光源装置およびプロジェクター | |
JP2012181312A (ja) | 波長変換素子、光源装置、及びプロジェクター | |
JP2012037638A (ja) | 光源装置及びプロジェクター | |
JP5423442B2 (ja) | 照明装置及びプロジェクター | |
JP6550812B2 (ja) | 蛍光部材、光源装置及びプロジェクター | |
JP2012032691A (ja) | 光源装置及びプロジェクター | |
JP2019028120A (ja) | 照明装置及びプロジェクター | |
JP5949984B2 (ja) | 光源装置及びプロジェクター | |
JP5733376B2 (ja) | プロジェクター | |
JP5804536B2 (ja) | 照明光学系および投写型表示装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20130903 |