JP2019045550A - 光源装置及びプロジェクター - Google Patents
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Abstract
Description
また、第1の位相差板を有するため、第2の偏光分離素子で反射した第1の方向に偏光する第2の光線束を第2の方向の偏光に変換することで第1の偏光分離素子を透過させることができる。これにより、波長変換素子に入射する第1の光線束および第2の光線束の光路を重ね合せることができるので、光源装置を小型化することができる。
また、第1の偏光分離素子及び第2の偏光分離素子は、第3の光線束を透過させるので、第3の光線束の光路を第1の光線束および第2の光線束の光路と重ね合せることができるので、光源装置を小型化することができる。
したがって、回転拡散板における光密度に対する負荷を低減しつつ小型化した光源装置が提供される。
なお、第2の位相差板及び第3の位相差板の回転角は、回転拡散板における光密度に対する負荷を低減できる態様であれば、完全に同じでなくともよく、略等しければよい。
第1の偏光分離素子によって反射され、拡散した第1の方向に偏光する第1の光線束が、第1の位相差板に入射され、第1の位相差板によって、拡散した第2の方向に偏光する第1の光線束に変換されるので、拡散した第2の方向に偏光する第1の光線束は、第2の偏光分離素子を透過できるようになるので、拡散した第1の光線束および拡散した第2の光線束の光路を重ね合せることができ、光源装置を小型化することができる。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
図1は、本実施形態に係るプロジェクターの概略構成を示す図である。
図1に示すように、本実施形態のプロジェクター1は、スクリーンSCR上にカラー映像を表示する投射型画像表示装置である。プロジェクター1は、光源装置2と、色分離光学系3と、光変調装置4R,光変調装置4G,光変調装置4Bと、合成光学系5と、投射光学装置6とを備えている。
次に、上記光源装置2の構成について説明する。以下、必要に応じてXYZ座標系を用いて光源装置の各構成について説明する。
図2は光源装置2の概略構成を示す図である。なお、図2において、X方向は光軸ax1,ax2と平行な方向であり、Y方向は光軸ax1、ax2と直交する照明光軸ax3と平行な方向であり、Z方向はX方向およびY方向にそれぞれ直交する方向である。
光源部11は、複数の発光部11Aと複数のコリメートレンズ11Bとを含む。
光源部11は、第1光線束(第1の光線束)K1を射出する第1の領域A1と、第2光線束(第2の光線束)K2を射出する第2の領域A2とを含む。
第1光線束K1は、第1の領域A1に配置された複数の発光部11Aから射出された複数の光線BLからなる。第2光線束K2は、第2の領域A2に配置された複数の発光部11Aから射出された複数の光線BLからなる。そのため、第1光線束K1及び第2光線束K2は、互いに同じ波長帯の光となる。
さらに、第1光線束K1の光量及び第2光線束K2の光量はそれぞれ光源部11から射出される全光量の50%ずつに相当する。
光源部11から射出された第1光線束K1は、第2の位相差板32に入射する。第2の位相差板32は、例えば回転可能とされた1/2波長板である。第1光線束K1は直線偏光である。そのため、第2の位相差板32を透過した光は、S偏光成分とP偏光成分とを所定の比率で含む光となる。つまり、第2の位相差板32の回転角度を適切に設定することにより、S偏光成分とP偏光成分との比率を所定の値に設定することが可能である。
なお、本実施形態において、S偏光成分の第1光線束K1(光線束BLs)は、特許請求の範囲の「第1方向に偏光する前記第1の光線束」に対応し、P偏光成分の第1光線束K1(光線束BLp)は、特許請求の範囲の「第2方向に偏光する前記第1の光線束」に対応する。
第1の偏光分離素子14は、入射光のうちのS偏光成分を反射させ、入射光のうちのP偏光成分を透過させる。
なお、第1の偏光分離素子14で反射したS偏光成分の第1光線束K1(光線束BLs)については後述する。
光路変更部20を通過した第2光線束K2は、第3の位相差板33に入射する。第3の位相差板33は、例えば回転可能とされた1/2波長板である。第2光線束K2は直線偏光である。そのため、第3の位相差板33を透過した光はS偏光成分とP偏光成分とを所定の比率で含む光となる。つまり、第3の位相差板33の回転角度を適切に設定することにより、S偏光成分とP偏光成分との比率を所定の値に設定することが可能である。
なお、本実施形態において、S偏光成分の第2光線束K2(光線束BBs)は、特許請求の範囲の「第1方向に偏光する前記第2の光線束」に対応し、P偏光成分の第2光線束K2(光線束BBp)は、特許請求の範囲の「第2方向に偏光する前記第2の光線束」に対応する。
第2の偏光分離素子19は、第2光線束K2のうちのS偏光成分を反射させ、第2光線束K2うちのP偏光成分を透過させる。
第2の偏光分離素子19は、入射光のうちのS偏光成分(光線束BBs)を反射させ、入射光のうちのP偏光成分(光線束BBp)を透過させる。
なお、第2の偏光分離素子19を反射したS偏光成分の第2光線束K2(光線束BBs)については後述する。
したがって、本実施形態の回転拡散板120によれば、拡散反射板121の信頼性が向上するため、光源装置2の信頼性を向上させることができる。
図2に示したように、S偏光成分の第1光線束K1(光線束BLs)は、第1の偏光分離素子14で反射して回転蛍光板100に向かう。第1の偏光分離素子14で反射されたS偏光成分の第1光線束K1(光線束BLs)は、第1のピックアップ光学系15に入射する。
また、第1の偏光分離素子14を透過した蛍光光YLは、第1の位相差板31を透過する。蛍光光YLは非偏光であるため、第1の位相差板31を透過する際、偏光状態は変化しない。
また、第1の位相差板31を透過した蛍光光YLは、第2の偏光分離素子19に入射する。蛍光光YLは、第2の偏光分離素子19を透過する。
すなわち、第1の位相差板31は、S偏光成分の第2光線束K2(光線束BBs)をP偏光成分の第2光線束K2(光線束BBp’)に変換するので、第1の偏光分離素子14を透過させることができる。
また、蛍光体層100A上の同一の領域にS偏光成分の第1光線束K1(光線束BLs)及びP偏光成分の第2光線束K2(光線束BBp’)を重ねて照明できる。よって、第1の位相差板31を用いない場合と比較して、より容易に蛍光光YLの発光領域を小さくできる。すなわち、蛍光光YLを含む後述の照明光WLの光束幅が大きくなるのを防止できる。
また、第1の位相差板31を用いることにより、蛍光体層100Aにおける蛍光光YLの発光領域を小さくできるので、第1のピックアップ光学系15を小型化できる。さらに、第1のピックアップ光学系15の小型化により、光源装置2全体を小型化できる。
白色の照明光WLは、インテグレーター光学系25に入射する。インテグレーター光学系25は、例えば第1のレンズアレイ25aと第2のレンズアレイ25bとから構成されている。第1のレンズアレイ25aは複数の第1小レンズ25amを含み、第2のレンズアレイ25bは複数の第2小レンズ25bmを含む。インテグレーター光学系25は、後述する重畳レンズ28と協働することで被照明領域における照度分布を均一化する。
特に本実施形態の照明光WLは、上述のように、拡散したP偏光成分の第1光線束K1(光線束BL1p)と拡散したS偏光成分の第2光線束K2(光線束BL2s)とを同じ割合で含むため、光強度分布の均一性がより高くなる。
また、本実施形態のプロジェクター1は光源装置2を備えることで小型化が可能となる。
図4に示すように、センサーユニット43は、第1センサー43aと、第2センサー43bと、ダイクロイックミラー43cとを含む。ダイクロイックミラー43cは、誘電体多層膜から構成され、照明光WLのうち蛍光光YLを透過させ、照明光WLのうち青色光BL4を反射する。なお、青色光BL4は図2に示した拡散したP偏光成分の第1光線束K1(光線束BL1p)及び拡散したS偏光成分の第2光線束K2(光線束BL2s)を成分として含む光である。
同様に、上記実施形態では、円偏光からなる第2光線束K2(光線束BBc1)は、左回りの円偏光であったが、右回りの円偏光であってもよい。この場合、円偏光からなる第2光線束K2(光線束BBc2)は、左回りの円偏光となる。この場合であっても、上記実施形態と同様の効果が得られる。
この場合であっても、上記実施形態と同様の効果が得られる。
Claims (6)
- 第1の光線束及び第2の光線束を射出する光源部と、
第1の方向に偏光する前記第1の光線束を反射させるとともに、前記第1の方向に直交する第2の方向に偏光する前記第1の光線束を透過させる第1の偏光分離素子と、
前記第1の方向に偏光する前記第2の光線束を反射させるとともに、前記第2の方向に偏光する前記第2の光線束を透過させる第2の偏光分離素子と、
回転中心軸を中心に回転するとともに、前記第1の偏光分離素子を透過する前記第1の光線束が前記回転中心軸から第1の長さ離間する第1の位置に入射し、前記第2の偏光分離素子を透過する前記第2の光線束が前記回転中心軸から前記第1の長さとは異なる第2の長さ離間する第2の位置に入射し、入射する前記第1の光線束および前記第2の光線束を拡散させる回転拡散板と、
前記第2の偏光分離素子で反射する前記第1の方向に偏光する前記第2の光線束が入射され、前記第1の方向に偏光する前記第2の光線束を、前記第2の方向に偏光する前記第2の光線束に変換する第1の位相差板と、
前記第1の偏光分離素子で反射する前記第1の方向に偏光する前記第1の光線束と、前記第1の位相差板から射出され、前記第1の偏光分離素子を透過する前記第2の方向に偏光する前記第2の光線束とが入射し、前記第1の方向に偏光する前記第1の光線束および前記第2の方向に偏光する前記第2の光線束を、前記第1の方向に偏光する前記第1の光線束および前記第2の方向に偏光する前記第2の光線束と異なる波長帯の第3の光線束に変換する波長変換素子と、
を備え、
前記第1の偏光分離素子及び前記第2の偏光分離素子は、前記第3の光線束を透過させる
ことを特徴とする光源装置。 - 前記光源部から射出される前記第1の光線束が入射され、前記第1の光線束を前記第1の方向に偏光させて、前記第1の方向に偏光する前記第1の光線束を射出するとともに、前記第1の光線束を前記第2の方向に偏光させて、前記第2の方向に偏光する前記第1の光線束を射出する第2の位相差板と、
前記光源部から射出される前記第2の光線束が入射され、前記第2の光線束を前記第1の方向に偏光させて、前記第1の方向に偏光する前記第2の光線束を射出するとともに、前記第2の光線束を前記第2の方向に偏光させて、前記第2の方向に偏光する前記第2の光線束を射出する第3の位相差板と、をさらに備える
ことを特徴とする請求項1に記載の光源装置。 - 前記第2の位相差板及び前記第3の位相差板はそれぞれ回転可能に構成されており、
前記第2の位相差板及び前記第3の位相差板の回転方向が互いに等しく、
前記第2の位相差板及び前記第3の位相差板の回転角が互いに等しい
ことを特徴とする請求項2に記載の光源装置。 - 前記第1の偏光分離素子を透過する前記第2の方向に偏光する前記第1の光線束が入射され、前記第2の方向に偏光する前記第1の光線束を円偏光の前記第1の光線束に変換する第4の位相差板と、
前記第2の偏光分離素子を透過する前記第2の方向に偏光する前記第2の光線束が入射され、前記第2の方向に偏光する前記第2の光線束を円偏光の前記第2の光線束に変換する第5の位相差板と、を備え、
前記第4の位相差板から射出される前記円偏光の前記第1の光線束は、第1の回転方向に回転する円偏光であり、前記回転拡散板に入射され、前記回転拡散板によって拡散および反射されることで、前記第1の回転方向とは異なる第2の回転方向に回転する円偏光の前記第1の光線束に変換され、
前記第5の位相差板から射出される前記円偏光の前記第2の光線束は、前記第2の回転方向に回転する円偏光であり、前記回転拡散板に入射され、前記回転拡散板によって拡散および反射されることで、前記第1の回転方向に回転する円偏光の前記第2の光線束に変換される
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の光源装置。 - 前記第4の位相差板は、前記第2の回転方向に回転する円偏光の前記第1の光線束が入射され、前記第2の回転方向に回転する円偏光の前記第1の光線束を拡散した前記第1の方向に偏光する前記第1の光線束に変換し、
前記第5の位相差板は、前記第1の回転方向に回転する円偏光の前記第2の光線束が入射され、前記第1の回転方向に回転する円偏光の前記第2の光線束を拡散した前記第1の方向に偏光する前記第2の光線束に変換し、
前記拡散した前記第1の方向に偏光する前記第1の光線束は、前記第1の偏光分離素子によって反射され、
前記第1の偏光分離素子によって反射される前記拡散した前記第1の方向に偏光する前記第1の光線束は、前記第1の位相差板に入射され、前記第1の位相差板によって、拡散した前記第2の方向に偏光する前記第1の光線束に変換され、
前記拡散した前記第2の方向に偏光する前記第1の光線束は、前記第2の偏光分離素子を透過し、
前記拡散した前記第1の方向に偏光する前記第2の光線束は、前記第2の偏光分離素子によって反射される
ことを特徴とする請求項4に記載の光源装置。 - 請求項1から5のいずれか1項に記載の光源装置と、
前記光源装置から射出される光を画像情報に応じて変調して画像光を形成する光変調装置と、
前記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。
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