JP2016176989A - Light source device and projection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、励起光源からの励起光が照射される蛍光板を備える光源装置、及びこの光源装置を備える投影装置に関する。 The present invention relates to a light source device including a fluorescent plate irradiated with excitation light from an excitation light source, and a projection device including the light source device.
今日、パーソナルコンピュータの画面やビデオ画像、さらにメモリカード等に記憶されている画像データによる画像等をスクリーンに投影する画像投影装置としてのデータプロジェクタが多用されている。このプロジェクタは、光源から出射された光をＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）と呼ばれるマイクロミラー表示素子、又は、液晶板に集光させ、スクリーン上にカラー画像を表示させるものである。 2. Description of the Related Art Today, data projectors are widely used as image projection apparatuses that project a screen of a personal computer, a video image, an image based on image data stored in a memory card or the like onto a screen. This projector focuses light emitted from a light source on a micromirror display element called DMD (digital micromirror device) or a liquid crystal plate to display a color image on a screen.
特許文献１に開示される投影装置には、複数の青色レーザダイオードがマトリクス状に配列された励起光源が設けられる。この励起光源からの励起光は、蛍光発光装置の蛍光ホイールに照射されて緑色波長帯域光が発せられる。また、蛍光ホイールには拡散透過領域が形成され、この拡散透過領域を介して励起光が導光されて青色光源とされる。さらに、赤色発光ダイオードからなる赤色光源装置を備える。これらの赤色、緑色、青色の各波長帯域光は、光源側光学系を介してＤＭＤとされる表示素子に照射され、この表示素子からの画像光は投影側光学系を介して投影光としてスクリーンに投影される。 The projection apparatus disclosed in Patent Document 1 is provided with an excitation light source in which a plurality of blue laser diodes are arranged in a matrix. Excitation light from this excitation light source is irradiated on the fluorescent wheel of the fluorescent light emitting device to emit green wavelength band light. In addition, a diffusion transmission region is formed in the fluorescent wheel, and excitation light is guided through this diffusion transmission region to be a blue light source. Furthermore, a red light source device including a red light emitting diode is provided. These red, green, and blue wavelength band lights are applied to a DMD display element via a light source side optical system, and image light from the display element is projected as projection light to a screen via a projection side optical system. Projected on.
特許文献１に開示される投影装置において、複数の青色レーザダイオードからなる励起光源からの励起光は、集光レンズにより集光されて、光軸付近の強度が強い励起光とされる。そこで、励起光源と蛍光板との間には、蛍光板の蛍光体の温度消光や焼き付きを防止するため、均一の拡散角度を有する拡散板が用いられる。 In the projection apparatus disclosed in Patent Document 1, excitation light from an excitation light source composed of a plurality of blue laser diodes is condensed by a condenser lens to be excitation light having a strong intensity near the optical axis. Therefore, a diffusion plate having a uniform diffusion angle is used between the excitation light source and the fluorescent plate in order to prevent temperature quenching and image sticking of the phosphor of the fluorescent plate.
この場合に、拡散板の拡散角度が低い場合には、拡散板を透過した励起光が蛍光板に照射されても、その照射スポットの照度分布は均一にはならない。逆に、拡散板の拡散角度が高い場合には、拡散板を透過した励起光が蛍光板に照射されると、その照射スポットの照度分布は均一にはなるが、蛍光板の照射スポットの外側に励起光が照射されてしまい無駄になるという問題があった。 In this case, when the diffusion angle of the diffusion plate is low, even if the excitation light transmitted through the diffusion plate is irradiated to the fluorescent plate, the illuminance distribution of the irradiation spot is not uniform. On the contrary, when the diffusion angle of the diffusion plate is high, when the excitation light transmitted through the diffusion plate is irradiated to the fluorescent plate, the illuminance distribution of the irradiation spot becomes uniform, but excitation is performed outside the irradiation spot of the fluorescent plate. There was a problem that light was irradiated and wasted.
本発明の目的は、光源光の無駄を少なくして光学効率を向上しつつ、励起光の照度分布を均一化して、投影光の色ムラを低減させた光源装置及び投影装置を提供する。 An object of the present invention is to provide a light source device and a projection device that reduce the unevenness of color of projection light by reducing the waste of light source light and improving the optical efficiency and making the illuminance distribution of excitation light uniform.
本発明の光源装置は、励起光源と、前記励起光源の励起光が照射される蛍光体層が設けられる蛍光板を有する蛍光板装置と、前記蛍光板装置の蛍光板の蛍光発光領域に前記励起光が入射される入射光路上に設けられる拡散板と、を有し、前記拡散板は、前記入射光の光軸と交わる位置を中心として中心部と周辺部とで拡散角度が異なることを特徴とする The light source device of the present invention includes an excitation light source, a fluorescent plate device having a fluorescent plate provided with a phosphor layer irradiated with excitation light of the excitation light source, and the excitation light incident on a fluorescent light emitting region of the fluorescent plate of the fluorescent plate device. A diffusion plate provided on an incident optical path, wherein the diffusion plate has a diffusion angle different between a central portion and a peripheral portion with a position intersecting with an optical axis of the incident light as a center.
本発明の投影装置は、上述の光源装置と、前記光源装置からの光源光が照射され、画像光を形成する表示素子と、前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影側光学系と、前記表示素子と、前記光源装置を制御する投影装置制御部と、を有することを特徴とする。 The projection device of the present invention is the above-described light source device, a display element that is irradiated with light source light from the light source device to form image light, and a projection side that projects the image light emitted from the display element onto a screen. It has an optical system, the said display element, and the projection apparatus control part which controls the said light source device, It is characterized by the above-mentioned.
本発明によれば、光源光の無駄を少なくすると共に励起光の照度分布を均一化することができる光源装置と、この光源装置を備えて投影光の色ムラを低減させた投影装置を提供することができる。 According to the present invention, there is provided a light source device capable of reducing waste of light source light and making the illuminance distribution of excitation light uniform, and a projection device provided with the light source device and capable of reducing color unevenness of projection light. be able to.
以下、本発明の実施形態について図を用いて説明する。図１は、投影装置１０の外観斜視図である。なお、本実施形態において、投影装置１０における左右とは投影方向に対しての左右方向を示し、前後とは投影装置１０のスクリーン側方向及び光線束の進行方向に対しての前後方向を示す。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an external perspective view of the
そして、投影装置１０は、図１に示すように、略直方体形状であって、投影装置１０の筐体の前方の側板とされる正面パネル１２の側方に投影口を覆うレンズカバー１９を有するとともに、この正面パネル１２には複数の排気孔１７を設けている。さらに、図示しないがリモートコントローラからの制御信号を受信するＩｒ受信部を備えている。
As shown in FIG. 1, the
また、筐体の上面パネル１１にはキー／インジケータ部３７が設けられ、このキー／インジケータ部３７には、電源スイッチキーや電源のオン又はオフを報知するパワーインジケータ、投影のオン、オフを切りかえる投影スイッチキー、光源装置や表示素子又は制御回路等が過熱したときに報知をする過熱インジケータ等のキーやインジケータが配置されている。
Further, a key /
さらに、筐体の背面には、背面パネルにＵＳＢ端子やアナログＲＧＢ映像信号が入力される映像信号入力用のＤ−ＳＵＢ端子、Ｓ端子、ＲＣＡ端子、音声出力端子等を設ける入出力コネクタ部及び電源アダプタプラグ等の各種端子（群）２０が設けられている。また、背面パネルには、複数の吸気孔が形成されている。なお、図示しない筐体の側板である右側パネル、及び、図１に示した側板である左側パネル１５や正面パネル１２には、各々複数の排気孔１７が形成されている。また、左側パネル１５の背面パネル近傍の隅部や背面パネル１３には、吸気孔１８も形成されている。
In addition, an input / output connector portion provided with a D-SUB terminal, an S terminal, an RCA terminal, an audio output terminal, and the like for inputting a video signal to which a USB terminal or an analog RGB video signal is input to the rear panel is provided on the rear surface of the housing Various terminals (group) 20 such as a power adapter plug are provided. In addition, a plurality of intake holes are formed in the back panel. A plurality of
次に、投影装置１０の投影装置制御部について図２の機能ブロック図を用いて述べる。投影装置制御部は、制御部３８、入出力インターフェース２２、画像変換部２３、表示エンコーダ２４、表示駆動部２６等から構成される。
Next, the projector control unit of the
この制御部３８は、投影装置１０内の各回路の動作制御を司るものであって、ＣＰＵ、各種セッティング等の動作プログラムを固定的に記憶したＲＯＭ及びワークメモリとして使用されるＲＡＭ等により構成されている。
The
そして、この投影装置制御部により、入出力コネクタ部２１から入力された各種規格の画像信号は、入出力インターフェース２２、システムバス（ＳＢ）を介して画像変換部２３で表示に適した所定のフォーマットの画像信号に統一するように変換されたあと、表示エンコーダ２４に出力される。
The image signal of various standards input from the input /
また、表示エンコーダ２４は、入力された画像信号をビデオＲＡＭ２５に展開記憶させた上でこのビデオＲＡＭ２５の記憶内容からビデオ信号を生成して表示駆動部２６に出力する。
The
表示駆動部２６は、表示素子制御手段として機能するものであり、表示エンコーダ２４から出力された画像信号に対応して適宜フレームレートで空間的光変調素子（ＳＯＭ）である表示素子５１を駆動するものである。そして、この投影装置１０は、光源装置６０から出射された光線束を後述の光源側光学系を介して表示素子５１に照射することにより、表示素子５１の反射光で光像を形成し、投影側光学系を介して図示しないスクリーンに画像を投影表示する。なお、この投影側光学系の可動レンズ群２３５は、レンズモータ４５によりズーム調整やフォーカス調整のための駆動が行われる。
The
また、画像圧縮／伸長部３１は、画像信号の輝度信号及び色差信号をＡＤＣＴ及びハフマン符号化等の処理によりデータ圧縮して着脱自在な記録媒体とされるメモリカード３２に順次書き込む記録処理を行う。
The image compression /
さらに、画像圧縮／伸長部３１は、再生モード時にメモリカード３２に記録された画像データを読み出し、一連の動画を構成する個々の画像データを１フレーム単位で伸長し、この画像データを、画像変換部２３を介して表示エンコーダ２４に出力し、メモリカード３２に記憶された画像データに基づいて動画等の表示を可能とする処理を行う。
Further, the image compression /
そして、筐体の上面パネル１１に設けられるメインキー及びインジケータ等により構成されるキー／インジケータ部３７の操作信号は、直接に制御部３８に送出され、リモートコントローラからのキー操作信号は、Ｉｒ受信部３５で受信され、Ｉｒ処理部３６で復調されたコード信号が制御部３８に出力される。
Then, an operation signal of a key /
なお、制御部３８にはシステムバス（ＳＢ）を介して音声処理部４７が接続されている。この音声処理部４７は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備えており、投影モード及び再生モード時には音声データをアナログ化し、スピーカ４８を駆動して拡声放音させる。
Note that an
また、制御部３８は、光源制御部としての光源制御回路４１を制御しており、この光源制御回路４１は、画像生成時に要求される所定波長帯域の光が光源装置６０から出射されるように、励起光源や赤色光源装置から所定のタイミングで赤色、緑色及び青色の波長帯域光を発光させる個別の制御を行う。
Further, the
さらに、制御部３８は、冷却ファン駆動制御回路４３に光源装置６０等に設けた複数の温度センサによる温度検出を行わせ、この温度検出の結果から冷却ファンの回転速度を制御させている。また、制御部３８は、冷却ファン駆動制御回路４３にタイマー等により投影装置１０本体の電源オフ後も冷却ファンの回転を持続させる、あるいは、温度センサによる温度検出の結果によっては投影装置１０本体の電源をオフにする等の制御も行う。
Further, the
次に、この投影装置１０の内部構造について図３に基づいて述べる。図３は、投影装置１０の内部構造を示す平面模式図である。投影装置１０は、右側パネル１４の近傍に制御回路基板２４１を備えている。この制御回路基板２４１は、電源回路ブロックや光源制御ブロック等を備えてなる。また、投影装置１０は、制御回路基板２４１の側方、つまり、投影装置１０筐体の略中央部分に光源装置６０を備えている。さらに、投影装置１０は、光源装置６０と左側パネル１５との間に、光源側光学系１７０や投影側光学系２２０が配置されている。
Next, the internal structure of the
光源装置６０は、赤色波長帯域光の光源とされる赤色光源装置１２０と、緑色波長帯域光の光源とされる緑色光源装置８０と、青色波長帯域光の光源とされる青色光源装置３００と、を備える。緑色光源装置８０は、励起光照射装置７０と、蛍光ホイール等の蛍光板１０１を含む蛍光板装置１００とにより構成される。そして、光源装置６０には、赤、緑、青の各色波長帯域光を導光し、出射する導光光学系１４０が配置されている。導光光学系１４０は、各色光源装置から出射される各色波長帯域光を集光レンズ１７３を介してライトトンネル１７５の入射口に集光する。
The
緑色光源装置８０における励起光源とされる励起光照射装置７０は、投影装置１０筐体の左右方向における略中央部分であって背面パネル１３近傍に配置される。そして、励起光照射装置７０は、背面パネル１３と光軸が平行になるよう配置された複数の半導体発光素子である青色レーザダイオード７１から成る光源群、各青色レーザダイオード７１からの出射光の光軸を正面パネル１２方向に９０度変換する反射ミラー群７５、反射ミラー群７５で反射した各青色レーザダイオード７１からの出射光を集光する集光レンズ７８、及び、青色レーザダイオード７１と右側パネル１４との間に配置されたヒートシンク８１等を備える。
The excitation
光源群は、３行８列の計２４個の青色レーザダイオード７１がマトリクス状に配列されて成る。また、各青色レーザダイオード７１の光軸上には、各青色レーザダイオード７１からの各出射光の指向性を高めるように各々平行光に変換するコリメータレンズ７３が夫々配置されている。また、反射ミラー群７５は、複数の反射ミラーが階段状に配列されてミラー基板７６と一体化されて位置調整を行って生成され、青色レーザダイオード７１から出射される光線束の断面積を一方向に縮小して集光レンズ７８に出射する。
The light source group includes a total of 24
そして、励起光照射装置７０の集光レンズ７８と蛍光板装置１００の間には、拡散板４００が設けられている。拡散板４００は、板状に形成される固定の拡散板４００とされている。そして、拡散板４００は、励起光照射装置７０から集光レンズ７８を介して出射された励起光が蛍光板装置１００の蛍光板１０１に入射される入射光路上に配置されている。拡散板４００により、励起光は均一な照度分布となるように拡散される。詳細は後述する。
A
ヒートシンク８１と背面パネル１３との間には冷却ファン２６１が配置されており、この冷却ファン２６１とヒートシンク８１とによって青色レーザダイオード７１が冷却される。さらに、反射ミラー群７５と背面パネル１３との間にも冷却ファン２６１が配置されており、この冷却ファン２６１によって反射ミラー群７５や集光レンズ７８が冷却される。
A cooling
緑色光源装置８０を構成する蛍光板装置１００は、励起光照射装置７０から出射される励起光の光路上であって、正面パネル１２の近傍に配置される。蛍光板装置１００は、正面パネル１２と平行となるように、つまり、励起光照射装置７０からの出射光の光軸と直交するように配置された蛍光ホイール等の蛍光板１０１と、この蛍光板１０１を回転駆動するモータ１１０と、励起光照射装置７０から出射される励起光の光線束を蛍光板１０１に集光するとともに蛍光板１０１から背面パネル１３方向に出射される光線束を集光する集光レンズ群１１１と、を備える。モータ１１０と正面パネル１２との間には冷却ファン２６１が配置されており、この冷却ファン２６１によって蛍光板装置１００等が冷却される。
The
ここで、蛍光ホイールとされる蛍光板１０１は、図４に示す通り、モータ１１０の回転軸１１２に、円盤状の金属製の基材１０２が設けられている。この基材１０２は、銀蒸着等によってミラー加工されることで光を反射する反射面が形成される。そして、基材１０２は、環状の凹部が形成され、透明樹脂バインダと混合されて設けられた緑色蛍光体の層よりなる蛍光発光領域１０３が環状に形成されている。
Here, as shown in FIG. 4, the
そして、拡散板４００により拡散された励起光照射装置７０からの励起光は、蛍光板１０１の蛍光発光領域１０３上に照射スポットＳとして照射される。このようにして励起光が蛍光発光領域１０３に照射されると、蛍光発光領域１０３の緑色蛍光体層における緑色蛍光体が励起される。緑色蛍光体から全方位に蛍光発光された光線束は、直接、励起光照射装置７０側へ、あるいは、蛍光板１０１の反射面で反射した後に励起光照射装置７０側へ出射される。
Then, the excitation light from the excitation
また、蛍光体層の蛍光体に吸収されることなく、金属基材に照射された励起光は、反射面により反射されて再び蛍光体層に入射し、蛍光体を励起することとなる。よって、蛍光板１０１の凹部の表面を反射面とすることにより、青色レーザダイオード７１から出射される励起光の利用効率を上げることができ、より明るく発光させることができる。
Moreover, the excitation light irradiated to the metal substrate without being absorbed by the phosphor of the phosphor layer is reflected by the reflecting surface and is incident on the phosphor layer again to excite the phosphor. Therefore, by using the surface of the concave portion of the
なお、蛍光板１０１の反射面で緑色蛍光体層側に反射された励起光において蛍光体に吸収されることなく励起光照射装置７０側に出射された励起光は、第一ダイクロイックミラー１４１を透過し、蛍光光は第一ダイクロイックミラー１４１により反射されるため、励起光が外部に出射されることはない。
In addition, the excitation light emitted to the excitation
図３において、赤色光源装置１２０は、青色レーザダイオード７１と光軸が平行となるように配置された赤色光源１２１と、赤色光源１２１からの出射光を集光する集光レンズ群１２５と、を備える。そして、この赤色光源装置１２０は、励起光照射装置７０からの出射光及び蛍光板１０１から出射される緑色波長帯域光と光軸が交差するように配置されている。また、赤色光源１２１は、赤色の波長帯域光を発する半導体発光素子としての赤色発光ダイオードである。さらに、赤色光源装置１２０は、赤色光源１２１の右側パネル１４側に配置されるヒートシンク１３０を備える。そして、ヒートシンク１３０と正面パネル１２との間には冷却ファン２６１が配置されており、この冷却ファン２６１によって赤色光源１２１が冷却される。
In FIG. 3, the red
青色光源装置３００は、蛍光板装置１００からの出射光の光軸と平行となるように配置された青色光源３０１と、青色光源３０１からの出射光を集光する集光レンズ群３０５と、を備える。そして、この青色光源装置３００は、赤色光源装置１２０からの出射光と光軸が交差するように配置されている。また、青色光源３０１は、青色の波長帯域光を発する半導体発光素子としての青色発光ダイオードである。さらに、青色光源装置３００は、青色光源３０１の正面パネル１２側に配置されるヒートシンク３１０を備える。そして、ヒートシンク３１０と正面パネル１２との間には冷却ファン２６１が配置されており、この冷却ファン２６１によって青色光源３０１が冷却される。
The blue
そして、導光光学系１４０は、赤色、緑色、青色波長帯域の光線束を集光させる集光レンズや、各色波長帯域の光線束の光軸を変換して同一の光軸とさせるダイクロイックミラー等からなる。具体的には、励起光照射装置７０から出射される青色波長帯域光である励起光及び蛍光板１０１から出射される緑色波長帯域光の光軸と、赤色光源装置１２０から出射される赤色波長帯域光の光軸と、が交差する位置に、青色波長帯域光の励起光及び赤色波長帯域光を透過し、緑色波長帯域光を反射してこの緑色光の光軸を左側パネル１５方向に９０度変換する第一ダイクロイックミラー１４１が配置されている。
The light guide
また、青色光源装置３００から出射される青色波長帯域光の光軸と、赤色光源装置１２０から出射される赤色波長帯域光の光軸と、が交差する位置に、青色波長帯域光を透過し、緑色及び赤色波長帯域光を反射してこの緑色及び赤色光の光軸を背面パネル１３方向に９０度変換する第二ダイクロイックミラー１４８が配置されている。そして、第一ダイクロイックミラー１４１と第二ダイクロイックミラー１４８との間には、集光レンズ１４５が配置されている。
Further, the blue wavelength band light is transmitted at a position where the optical axis of the blue wavelength band light emitted from the blue
このように構成される導光光学系１４０により、赤色、緑色、青色の各色波長帯域光は、光源側光学系１７０の集光レンズ１７３に入射される。すなわち、励起光照射装置７０から出射された励起光は、拡散板４００を介して第一ダイクロイックミラー１４１を透過し、集光レンズ群１１１を介して蛍光板１０１の蛍光発光領域に照射される。そして、蛍光板装置１００から出射される緑色波長帯域光は、第一ダイクロイックミラー１４１により反射され、集光レンズ１４５を介して第二ダイクロイックミラー１４８により反射され、集光レンズ１７３に入射される。
With the light guide
また、赤色光源装置１２０からの出射光である赤色波長帯域光は、第一ダイクロイックミラー１４１を透過し、集光レンズ１４５を介して第二ダイクロイックミラー１４８により反射され、集光レンズ１７３に入射される。青色光源装置３００からの出射光である青色波長帯域光は、第二ダイクロイックミラー１４８を透過して、集光レンズ１７３に入射される。
The red wavelength band light that is emitted from the red
光源側光学系１７０は、集光レンズ１７３，ライトトンネル１７５，集光レンズ１７８，光軸変換ミラー１８１，集光レンズ１８３，照射ミラー１８５，コンデンサレンズ１９５により構成されている。なお、コンデンサレンズ１９５は、コンデンサレンズ１９５の背面パネル１３側に配置される表示素子５１から出射された画像光を投影側光学系２２０に向けて出射するので、投影側光学系２２０の一部ともされている。
The light source side
ライトトンネル１７５の近傍には、ライトトンネル１７５の入射口に光源光を集光する集光レンズ１７３が配置されている。よって、赤色波長帯域光、緑色波長帯域光及び青色波長帯域光は、集光レンズ１７３により集光され、ライトトンネル１７５に入射される。ライトトンネル１７５に入射された光線束は、ライトトンネル１７５により均一な強度分布の光線束とされる。
In the vicinity of the
ライトトンネル１７５の背面パネル１３側の光軸上には、集光レンズ１７８を介して、光軸変換ミラー１８１が配置されている。ライトトンネル１７５の出射口から出射した光線束は、集光レンズ１７８で集光された後、光軸変換ミラー１８１により、左側パネル１５側に光軸が変換される。
On the optical axis on the
光軸変換ミラー１８１で反射した光線束は、集光レンズ１８３により集光された後、照射ミラー１８５により、コンデンサレンズ１９５を介して表示素子５１に所定の角度で照射される。なお、ＤＭＤとされる表示素子５１は、背面パネル１３側にヒートシンク１９０が設けられ、このヒートシンク１９０により表示素子５１は冷却される。
The light beam reflected by the optical
光源側光学系１７０により表示素子５１の画像形成面に照射された光源光である光線束は、表示素子５１の画像形成面で反射され、投影光として投影側光学系２２０を介してスクリーンに投影される。ここで、投影側光学系２２０は、コンデンサレンズ１９５，可動レンズ群２３５，固定レンズ群２２５により構成されている。可動レンズ群２３５は、レンズモータにより移動可能に形成される。そして、可動レンズ群２３５及び固定レンズ群２２５は、固定鏡筒に内蔵される。よって、可動レンズ群２３５を備える固定鏡筒は、可変焦点型レンズとされ、ズーム調節やフォーカス調節が可能に形成される。
The light beam that is the light source light irradiated to the image forming surface of the
このように投影装置１０を構成することで、各色光源装置から異なるタイミングで光を出射すると、赤色、緑色及び青色の各波長帯域光が導光光学系１４０を介して集光レンズ１７３及びライトトンネル１７５に順次入射され、さらに光源側光学系１７０を介して表示素子５１に入射されるため、投影装置１０の表示素子５１であるＤＭＤがデータに応じて各色の光を時分割表示することにより、スクリーンにカラー画像を投影することができる。
By configuring the
次に、拡散板４００について、図５に基づいてさらに具体的に説明する。図５（ａ）は、拡散板４００を投影装置１０における背面側から見た模式図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるＡ−Ａ断面の模式図である。図５（ｃ）は、拡散板４００を投影装置１０における正面側から見た模式図である。
Next, the
拡散板４００は、矩形のガラス基材に対してサンドブラストやエッチングによる加工を施すことにより、入射する光が拡散される拡散面が形成されている。拡散板４００には、背面側と正面側の両面にそれぞれ拡散面４２１，４３１が形成されている。そして、背面側の拡散面４２１と正面側の拡散面４３１の両者の拡散角度は、ともに同じ拡散角度で形成されている。
The
そして、図５（ａ）で示す背面側の拡散面４２１は、基材の平面部全面に渡って形成される。一方、図５（ｃ）で示す正面側の拡散面４３１は、基材の中央部に二点鎖線で示す矩形の領域に形成される。正面側の拡散面４３１の外周は、拡散面とするための加工が施されない非拡散面４３２とされる。そして、拡散板４００は背面側の拡散面４２１を励起光照射装置７０に向けて配置される。従って、背面側の拡散面４２１は、励起光が入射される第一の領域４２０とされる。
And the
一方、第一の領域４２０と反対側の面は、第一の領域４２０に入射された励起光が出射される第二の領域４３０とされる。第二の領域４３０は、正面側中央部の拡散面４３１で規定される領域とされる第一の拡散光出射領域と、非拡散面４３２で規定される領域とされる第二の拡散光出射領域とで構成される。
On the other hand, the surface opposite to the
そして、第二の領域４３０のうち、第一の拡散光出射領域から出射される励起光は、背面側の拡散面４２１と正面側の拡散面４３１の両方の拡散面で拡散された励起光が出射される。すなわち、正面側の拡散面４３１で規定される領域とされる第一の拡散光出射領域の拡散角度は、背面側の拡散面４２１の拡散角度と正面側の拡散面４３１の拡散角度が合成された拡散角度となる。一方、非拡散面４３２で規定される領域とされる第二の拡散光出射領域から出射される励起光は、背面側の拡散面４２１のみで拡散される。よって、第二の拡散光出射領域の拡散角度は、背面側の拡散面４２１の拡散角度と同等となる。従って、第一の拡散光出射領域は、第二の拡散光出射領域よりも拡散角度が大きい最大拡散光出射領域とされる。
In the
次に、拡散板４００を介して、符号ＢＬで示す励起光が入射される様子を模式的に示した図６に基づいて説明する。励起光照射装置７０から出射された励起光は、拡散板４００の第一の領域４２０から拡散板４００に入射される。そして、拡散板４００に入射された励起光は、第二の領域４３０から出射される。その後、拡散された励起光は、第一ダイクロイックミラー１４１を透過して、集光レンズ群１１１により集光されて、蛍光板１０１の図４に示す蛍光発光領域１０３上に照射スポットＳを形成して照射される。
Next, a description will be given based on FIG. 6 schematically showing a state in which excitation light indicated by reference numeral BL is incident through the
このとき、励起光照射装置７０からの励起光は、マトリクス状に配置された図３に示す複数の青色レーザダイオード７１から出射される。そして、このように複数の青色レーザダイオード７１から出射された光は、反射ミラー群７５や集光レンズ７８等により、外側の光が光軸中心に集光されるようにして、励起光として出射され、拡散板４００の第一の領域４２０に入射される。従って、第一の領域４２０に入射される励起光のうち、光軸中心に近い励起光の光線は入射角度が小さく、光軸中心から遠い励起光の光線は入射角度が大きくなる。
At this time, the excitation light from the excitation
一方、拡散板４００は、入射光の光軸と交わる位置を中心として中心部と周辺部とで拡散角度が異なる。従って、第一の領域４２０に入射された励起光は、入射角度の小さい内側の励起光の光線束については拡散角度の大きい第一の拡散光出射領域を介して出射され、入射角度の大きい外側の励起光の光線束については拡散角度の小さい第二の拡散光出射領域を介して出射される。
On the other hand, the
ここで、拡散板は、一般的に入射角度依存性があるので、同じ拡散角度で形成した拡散面であっても、入射角度の大きさによって、拡散板から出射される光の拡散角度は異なる。すなわち、拡散面への光の入射角度が大きくなると、拡散面から出射される光の拡散角度も大きくなり、照度の損失も大きくなる。しかしながら、本実施形態における拡散板４００においては、拡散板４００への入射角度が大きい外側の励起光の光線束については拡散角度が小さい第二の拡散光出射領域から出射することにより出射光の照度の損失が低減され、入射角度が小さい内側の励起光の光線束については拡散角度が大きい第一の拡散光出射領域から出射することにより十分に拡散を行うことができるので、励起光全体としては均一化された照度分布の光として第二の領域４３０から出射されることとなる。
Here, since the diffusion plate is generally dependent on the incident angle, the diffusion angle of light emitted from the diffusion plate varies depending on the size of the incident angle even if the diffusion surface is formed with the same diffusion angle. . That is, when the incident angle of light on the diffusing surface increases, the diffusion angle of light emitted from the diffusing surface also increases and the loss of illuminance also increases. However, in the diffusing
次に、拡散板の他の実施形態として、図７に拡散板５００を示す。ここで、図７（ａ）は、拡散板５００を投影装置１０における背面側から見た模式図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）におけるＢ−Ｂ断面の模式図である。図７（ｃ）は、拡散板５００を投影装置１０における正面側から見た模式図である。拡散板５００は、光を拡散させる拡散面として、一方側の面のみとされる背面側中央部に矩形の二点鎖線で示す領域に第一の拡散面５２１が形成される。そして、この矩形の第一の拡散面５２１の外側には、第二の拡散面５２２が形成される。このように、第一の拡散面５２１と第二の拡散面５２２の面積は異ならせて形成されている。励起光が入射される領域５２０は、第一の拡散面５２１と第二の拡散面５２２とから形成されている。そして、中央部の第一の拡散面５２１の拡散角度は、外側の第二の拡散面５２２の拡散角度よりも大きくなるように形成されている。
Next, FIG. 7 shows a
従って、図７（ｂ）に示すように、領域５２０と反対側の面は、拡散板５００に入射された励起光が出射される領域５３０とされる。そして、領域５３０は、図７（ｃ）に二点鎖線で示されるように矩形領域の第一の拡散光出射領域５３１が形成されて、その外側の領域とされる第二の拡散光出射領域５３２とが形成される。
Therefore, as shown in FIG. 7B, the surface opposite to the
この第一の拡散面５２１に対応する第一の拡散光出射領域５３１の拡散角度は、第二の拡散面５２２に対応する第二の拡散光出射領域５３２の拡散角度よりも大きくなる。すなわち、拡散板５００は、入射光の光軸と交わる位置を中心として中心部と周辺部とで拡散角度が異なるように形成される。よって、前述の実施形態における拡散板４００に換えて本実施形態における拡散板５００を配置した場合においても、励起光のうち入射角度の小さい内側の光線束は拡散角度が大きい第二の拡散光出射領域５３２から出射され、励起光のうち入射角度の大きい外側の光線束は拡散角度が大きい第一の拡散光出射領域５３１から出射されるので、拡散板５００を透過した励起光全体としては照度分布が均一化される。
The diffusion angle of the first diffused
なお、本実施形態においては、矩形の第一の拡散面５２１の外側に第二の拡散面５２２を設けて２つの拡散光出射領域（第一の拡散光出射領域５３１及び第二の拡散光出射領域５３２）を形成したが、これに限られず、それぞれ拡散角度が異なる拡散面を第二の拡散面５２２の外周に同心の矩形環状に複数設けて、第二の拡散光出射領域５３２の外周にさらに拡散角度がそれぞれ異なる同心矩形環状の複数の拡散光出射領域を設けるようにしてもよい。このとき、各拡散光出射領域の拡散角度は、拡散板の中心から外側に向かって漸次小さくなるように形成されると好適である。
In the present embodiment, the
また、照射スポットＳの楕円形状に合わせて、拡散角度が異なる楕円形状の拡散面とすることもできる。この場合においても、拡散角度が最も大きい最大拡散光出射領域を拡散板の中央部に配置して、この最大拡散光出射領域の外周に同心楕円環状の複数の拡散光出射領域を設けることができる。 Further, in accordance with the elliptical shape of the irradiation spot S, an elliptical diffusion surface having a different diffusion angle may be used. Also in this case, the maximum diffused light emitting region having the largest diffusion angle can be arranged at the center of the diffusion plate, and a plurality of concentric elliptical annular diffused light emitting regions can be provided on the outer periphery of the maximum diffused light emitting region. .
次に、拡散板のさらに他の実施形態として、図８に拡散板６００を示す。ここで、図８（ａ）は、拡散板６００を投影装置１０における背面側から見た模式図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）におけるＣ−Ｃ断面の模式図である。図８（ｃ）は、拡散板６００を投影装置１０における正面側から見た模式図である。
Next, FIG. 8 shows a
図８（ａ）で示すように、拡散板６００は、一方側の面のみの背面側が励起光が入射される領域６２０とされる。そして、この領域６２０には、光を拡散させる拡散面がマトリックス状に複数隣接して設けられている。領域６２０の中央部には、拡散面６２４が設けられている。この拡散面６２４は最も拡散角度が大きくなるよう形成されている。また、領域６２０の四隅に設けられる拡散面６２１は、最も拡散角度が小さくなるよう形成されている。
As shown in FIG. 8A, in the diffusing
また、左右それぞれの縦方向における拡散面６２１の間には、拡散面６２２が形成されている。この拡散面６２２は、二番目に拡散角度が大きくなるよう形成されている。また、上下それぞれの横方向における拡散面６２１の間には、拡散面６２３が２箇所に形成されている。この拡散面６２３は、三番目に拡散角度が大きくなるよう形成されている。
A
そして、図８（ｃ）で示すように、拡散板６００に入射した励起光が出射する領域６３０は、拡散角度が異なる複数の拡散光出射領域６３１〜６３４からなる。領域６３０の中央部に形成される拡散光出射領域６３４は、拡散面６２４と合致する領域とされ、拡散面６２４を透過する励起光が出射される領域である。同様に、四隅の拡散光出射領域６３１は拡散面６２１と合致し、拡散光出射領域６３２は拡散面６２２と合致し、拡散光出射領域６３３は拡散面６２３と合致する。
And as shown in FIG.8 (c), the area |
拡散面６２１〜６２４は、それぞれ拡散角度が異なる。従って、各拡散光出射領域６３１〜６３４の拡散角度も異なる。そして、中央部の拡散面６２４に対応する拡散光出射領域６３４は、拡散角度が最も大きい最大拡散光出射領域とされる。そして、各拡散面６２１〜６２４の拡散角度は、マトリクス状に青色レーザダイオード７１が設けられた励起光照射装置７０における１個又は数個毎の青色レーザダイオード７１からの光の入射角度に応じて設定される。従って、拡散板６００は、入射光の光軸と交わる位置を中心として中心部と周辺部とで拡散角度が異なる。
The diffusion surfaces 621 to 624 have different diffusion angles. Accordingly, the diffusion angles of the diffused
このように形成される拡散板６００を前述の投影装置１０における拡散板４００に換えて配置すれば、３行８列に青色レーザダイオード７１が配置された励起光照射装置７０のうち、各四隅における２個の青色レーザダイオード７１の光は、各拡散面６２１を拡散透過して四隅の拡散光出射領域６３１から出射される。上下の行における中央４個の青色レーザダイオードは、上下両長辺中央の各拡散面６２３を拡散透過して拡散光出射領域６３３から出射される。また、中央の行における左右外側の各２個の青色レーザダイオード７１は、左右両短辺中央の各拡散面６２２を拡散透過して拡散光出射領域６３２から出射される。そして、中央の行及び列における４個の青色レーザダイオード７１からの光は、中央の拡散面６２４を拡散透過して最大拡散光出射領域とされる拡散光出射領域６３４から出射される。
If the diffusing
なお、図３の投影装置１０における蛍光板装置１００は、蛍光ホイールとされる蛍光板１０１を用いたが、この蛍光板装置１００に換えて、固定される蛍光板を用いた蛍光板装置とすることもできる。
The
図９は、図８に示す拡散板６００を透過した励起光が照射される蛍光板１０１上の領域の平面模式図である。励起光が照射される蛍光発光領域１０３の所定領域１０５において、平面状に行及び列をなすように配置された複数の青色レーザダイオード７１から各コリメータレンズ７３を介して出射されたそれぞれの光は、対応する蛍光発光領域１０３の所定領域１０５上の異なる位置に照射される。しかし、それぞれの光は、拡散角度の異なる拡散光出射領域６３１〜６３４を通るので、所定領域１０５の中央付近を中心に一部分が重なり合うように照射される。そして、蛍光発光領域１０３の外側に漏れてロスする光が無い。よって、蛍光発光領域１０３の所定領域１０５全体に均等でムラ無く光を照射することができる。このように、本実施形態の投影装置１０は、ＤＭＤとされる表示素子５１及びライトトンネル１７５の形状と同形状となるように、励起光の照射される蛍光発光領域１０３の所定領域１０５は略矩形状とされている。
FIG. 9 is a schematic plan view of a region on the
次に、他の実施形態に係る投影装置１０Ａについて、図１０に基づいて説明する。図１０は投影装置１０Ａの構成を示す平面模式図である。この投影装置１０Ａは、図３の投影装置１０における青色光源装置３００を排して、励起光照射装置７０の励起光を青色光源としても用いる構成に変更したものである。従って、以下の説明においては、図３における投影装置１０と同一の部材及び構成については同一の符号を付して、説明を省略又は簡略化する。
Next, a
投影装置１０Ａには、筐体の略中央部分に光源装置６０Ａが備えられる。光源装置６０Ａは、赤色光源装置１２０と、緑色光源装置８０と、青色波長帯域光の光源であって、励起光源ともされる励起光照射装置７０と、を備える。緑色光源装置８０は、励起光照射装置７０と、蛍光板１０１を含む蛍光板装置１００とにより構成される。
The
蛍光板１０１Ａは、蛍光ホイールとされ、励起光照射装置７０から集光レンズ群１０７を介した出射光を励起光として受けて緑色波長帯域の蛍光光を出射する蛍光発光領域と、励起光照射装置７０からの出射光である励起光を透過又は拡散透過する領域と、が周方向に連続して設けられている。
The
蛍光板１０１Ａの基材は銅やアルミニウム等から成る金属基材であって、この基材の励起光照射装置７０側の表面は、銀蒸着等によってミラー加工されており、このミラー加工された表面に緑色蛍光体の層が敷設されて蛍光発光領域が形成されている。さらに、励起光を透過又は拡散透過する領域のうち、透過する領域とされる場合には、基材の切抜き透孔部に透光性を有する透明基材が嵌入される。拡散透過する領域とされる場合には、表面をサンドブラスト等で微細凹凸を形成した透明基材が嵌入される。
The base material of the
蛍光板１０１Ａの蛍光体層は、励起光照射装置７０からの励起光としての青色波長帯域光が蛍光板１０１の蛍光発光領域に照射されると、緑色蛍光体層における緑色蛍光体が励起され、緑色蛍光体から全方位に緑色波長帯域光を出射する。蛍光発光された光線束は、背面パネル１３側へ出射され、集光レンズ群１０７に入射する。一方、蛍光板１０１における入射光を透過又は拡散透過する領域に入射された励起光照射装置７０からの青色波長帯域光は、蛍光板１０１Ａを透過又は拡散透過され、蛍光板１０１Ａの背面側（換言すれば、正面パネル１２側）に配置された集光レンズ１１５に入射する。
When the fluorescent light emitting region of the
蛍光板１０１Ａを透過又は拡散透過した青色波長帯域光の光軸上、つまり、集光レンズ１１５と正面パネル１２との間には、青色波長帯域光を反射してこの青色光の光軸を左側パネル１５方向に９０度変換する第一反射ミラー１４３が配置されている。第一反射ミラー１４３における左側パネル１５側には、集光レンズ１４６が配置され、さらにこの集光レンズ１４６の左側パネル１５側には、第二反射ミラー１４９が配置されている。第二反射ミラー１４９の背面パネル１３側には、集光レンズ１４７が配置されている。第二反射ミラー１４９は、第一反射ミラー１４３により反射され、集光レンズ１４６を介して入射される青色波長帯域光の光軸を背面パネル１３側に９０度変換して集光レンズ１４７により集光される。
The blue wavelength band light is reflected on the optical axis of the blue wavelength band light transmitted or diffused through the
第一ダイクロイックミラー１４１を透過した赤色波長帯域光の光軸と、この赤色波長帯域光の光軸と一致するように第一ダイクロイックミラー１４１により反射された緑色波長帯域光の光軸は、集光レンズ１４５に入射する。そして、集光レンズ１４５を透過した赤色及び緑色波長帯域光は、第二ダイクロイックミラー１４８により反射され、光源側光学系１７０の集光レンズ１７３を介してライトトンネル１７５の入射口に集光される。一方、集光レンズ１４７を透過した青色波長帯域光は、第二ダイクロイックミラー１４８を透過して、集光レンズ１７３を介してライトトンネル１７５の入射口に集光される。
The optical axis of the red wavelength band light transmitted through the first
このように、図３の投影装置１０を変更して構成された図１０の投影装置１０Ａにおいても、拡散板４００（図５参照）は、励起光照射装置７０と蛍光板装置１００との間であって、励起光が蛍光板装置１００の蛍光板１０１Ａに入射される入射光路上に設けられる。そして、拡散板４００には、拡散角度が異なる複数の拡散光出射領域が設けられることにより、蛍光板１０１Ａの蛍光発光領域に照射される励起光の照射スポットＳは、照度分布が均一化される。
Thus, also in the
なお、本実施形態における投影装置１０Ａにおいても、拡散板４００に換えて、他の形態の拡散板５００（図７参照）又は拡散板６００（図８参照）を配置することもできる。
In the
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は以上の実施形態によって限定されることはなく、種々の形態で実施することができる。例えば、蛍光板を上下又は左右の直線的にスライド往復運動させるように駆動する機構を備えるようにしてもよい。さらに、拡散板５００，６００の第一の拡散面５２１，第二の拡散面５２２，拡散面６２１〜６２４は、励起光が入射される領域５２０，６２０に設けられているが、励起光が出射される領域５３０に拡散面を設けて、複数の拡散光出射領域を形成してもよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited by the above embodiment, It can implement with a various form. For example, a mechanism for driving the fluorescent plate to reciprocate linearly in the vertical and horizontal directions may be provided. Further, the
以上の通り、本発明の光源装置６０は、蛍光板装置１００の蛍光板１０１，１０１Ａに励起光が入射される入射光路上に、拡散板４００，５００，６００が設けられる。拡散板４００，５００，６００は、入射光の光軸と交わる位置を中心として中心部と周辺部とで拡散角度が異なる。
As described above, in the
これにより、拡散板４００，５００，６００に入射される励起光の光束の入射角度に応じて、入射光の光軸と交わる位置を中心として中心部と周辺部とで拡散角度を異ならせて、複数の拡散光出射領域それぞれの拡散角度を設定することができる。従って、蛍光板１０１，１０１Ａの蛍光発光領域１０３上の照射スポットＳの照度分布が均一にされ、蛍光発光領域１０３から発光される蛍光光の照度分布も均一にされる。ゆえに、投影光の色ムラを低減させることのできる光源装置を提供することができる。そして、入射角度の大きい励起光の光線束に対しては拡散角度が小さい拡散光出射領域から出射させることができるので、励起光に対して得られる蛍光光の光学効率も向上させることができる。
Thereby, according to the incident angle of the luminous flux of the excitation light incident on the
また、拡散板４００，５００，６００は、拡散板から出射される光の拡散角度が異なる複数の拡散光出射領域が形成される。そして、拡散板４００，５００，６００における複数の拡散光出射領域は、最も拡散角度が大きい最大拡散光出射領域（第一の拡散光出射領域５３１，拡散光出射領域６３４等）が拡散板４００，５００，６００の中央部に形成され、第二の拡散光出射領域５３２等及び拡散光出射領域６３１，６３２，６３３とされる他の複数の拡散光出射領域は最大拡散光出射領域の外側に形成される。
In addition, the
これにより、複数の半導体素子からなる励起光源である励起光照射装置７０は、光軸近傍の照度が強い励起光とされるが、この場合であっても照度分布が均一な励起光を照射スポットＳとして蛍光発光領域１０３に照射することができる。
As a result, the excitation
また、最大拡散光出射領域である第一の拡散光出射領域５３１等の外周に形成される拡散光出射領域は、拡散板４００，５００の中心から外側に向かって漸次拡散角度が小さくなるように形成される。従って、光軸中心から外側に向かって漸次光強度が弱くなる励起光に対して、効率よく光拡散を行うことができる。
In addition, the diffused light emitting region formed on the outer periphery of the first diffused
また、拡散光出射領域６３１〜６３４は、マトリクス状に配置される。これにより、マトリクス状に配置された励起光照射装置７０の青色レーザダイオード７１について、個々の青色レーザダイオード７１毎、又は拡散板６００に対する入射角度が同程度の複数の青色レーザダイオード７１毎に拡散角度を変えて励起光を拡散させることができる。
Further, the diffused
また、拡散板４００には、背面側の面に拡散面４２１が設けられ、正面側の面に拡散面４３１が設けられる。これにより、両面同時に拡散面を形成するための加工を行うことができるので、生産効率の良い拡散板とすることができる。
In addition, the
また、拡散面４２１，４３１は、拡散板４００の両面ともに同じ拡散角度で形成することができる。これにより、例えばサンドブラスト加工における研磨剤とされる砂の粒径を同じにすること等、拡散面４２１，４３１を加工するための設備を共通のものとすることができ、拡散板４００の製造に掛かるコストを低減させることができる。
Further, the diffusion surfaces 421 and 431 can be formed at the same diffusion angle on both surfaces of the
また、拡散面４２１，４３１は、面積が異なるように形成される。これにより、励起光源の青色レーザダイオード７１の配置に合わせて適宜拡散角度を設定することができる。
The diffusion surfaces 421 and 431 are formed so as to have different areas. Thus, the diffusion angle can be set as appropriate in accordance with the arrangement of the
また、拡散板５００，６００は、一方の側の面である背面側の面のみに第一の拡散面５２１，拡散面６２１等が形成される。これにより、拡散板５００，６００の製造において、一方側の面のみに第一の拡散面５２１，拡散面６２１等を形成する加工を施せばよいので、加工処理による基材の反り等の影響を低減させることができる。
Further, in the
また、蛍光板１０１，１０１Ａは蛍光ホイールとして形成され、蛍光板装置１００はモータ１１０を備える。そして、蛍光発光領域１０３等は環状に形成される。これにより、蛍光板１０１，１０１Ａを回転駆動させながら励起光を照射することができるので、温度消光や焼き付きを低減させることができ、従って耐熱性に劣るが高輝度の蛍光光を発することのできる蛍光体を用いることができる。
The
また、励起光照射装置７０は青色レーザダイオード７１からなり、蛍光板装置１００は緑色波長帯域光を発し、赤色発光ダイオードからなる赤色光源装置１２０と、青色発光ダイオードからなる青色光源装置３００とを備えた光源装置６０を形成した。これにより、高輝度の三原色光源とすることができるとともに、光効率がよく、投影光の色ムラを低減させることのできる光源装置６０を提供することができる。
The excitation
また、励起光照射装置７０は青色レーザダイオード７１からなり、蛍光板１０１Ａを備える蛍光板装置１００は緑色波長帯域光を発する蛍光発光領域と、励起光を拡散透過させる拡散透過領域とを有し、さらに赤色発光ダイオードからなる赤色光源装置１２０とを備えた光源装置６０Ａを形成した。これにより、高輝度の三原色光源とすることができるとともに、光効率がよく、投影光の色ムラを低減させることのできる光源装置６０を提供することができる。
The excitation
また、投影装置１０，１０Ａは、光源装置６０，６０Ａと、表示素子５１と、投影側光学系２２０と、投影装置制御部とにより形成した。これにより、光効率が向上し、投影光の色ムラを低減させた投影装置１０，１０Ａを提供することができる。
The
また、以上説明した実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Further, the embodiment described above is presented as an example, and is not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
以下に、本願出願の最初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］励起光源と、
前記励起光源の励起光が照射される蛍光体層が設けられる蛍光板を有する蛍光板装置と、
前記蛍光板装置の蛍光板の蛍光発光領域に前記励起光が入射される入射光路上に設けられる拡散板と、
を有し、
前記拡散板は、前記入射光の光軸と交わる位置を中心として中心部と周辺部とで拡散角度が異なることを特徴とする光源装置。
［２］前記拡散板は、該拡散板から出射される光の拡散角度が異なる複数の拡散光出射領域が形成され、複数の前記拡散光出射領域のうち、最も拡散角度が大きい最大拡散光出射領域が前記拡散板の中央部に形成され、他の複数の前記拡散光出射領域は前記最大拡散光出射領域の外側に形成されることを特徴とする前記［１］に記載の光源装置。
［３］前記他の複数の拡散光出射領域は、各拡散光出射領域の拡散角度が前記拡散板の中心から外側に向かって漸次小さくなるように形成されることを特徴とする前記［２］に記載の光源装置。
［４］複数の前記拡散光出射領域は、マトリクス状に配置されることを特徴とする前記［２］に記載の光源装置。
［５］前記拡散板は、入射光を拡散させる拡散面が両面に設けられることを特徴とする前記［１］乃至前記［４］の何れか記載の光源装置。
［６］前記拡散面は、両面共に同じ拡散角度で形成されることを特徴とする前記［５］に記載の光源装置。
［７］前記拡散面は、各面における面積が異なることを特徴とする前記［６］に記載の光源装置。
［８］前記拡散板は、入射光を拡散させる拡散面が一方側の面のみに設けられることを特徴とする前記［１］乃至前記［４］の何れか記載の光源装置。
［９］前記蛍光板装置は、前記蛍光発光領域が環状に設けられる蛍光ホイールと、前記蛍光ホイールを駆動するモータと、を有することを特徴とする前記［１］乃至前記［８］の何れか記載の光源装置。
［１０］前記励起光源は、青色波長帯域光を発する青色レーザダイオードを含み、
前記蛍光板装置は、前記蛍光発光領域から緑色波長帯域光の蛍光光が出射されるとともに、
赤色波長帯域光を発する半導体発光素子からなる赤色光源装置と、
青色波長帯域光を発する半導体発光素子からなる青色光源装置と、
を有することを特徴とする前記［１］乃至前記［９］の何れか記載の光源装置。
［１１］前記励起光源は、青色波長帯域光を発する青色レーザダイオードを含み、
前記蛍光板装置は、緑色波長帯域光が発せられる前記蛍光発光領域と拡散透過領域とを周方向に連続して設けられる蛍光ホイールと、前記蛍光ホイールを駆動するモータと、が備えられるとともに、
赤色波長帯域光を発する半導体発光素子からなる赤色光源装置と、
を有することを特徴とする前記［１］乃至前記［８］の何れか記載の光源装置。
［１２］前記［１］乃至前記［１１］の何れか記載の光源装置と、
前記光源装置からの光源光が照射され、画像光を形成する表示素子と、
前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影側光学系と、
前記表示素子と、前記光源装置を制御する投影装置制御部と、
を有することを特徴とする投影装置。
The invention described in the first claim of the present application will be appended below.
[1] an excitation light source;
A fluorescent plate device having a fluorescent plate provided with a phosphor layer irradiated with excitation light of the excitation light source;
A diffusion plate provided on an incident optical path where the excitation light is incident on a fluorescent light emitting region of a fluorescent plate of the fluorescent plate device;
Have
The light source device according to claim 1, wherein the diffusion plate has a diffusion angle different between a central portion and a peripheral portion with a position intersecting with an optical axis of the incident light as a center.
[2] The diffuser plate is formed with a plurality of diffused light output regions having different diffusion angles of light emitted from the diffuser plate, and the maximum diffused light output having the largest diffusion angle among the plurality of diffused light output regions. The light source device according to [1], wherein a region is formed in a central portion of the diffusion plate, and the plurality of other diffused light emitting regions are formed outside the maximum diffused light emitting region.
[3] The plurality of other diffused light exit areas are formed such that the diffusion angle of each diffused light exit area gradually decreases from the center of the diffuser plate toward the outside. The light source device according to 1.
[4] The light source device according to [2], wherein the plurality of diffused light emission regions are arranged in a matrix.
[5] The light source device according to any one of [1] to [4], wherein the diffusion plate is provided with a diffusion surface for diffusing incident light on both sides.
[6] The light source device according to [5], wherein the diffusion surfaces are formed at the same diffusion angle on both surfaces.
[7] The light source device according to [6], wherein the diffusion surface has different areas on each surface.
[8] The light source device according to any one of [1] to [4], wherein the diffusion plate is provided with a diffusion surface for diffusing incident light only on one surface.
[9] The phosphor plate device according to any one of [1] to [8], wherein the fluorescent plate device includes a fluorescent wheel in which the fluorescent light emitting region is provided in an annular shape, and a motor that drives the fluorescent wheel. Light source device.
[10] The excitation light source includes a blue laser diode that emits light in a blue wavelength band,
The fluorescent plate device emits fluorescent light of green wavelength band light from the fluorescent light emitting region,
A red light source device comprising a semiconductor light emitting element emitting red wavelength band light;
A blue light source device comprising a semiconductor light emitting element emitting blue wavelength band light;
The light source device according to any one of [1] to [9], wherein:
[11] The excitation light source includes a blue laser diode that emits light in a blue wavelength band,
The fluorescent plate device is provided with a fluorescent wheel in which the fluorescent light emitting region and the diffuse transmission region where the green wavelength band light is emitted are continuously provided in the circumferential direction, and a motor that drives the fluorescent wheel,
A red light source device comprising a semiconductor light emitting element emitting red wavelength band light;
The light source device according to any one of [1] to [8], wherein:
[12] The light source device according to any one of [1] to [11],
A display element that is irradiated with light source light from the light source device to form image light;
A projection-side optical system that projects the image light emitted from the display element onto a screen;
The display element; and a projector control unit that controls the light source device;
A projection apparatus comprising:
１０ 投影装置 １０Ａ 投影装置
１１ 上面パネル １２ 正面パネル
１３ 背面パネル １４ 右側パネル
１５ 左側パネル １７ 排気孔
１８ 吸気孔 １９ レンズカバー
２１ 入出力コネクタ部 ２２ 入出力インターフェース
２３ 画像変換部 ２４ 表示エンコーダ
２５ ビデオＲＡＭ ２６ 表示駆動部
３１ 画像圧縮／伸長部 ３２ メモリカード
３５ Ｉｒ受信部 ３６ Ｉｒ処理部
３７ キー／インジケータ部 ３８ 制御部
４１ 光源制御回路 ４３ 冷却ファン駆動制御回路
４５ レンズモータ ４７ 音声処理部
４８ スピーカ ５１ 表示素子
６０ 光源装置 ６０Ａ 光源装置
７０ 励起光照射装置
７１ 青色レーザダイオード ７３ コリメータレンズ
７５ 反射ミラー群 ７６ ミラー基板
７８ 集光レンズ ８０ 緑色光源装置
８１ ヒートシンク １００ 蛍光板装置
１０１ 蛍光板 １０１Ａ 蛍光板
１０２ 基材 １０３ 蛍光発光領域
１０５ 所定領域
１０７ 集光レンズ群 １１０ モータ
１１１ 集光レンズ群 １１２ 回転軸
１１５ 集光レンズ １２０ 赤色光源装置
１２１ 赤色光源 １２５ 集光レンズ群
１３０ ヒートシンク １４０ 導光光学系
１４１ 第一ダイクロイックミラー １４３ 第一反射ミラー
１４５ 集光レンズ １４６ 集光レンズ
１４７ 集光レンズ １４８ 第二ダイクロイックミラー
１４９ 第二反射ミラー １７０ 光源側光学系
１７３ 集光レンズ １７５ ライトトンネル
１７８ 集光レンズ １８１ 光軸変換ミラー
１８３ 集光レンズ １８５ 照射ミラー
１９０ ヒートシンク
１９５ コンデンサレンズ ２２０ 投影側光学系
２２５ 固定レンズ群 ２３５ 可動レンズ群
２４１ 制御回路基板 ２６１ 冷却ファン
３００ 青色光源装置 ３０１ 青色光源
３０５ 集光レンズ群 ３１０ ヒートシンク
４００ 拡散板 ４２０ 領域
４２１ 拡散面 ４３０ 領域
４３１ 拡散面 ４３２ 非拡散面
５００ 拡散板 ５２０ 領域
５２１ 第一の拡散面 ５２２ 第二の拡散面
５３０ 領域 ５３１ 第一の拡散光出射領域
５３２ 第二の拡散光出射領域 ６００ 拡散板
６２０ 領域 ６２１ 拡散面
６２２ 拡散面 ６２３ 拡散面
６２４ 拡散面 ６３０ 領域
６３１ 拡散光出射領域 ６３２ 拡散光出射領域
６３３ 拡散光出射領域 ６３４ 拡散光出射領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Projector 10A Projector 11 Top panel 12 Front panel 13 Rear panel 14 Right panel 15 Left panel 17 Exhaust hole 18 Intake hole 19 Lens cover 21 Input / output connector part 22 Input / output interface 23 Image conversion part 24 Display encoder 25 Video RAM 26 Display drive unit 31 Image compression / decompression unit 32 Memory card 35 Ir reception unit 36 Ir processing unit 37 Key / indicator unit 38 Control unit 41 Light source control circuit 43 Cooling fan drive control circuit 45 Lens motor 47 Audio processing unit 48 Speaker 51 Display element 60 Light source device 60A Light source device 70 Excitation light irradiation device 71 Blue laser diode 73 Collimator lens 75 Reflective mirror group 76 Mirror substrate 78 Condensing lens 80 Green light source device 81 Heat sink 100 Fluorescent plate device 101 Fluorescent plate 01A Fluorescent plate 102 Base material 103 Fluorescent light emitting area 105 Predetermined area 107 Condensing lens group 110 Motor 111 Condensing lens group 112 Rotating shaft 115 Condensing lens 120 Red light source device 121 Red light source 125 Condensing lens group 130 Heat sink 140 Light guide optical system 141 First dichroic mirror 143 First reflecting mirror 145 Condensing lens 146 Condensing lens 147 Condensing lens 148 Second dichroic mirror 149 Second reflecting mirror 170 Light source side optical system 173 Condensing lens 175 Light tunnel 178 Condensing lens 181 Light Axis conversion mirror 183 Condensing lens 185 Irradiation mirror 190 Heat sink 195 Condenser lens 220 Projection side optical system 225 Fixed lens group 235 Movable lens group 241 Control circuit board 261 Cooling fan 300 Blue light source device 301 Blue light source 305 Condensing lens group 310 Heat sink 400 Diffusion plate 420 Region 421 Diffusion surface 430 Region 431 Diffusion surface 432 Non-diffusion surface 500 Diffusion plate 520 Region 521 First diffusion surface 522 Second diffusion surface 530 Region 531 First Diffused light exit region 532 Second diffused light exit region 600 Diffuser plate 620 region 621 Diffused surface 622 Diffused surface 623 Diffused surface 624 Diffused surface 630 Region 631 Diffused light exit region 632 Diffused light exit region 633 Diffused light exit region 634 Diffused light exit region
Claims (12)
前記励起光源の励起光が照射される蛍光体層が設けられる蛍光板を有する蛍光板装置と、
前記蛍光板装置の蛍光板の蛍光発光領域に前記励起光が入射される入射光路上に設けられる拡散板と、
を有し、
前記拡散板は、前記入射光の光軸と交わる位置を中心として中心部と周辺部とで拡散角度が異なることを特徴とする光源装置。 An excitation light source;
A fluorescent plate device having a fluorescent plate provided with a phosphor layer irradiated with excitation light of the excitation light source;
A diffusion plate provided on an incident optical path where the excitation light is incident on a fluorescent light emitting region of a fluorescent plate of the fluorescent plate device;
Have
The light source device according to claim 1, wherein the diffusion plate has a diffusion angle different between a central portion and a peripheral portion with a position intersecting with an optical axis of the incident light as a center.
前記蛍光板装置は、前記蛍光発光領域から緑色波長帯域光の蛍光光が出射されるとともに、
赤色波長帯域光を発する半導体発光素子からなる赤色光源装置と、
青色波長帯域光を発する半導体発光素子からなる青色光源装置と、
を有することを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れか記載の光源装置。 The excitation light source includes a blue laser diode that emits blue wavelength band light,
The fluorescent plate device emits fluorescent light of green wavelength band light from the fluorescent light emitting region,
A red light source device comprising a semiconductor light emitting element emitting red wavelength band light;
A blue light source device comprising a semiconductor light emitting element emitting blue wavelength band light;
The light source device according to claim 1, comprising:
前記蛍光板装置は、緑色波長帯域光が発せられる前記蛍光発光領域と拡散透過領域とを周方向に連続して設けられる蛍光ホイールと、前記蛍光ホイールを駆動するモータと、が備えられるとともに、
赤色波長帯域光を発する半導体発光素子からなる赤色光源装置と、
を有することを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか記載の光源装置。 The excitation light source includes a blue laser diode that emits blue wavelength band light,
The fluorescent plate device is provided with a fluorescent wheel in which the fluorescent light emitting region and the diffuse transmission region where the green wavelength band light is emitted are continuously provided in the circumferential direction, and a motor that drives the fluorescent wheel,
A red light source device comprising a semiconductor light emitting element emitting red wavelength band light;
The light source device according to claim 1, comprising:
前記光源装置からの光源光が照射され、画像光を形成する表示素子と、
前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影側光学系と、
前記表示素子と、前記光源装置を制御する投影装置制御部と、
を有することを特徴とする投影装置。 A light source device according to any one of claims 1 to 11,
A display element that is irradiated with light source light from the light source device to form image light;
A projection-side optical system that projects the image light emitted from the display element onto a screen;
The display element; and a projector control unit that controls the light source device;
A projection apparatus comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015054941A JP2016176989A (en) | 2015-03-18 | 2015-03-18 | Light source device and projection device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2015054941A JP2016176989A (en) | 2015-03-18 | 2015-03-18 | Light source device and projection device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016176989A true JP2016176989A (en) | 2016-10-06 |
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ID=57069517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015054941A Pending JP2016176989A (en) | 2015-03-18 | 2015-03-18 | Light source device and projection device |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2016176989A (en) |
-
2015
- 2015-03-18 JP JP2015054941A patent/JP2016176989A/en active Pending
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