JP2020204716A - 光源装置およびプロジェクター - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本発明の第1実施形態について図面を用いて説明する。
本実施形態のプロジェクターは、半導体レーザーを用いた光源装置を備えた液晶プロジェクターの一例である。
なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素により寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
図1に示すように、プロジェクター1は、光源装置2と、色分離導光光学系200と、赤色光用光変調装置400Rと、緑色光用光変調装置400Gと、青色光用光変調装置400Bと、クロスダイクロイックプリズム500と、投射光学装置600と、を備えている。本実施形態の赤色光用光変調装置400R、緑色光用光変調装置400G、および青色光用光変調装置400Bは、特許請求の範囲の光変調装置に対応する。
続いて、光源装置2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。
図2に示すように、光源装置2は、青色アレイ光源(発光装置)20と、ホモジナイザー光学系23と、光分離合成素子(第1の光学素子)25と、第1の集光光学系26と、波長変換素子27と、第1の位相差板(第2の光学素子)28aと、第2の集光光学系29と、拡散反射素子(拡散素子)30と、第2の位相差板(第3の光学素子)28bと、インテグレータ光学系31と、偏光変換素子32と、重畳レンズ33と、光量モニター用ミラー42と、センサーユニット(検出部)43と、制御部CONTと、を備えている。
図3は青色アレイ光源20の斜視図である。図4は青色アレイ光源20を光軸ax1に沿う方向に見た平面図である。
図3および図4に示すように、青色アレイ光源20は、複数の発光素子21を備えている。本実施形態では、青色アレイ光源20は、7個の発光素子21を備えている。7個の発光素子21は、青色光LBの光軸ax1上に位置する1個の第1発光素子21aと、この第1発光素子21aの周辺を取り囲むように設けられた6個の第2発光素子21bと、を含んでいる。このように、周辺の6個の第2発光素子21bは、青色光LBの光軸ax1の周りに実質的に回転対称に設けられている。7個の発光素子21は、支持部材107によって支持されている。
照明光WLはインテグレータ光学系31に入射する。インテグレータ光学系31は、第1マルチレンズ31aと第2マルチレンズ31bとを有する。第1マルチレンズ31aは照明光WLを複数の部分光線束に分割するための複数の第1小レンズ31amを有する。
偏光変換素子32は、偏光分離膜と位相差板(1/2位相差板)とをアレイ状に並べて構成される。偏光変換素子32は、照明光WLの偏光方向を所定方向に揃える光学素子である。より具体的に偏光変換素子32は、照明光WLを光変調装置400R,400G,400Bの光入射側に配置された偏光板(不図示)の透過軸の方向に対応させる光学素子である。
図7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に含まれる蛍光YLを透過させ、照明光WLに含まれる青色成分である青色光LBc2及び青色光LBc3を反射する光学特性を有する。
なお、本実施形態では、光量モニター用ミラー42がインテグレータ光学系31と偏光変換素子32との間の光路上に配置された例を示した。この例に代えて、光量モニター用ミラー42は、偏光変換素子32と重畳レンズ33との間の光路上に配置されていてもよい。なお、光量モニター用ミラー42は、色分離導光光学系200に設けられるダイクロイックミラー210、ダイクロイックミラー220、反射ミラー230、反射ミラー240、反射ミラー250の漏れ光などを利用してもよい。
光源装置2は、光量モニター用ミラー42から取り出された光に含まれる青色光LBc2、LBc3の光量(強度)と黄色の蛍光YLの光量(強度)とをセンサーユニット43により測定する。センサーユニット43の測定結果は、制御部CONTに送信される。
また、本実施形態の光源装置2によれば、第1の位相差板28aから射出された青色光LBsの光路上に第2の位相差板28bを備えるので、水晶で構成される第2の位相差板28bを小型化することで低コスト化を実現できる。
また、本実施形態の光源装置2によれば、センサーユニット43の測定結果に基づいて光分離合成素子25の第1の領域25Aに入射される青色光LB1の光量を制御することで、照明光WLのホワイトバランスを調整することができる。
続いて、本発明の第2実施形態に係る光源装置について図面を用いて説明する。なお、第1実施形態と共通の構成及び部材については同じ符号を付し、詳細な説明については省略する。
図9に示すように、本実施形態の光源装置2Aは、青色アレイ光源20と、ホモジナイザー光学系23と、光分離合成素子(第1の光学素子)125と、第1の集光光学系26と、波長変換素子27と、第1の位相差板28aと、第2の集光光学系29と、拡散反射素子30と、第2の位相差板28bと、インテグレータ光学系31と、偏光変換素子32と、重畳レンズ33と、光量モニター用ミラー42と、センサーユニット43と、制御部CONTと、を備えている。
光分離合成素子125の第1の領域125Aを透過した青色光LBpは第2の位相差板28bに入射する。第2の位相差板28bは、青色光LBpを、例えば右回り円偏光の青色光LBc6に変換する。本実施形態において、青色光LBc6は、第1の波長を有する円偏光の第5の光に相当する。
例えば、上記実施形態において、拡散反射素子30として拡散板30aを回転させる構造を例に挙げたが、拡散板を回転させない固定方式の構造を採用してもよい。また、波長変換素子27として固体配置した蛍光体34に励起光を照射する構造を例に挙げたが、回転可能な円板上にリング状の蛍光体を配置した回転ホイール方式の構造を採用してもよい。
Claims (9)
- 第1の波長を有する第1の偏光方向の第1の光を射出する発光装置と、
前記第1の光を透過または反射する第1の領域と、前記第1の光が前記第1の領域を透過する場合に前記第1の光を反射させる、または、前記第1の光が前記第1の領域で反射される場合に前記第1の光を透過させる第2の領域と、を有する第1の光学素子と、
前記第1の光学素子の前記第1の領域から射出された前記第1の光が入射され、前記第1の光を前記第1の波長を有する円偏光の第2の光に変換する第2の光学素子と、
前記第2の光学素子から射出された前記第2の光が入射される拡散素子と、
前記第1の光学素子の前記第2の領域から射出された前記第1の光が入射される波長変換素子と、を備え、
前記拡散素子から射出されて前記第2の光学素子に入射される光は、前記第2の光学素子によって、前記第1の波長を有する第2の偏光方向の第3の光に変換され、
前記第2の光学素子から射出されて前記第1の光学素子の前記第1の領域に入射される前記第3の光は、前記第1の領域から射出され、
前記拡散素子から射出されて前記第1の光学素子の前記第2の領域に入射される光は、記第1の光学素子の前記第2の領域から射出され、
前記波長変換素子から射出されて前記第1の光学素子の前記第1の領域および前記第2の領域に入射される第2の波長を有する第4の光は、前記第1の光学素子の前記第1の領域および前記第2の領域を経由して射出される
ことを特徴とする光源装置。 - 前記第1の光学素子において、前記第1の領域は前記第1の光学素子の中央に設けられ、前記第2の領域は前記第1の領域の周囲を囲むように設けられる
ことを特徴とする請求項1に記載の光源装置。 - 前記第2の光学素子は、前記第1の光学素子の一方側に、前記第1の領域に対向するように配置される
ことを特徴とする請求項1または2に記載の光源装置。 - 前記第1の光学素子から射出された光を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて、前記第1の光学素子の前記第1の領域に入射される前記第1の光の光量を制御する制御部と、を備える
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の光源装置。 - 前記第2の光学素子は水晶で形成されている
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の光源装置。 - 前記第1の光学素子の前記第1の領域から射出される前記第3の光が入射される第3の光学素子を備え、
前記第3の光学素子は、前記第3の光を前記第1の波長を有する円偏光の第5の光に変換する
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の光源装置。 - 前記第3の光学素子は、前記第1の光学素子の他方側に、前記第1の領域に対向するように配置される
ことを特徴とする請求項6に記載の光源装置。 - 前記第3の光学素子は水晶で形成されている
ことを特徴とする請求項6または7に記載の光源装置。 - 請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置から射出される光を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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