JP2012123179A - 光源装置およびプロジェクター - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の光源装置2は、励起光を射出するレーザー光源9と、励起光の一部を透過させるとともに励起光を受けて蛍光を発するとともに、励起光と蛍光とを反射させる蛍光体ホイール12と、レーザー光源9と蛍光体ホイール12との間の励起光の光路上に設けられたダイクロイックミラー10と、蛍光体ホイール12とダイクロイックミラー10との間の励起光の光路上に設けられた1/4波長板11と、を備え、ダイクロイックミラー10が、往路の励起光の第1の偏光成分を透過するとともに、復路の励起光の第2の偏光成分と蛍光とを反射する偏光分離特性を有している。
【選択図】図1
Description
この構成によれば、励起光の偏光状態が往路では例えばP偏光であれば、復路ではS偏光と変化させることができる。これにより、ダイクロイックミラーで往路の励起光を透過させ、復路の励起光を反射させる構成を確実に実現できる。
この構成によれば、支持基材が光反射性を有し、熱伝導率に優れたものとなるため、蛍光体層の温度上昇が抑制され、信頼性を確保することができる。また、支持基材に反射膜等を形成することなく、光反射性を持たせることができ、かつ、熱伝導率が高く、放熱性が高い発光素子を容易に提供できる。
この構成によれば、支持基材で反射した励起光と蛍光とが発光素子から時分割で射出され、励起光と蛍光とが時間的に積分されてこれらの光の合成光が得られる。したがって、例えば蛍光体層の形成領域と非形成領域の面積比率を変えることによって、合成光の色を調整することができる。
この構成によれば、例えば光の三原色を構成する赤色、緑色、青色等の蛍光を得ることができ、これらの光の合成光を出力光とすることができる。さらに、他の色の蛍光を加えて、出力光の色調整を行うこともできる。
この構成によれば、補助固体光源からの光も出力光に加えることができ、発光素子だけでは実現できない出力光の色、階調、輝度などの調整を行うことができる。
この構成によれば、蛍光体層の温度上昇を効果的に低減することができる。
本発明によれば、信頼性に優れた小型のプロジェクターを実現できる。
以下、本発明の第1実施形態について、図1〜図3を用いて説明する。
本実施形態のプロジェクターは、白色光を出力する光源装置と、光源装置から得られる白色光を色分離する色分離光学系と、色分離光学系によって得られた3色の色光をそれぞれ変調する3つの液晶ライトバルブとを備えたプロジェクター、いわゆる3板式の液晶プロジェクターの例である。
図1は、本実施形態のプロジェクターを示す概略構成図である。図2は、プロジェクターに用いる蛍光体ホイールの正面図である。図3は、プロジェクターに用いるダイクロイックミラーの偏光分離特性を示す図である。
なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
光源装置2は、レーザー光源9(固体光源)、ダイクロイックミラー10、1/4波長板11(位相差板)、蛍光体ホイール12(発光素子)、コリメート光学系13、レンズアレイ14,15、偏光変換素子16、重畳レンズ17がこの順に配置された構成になっている。
図3は、本実施形態の光源装置2におけるダイクロイックミラー10の偏光分離特性を示す図である。図3の横軸は光の波長〔nm〕であり、縦軸は光の反射率(=反射光量/入射光量)〔%〕である。ダイクロイックミラー10は、選択反射面10aに入射する偏光がP偏光であるか、S偏光であるかによって異なる反射特性を有しており、図3における実線がP偏光の反射率を示し、破線がS偏光の反射率を示している。
例えば、P偏光成分がS偏光成分よりも優勢な往路の励起光L1がダイクロイックミラー10に入射し、S偏光成分がP偏光成分よりも優勢な復路の励起光L2がダイクロイックミラー10に入射する場合、励起光L1が含む第1の波長領域において、S偏光成分に対する反射率がP偏光成分に対する反射率よりも高ければよい。このようにすれば、楕円偏光の励起光L1のうち優勢なP偏光成分がダイクロイックミラー10を透過して発光層21に入射し、蛍光体ホイール12で反射した楕円偏光の励起光L2のうち優勢なS偏光成分がダイクロイックミラー10によって後段の光学系に向けて反射される。そのため、効率が高い光源装置を実現することができる。
同様に、S偏光成分がP偏光成分よりも優勢な往路の励起光L1がダイクロイックミラー10に入射し、P偏光成分がS偏光成分よりも優勢な復路の励起光L2がダイクロイックミラー10に入射する場合、励起光L1が含む第1の波長領域において、P偏光成分に対する反射率がS偏光成分に対する反射率よりも高ければよい。
以下、本発明の第2実施形態について、図4、図5を用いて説明する。
本実施形態のプロジェクターの基本構成は第1実施形態と同様であり、光源装置に補助固体光源を備えた点が異なっている。
図4は、本実施形態のプロジェクターを示す概略構成図である。図5は、光源装置に用いるダイクロイックミラーの偏光分離特性を示す図である。
図4において、第1実施形態の図1と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
Claims (8)
- 第1の波長領域を含む励起光を射出する固体光源と、
前記励起光の照射によって前記第1の波長領域とは異なる第2の波長領域を含む蛍光を発する蛍光体を含む蛍光体層および前記蛍光体層を支持する支持面を有する支持基材を備えた発光素子と、
前記固体光源と前記発光素子との間の前記励起光の光路上に設けられたダイクロイックミラーと、
前記発光素子と前記ダイクロイックミラーとの間の前記励起光の光路上に設けられた位相差板と、を備え、
前記支持基材が、前記励起光と前記蛍光とを反射させる反射面を備え、
前記ダイクロイックミラーは、前記蛍光を反射するとともに、前記第1の波長領域における第1の偏光成分に対する反射率が、前記第1の波長領域における第2の偏光成分に対する反射率よりも低いことを特徴とする光源装置。 - 前記第1の偏光成分が前記ダイクロイックミラーの反射面に対するP偏光もしくはS偏光のうちのいずれか一方であり、前記第2の偏光成分が前記P偏光および前記S偏光のうちの残りの他方であり、
前記位相差板が前記第1の波長領域に対する1/4波長板であることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。 - 前記支持基材が金属基板からなることを特徴とする請求項1または2に記載の光源装置。
- 前記支持基材の支持面のうちの第1の領域に前記蛍光体層が設けられ、前記支持面のうちの第2の領域には前記蛍光体層が設けられていないことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の光源装置。
- 前記発光素子に、前記第2の波長領域とは異なる第3の波長領域を含む蛍光を発する第2の蛍光体層が設けられたことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の光源装置。
- 前記第1の波長領域とは異なる波長領域を含む光を射出する補助固体光源を備えたことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一項に記載の光源装置。
- 前記支持基材が、前記支持面に交差する回転軸を中心として回転可能とされたことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか一項に記載の光源装置。
- 請求項1ないし7のいずれか一項に記載の光源装置と、前記光源装置から射出される光を変調する光変調素子と、前記光変調素子によって変調された光を投写する投写光学系と、を備えたことを特徴とするプロジェクター。
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