JP2016184114A - Illumination device and projector - Google Patents

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貴之 松原
Takayuki Matsubara
貴之 松原
秋山　光一
Koichi Akiyama
光一 秋山
訓之 平野
Kuniyuki Hirano
訓之 平野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an illumination device capable of suppressing degradation in an adhesive layer in a polarized light separation device, and a projector including the illumination device.SOLUTION: An illumination device 31 of the present invention includes a light-emitting element emitting a first beam flux in a first wavelength band and a polarized light separation device 314 receiving the first beam flux. The polarized light separation device 314 includes a first prism 3141, a polarized light separation layer 3143 disposed on the first prism 3141 and having a function of separating polarized light on the first beam flux, and a second prism 3142 fixed to the polarized light separation layer 3143 via an adhesive layer 3144. The first beam flux enters the polarized light separation layer 3143 from a side opposite to the adhesive layer 3144.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、照明装置及びプロジェクターに関する。   The present invention relates to a lighting device and a projector.

従来、光源装置から射出された照明光を変調して画像情報に応じた画像を形成し、当該画像をスクリーン等の被投射面に拡大投射する画像表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に記載の画像表示装置は、照明装置、偏光分離装置、分光装置、液晶パネル、プリズム及び投射光学装置を備える。照明装置は、励起光を射出する励起光源と、蛍光体とを備える。蛍光体は、入射された励起光の一部を励起光とは異なる波長の光に変換して蛍光を生成する。これにより、蛍光体からは、当該蛍光と、励起光の他の一部とが、当該励起光が入射する側と同じ側に照明光として射出される。そして、照明光は分光装置によって赤色、緑色及び青色の色光に分離される。分離された各色光は、それぞれが対応する液晶パネルにて変調される。液晶パネルにより変調された各色光がプリズムにて合成され、投射光学装置から投射される。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an image display device that modulates illumination light emitted from a light source device to form an image according to image information, and enlarges and projects the image on a projection surface such as a screen (for example, Patent Documents). 1).
The image display device described in Patent Document 1 includes an illumination device, a polarization separation device, a spectroscopic device, a liquid crystal panel, a prism, and a projection optical device. The illumination device includes an excitation light source that emits excitation light and a phosphor. The phosphor generates fluorescence by converting a part of the incident excitation light into light having a wavelength different from that of the excitation light. Thereby, the fluorescence and the other part of the excitation light are emitted from the phosphor as illumination light on the same side as the side on which the excitation light is incident. The illumination light is separated into red, green and blue color lights by the spectroscopic device. Each separated color light is modulated by the corresponding liquid crystal panel. Each color light modulated by the liquid crystal panel is synthesized by the prism and projected from the projection optical device.

特開２０１２−４００９号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-4009

ところで、上記特許文献１に記載の偏光分離装置は、プリズム型の偏光ビームスプリッターである。このプリズム型の偏光ビームスプリッターは、略直方体形状を有するものであり、偏光分離層が形成された直角三角柱形状のプリズムに対して、当該プリズムと同形状のプリズムが接着剤により接合されることにより構成される。このようなプリズム型の偏光ビームスプリッターは、プレート型の偏光ビームスプリッターに比べて、上記励起光の波長範囲における偏光分離特性が高く、Ｐ偏光の励起光とＳ偏光の励起光とを効率よく分離できる。
しかしながら、プリズム型の偏光分離スプリッターは、上述したように接着剤により２つのプリズムが接合されることにより構成されるので、励起光源から射出された強い光が当該偏光ビームスプリッターの接着剤（接着層）に照射されると、当該接着層の劣化が促進されるという問題がある。 Incidentally, the polarization separation device described in Patent Document 1 is a prism type polarization beam splitter. This prism-type polarizing beam splitter has a substantially rectangular parallelepiped shape, and a prism having the same shape as that of the prism is joined to the prism having a right triangular prism shape on which the polarization separation layer is formed by an adhesive. Composed. Such a prism-type polarization beam splitter has higher polarization separation characteristics in the wavelength range of the excitation light than the plate-type polarization beam splitter, and efficiently separates the P-polarization excitation light and the S-polarization excitation light. it can.
However, the prism-type polarization splitting splitter is configured by joining two prisms with an adhesive as described above, so that the strong light emitted from the excitation light source is the adhesive (adhesion layer) of the polarization beam splitter. ), The deterioration of the adhesive layer is promoted.

本発明は、上記課題の少なくとも１つを解決することを目的としたものであり、偏光分離装置における接着層の劣化が抑制された照明装置を提供することを目的の１つとする。また、当該照明装置を備えたプロジェクターを提供することを目的の１つとする。   An object of the present invention is to solve at least one of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an illumination device in which deterioration of an adhesive layer in a polarization beam splitter is suppressed. Another object is to provide a projector including the lighting device.

本発明の第１態様に係る照明装置は、第１波長帯の第１光線束を射出する発光素子と、前記第１光線束が入射される偏光分離装置と、を備え、前記偏光分離装置は、第１プリズムと、前記第１プリズムに設けられ、前記第１光線束に対して偏光分離機能を持つ偏光分離層と、前記偏光分離層に接着層を介して固定された第２プリズムと、を有し、前記第１光線束は、前記接着層とは反対側から前記偏光分離層に入射されることを特徴とする。   An illumination device according to a first aspect of the present invention includes: a light emitting element that emits a first light bundle in a first wavelength band; and a polarization separation device on which the first light bundle is incident. The polarization separation device includes: A first prism, a polarization separation layer provided on the first prism and having a polarization separation function with respect to the first light bundle, and a second prism fixed to the polarization separation layer via an adhesive layer, The first light flux is incident on the polarization separation layer from the side opposite to the adhesive layer.

上記第１態様によれば、発光素子が射出した第１光線束は、偏光分離層の接着層とは反対側から当該偏光分離層に入射されるので、当該入射された第１光線束の少なくとも一部が当該偏光分離層により反射される。このため、偏光分離層により反射された成分は、接着層に入射しないので、当該第１光線束の全てが接着層に入射される場合に比べて、当該接着層に入射される光の量を低減できる。従って、偏光分離装置における接着層の劣化を抑制できる。   According to the first aspect, since the first light bundle emitted from the light emitting element is incident on the polarization separation layer from the side opposite to the adhesive layer of the polarization separation layer, at least one of the incident first light bundles. A part is reflected by the polarization separation layer. For this reason, since the component reflected by the polarization separation layer does not enter the adhesive layer, the amount of light incident on the adhesive layer is smaller than when all of the first light flux is incident on the adhesive layer. Can be reduced. Therefore, deterioration of the adhesive layer in the polarization beam splitter can be suppressed.

上記第１態様では、前記第１波長帯の第２光線束の照射により第３光線束を射出する波長変換層と、前記波長変換層から射出された前記第３光線束を反射する反射層と、をさらに備え、前記偏光分離装置は、前記偏光分離層にて前記第１光線束の少なくとも一部を反射することにより、前記第２光線束を生成し、前記反射層で反射した前記第３光線束は、前記偏光分離装置に入射し、前記偏光分離層を経由して前記偏光分離装置から射出することが好ましい。。   In the first aspect, a wavelength conversion layer that emits a third light beam by irradiation of the second light beam in the first wavelength band, and a reflective layer that reflects the third light beam emitted from the wavelength conversion layer; , And the polarization separation device generates the second light bundle by reflecting at least a part of the first light bundle at the polarization separation layer, and reflects the third light beam reflected by the reflection layer. It is preferable that the light beam enters the polarization separation device and exits from the polarization separation device via the polarization separation layer. .

この構成によれば、波長変換層から射出し、偏光分離装置に入射する第３光線束の光の強度及び光量が第１光線束の光の強度及び光量より小さいので、当該第３光線束の少なくとも一部が接着層に入射されたとしても、第１光線束が当該接着層に入射された場合に比べて、当該接着層に入射する光の強度及び光量が小さい。従って、波長変換層を備える照明装置においても接着層の劣化を抑制できる。   According to this configuration, since the intensity and the amount of light of the third light bundle emitted from the wavelength conversion layer and entering the polarization separation device are smaller than the intensity and the light quantity of the light of the first light bundle, Even if at least part of the light is incident on the adhesive layer, the intensity and amount of light incident on the adhesive layer are smaller than when the first light flux is incident on the adhesive layer. Therefore, deterioration of the adhesive layer can be suppressed even in a lighting device including a wavelength conversion layer.

上記第１態様では、反射素子と、前記反射素子と前記偏光分離装置との間に配置された位相差板と、を備え、前記偏光分離層は、前記第１光線束を、前記第２光線束と当該第２光線束とは偏光状態が異なる第４光線束とに分離し、前記偏光分離層にて分離された前記第４光線束は、前記位相差板を透過して前記反射素子に入射し、前記反射素子で反射した前記第４光線束は、前記位相差板を透過して前記偏光分離装置に入射し、前記偏光分離層を経由して前記偏光分離装置から射出することが好ましい。
この構成によれば、第３光線束と第４光線束とを合成して白色光を生成する場合でも、接着層の劣化を抑制できる。 In the first aspect, a reflection element, and a retardation plate disposed between the reflection element and the polarization separation device, the polarization separation layer includes the first light beam and the second light beam. The bundle of rays and the second bundle of rays are separated into a fourth bundle of rays having different polarization states, and the fourth bundle of rays separated by the polarization separation layer is transmitted through the retardation plate to the reflective element. It is preferable that the fourth light beam incident and reflected by the reflecting element is transmitted through the retardation plate and incident on the polarization separation device, and exits from the polarization separation device via the polarization separation layer. .
According to this configuration, even when white light is generated by combining the third light bundle and the fourth light bundle, deterioration of the adhesive layer can be suppressed.

上記第１態様では、前記第２光線束は、前記第１光線束のうち前記偏光分離層により反射された光線束であることが好ましい。
ここで、波長変換層が第２光線束を第３光線束に変換する効率は１００％未満である。このため、十分な強度の第３光線束を得るためには、第２光線束が第１光線束のうち比較的多くの割合を占める場合が多い。従って、この構成によれば、第１光線束のうち接着層に入射する成分の割合を比較的小さくすることができる。 In the first aspect, it is preferable that the second light bundle is a light bundle reflected by the polarization separation layer in the first light bundle.
Here, the efficiency that the wavelength conversion layer converts the second light flux into the third light flux is less than 100%. For this reason, in order to obtain a sufficiently strong third light beam, the second light beam often occupies a relatively large proportion of the first light beam. Therefore, according to this structure, the ratio of the component which injects into an adhesive layer among 1st light bundles can be made comparatively small.

本発明の第２態様に係るプロジェクターでは、上述の照明装置と、前記照明装置から射出された光を変調する光変調装置と、前記光変調装置からの画像光を投射する投射光学装置と、を備えることを特徴とする。
上記第２態様のプロジェクターは、劣化しにくい照明装置を備えているため、信頼性が高い。 In the projector according to the second aspect of the present invention, the above-described illumination device, a light modulation device that modulates light emitted from the illumination device, and a projection optical device that projects image light from the light modulation device are provided. It is characterized by providing.
Since the projector according to the second aspect includes an illumination device that is not easily deteriorated, the projector has high reliability.

本発明の第１実施形態に係るプロジェクターの概略を示す模式図。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an outline of a projector according to a first embodiment of the invention. 上記第１実施形態に係る照明装置の概略を示す模式図。The schematic diagram which shows the outline of the illuminating device which concerns on the said 1st Embodiment. 本発明の第２実施形態に係るプロジェクターにおける照明装置の概略を示す模式図。The schematic diagram which shows the outline of the illuminating device in the projector which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態に係るプロジェクターにおける照明装置の概略を示す模式図。The schematic diagram which shows the outline of the illuminating device in the projector which concerns on 3rd Embodiment of this invention.

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図面に基づいて説明する。
［プロジェクターの概略構成］
図１は、本実施形態に係るプロジェクター１の構成を示す模式図である。
プロジェクター１は、内部に設けられた光源から射出された光束を変調して画像情報に応じた画像を形成し、当該画像をスクリーンＳＣ１等の被投射面上に拡大投射する表示装置である。
このプロジェクター１は、図１に示すように、外装筐体２、当該外装筐体２内に収納される光学ユニット３の他、図示を省略するが、当該プロジェクター１を制御する制御装置、冷却対象を冷却する冷却装置、及び当該プロジェクター１を構成する電子部品に電力を供給する電源装置を備える。 [First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
[Schematic configuration of projector]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a projector 1 according to the present embodiment.
The projector 1 is a display device that modulates a light beam emitted from a light source provided therein to form an image according to image information, and enlarges and projects the image on a projection surface such as a screen SC1.
As shown in FIG. 1, the projector 1 includes an exterior casing 2, an optical unit 3 housed in the exterior casing 2, and a control device that controls the projector 1, a cooling target, although illustration is omitted. And a power supply device that supplies power to the electronic components that constitute the projector 1.

［光学ユニットの構成］
光学ユニット３は、照明装置３１、色分離装置３２、平行化レンズ３３、光変調装置３４、色合成装置３５及び投射光学装置３６を備える。
照明装置３１は、照明光ＷＬを射出する。なお、照明装置３１の構成については、後述する。
色分離装置３２は、照明装置３１から入射された照明光ＷＬを赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の３つの色光に分離する。この色分離装置３２は、ダイクロイックミラー３２１，３２２、全反射ミラー３２３，３２４，３２５及びリレーレンズ３２６，３２７を備える。
ダイクロイックミラー３２１は、照明装置３１からの照明光ＷＬを赤色光ＬＲとその他の色光（緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢ）とに分離する。ダイクロイックミラー３２１は、赤色光ＬＲを透過させるとともに、その他の色光（緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢ）を反射させる。ダイクロイックミラー３２２は、その他の色光を緑色光ＬＧと青色光ＬＢとに分離する。ダイクロイックミラー３２２は、緑色光ＬＧを反射するとともに、青色光ＬＢを透過させる。 [Configuration of optical unit]
The optical unit 3 includes an illumination device 31, a color separation device 32, a collimating lens 33, a light modulation device 34, a color synthesis device 35, and a projection optical device 36.
The illumination device 31 emits illumination light WL. The configuration of the illumination device 31 will be described later.
The color separation device 32 separates the illumination light WL incident from the illumination device 31 into three color lights of red (R), green (G), and blue (B). The color separation device 32 includes dichroic mirrors 321, 322, total reflection mirrors 323, 324, 325, and relay lenses 326, 327.
The dichroic mirror 321 separates the illumination light WL from the illumination device 31 into red light LR and other color lights (green light LG and blue light LB). The dichroic mirror 321 transmits the red light LR and reflects other color lights (green light LG and blue light LB). The dichroic mirror 322 separates other color lights into green light LG and blue light LB. The dichroic mirror 322 reflects the green light LG and transmits the blue light LB.

全反射ミラー３２３は、赤色光ＬＲの光路中に配置され、ダイクロイックミラー３２１を透過した赤色光ＬＲを光変調装置３４（３４Ｒ）に向けて反射させる。一方、全反射ミラー３２４，３２５は、青色光ＬＢの光路中に配置され、ダイクロイックミラー３２２を透過した青色光ＬＢを光変調装置３４（３４Ｂ）に導く。また、緑色光ＬＧは、ダイクロイックミラー３２２にて、光変調装置３４（３４Ｇ）に向けて反射される。
リレーレンズ３２６，３２７は、青色光ＬＢの光路の、ダイクロイックミラー３２２の下流に配置されている。これらリレーレンズ３２６，３２７は、青色光ＬＢの光路長が赤色光ＬＲや緑色光ＬＧの光路長よりも長くなることによる青色光ＬＢの光損失を補償する機能を有する。 The total reflection mirror 323 is disposed in the optical path of the red light LR, and reflects the red light LR transmitted through the dichroic mirror 321 toward the light modulation device 34 (34R). On the other hand, the total reflection mirrors 324 and 325 are disposed in the optical path of the blue light LB, and guide the blue light LB transmitted through the dichroic mirror 322 to the light modulation device 34 (34B). The green light LG is reflected by the dichroic mirror 322 toward the light modulation device 34 (34G).
The relay lenses 326 and 327 are disposed downstream of the dichroic mirror 322 in the optical path of the blue light LB. These relay lenses 326 and 327 have a function of compensating for the optical loss of the blue light LB due to the optical path length of the blue light LB being longer than the optical path lengths of the red light LR and the green light LG.

平行化レンズ３３は、後述する光変調装置３４に入射する光を平行化する。なお、赤、緑及び青の各色光用の平行化レンズを、それぞれ３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂとする。また、赤、緑及び青の各色光用の光変調装置を、それぞれ３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂとする。   The collimating lens 33 collimates light incident on a light modulation device 34 described later. The collimating lenses for red, green, and blue light are 33R, 33G, and 33B, respectively. In addition, the light modulation devices for red, green, and blue color lights are denoted as 34R, 34G, and 34B, respectively.

光変調装置３４（３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂ）は、それぞれ入射される赤、緑及び青の色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを変調して、画像情報に応じた色画像光を形成する。これら光変調装置３４は、入射される光を変調する液晶パネルにより構成される。なお、図示は省略するが、光変調装置３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂの入射側及び射出側にはそれぞれ、偏光板が配置されている。   The light modulation device 34 (34R, 34G, 34B) modulates the incident red, green, and blue color lights LR, LG, LB to form color image light corresponding to the image information. These light modulation devices 34 are constituted by a liquid crystal panel that modulates incident light. In addition, although illustration is abbreviate | omitted, the polarizing plate is arrange | positioned at the entrance side and the exit side of the light modulators 34R, 34G, 34B, respectively.

色合成装置３５には、各光変調装置３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂからの画像光が入射される。この色合成装置３５は、各色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢに対応した色画像光を合成し、合成された画像光を投射光学装置３６に向けて射出する。本実施形態では、色合成装置３５は、クロスダイクロイックプリズムにより構成される。
投射光学装置３６は、色合成装置３５にて合成された画像光をスクリーンＳＣ１等の被投射面に投射する。このような構成により、スクリーンＳＣ１に拡大された画像が投射される。 Image light from each of the light modulation devices 34R, 34G, and 34B is incident on the color synthesis device 35. The color synthesizer 35 synthesizes color image light corresponding to the color lights LR, LG, and LB, and emits the synthesized image light toward the projection optical device 36. In the present embodiment, the color composition device 35 is configured by a cross dichroic prism.
The projection optical device 36 projects the image light combined by the color combining device 35 onto a projection surface such as the screen SC1. With such a configuration, an enlarged image is projected on the screen SC1.

［照明装置の構成］
図２は、本実施形態のプロジェクター１における照明装置３１の構成を示す概略図である。
照明装置３１は、前述したように照明光ＷＬを色分離装置３２に向けて射出する。この照明装置３１は、図２に示すように、光源装置３１１、アフォーカル光学系３１２、ホモジナイザー光学系３１３、偏光分離装置３１４、ピックアップ光学系３１５、位相差板３１６、ピックアップレンズ３１７、インテグレーター光学系３１８、偏光変換素子３１９、重畳レンズ３２０、蛍光部材４及び拡散反射素子５を備える。 [Configuration of lighting device]
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of the illumination device 31 in the projector 1 according to the present embodiment.
The illumination device 31 emits the illumination light WL toward the color separation device 32 as described above. As shown in FIG. 2, the illumination device 31 includes a light source device 311, an afocal optical system 312, a homogenizer optical system 313, a polarization separation device 314, a pickup optical system 315, a phase difference plate 316, a pickup lens 317, and an integrator optical system. 318, a polarization conversion element 319, a superimposing lens 320, a fluorescent member 4, and a diffuse reflection element 5.

光源装置３１１は、アレイ光源３１１Ａ及びコリメーター光学系３１１Ｂを備える。アレイ光源３１１Ａは、本発明の発光素子に相当する複数の半導体レーザー３１１１，３１１２により構成される。具体的に、アレイ光源３１１Ａは、複数の第１半導体レーザー３１１１及び複数の第２半導体レーザー３１１２を備える。なお、詳しくは後述するが、蛍光部材４にて反射された光束の照明光軸をＡｘ２としたとき、照明光軸Ａｘ１と照明光軸Ａｘ２とは同一平面内にあり、且つ互いに直交している。照明光軸Ａｘ１上においては、アレイ光源３１１Ａと、コリメーター光学系３１１Ｂと、アフォーカル光学系３１２と、ホモジナイザー光学系３１３と、偏光分離装置３１４と、位相差板３１６と、ピックアップレンズ３１７と、拡散反射素子５とが、この順に並んで配置されている。なお、拡散反射素子５は、本発明の反射素子に相当する。
一方、照明光軸Ａｘ２上においては、波長変換素子４１を備えた蛍光部材４と、ピックアップ光学系３１５と、偏光分離装置３１４と、インテグレーター光学系３１８と、偏光変換素子３１９と、重畳レンズ３２０とが、この順に並んで配置されている。 The light source device 311 includes an array light source 311A and a collimator optical system 311B. The array light source 311A includes a plurality of semiconductor lasers 3111 and 3112 corresponding to the light emitting element of the present invention. Specifically, the array light source 311A includes a plurality of first semiconductor lasers 3111 and a plurality of second semiconductor lasers 3112. In addition, although mentioned later in detail, when the illumination optical axis of the light beam reflected by the fluorescent member 4 is Ax2, the illumination optical axis Ax1 and the illumination optical axis Ax2 are in the same plane and are orthogonal to each other. . On the illumination optical axis Ax1, an array light source 311A, a collimator optical system 311B, an afocal optical system 312, a homogenizer optical system 313, a polarization separation device 314, a phase difference plate 316, a pickup lens 317, The diffuse reflection elements 5 are arranged in this order. The diffuse reflection element 5 corresponds to the reflection element of the present invention.
On the other hand, on the illumination optical axis Ax2, the fluorescent member 4 including the wavelength conversion element 41, the pickup optical system 315, the polarization separation device 314, the integrator optical system 318, the polarization conversion element 319, and the superimposing lens 320 are provided. Are arranged in this order.

第１半導体レーザー３１１１は、励起光ＢＬ１を射出する励起光用のレーザー光源である。この第１半導体レーザー３１１１は、励起光ＢＬ１として、例えばピーク波長が４４０ｎｍのレーザー光を射出する。また、第２半導体レーザー３１１２は、青色光ＢＬ２を射出する。この第２半導体レーザー３１１２は、青色光ＢＬ２として、例えばピーク波長が４６０ｎｍのレーザー光を射出する。励起光ＢＬ１及び青色光ＢＬ２は、コリメーター光学系３１１Ｂに入射する。   The first semiconductor laser 3111 is a laser light source for excitation light that emits excitation light BL1. The first semiconductor laser 3111 emits laser light having a peak wavelength of 440 nm, for example, as the excitation light BL1. The second semiconductor laser 3112 emits blue light BL2. The second semiconductor laser 3112 emits laser light having a peak wavelength of 460 nm, for example, as the blue light BL2. The excitation light BL1 and the blue light BL2 enter the collimator optical system 311B.

コリメーター光学系３１１Ｂは、上記入射された励起光ＢＬ１及び青色光ＢＬ２を平行光束に変換するものである。コリメーター光学系３１１Ｂは、例えばアレイ状に配置された複数のコリメーターレンズ３１１３から構成されている。このコリメーター光学系３１１Ｂを通過した各励起光ＢＬ１及び青色光ＢＬ２は、アフォーカル光学系３１２に入射する。
アフォーカル光学系３１２は、コリメーター光学系３１１Ｂから入射された励起光ＢＬ１及び青色光ＢＬ２の光束径を調整する。このアフォーカル光学系３１２は、レンズ３１２１と、レンズ３１２２とを備える。アフォーカル光学系３１２を通過した励起光ＢＬ１及び青色光ＢＬ２は、ホモジナイザー光学系３１３に入射する。 The collimator optical system 311B converts the incident excitation light BL1 and blue light BL2 into parallel light beams. The collimator optical system 311B is composed of a plurality of collimator lenses 3113 arranged in an array, for example. The excitation light BL1 and the blue light BL2 that have passed through the collimator optical system 311B are incident on the afocal optical system 312.
The afocal optical system 312 adjusts the beam diameters of the excitation light BL1 and the blue light BL2 incident from the collimator optical system 311B. The afocal optical system 312 includes a lens 3121 and a lens 3122. The excitation light BL1 and the blue light BL2 that have passed through the afocal optical system 312 enter the homogenizer optical system 313.

ホモジナイザー光学系３１３は、後述するピックアップレンズ３１７と協同して、被照明領域における励起光ＢＬ１あるいは青色光ＢＬ２による照度分布を均一化する。このホモジナイザー光学系３１３は、一対のマルチレンズアレイ３１３１，３１３２を備える。ホモジナイザー光学系３１３から射出された励起光ＢＬ１及び青色光ＢＬ２は、偏光分離装置３１４に入射する。   The homogenizer optical system 313 cooperates with a pickup lens 317 described later to uniformize the illuminance distribution by the excitation light BL1 or the blue light BL2 in the illuminated area. The homogenizer optical system 313 includes a pair of multi-lens arrays 3131 and 3132. The excitation light BL1 and blue light BL2 emitted from the homogenizer optical system 313 are incident on the polarization separation device 314.

［偏光分離装置の構成］
偏光分離装置３１４は、プリズム型の偏光ビームスプリッターである。この偏光分離装置３１４は、第１プリズム３１４１及び第２プリズム３１４２を備える。各プリズム３１４１，３１４２は、それぞれ三角柱状に形成され、各プリズム３１４１，３１４２の傾斜面が対向するように配置される。
第１プリズム３１４１の上記傾斜面には、波長選択性を有する偏光分離層３１４３が形成されている。この偏光分離層３１４３は、例えば、第１プリズム３１４１の上記傾斜面に蒸着されることにより形成される。
第１プリズム３１４１は、偏光分離層３１４３の励起光ＢＬ１及び青色光ＢＬ２が入射する側に設けられている。第２プリズム３１４２は、偏光分離層３１４３の励起光ＢＬ１及び青色光ＢＬ２が入射する側とは反対側に設けられている。第２プリズム３１４２の上記傾斜面には、接着層３１４４が設けられている。このような構成により、第１プリズム３１４１及び第２プリズム３１４２は、接着層３１４４により接着固定され、プリズム型の偏光ビームスプリッターを構成する。 [Configuration of polarization separation device]
The polarization separation device 314 is a prism type polarization beam splitter. This polarization separation device 314 includes a first prism 3141 and a second prism 3142. The prisms 3141 and 3142 are each formed in a triangular prism shape, and are arranged so that the inclined surfaces of the prisms 3141 and 3142 face each other.
A polarization separation layer 3143 having wavelength selectivity is formed on the inclined surface of the first prism 3141. For example, the polarization separation layer 3143 is formed by vapor deposition on the inclined surface of the first prism 3141.
The first prism 3141 is provided on the side where the excitation light BL1 and the blue light BL2 enter the polarization separation layer 3143. The second prism 3142 is provided on the opposite side of the polarization separation layer 3143 from the side on which the excitation light BL1 and the blue light BL2 are incident. An adhesive layer 3144 is provided on the inclined surface of the second prism 3142. With such a configuration, the first prism 3141 and the second prism 3142 are bonded and fixed by the adhesive layer 3144 to form a prism type polarization beam splitter.

また、偏光分離装置３１４の各プリズム３１４１，３１４２の各傾斜面は、照明光軸Ａｘ１に対して４５°の角度をなし、かつ、照明光軸Ａｘ２に対しても４５°の角度をなしている。   Further, the inclined surfaces of the prisms 3141 and 3142 of the polarization beam splitting device 314 form an angle of 45 ° with respect to the illumination optical axis Ax1 and also form an angle of 45 ° with respect to the illumination optical axis Ax2. .

偏光分離層３１４３は、励起光ＢＬ１及び青色光ＢＬ２を当該偏光分離層３１４３に対するＳ偏光成分とＰ偏光成分とに分離する。また、偏光分離層３１４３は、後述する蛍光光ＹＬを偏光状態にかかわらず、すなわち、Ｓ偏光成分及びＰ偏光成分のいずれの偏光成分であっても透過させる色分離機能を有する。   The polarization separation layer 3143 separates the excitation light BL1 and the blue light BL2 into an S polarization component and a P polarization component for the polarization separation layer 3143. In addition, the polarization separation layer 3143 has a color separation function that transmits fluorescent light YL, which will be described later, regardless of the polarization state, that is, regardless of the polarization component of the S polarization component and the P polarization component.

励起光ＢＬ１の偏光方向は、偏光分離層３１４３にて反射されるＳ偏光成分の偏光方向と一致している。一方、青色光ＢＬ２の偏光方向は、偏光分離層３１４３にて透過されるＰ偏光成分の偏光方向と一致している。
従って、励起光ＢＬ１は、Ｓ偏光の励起光ＢＬ１ｓとして、蛍光部材４の波長変換素子４１に向けて偏光分離層３１４３で反射される。一方、青色光ＢＬ２は、Ｐ偏光の青色光ＢＬ２ｐとして、拡散反射素子５に向けて偏光分離層３１４３と接着層３１４４とを透過する。 The polarization direction of the excitation light BL1 coincides with the polarization direction of the S polarization component reflected by the polarization separation layer 3143. On the other hand, the polarization direction of the blue light BL2 coincides with the polarization direction of the P-polarized component transmitted by the polarization separation layer 3143.
Therefore, the excitation light BL1 is reflected by the polarization separation layer 3143 toward the wavelength conversion element 41 of the fluorescent member 4 as S-polarized excitation light BL1s. On the other hand, the blue light BL2 passes through the polarization separation layer 3143 and the adhesive layer 3144 toward the diffuse reflection element 5 as P-polarized blue light BL2p.

本実施形態においては、照明光ＷＬを白色光とするために、励起光ＢＬ１の光の強度は、青色光ＢＬ２の光の強度に比べて高く設定されている。接着層３１４４に光強度が高い光が入射すると、当該接着層３１４４の劣化が促進される。これに対して、本実施形態では、光の強度が高い励起光ＢＬ１は、偏光分離層３１４３にて反射されるので、接着層３１４４に当該励起光ＢＬ１が入射することがない。このようにして偏光分離層３１４３にて反射されたＳ偏光の励起光ＢＬ１ｓは、ピックアップ光学系３１５に入射される。なお、励起光ＢＬ１ｓは、本発明の第２光線束に相当する。   In the present embodiment, the intensity of the excitation light BL1 is set higher than the intensity of the blue light BL2 in order to make the illumination light WL white light. When light with high light intensity enters the adhesive layer 3144, deterioration of the adhesive layer 3144 is promoted. On the other hand, in the present embodiment, the excitation light BL1 having a high light intensity is reflected by the polarization separation layer 3143, so that the excitation light BL1 does not enter the adhesive layer 3144. The S-polarized excitation light BL1s reflected by the polarization separation layer 3143 in this way is incident on the pickup optical system 315. The excitation light BL1s corresponds to the second light bundle of the present invention.

ピックアップ光学系３１５は、マルチレンズアレイ３１３２から射出され、偏光分離層３１４３により反射された複数の光束（励起光ＢＬ１ｓ）を、波長変換素子４１に向けて集光させるとともに、当該波長変換素子４１の波長変換層４１１上で互いに重畳させる。このピックアップ光学系３１５は、例えば２つのピックアップレンズ３１５１，３１５２から構成されている。ピックアップ光学系３１５から射出された励起光ＢＬ１ｓは、波長変換素子４１に入射される。   The pickup optical system 315 collects a plurality of light beams (excitation light BL1s) emitted from the multi-lens array 3132 and reflected by the polarization separation layer 3143 toward the wavelength conversion element 41, and Overlapping each other on the wavelength conversion layer 411. The pickup optical system 315 includes, for example, two pickup lenses 3151 and 3152. The excitation light BL1s emitted from the pickup optical system 315 is incident on the wavelength conversion element 41.

［蛍光部材の構成］
蛍光部材４は、波長変換素子４１、固定部材４２、基板４３及びヒートシンク４４を備える。波長変換素子４１は、波長変換層４１１及び反射層４１２を有する。この波長変換層４１１は、入射された光の一部を蛍光光ＹＬに変換して射出するとともに、他の一部を蛍光光ＹＬに変換せずに射出する。また、反射層４１２は、波長変換層４１１により生成された蛍光光ＹＬをピックアップ光学系３１５に向けて反射させる。
この波長変換素子４１は、当該波長変換素子４１の側面と基板４３との間に設けられた固定部材４２により、基板４３に固定されている。また、基板４３の波長変換層４１１を支持する面とは反対側の面には、ヒートシンク４４が配置されている。これにより、励起光が入射することにより発熱する波長変換素子４１がヒートシンク４４により冷却される。 [Configuration of fluorescent member]
The fluorescent member 4 includes a wavelength conversion element 41, a fixing member 42, a substrate 43, and a heat sink 44. The wavelength conversion element 41 includes a wavelength conversion layer 411 and a reflection layer 412. The wavelength conversion layer 411 converts part of the incident light into fluorescent light YL and emits it, and emits the other part without converting it into fluorescent light YL. The reflection layer 412 reflects the fluorescent light YL generated by the wavelength conversion layer 411 toward the pickup optical system 315.
The wavelength conversion element 41 is fixed to the substrate 43 by a fixing member 42 provided between the side surface of the wavelength conversion element 41 and the substrate 43. A heat sink 44 is disposed on the surface of the substrate 43 opposite to the surface that supports the wavelength conversion layer 411. Accordingly, the wavelength conversion element 41 that generates heat when the excitation light is incident is cooled by the heat sink 44.

［波長変換層の構成］
波長変換層４１１は、波長４４０ｎｍの励起光ＢＬ１ｓを吸収して励起される蛍光体を含み、この励起光ＢＬ１ｓにより励起された蛍光体は、例えば、５００〜７００ｎｍの波長域にピーク波長を有する蛍光光（黄色光）ＹＬを生成する。この蛍光光ＹＬは、本発明の第３光線束に相当する。
なお、波長変換層４１１には、耐熱性及び表面加工性に優れたものを用いることが好ましい。このような波長変換層４１１としては、例えば、酸化アルミニウム等の無機バインダー中に蛍光体粒子を分散させた蛍光体層や、バインダーを用いずに蛍光体粒子を焼結した蛍光体層などを好適に用いることができる。 [Configuration of wavelength conversion layer]
The wavelength conversion layer 411 includes a phosphor that is excited by absorbing the excitation light BL1s having a wavelength of 440 nm, and the phosphor excited by the excitation light BL1s has, for example, fluorescence having a peak wavelength in a wavelength region of 500 to 700 nm. Light (yellow light) YL is generated. This fluorescent light YL corresponds to the third light bundle of the present invention.
In addition, it is preferable to use the wavelength conversion layer 411 having excellent heat resistance and surface processability. As such a wavelength conversion layer 411, for example, a phosphor layer in which phosphor particles are dispersed in an inorganic binder such as aluminum oxide, or a phosphor layer in which phosphor particles are sintered without using a binder is suitable. Can be used.

［反射層の構成］
波長変換層４１１における励起光ＢＬ１ｓが入射する側とは反対側の面には、反射層４１２が形成されている。この反射層４１２は、波長変換層４１１から入射した蛍光光ＹＬを励起光ＢＬ１ｓが入射する方向とは反対方向に反射させる。これにより、波長変換素子４１に入射された励起光ＢＬ１ｓは、波長変換層４１１により蛍光光ＹＬに変換され、蛍光光ＹＬは、反射層４１２により上記入射方向とは反対方向に射出される。 [Structure of the reflective layer]
A reflective layer 412 is formed on the surface of the wavelength conversion layer 411 opposite to the side on which the excitation light BL1s is incident. The reflection layer 412 reflects the fluorescent light YL incident from the wavelength conversion layer 411 in a direction opposite to the direction in which the excitation light BL1s is incident. As a result, the excitation light BL1s incident on the wavelength conversion element 41 is converted into fluorescent light YL by the wavelength conversion layer 411, and the fluorescent light YL is emitted by the reflective layer 412 in a direction opposite to the incident direction.

具体的に、波長変換層４１１で生成された蛍光光ＹＬのうち、一部の蛍光光ＹＬは、反射層４１２により反射され、波長変換層４１１の外部へと射出される。また、波長変換層４１１で生成された蛍光光ＹＬのうち、他の一部の蛍光光ＹＬは、反射層４１２に入射されることなく、波長変換層４１１の外部へと射出される。   Specifically, some of the fluorescent light YL generated in the wavelength conversion layer 411 is reflected by the reflection layer 412 and is emitted to the outside of the wavelength conversion layer 411. In addition, among the fluorescent light YL generated in the wavelength conversion layer 411, another part of the fluorescent light YL is emitted outside the wavelength conversion layer 411 without being incident on the reflection layer 412.

波長変換層４１１から射出された蛍光光ＹＬは、非偏光光である。この蛍光光ＹＬは、ピックアップ光学系３１５を通過した後、偏光分離装置３１４に入射される。そして、この蛍光光ＹＬは、偏光分離装置３１４の偏光分離層３１４３及び接着層３１４４を透過して、インテグレーター光学系３１８に入射する。   The fluorescent light YL emitted from the wavelength conversion layer 411 is non-polarized light. The fluorescent light YL passes through the pickup optical system 315 and then enters the polarization separation device 314. Then, the fluorescent light YL passes through the polarization separation layer 3143 and the adhesive layer 3144 of the polarization separation device 314 and enters the integrator optical system 318.

一方、偏光分離装置３１４から射出されたＰ偏光の青色光ＢＬ２ｐは、位相差板３１６に入射される。位相差板３１６は、偏光分離装置３１４と拡散反射素子５との間の光路中に配置された１／４波長板から構成されている。従って、偏光分離装置３１４から射出されたＰ偏光の青色光ＢＬ２ｐは、この位相差板３１６によって、円偏光の青色光ＢＬ２ｃに変換された後、ピックアップレンズ３１７に入射される。
このピックアップレンズ３１７は、青色光ＢＬ２ｃを拡散反射素子５に向けて集光させる。 On the other hand, the P-polarized blue light BL <b> 2 p emitted from the polarization beam splitter 314 is incident on the phase difference plate 316. The retardation plate 316 is composed of a quarter-wave plate disposed in the optical path between the polarization separation device 314 and the diffuse reflection element 5. Therefore, the P-polarized blue light BL2p emitted from the polarization separation device 314 is converted into circularly-polarized blue light BL2c by the phase difference plate 316 and then incident on the pickup lens 317.
The pickup lens 317 collects the blue light BL <b> 2 c toward the diffuse reflection element 5.

拡散反射素子５は、ピックアップレンズ３１７から射出された青色光ＢＬ２ｃをピックアップレンズ３１７に向けて拡散反射させる。なお、拡散反射素子５としては、当該拡散反射素子５に入射された青色光ＢＬ２ｃをランバート反射させるものを用いることが好ましい。
拡散反射素子５にて拡散反射された青色光ＢＬ２ｃは、再び位相差板３１６により、Ｓ偏光の青色光ＢＬ２ｓに変換された後、偏光分離装置３１４に入射する。そして、このＳ偏光の青色光ＢＬ２ｓは、偏光分離装置３１４の接着層３１４４を通過して、偏光分離層３１４３により反射され、インテグレーター光学系３１８に入射する。 The diffuse reflection element 5 diffusely reflects the blue light BL2c emitted from the pickup lens 317 toward the pickup lens 317. As the diffuse reflection element 5, it is preferable to use an element that causes Lambert reflection of the blue light BL2c incident on the diffuse reflection element 5.
The blue light BL2c diffusely reflected by the diffuse reflection element 5 is converted again into S-polarized blue light BL2s by the phase difference plate 316 and then enters the polarization separation device 314. The S-polarized blue light BL 2 s passes through the adhesive layer 3144 of the polarization separation device 314, is reflected by the polarization separation layer 3143, and enters the integrator optical system 318.

これにより、青色光ＢＬ２ｓは、偏光分離装置３１４を透過した蛍光光ＹＬとともに、照明光ＷＬとして利用されることになる。具体的に、青色光ＢＬ２ｓ及び蛍光光ＹＬは、偏光分離装置３１４から互いに同一方向に向けて射出されることによって合成され、白色の照明光ＷＬが生成される。この照明光ＷＬは、インテグレーター光学系３１８に入射する。   As a result, the blue light BL2s is used as the illumination light WL together with the fluorescent light YL transmitted through the polarization beam splitter 314. Specifically, the blue light BL2s and the fluorescent light YL are synthesized by being emitted in the same direction from the polarization separation device 314, and white illumination light WL is generated. This illumination light WL is incident on the integrator optical system 318.

インテグレーター光学系３１８は、後述する重畳レンズ３２０と協同して、被照明領域における照度分布を均一化する。このインテグレーター光学系３１８は、一対のレンズアレイ３１８１，３１８２を備える。これらレンズアレイ３１８１，３１８２は、複数のレンズがアレイ状に配列されたものからなる。このインテグレーター光学系３１８から射出された照明光ＷＬは、偏光変換素子３１９に入射する。   The integrator optical system 318 makes the illuminance distribution uniform in the illuminated area in cooperation with a superimposing lens 320 described later. The integrator optical system 318 includes a pair of lens arrays 3181 and 3182. Each of these lens arrays 3181 and 3182 includes a plurality of lenses arranged in an array. The illumination light WL emitted from the integrator optical system 318 enters the polarization conversion element 319.

偏光変換素子３１９は、偏光分離膜と位相差板とから構成され、照明光ＷＬを直線偏光に変換する。そして、偏光変換素子３１９から射出された照明光ＷＬは、重畳レンズ３２０に入射する。
重畳レンズ３２０は、偏光変換素子３１９から射出された照明光ＷＬを被照明領域において重畳させることにより、被照明領域の照度分布が均一化する。このようにして照度分布が均一化した照明光ＷＬは、重畳レンズ３２０から色分離装置３２に向けて射出される。 The polarization conversion element 319 includes a polarization separation film and a phase difference plate, and converts the illumination light WL into linearly polarized light. The illumination light WL emitted from the polarization conversion element 319 enters the superimposing lens 320.
The superimposing lens 320 makes the illumination distribution in the illuminated area uniform by superimposing the illumination light WL emitted from the polarization conversion element 319 in the illuminated area. The illumination light WL having a uniform illuminance distribution in this way is emitted from the superimposing lens 320 toward the color separation device 32.

本実施形態においては、照明光ＷＬを白色とするために、波長変換層４１１の変換効率を鑑み、励起光ＢＬ１ｓの光量と、青色光ＢＬ２ｐの光量との比率を９：１乃至８：２に設定している。すなわち、アレイ光源３１１Ａの複数の第１半導体レーザー３１１１から射出される励起光ＢＬ１の総光量は、複数の第２半導体レーザー３１１２から射出される青色光ＢＬ２の総光量の略４倍以上９倍以下である。   In the present embodiment, in order to make the illumination light WL white, the ratio of the light amount of the excitation light BL1s and the light amount of the blue light BL2p is set to 9: 1 to 8: 2 in view of the conversion efficiency of the wavelength conversion layer 411. It is set. That is, the total light amount of the excitation light BL1 emitted from the plurality of first semiconductor lasers 3111 of the array light source 311A is approximately 4 to 9 times the total light amount of the blue light BL2 emitted from the plurality of second semiconductor lasers 3112. It is.

偏光分離装置３１４に入射した励起光ＢＬ１は、偏光分離層３１４３により反射されるので、接着層３１４４に入射しない。また、接着層３１４４に入射される青色光ＢＬ２は、励起光ＢＬ１の略２０％以下の光量である。このため、偏光分離装置３１４に入射する光束の略８０％以上が当該接着層３１４４に入射しないので、接着層３１４４の当該光束による劣化を抑制できる。また、当該接着層３１４４が熱により変形し、剥がれることを抑制できる。   The excitation light BL1 that has entered the polarization separation device 314 is reflected by the polarization separation layer 3143 and therefore does not enter the adhesive layer 3144. Further, the blue light BL2 incident on the adhesive layer 3144 is approximately 20% or less of the excitation light BL1. For this reason, since approximately 80% or more of the light beam incident on the polarization beam splitter 314 does not enter the adhesive layer 3144, deterioration of the adhesive layer 3144 due to the light beam can be suppressed. In addition, the adhesive layer 3144 can be prevented from being deformed and peeled off by heat.

波長変換層４１１の変換効率は１００％未満であるため、蛍光光ＹＬの光量は励起光ＢＬ１ｓの光量よりも少ない。また、励起光ＢＬ１ｓのうち蛍光光ＹＬに変換されなかった成分の多くは波長変換層４１１で反射されるため、接着層３１４４へ入射しない。このため、蛍光光ＹＬが接着層３１４４へ入射しても、励起光ＢＬ１の全てが接着層３１４４へ入射する場合ほど接着層３１４４は劣化しない。   Since the conversion efficiency of the wavelength conversion layer 411 is less than 100%, the amount of fluorescent light YL is less than the amount of excitation light BL1s. Further, most of the components of the excitation light BL1s that have not been converted to the fluorescent light YL are reflected by the wavelength conversion layer 411, and thus do not enter the adhesive layer 3144. For this reason, even if the fluorescent light YL is incident on the adhesive layer 3144, the adhesive layer 3144 is not deteriorated as much as when all of the excitation light BL1 is incident on the adhesive layer 3144.

接着層３１４４を拡散反射素子５に向かって透過した青色光ＢＬ２ｐは、拡散反射素子５で拡散反射され、青色光ＢＬ２ｓとして再び接着層３１４４に入射する。しかし、青色光ＢＬ２ｓは拡散反射素子５の効果によって拡散されているため、接着層３１４４に入射した青色光ＢＬ２ｓの光密度は接着層３１４４を透過する青色光ＢＬ２ｐの光密度よりも小さい。このため、青色光ＢＬ２ｓが接着層３１４４へ入射しても、励起光ＢＬ１の全てが接着層３１４４へ入射する場合ほど接着層３１４４は劣化しない。   The blue light BL2p that has passed through the adhesive layer 3144 toward the diffuse reflection element 5 is diffusely reflected by the diffuse reflection element 5, and is incident on the adhesive layer 3144 again as the blue light BL2s. However, since the blue light BL2s is diffused by the effect of the diffuse reflection element 5, the light density of the blue light BL2s incident on the adhesive layer 3144 is smaller than the light density of the blue light BL2p that passes through the adhesive layer 3144. For this reason, even when the blue light BL2s is incident on the adhesive layer 3144, the adhesive layer 3144 is not deteriorated as much as when all of the excitation light BL1 is incident on the adhesive layer 3144.

本実施形態の照明装置３１は、以下の効果を奏する。
アレイ光源３１１Ａから射出された第１光線束としての励起光ＢＬ１及び青色光ＢＬ２は、接着層３１４４とは反対側から偏光分離層３１４３に入射し、第１光線束の一部である励起光ＢＬ１が当該偏光分離層３１４３により反射される。偏光分離層３１４３により反射された励起光ＢＬ１は接着層３１４４に入射しない。従って、接着層３１４４に第１光線束の全てが入射する場合に比べて接着層３１４４の劣化を抑制できる。 The illuminating device 31 of this embodiment has the following effects.
The excitation light BL1 and the blue light BL2 as the first light bundle emitted from the array light source 311A enter the polarization separation layer 3143 from the side opposite to the adhesive layer 3144, and the excitation light BL1 that is a part of the first light bundle. Is reflected by the polarization separation layer 3143. The excitation light BL1 reflected by the polarization separation layer 3143 does not enter the adhesive layer 3144. Accordingly, the deterioration of the adhesive layer 3144 can be suppressed as compared with the case where all of the first light flux is incident on the adhesive layer 3144.

また、接着層３１４４の劣化により当該照明装置３１から射出される照明光ＷＬの輝度が低下する、ということが抑制される。   Moreover, it is suppressed that the brightness | luminance of the illumination light WL inject | emitted from the said illuminating device 31 by the deterioration of the contact bonding layer 3144 falls.

プロジェクター１は照明装置３１を備えているため、投射光学装置３６から投射される画像の輝度が低下することが抑制され、また、高い信頼性が得られる。   Since the projector 1 includes the illumination device 31, it is possible to suppress a decrease in luminance of an image projected from the projection optical device 36 and to obtain high reliability.

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、上記プロジェクター１と同様の構成を備えるが、アレイ光源３１１Ａから射出される光の偏光状態が第１実施形態とは異なっている。これに伴い、偏光分離装置３１４に対する蛍光部材４及び拡散反射素子５の配置位置が第１実施形態とは異なっている。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同様の符号を付して説明を省略する。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
The projector according to the present embodiment has the same configuration as the projector 1, but the polarization state of the light emitted from the array light source 311A is different from that of the first embodiment. Accordingly, the arrangement positions of the fluorescent member 4 and the diffuse reflection element 5 with respect to the polarization separation device 314 are different from those in the first embodiment. In the following description, parts that are the same as or substantially the same as those already described are given the same reference numerals and description thereof is omitted.

図３は、本実施形態に係る照明装置３１Ａの概略を示す模式図である。
図３に示すように、本実施形態では、アレイ光源３１１Ａから射出される光束の照明光軸Ａｘ１とし、拡散反射素子５にて拡散反射された光束の照明光軸をＡｘ３とする。これら照明光軸Ａｘ１と照明光軸Ａｘ３とは同一平面内にあり、且つ互いに直交している。照明光軸Ａｘ１上においては、アレイ光源３１１Ａと、コリメーター光学系３１１Ｂと、アフォーカル光学系３１２と、ホモジナイザー光学系３１３と、偏光分離装置３１４と、ピックアップ光学系３１５と蛍光部材４（波長変換素子４１）とが、この順に並んで配置されている。
一方、照明光軸Ａｘ３上においては、拡散反射素子５と、ピックアップレンズ３１７と、位相差板３１６と、偏光分離装置３１４と、インテグレーター光学系３１８と、偏光変換素子３１９と、重畳レンズ３２０とが、この順に並んで配置されている。 FIG. 3 is a schematic diagram showing an outline of the illumination device 31A according to the present embodiment.
As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the illumination optical axis Ax1 of the light beam emitted from the array light source 311A is set to Ax3, and the illumination optical axis of the light beam diffusely reflected by the diffuse reflection element 5 is set to Ax3. The illumination optical axis Ax1 and the illumination optical axis Ax3 are in the same plane and are orthogonal to each other. On the illumination optical axis Ax1, an array light source 311A, a collimator optical system 311B, an afocal optical system 312, a homogenizer optical system 313, a polarization separation device 314, a pickup optical system 315, and a fluorescent member 4 (wavelength conversion) Elements 41) are arranged in this order.
On the other hand, on the illumination optical axis Ax3, the diffuse reflection element 5, the pickup lens 317, the phase difference plate 316, the polarization separation device 314, the integrator optical system 318, the polarization conversion element 319, and the superimposing lens 320 are provided. These are arranged in this order.

第１実施形態においては、励起光ＢＬ１は偏光分離層３１４３に対するＳ偏光であったが、本実施形態にはＰ偏光である。また、第１実施形態においては、青色光ＢＬ２はＰ偏光であったが、本実施形態にはＳ偏光である。
そのため、励起光ＢＬ１は、Ｐ偏光の励起光ＢＬ１ｐとして、蛍光部材４に向けて偏光分離層３１４３Ａ及び接着層３１４４を透過する。青色光ＢＬ２は、Ｓ偏光の青色光ＢＬ２ｓとして、偏光分離層３１４３Ａにより拡散反射素子５に向けて反射する。励起光ＢＬ１ｐは本発明における第２光線束に相当し、青色光ＢＬ２ｓは本発明における第４光線束に相当する。 In the first embodiment, the excitation light BL1 is S-polarized light with respect to the polarization separation layer 3143, but in this embodiment, it is P-polarized light. Further, in the first embodiment, the blue light BL2 is P-polarized light, but in this embodiment, it is S-polarized light.
Therefore, the excitation light BL1 passes through the polarization separation layer 3143A and the adhesive layer 3144 toward the fluorescent member 4 as P-polarized excitation light BL1p. The blue light BL2 is reflected toward the diffuse reflection element 5 by the polarization separation layer 3143A as S-polarized blue light BL2s. The excitation light BL1p corresponds to the second light flux in the present invention, and the blue light BL2s corresponds to the fourth light flux in the present invention.

ここで、励起光ＢＬ１及び青色光ＢＬ２の全てが接着層３１４４に入射されると、当該接着層３１４４の劣化が促進される。これに対して、本実施形態では、青色光ＢＬ２は、偏光分離層３１４３Ａにて反射されるので、接着層３１４４に青色光ＢＬ２が入射されることがない。   Here, when all of the excitation light BL1 and the blue light BL2 enter the adhesive layer 3144, the deterioration of the adhesive layer 3144 is promoted. On the other hand, in the present embodiment, the blue light BL2 is reflected by the polarization separation layer 3143A, and thus the blue light BL2 is not incident on the adhesive layer 3144.

青色光ＢＬ２はＳ偏光の青色光ＢＬ２ｓとして、拡散反射素子５に向けて偏光分離層３１４３で反射する。以下、第１実施形態と同様に、青色光ＢＬ２ｓは位相差板３１６と拡散反射素子５とによってＰ偏光の青色光ＢＬ２ｐに変換される。青色光ＢＬ２ｐは偏光分離装置３１４を透過し、インテグレーター光学系３１８に入射に入射する。   The blue light BL2 is reflected by the polarization separation layer 3143 toward the diffuse reflection element 5 as S-polarized blue light BL2s. Hereinafter, as in the first embodiment, the blue light BL2s is converted into P-polarized blue light BL2p by the phase difference plate 316 and the diffuse reflection element 5. The blue light BL2p passes through the polarization separation device 314 and enters the integrator optical system 318 for incidence.

励起光ＢＬ１は、Ｐ偏光の励起光ＢＬ１ｐとして、波長変換素子４１に向けて当該偏光分離層３１４３及び接着層３１４４を透過する。波長変換素子４１に入射した励起光ＢＬ１ｐは黄色の蛍光光ＹＬに変換される。   The excitation light BL1 passes through the polarization separation layer 3143 and the adhesive layer 3144 toward the wavelength conversion element 41 as P-polarized excitation light BL1p. The excitation light BL1p incident on the wavelength conversion element 41 is converted into yellow fluorescent light YL.

第１実施形態と同様に、照明光ＷＬを白色とするために、波長変換層４１１の変換効率を鑑み、励起光ＢＬ１ｐの光量と、青色光ＢＬ２ｓの光量との比率を９：１乃至８：２に設定している。すなわち、アレイ光源３１１Ａの複数の第１半導体レーザー３１１１から射出される励起光ＢＬ１の総光量は、複数の第２半導体レーザー３１１２から射出される青色光ＢＬ２の総光量の略４倍以上９倍以下である。   Similarly to the first embodiment, in order to make the illumination light WL white, the ratio of the light amount of the excitation light BL1p and the light amount of the blue light BL2s is set to 9: 1 to 8: in consideration of the conversion efficiency of the wavelength conversion layer 411. 2 is set. That is, the total light amount of the excitation light BL1 emitted from the plurality of first semiconductor lasers 3111 of the array light source 311A is approximately 4 to 9 times the total light amount of the blue light BL2 emitted from the plurality of second semiconductor lasers 3112. It is.

本実施形態においても、第１光線束のうち一部の成分が偏光分離層３１４３により反射されるため、第１実施形態同様に接着層３１４４の劣化を抑制できる。   Also in the present embodiment, since some components of the first light flux are reflected by the polarization separation layer 3143, the deterioration of the adhesive layer 3144 can be suppressed as in the first embodiment.

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、上記プロジェクター１と同様の構成を備えるが、照明装置３１が備えるピックアップレンズ３１７及び拡散反射素子５を備えていない点、第２半導体レーザー３１１２を備えていない点、及び位相差板３１６の配置位置が異なる。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同様の符号を付して説明を省略する。 [Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
The projector according to the present embodiment has the same configuration as the projector 1, but does not include the pickup lens 317 and the diffuse reflection element 5 included in the illumination device 31, does not include the second semiconductor laser 3112, and The arrangement position of the phase difference plate 316 is different. In the following description, parts that are the same as or substantially the same as those already described are given the same reference numerals and description thereof is omitted.

図４は、本実施形態に係るプロジェクターの照明装置３１Ｂの概略構成を示す概略図である。
照明装置３１Ｂは、複数の第１半導体レーザー３１１１を備えている。第１半導体レーザー３１１１は、偏光分離層３１４３にＳ偏光として入射する励起光ＢＬを射出する。
励起光ＢＬは、コリメーター光学系３１１Ｂ、アフォーカル光学系３１２、ホモジナイザー光学系３１３を透過して、偏光分離装置３１４に入射する。 FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the illumination device 31B of the projector according to the present embodiment.
The illumination device 31B includes a plurality of first semiconductor lasers 3111. The first semiconductor laser 3111 emits excitation light BL incident on the polarization separation layer 3143 as S-polarized light.
The excitation light BL passes through the collimator optical system 311B, the afocal optical system 312 and the homogenizer optical system 313 and enters the polarization separation device 314.

励起光ＢＬは、Ｓ偏光の励起光ＢＬｓとして偏光分離層３１４３により反射される。励起光ＢＬｓは、位相差板３１６に入射する。この位相差板３１６は、偏光分離装置３１４とピックアップ光学系３１５との間の光路中に配置された１／４波長板から構成されている。従って、Ｓ偏光の励起光ＢＬｓは、この位相差板３１６によって、円偏光の励起光ＢＬｃに変換される。励起光ＢＬｃは、ピックアップ光学系３１５を透過してから蛍光部材４に入射する。   The excitation light BL is reflected by the polarization separation layer 3143 as S-polarized excitation light BLs. The excitation light BLs is incident on the phase difference plate 316. The retardation plate 316 is composed of a quarter-wave plate disposed in the optical path between the polarization separation device 314 and the pickup optical system 315. Accordingly, the S-polarized excitation light BLs is converted into circularly-polarized excitation light BLc by the retardation plate 316. The excitation light BLc enters the fluorescent member 4 after passing through the pickup optical system 315.

本実施形態においては、波長変換層４１１は、入射した励起光ＢＬｃのうち一部のみを蛍光光ＹＬに変換するように構成されている。励起光ＢＬｃのうち蛍光光ＹＬに変換されなかった成分は、反射層４１２で反射し、蛍光光ＹＬとともにピックアップ光学系３１５に向かって射出する。本実施形態においては、反射層４１２は本発明における反射層と反射素子とを兼ねている。   In the present embodiment, the wavelength conversion layer 411 is configured to convert only a part of the incident excitation light BLc into fluorescent light YL. The component of the excitation light BLc that has not been converted to the fluorescent light YL is reflected by the reflective layer 412, and is emitted toward the pickup optical system 315 together with the fluorescent light YL. In the present embodiment, the reflective layer 412 serves as both the reflective layer and the reflective element in the present invention.

蛍光光ＹＬは、ピックアップ光学系３１５、位相差板３１６、および偏光分離装置３１４を透過する。波長変換素子４１から射出された励起光ＢＬｃは、位相差板３１６によってＰ偏光の青色光ＢＬｐに変換される。青色光ＢＬｐは偏光分離装置３１４を透過する。このようにして、蛍光光ＹＬと青色光ＢＬｐとが合成された白色の照明光ＷＬが照明装置３１Ｂから射出される。   The fluorescent light YL passes through the pickup optical system 315, the phase difference plate 316, and the polarization separation device 314. The excitation light BLc emitted from the wavelength conversion element 41 is converted into P-polarized blue light BLp by the phase difference plate 316. The blue light BLp passes through the polarization separation device 314. In this way, the white illumination light WL obtained by combining the fluorescent light YL and the blue light BLp is emitted from the illumination device 31B.

本実施形態に係るプロジェクターによれば、上記プロジェクター１と同様の効果を奏する。
反射層４１２が拡散反射素子５を兼ねているため、ピックアップレンズ３１７が不要である。よって、プロジェクターの小型化が容易である。 According to the projector according to the present embodiment, the same effects as the projector 1 are obtained.
Since the reflection layer 412 also serves as the diffuse reflection element 5, the pickup lens 317 is not necessary. Therefore, it is easy to reduce the size of the projector.

［実施形態の変形］
本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、波長変換素子４１は反射層４１２を有さなくてもよい。この場合、波長変換層４１１の励起光が入射する側に、励起光を透過させ、蛍光光ＹＬを反射するダイクロイックミラーを設ければよい。これによれば、蛍光光ＹＬは接着層３１４４に入射しないので、接着層３１４４の劣化をより抑制することができる。 [Modification of Embodiment]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
For example, the wavelength conversion element 41 may not have the reflective layer 412. In this case, a dichroic mirror that transmits the excitation light and reflects the fluorescent light YL may be provided on the wavelength conversion layer 411 on the side where the excitation light is incident. According to this, since the fluorescent light YL does not enter the adhesive layer 3144, the deterioration of the adhesive layer 3144 can be further suppressed.

照明装置３１，３１Ａは拡散反射素子５を備えていなくてもよい。この場合、偏光分離装置３１４から射出された青色光ＢＬ２ｃは、再び偏光分離装置３１４に入射することなく、光変調装置３４Ｂへ導かれる。これによれば、接着層３１４４の劣化をより抑制することができる。   The illuminating devices 31 and 31 </ b> A may not include the diffuse reflection element 5. In this case, the blue light BL2c emitted from the polarization separation device 314 is guided to the light modulation device 34B without entering the polarization separation device 314 again. According to this, the deterioration of the adhesive layer 3144 can be further suppressed.

上記第１及び第２実施形態では、アレイ光源３１１Ａは、第１半導体レーザー３１１１及び第２半導体レーザー３１１２を備えていた。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、アレイ光源３１１Ａは、１種類の半導体レーザーから構成されてもよい。この場合、アレイ光源３１１Ａと偏光分離装置３４１との間の光路に位相差板を備えればよい。これによれば、アレイ光源３１１Ａから射出された光を任意の割合でＰ偏光成分及びＳ偏光成分を含んだ光に変換することができる。従って、このような構成であっても、上記第１及び第２実施形態と同様の効果を奏することができる。   In the first and second embodiments, the array light source 311A includes the first semiconductor laser 3111 and the second semiconductor laser 3112. However, the present invention is not limited to this. For example, the array light source 311A may be composed of one type of semiconductor laser. In this case, a phase difference plate may be provided in the optical path between the array light source 311A and the polarization separation device 341. According to this, the light emitted from the array light source 311A can be converted into light including a P-polarized component and an S-polarized component at an arbitrary ratio. Therefore, even with such a configuration, the same effects as those of the first and second embodiments can be obtained.

上記各実施形態では、位相差板３１６は、１／４波長板であることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、位相差板３１６は、１／２波長板であってもよいし、１／８波長板であってもよい。このような構成であっても、上記各実施形態と同様の効果を奏することができる。   In each of the above embodiments, the retardation plate 316 is a quarter wavelength plate. However, the present invention is not limited to this. For example, the retardation film 316 may be a ½ wavelength plate or a １ ／ wavelength plate. Even with such a configuration, the same effects as those of the above-described embodiments can be obtained.

また、波長変換素子４１は、ヒートシンク４４が接続された基板４３に固定されることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、モーターにより回転する円板に波長変換素子４１が固定されるようにしてもよい。このような構成であれば、当該モーターの回転により波長変換素子４１を冷却できるので、蛍光部材４（波長変換素子４１）の劣化を抑制できる。   The wavelength conversion element 41 is fixed to the substrate 43 to which the heat sink 44 is connected. However, the present invention is not limited to this. For example, the wavelength conversion element 41 may be fixed to a disk that is rotated by a motor. With such a configuration, since the wavelength conversion element 41 can be cooled by the rotation of the motor, deterioration of the fluorescent member 4 (wavelength conversion element 41) can be suppressed.

上記各実施形態では、光変調装置として透過型の光変調装置３４（３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂ）を用いることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、透過型の光変調装置３４（３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂ）に代えて、反射型の光変調装置を用いてもよい。この場合、色分離装置３２を設けることなく、当該色合成装置３５により、色分離及び色合成を実行するようにしてもよい。   In each of the embodiments described above, the transmission type light modulation device 34 (34R, 34G, 34B) is used as the light modulation device. However, the present invention is not limited to this. For example, instead of the transmission type light modulation device 34 (34R, 34G, 34B), a reflection type light modulation device may be used. In this case, color separation and color synthesis may be executed by the color synthesis device 35 without providing the color separation device 32.

上記各実施形態では、プロジェクター１は、３つの光変調装置３４（３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂ）を備えるとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、２つ以下、あるいは、４つ以上の光変調装置を用いたプロジェクターにも、本発明を適用可能である。
また、光変調装置として、デジタルマイクロミラーデバイス等を用いてもよい。 In each of the above embodiments, the projector 1 includes the three light modulation devices 34 (34R, 34G, and 34B), but the present invention is not limited to this. That is, the present invention can also be applied to a projector using two or less or four or more light modulation devices.
Further, a digital micromirror device or the like may be used as the light modulation device.

上記各実施形態において、上記蛍光部材４を備える照明装置３１，３１Ａ，３１Ｂがプロジェクター１に適用される例を示した。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、上記照明装置３１，３１Ａ，３１Ｂは、照明器具及び自動車等のヘッドライト等に使用してもよい。   In each of the above embodiments, the example in which the illumination devices 31, 31 </ b> A, 31 </ b> B including the fluorescent member 4 are applied to the projector 1 has been shown. However, the present invention is not limited to this. For example, you may use the said illuminating devices 31, 31A, and 31B for lighting fixtures, headlights, etc. of a motor vehicle.

１…プロジェクター、３１，３１Ａ，３１Ｂ…照明装置、３１１Ａ…アレイ光源、３１１１…第１半導体レーザー（発光素子）、３１１２…第２半導体レーザー（発光素子）、３１４…偏光分離装置、３１４１…第１プリズム、３１４２…第２プリズム、３１４３…偏光分離層、３１４４…接着層、３１６…位相差板、３４…光変調装置、３４Ｒ…光変調装置、３６…投射光学装置、４…蛍光部材、４１…波長変換素子、４１１…波長変換層、４１２…反射層、５…拡散反射素子、ＢＬ，ＢＬ１…励起光（第１光線束）、ＢＬ２ｓ…青色光（第４光線束）、ＢＬｓ，ＢＬ１ｐ…励起光（第２光線束）、ＹＬ…蛍光光（第３光線束）。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Projector, 31, 31A, 31B ... Illuminating device, 311A ... Array light source, 3111 ... 1st semiconductor laser (light emitting element), 3112 ... 2nd semiconductor laser (light emitting element), 314 ... Polarization separation apparatus, 3141 ... 1st Prism, 3142 ... 2nd prism, 3143 ... polarization separation layer, 3144 ... adhesive layer, 316 ... retardation plate, 34 ... light modulation device, 34R ... light modulation device, 36 ... projection optical device, 4 ... fluorescent member, 41 ... Wavelength conversion element, 411 ... wavelength conversion layer, 412 ... reflection layer, 5 ... diffuse reflection element, BL, BL1 ... excitation light (first light flux), BL2s ... blue light (fourth light flux), BLs, BL1p ... excitation Light (second light flux), YL ... fluorescence light (third light flux).

Claims (5)

第１波長帯の第１光線束を射出する発光素子と、
前記第１光線束が入射される偏光分離装置と、を備え、
前記偏光分離装置は、
第１プリズムと、
前記第１プリズムに設けられ、前記第１光線束に対して偏光分離機能を持つ偏光分離層と、
前記偏光分離層に接着層を介して固定された第２プリズムと、を有し、
前記第１光線束は、前記接着層とは反対側から前記偏光分離層に入射されることを特徴とする照明装置。 A light emitting element that emits a first light flux in a first wavelength band;
A polarization separation device on which the first light flux is incident,
The polarization separator is
A first prism;
A polarization separation layer provided on the first prism and having a polarization separation function with respect to the first light flux;
A second prism fixed to the polarization separation layer through an adhesive layer,
The illumination apparatus according to claim 1, wherein the first light flux is incident on the polarization separation layer from a side opposite to the adhesive layer. 請求項１に記載の照明装置において、
前記第１波長帯の第２光線束の照射により第３光線束を射出する波長変換層と、
前記波長変換層から射出された前記第３光線束を反射する反射層と、をさらに備え、
前記偏光分離装置は、前記偏光分離層にて前記第１光線束の少なくとも一部を反射することにより、前記第２光線束を生成し、
前記反射層で反射した前記第３光線束は、前記偏光分離装置に入射し、前記偏光分離層を経由して前記偏光分離装置から射出することを特徴とする照明装置。 The lighting device according to claim 1.
A wavelength conversion layer that emits a third light beam by irradiation of the second light beam in the first wavelength band;
A reflective layer that reflects the third light flux emitted from the wavelength conversion layer,
The polarization separation device generates the second light flux by reflecting at least a part of the first light flux at the polarization separation layer,
The illumination device according to claim 1, wherein the third light beam reflected by the reflection layer is incident on the polarization separation device and exits from the polarization separation device via the polarization separation layer. 請求項２に記載の照明装置において、
反射素子と、
前記反射素子と前記偏光分離装置との間に配置された位相差板と、を備え、
前記偏光分離層は、前記第１光線束を、前記第２光線束と当該第２光線束とは偏光状態が異なる第４光線束とに分離し、
前記偏光分離層にて分離された前記第４光線束は、前記位相差板を透過して前記反射素子に入射し、
前記反射素子で反射した前記第４光線束は、前記位相差板を透過して前記偏光分離装置に入射し、前記偏光分離層を経由して前記偏光分離装置から射出することを特徴とする照明装置。 The lighting device according to claim 2,
A reflective element;
A retardation plate disposed between the reflective element and the polarization separation device,
The polarization separation layer separates the first light bundle into the second light bundle and a fourth light bundle having a polarization state different from that of the second light bundle,
The fourth light beam separated by the polarization separation layer passes through the retardation plate and enters the reflective element,
The fourth light bundle reflected by the reflection element passes through the retardation plate, enters the polarization separation device, and exits from the polarization separation device through the polarization separation layer. apparatus. 請求項２又は請求項３に記載の照明装置において、
前記第２光線束は、前記第１光線束のうち前記偏光分離層により反射された光線束であることを特徴とする照明装置。 In the illuminating device of Claim 2 or Claim 3,
The illumination apparatus according to claim 1, wherein the second light bundle is a light bundle reflected by the polarization separation layer in the first light bundle. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の照明装置と、
前記照明装置から射出された光を変調する光変調装置と、
前記光変調装置からの画像光を投射する投射光学装置と、を備えることを特徴とするプロジェクター。 The lighting device according to any one of claims 1 to 4,
A light modulation device that modulates light emitted from the illumination device;
And a projection optical device that projects image light from the light modulation device.
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