JP2021015210A - Light source device and projector - Google Patents

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航 安松
Ko Yasumatsu
航 安松
朋子 赤川
Tomoko Akagawa
朋子 赤川
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Abstract

To provide a light source device that reduces loss of light in a polarization separation element.SOLUTION: A light source device of the present invention comprises: a light emitting element that emits first light having a first wavelength range and a first polarization direction; a wavelength conversion layer that has a first surface and a second surface, converts part of the first light into second light having a second wavelength range, and emits the second light and the other part of the first light from the second surface; a first optical element that transmits one of the second light and the other part of the first light emitted from the wavelength conversion layer, and reflects the other; and a polarization separation element that reflects third light having the second wavelength range and the first polarization direction and emitted from the first optical element, and transmits fourth light having the second wavelength range and a second polarization direction and emitted from the first optical element. The third light reflected by the polarization separation element is made incident on the second surface of the wavelength conversion layer, and part of the third light made incident on the second surface is converted into the fourth light.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、光源装置およびプロジェクターに関する。 The present invention relates to a light source device and a projector.

プロジェクターに用いる光源装置として、光源から射出された励起光を蛍光体に照射したときに蛍光体から発せられる蛍光を利用した光源装置が提案されている。下記の特許文献１に、発光素子と、蛍光体を含む透過型の波長変換素子と、導光体と、導光体の射出面に設けられた反射型偏光素子と、を備えた光源装置が開示されている。反射型偏光素子は、導光体から射出される光のうち、一方の偏光方向を有する光を反射させ、他方の偏光方向を有する光を透過させる。その結果、所定の偏光方向を有する光が反射型偏光素子から射出され、液晶パネルからなる光変調装置によって変調される。 As a light source device used for a projector, a light source device using fluorescence emitted from a phosphor when an excitation light emitted from the light source is applied to the phosphor has been proposed. In Patent Document 1 below, a light source device including a light emitting element, a transmission type wavelength conversion element including a phosphor, a light guide body, and a reflection type polarizing element provided on an emission surface of the light guide body is provided. It is disclosed. The reflective polarizing element reflects the light having one polarization direction and transmitting the light having the other polarization direction among the light emitted from the light guide. As a result, light having a predetermined polarization direction is emitted from the reflective polarizing element and modulated by an optical modulator composed of a liquid crystal panel.

特開２０１１−１３８６２７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-138627

光源装置から白色光を射出させる場合、波長変換素子に青色光を入射させ、青色光の一部を黄色光に波長変換して射出させるとともに、青色光の残りをそのまま射出させる構成が考えられる。ここで、特許文献１のように、波長変換素子の後段に反射型偏光素子が設けられていると、全ての青色光が反射型偏光素子に入射するため、青色光の損失が生じるおそれがあった。 When white light is emitted from the light source device, it is conceivable that blue light is incident on the wavelength conversion element, a part of the blue light is wavelength-converted to yellow light and emitted, and the rest of the blue light is emitted as it is. Here, if a reflective polarizing element is provided after the wavelength conversion element as in Patent Document 1, all blue light is incident on the reflective polarizing element, so that there is a risk of loss of blue light. It was.

上記の課題を解決するために、本発明の一つの態様の光源装置は、第１波長帯および第１偏光方向を有する第１の光を射出する発光素子と、前記第１の光が入射される第１面と、前記第１面とは異なる第２面と、を有し、前記第１の光のうちの一部を前記第１波長帯とは異なる第２波長帯を有する第２の光に変換し、前記第２の光および前記第１の光の他の一部を前記第２面から射出する波長変換層と、前記波長変換層から射出される前記第２の光および前記第１の光の他の一部のうち、一方を透過させ、他方を反射させる第１光学素子と、前記第２波長帯および前記第１偏光方向を有し、前記第１光学素子から射出される第３の光を反射させ、前記第２波長帯および前記第１偏光方向とは異なる第２偏光方向を有し、前記第１光学素子から射出される第４の光を透過させる偏光分離素子と、を備えている。前記偏光分離素子によって反射される前記第３の光は、前記波長変換層の前記第２面から入射され、前記第２面から入射される前記第３の光の一部は、前記第４の光に変換される。 In order to solve the above problems, in the light source device of one aspect of the present invention, a light emitting element that emits first light having a first wavelength band and a first polarization direction and the first light are incident on the light emitting element. A second surface having a first surface and a second surface different from the first surface, and a part of the first light having a second wavelength band different from the first wavelength band. A wavelength conversion layer that converts light into light and emits the second light and another part of the first light from the second surface, the second light emitted from the wavelength conversion layer, and the second light. Of the other part of the light of 1, it has a first optical element that transmits one and reflects the other, the second wavelength band, and the first polarization direction, and is emitted from the first optical element. A polarization separation element that reflects a third light, has a second polarization direction different from the second wavelength band and the first polarization direction, and transmits a fourth light emitted from the first optical element. , Is equipped. The third light reflected by the polarization separating element is incident from the second surface of the wavelength conversion layer, and a part of the third light incident from the second surface is the fourth surface. Converted to light.

本発明の一つの態様の光源装置において、前記第１光学素子は、前記波長変換層から射出される前記第１波長帯の光のうち、前記第１偏光方向を有する第５の光を反射させ、前記第２偏光方向を有する第６の光を透過させてもよい。 In the light source device of one aspect of the present invention, the first optical element reflects the fifth light having the first polarization direction among the light of the first wavelength band emitted from the wavelength conversion layer. , The sixth light having the second polarization direction may be transmitted.

本発明の一つの態様の光源装置において、前記第１光学素子で反射した前記第５の光は、前記波長変換層に入射し、前記第２波長帯を有する光に変換されてもよい。 In the light source device of one aspect of the present invention, the fifth light reflected by the first optical element may enter the wavelength conversion layer and be converted into light having the second wavelength band.

本発明の一つの態様の光源装置は、前記波長変換層の前記第１面に対向して設けられ、前記第１の光を透過させ、前記第２の光を反射させる第２光学素子を備えていてもよい。 The light source device according to one aspect of the present invention includes a second optical element that is provided so as to face the first surface of the wavelength conversion layer, transmits the first light, and reflects the second light. You may be.

本発明の一つの態様のプロジェクターは、本発明の一つの態様の光源装置と、前記光源装置からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学装置と、を備える。 The projector according to one aspect of the present invention comprises a light source device according to one aspect of the present invention, an optical modulator that modulates light from the light source device according to image information, and light modulated by the optical modulator. A projection optical device for projecting is provided.

第１実施形態のプロジェクターの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the projector of 1st Embodiment. 第２実施形態のプロジェクターの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the projector of 2nd Embodiment. 第３実施形態のプロジェクターの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the projector of 3rd Embodiment.

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１を用いて説明する。
以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。 [First Embodiment]
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In each of the following drawings, in order to make each component easy to see, the scale of the dimension may be different depending on the component.

本実施形態に係るプロジェクターの一例について説明する。
図１は、本実施形態に係るプロジェクター１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、色分離導光光学系３と、光変調装置４Ｒと、光変調装置４Ｇと、光変調装置４Ｂと、合成光学装置５と、投射光学装置６と、を備えている。光源装置２の構成については、後で説明する。 An example of the projector according to the present embodiment will be described.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a projector 1 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the projector 1 of the present embodiment is a projection type image display device that displays a color image on a screen SCR. The projector 1 includes a light source device 2, a color separation light guide optical system 3, a light modulation device 4R, a light modulation device 4G, a light modulation device 4B, a composite optical device 5, and a projection optical device 6. ing. The configuration of the light source device 2 will be described later.

色分離導光光学系３は、第２ダイクロイックミラー７ｂと、反射ミラー８ａと、反射ミラー８ｂと、反射ミラー８ｃと、リレーレンズ９ａと、リレーレンズ９ｂと、を備えている。色分離導光光学系３は、光源装置２から射出された白色光ＬＷのうち、黄色光ＬＹを赤色光ＬＲと緑色光ＬＧとに分離するとともに、赤色光ＬＲを光変調装置４Ｒに導き、緑色光ＬＧを光変調装置４Ｇに導き、青色光ＬＢを光変調装置４Ｂに導く。 The color separation light guide optical system 3 includes a second dichroic mirror 7b, a reflection mirror 8a, a reflection mirror 8b, a reflection mirror 8c, a relay lens 9a, and a relay lens 9b. The color separation light guide optical system 3 separates the yellow light LY from the white light LW emitted from the light source device 2 into the red light LR and the green light LG, and guides the red light LR to the light modulator 4R. The green light LG is guided to the light modulator 4G, and the blue light LB is guided to the optical modulator 4B.

第２ダイクロイックミラー７ｂは、後述する第１ダイクロイックミラー７ａで反射した黄色光ＬＹに含まれる緑色光ＬＧおよび赤色光ＬＲのうち、緑色光ＬＧを反射させ、赤色光ＬＲを透過させる。反射ミラー８ａは、第１ダイクロイックミラー７ａを透過した青色光ＬＢを反射させる。反射ミラー８ｂおよび反射ミラー８ｃは、第２ダイクロイックミラー７ｂを透過した赤色光ＬＲを反射させる。 The second dichroic mirror 7b reflects the green light LG among the green light LG and the red light LR included in the yellow light LY reflected by the first dichroic mirror 7a, which will be described later, and transmits the red light LR. The reflection mirror 8a reflects the blue light LB transmitted through the first dichroic mirror 7a. The reflection mirror 8b and the reflection mirror 8c reflect the red light LR transmitted through the second dichroic mirror 7b.

フィールドレンズ１０Ｒは、色分離導光光学系３と光変調装置４Ｒとの間に配置され、入射した赤色光ＬＲを略平行化して光変調装置４Ｒに向けて射出する。フィールドレンズ１０Ｇは、色分離導光光学系３と光変調装置４Ｇとの間に配置され、入射した緑色光ＬＧを略平行化して光変調装置４Ｇに向けて射出する。フィールドレンズ１０Ｂは、色分離導光光学系３と光変調装置４Ｂとの間に配置され、入射した青色光ＬＢを略平行化して光変調装置４Ｂに向けて射出する。 The field lens 10R is arranged between the color-separated light guide optical system 3 and the light modulation device 4R, substantially parallelizes the incident red light LR, and emits the incident red light LR toward the light modulation device 4R. The field lens 10G is arranged between the color-separated light guide optical system 3 and the optical modulation device 4G, substantially parallelizes the incident green light LG, and emits the incident green light LG toward the optical modulation device 4G. The field lens 10B is arranged between the color-separated light guide optical system 3 and the light modulation device 4B, and substantially parallelizes the incident blue light LB and emits the incident blue light LB toward the light modulation device 4B.

第１ダイクロイックミラー７ａを透過した青色光ＬＢは、反射ミラー８ａで反射し、フィールドレンズ１０Ｂを透過して青色光用の光変調装置４Ｂの画像形成領域に入射する。第１ダイクロイックミラー７ａで反射した緑色光ＬＧは、第２ダイクロイックミラー７ｂで反射し、フィールドレンズ１０Ｇを透過して緑色光用の光変調装置４Ｇの画像形成領域に入射する。第１ダイクロイックミラー７ａで反射した赤色光ＬＲは、第２ダイクロイックミラー７ｂを透過し、リレーレンズ９ａ、入射側の反射ミラー８ｂ、リレーレンズ９ｂ、射出側の反射ミラー８ｃ、およびフィールドレンズ１０Ｂを経て青色光用の光変調装置４Ｂの画像形成領域に入射する。 The blue light LB transmitted through the first dichroic mirror 7a is reflected by the reflection mirror 8a, passes through the field lens 10B, and is incident on the image forming region of the light modulator 4B for blue light. The green light LG reflected by the first dichroic mirror 7a is reflected by the second dichroic mirror 7b, passes through the field lens 10G, and is incident on the image forming region of the light modulator 4G for green light. The red light LR reflected by the first dichroic mirror 7a passes through the second dichroic mirror 7b, passes through the relay lens 9a, the reflection mirror 8b on the incident side, the relay lens 9b, the reflection mirror 8c on the emission side, and the field lens 10B. It is incident on the image forming region of the light modulator 4B for blue light.

光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、および光変調装置４Ｂのそれぞれは、入射された色光を画像情報に応じて変調し、画像光を形成する。光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、および光変調装置４Ｂのそれぞれは、液晶ライトバルブから構成されている。図示を省略したが、光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、および光変調装置４Ｂの光入射側に、入射側偏光板がそれぞれ配置されている。また、光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、および光変調装置４Ｂの光射出側に、射出側偏光板がそれぞれ配置されている。 Each of the light modulation device 4R, the light modulation device 4G, and the light modulation device 4B modulates the incident colored light according to the image information to form the image light. Each of the light modulation device 4R, the light modulation device 4G, and the light modulation device 4B is composed of a liquid crystal light bulb. Although not shown, the polarizing plates on the incident side are arranged on the light incident side of the optical modulation device 4R, the optical modulation device 4G, and the light modulation device 4B, respectively. Further, an ejection side polarizing plate is arranged on the optical emitting side of the optical modulation device 4R, the optical modulation device 4G, and the optical modulation device 4B, respectively.

合成光学装置５は、光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、および光変調装置４Ｂから射出された各画像光を合成してフルカラーの画像光を形成する。合成光学装置５は、４つの直角プリズムを貼り合わせた、平面視で略正方形状をなすクロスダイクロイックプリズムで構成されている。直角プリズム同士を貼り合わせた略Ｘ字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。 The synthetic optical device 5 synthesizes each image light emitted from the light modulation device 4R, the light modulation device 4G, and the light modulation device 4B to form a full-color image light. The composite optical device 5 is composed of a cross-dichroic prism in which four right-angled prisms are bonded together to form a substantially square shape in a plan view. A dielectric multilayer film is formed at a substantially X-shaped interface in which right-angled prisms are bonded to each other.

合成光学装置５から射出された画像光は、投射光学装置６によって拡大投射され、スクリーンＳＣＲ上で画像を形成する。すなわち、投射光学装置６は、光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、および光変調装置４Ｂにより変調された光を投射する。投射光学装置６は、複数の投射レンズで構成されている。 The image light emitted from the synthetic optical device 5 is magnified and projected by the projection optical device 6 to form an image on the screen SCR. That is, the projection optical device 6 projects the light modulated by the light modulation device 4R, the light modulation device 4G, and the light modulation device 4B. The projection optical device 6 is composed of a plurality of projection lenses.

以下、光源装置２の構成について説明する。
光源装置２は、発光部１２と、波長変換部１３と、ロッドレンズアレイ１４と、ピックアップ光学系１５と、第１ダイクロイックミラー７ａ（第１光学素子）と、反射型偏光素子１６（偏光分離素子）と、を備えている。 Hereinafter, the configuration of the light source device 2 will be described.
The light source device 2 includes a light emitting unit 12, a wavelength conversion unit 13, a rod lens array 14, a pickup optical system 15, a first dichroic mirror 7a (first optical element), and a reflective polarizing element 16 (polarization separation element). ) And.

発光部１２は、複数の半導体レーザー２１（発光素子）を有している。半導体レーザー２１は、第１波長帯および第１偏光方向を有する第１の光ＬＢ１を射出する。第１の光ＬＢ１が有する第１波長帯は、例えば４４０〜４５０ｎｍである。発光強度のピーク波長は、例えば４４５ｎｍである。すなわち、第１の光ＬＢ１は、青色光である。第１の光ＬＢ１が有する第１偏光方向は、第１ダイクロイックミラー７ａに対するＰ偏光である。複数の半導体レーザー２１は、照明光軸ＡＸ１と直交する一つの平面内においてアレイ状に配置されている。半導体レーザー２１は、４４５ｎｍ以外のピーク波長、例えば４５５ｎｍまたは４６０ｎｍのピーク波長を有する光を射出してもよい。なお、照明光軸ＡＸ１は、アレイ状に配置された複数の半導体レーザー２１から射出される複数の第１の光ＬＢ１を含む一つの光束の中心軸と定義する。 The light emitting unit 12 has a plurality of semiconductor lasers 21 (light emitting elements). The semiconductor laser 21 emits a first light LB1 having a first wavelength band and a first polarization direction. The first wavelength band of the first light LB1 is, for example, 440 to 450 nm. The peak wavelength of the emission intensity is, for example, 445 nm. That is, the first light LB1 is blue light. The first polarization direction of the first light LB1 is P polarization with respect to the first dichroic mirror 7a. The plurality of semiconductor lasers 21 are arranged in an array in one plane orthogonal to the illumination optical axis AX1. The semiconductor laser 21 may emit light having a peak wavelength other than 445 nm, for example, a peak wavelength of 455 nm or 460 nm. The illumination optical axis AX1 is defined as the central axis of one light flux including a plurality of first light LB1s emitted from a plurality of semiconductor lasers 21 arranged in an array.

波長変換部１３は、複数の波長変換素子２３を有している。波長変換素子２３は、波長変換層２４と、波長変換層２４の第１面２４ａに設けられたダイクロイック膜２５（第２光学素子）と、を有している。複数の波長変換素子２３の各々は、複数の半導体レーザー２１の各々に対応して設けられ、照明光軸ＡＸ１と直交する一つの平面内においてアレイ状に配置されている。なお、波長変換素子２３は、波長変換層２４とダイクロイック膜２５とを支持する基材を有していてもよい。また、波長変換素子２３は、必ずしもダイクロイック膜２５を有していなくてもよい。 The wavelength conversion unit 13 has a plurality of wavelength conversion elements 23. The wavelength conversion element 23 includes a wavelength conversion layer 24 and a dichroic film 25 (second optical element) provided on the first surface 24a of the wavelength conversion layer 24. Each of the plurality of wavelength conversion elements 23 is provided corresponding to each of the plurality of semiconductor lasers 21, and is arranged in an array in one plane orthogonal to the illumination optical axis AX1. The wavelength conversion element 23 may have a base material that supports the wavelength conversion layer 24 and the dichroic film 25. Further, the wavelength conversion element 23 does not necessarily have to have the dichroic film 25.

波長変換層２４は、第１の光ＬＢ１が入射する第１面２４ａと、第１面２４ａとは異なる第２面２４ｂと、を有している。波長変換層２４は、第１波長帯を有する第１の光ＬＢ１の一部を第１波長帯とは異なる第２波長帯を有する第２の光ＬＹ２に変換する。このように、第１の光ＬＢ１の一部が第２の光ＬＹ２に変換され、第１の光ＬＢ１の他の一部は第２の光ＬＹ２に変換されないため、波長変換素子２３から、第２の光ＬＹ２および第１の光ＬＢ１の他の一部ＬＢ１１を含む白色光ＬＷが射出される。波長変換層２４は、セラミック蛍光体を含んでいてもよいし、単結晶蛍光体を含んでいてもよい。第２波長帯は、例えば４９０〜７５０ｎｍである。すなわち、第２の光ＬＹ２は、緑色光および赤色光を含む黄色光である。 The wavelength conversion layer 24 has a first surface 24a on which the first light LB1 is incident, and a second surface 24b different from the first surface 24a. The wavelength conversion layer 24 converts a part of the first light LB1 having the first wavelength band into the second light LY2 having a second wavelength band different from the first wavelength band. As described above, since a part of the first light LB1 is converted into the second light LY2 and the other part of the first light LB1 is not converted into the second light LY2, the wavelength conversion element 23 can be used to obtain the second light. A white light LW containing the second light LY2 and the other part LB11 of the first light LB1 is emitted. The wavelength conversion layer 24 may contain a ceramic phosphor or a single crystal phosphor. The second wavelength band is, for example, 490 to 750 nm. That is, the second light LY2 is yellow light including green light and red light.

波長変換層２４は、例えばイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）系蛍光体を含んでいる。賦活剤としてセリウム（Ｃｅ）を含有するＹＡＧ：Ｃｅを例にとると、波長変換層２４として、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＣｅＯ３等の構成元素を含む原料粉末を混合して固相反応させた材料、共沈法やソルゲル法等の湿式法により得られるＹ−Ａｌ−Ｏアモルファス粒子、噴霧乾燥法や火炎熱分解法、熱プラズマ法等の気相法により得られるＹＡＧ粒子等を用いることができる。 The wavelength conversion layer 24 contains, for example, an yttrium aluminum garnet (YAG) -based phosphor. YAG containing cerium (Ce) as an activator: Taking Ce example, as the wavelength conversion layer 24, the solid by mixing the raw material powder containing the constituent elements, such as Y 2 O 3, Al 2 O 3, CeO 3 Phase-reacted materials, Y—Al—O amorphous particles obtained by wet methods such as co-precipitation method and Solgel method, YAG particles obtained by vapor phase methods such as spray drying method, flame thermal decomposition method, thermal plasma method, etc. Can be used.

波長変換層２４に入射した第１の光ＬＢ１のうち、第２の光ＬＹ２に変換されない第１の光ＬＢ１の他の一部ＬＢ１１は、偏光方向が保存された状態で波長変換層２４から射出される。したがって、波長変換層２４に入射する第１の光ＬＢ１がＰ偏光であれば、波長変換層２４から射出される第１の光ＬＢ１の他の一部ＬＢ１１もＰ偏光である。 Of the first light LB1 incident on the wavelength conversion layer 24, the other part LB11 of the first light LB1 that is not converted into the second light LY2 is emitted from the wavelength conversion layer 24 in a state where the polarization direction is preserved. Will be done. Therefore, if the first light LB1 incident on the wavelength conversion layer 24 is P-polarized, the other part LB11 of the first light LB1 emitted from the wavelength conversion layer 24 is also P-polarized.

ダイクロイック膜２５は、波長変換層２４の第１面２４ａに対向して設けられている。ダイクロイック膜２５は、第１の光ＬＢ１を透過させ、第２の光ＬＹ２を反射させる。ダイクロイック膜２５は、誘電体多層膜から構成されている。誘電体多層膜は、例えばＳｉＯ２とＴｉＯ２とが交互に複数積層された膜で構成される。すなわち、誘電体多層膜は、屈折率が互いに異なる２種の誘電体膜が交互に複数積層された構成を有する。誘電体多層膜を構成する各誘電体膜の層数や膜厚は、特に限定されない。 The dichroic film 25 is provided so as to face the first surface 24a of the wavelength conversion layer 24. The dichroic film 25 transmits the first light LB1 and reflects the second light LY2. The dichroic film 25 is composed of a dielectric multilayer film. The dielectric multilayer film is composed of, for example, a film in which a plurality of SiO 2 and TiO 2 are alternately laminated. That is, the dielectric multilayer film has a structure in which a plurality of two types of dielectric films having different refractive indexes are alternately laminated. The number and film thickness of each dielectric film constituting the dielectric multilayer film are not particularly limited.

ロッドレンズアレイ１４は、複数のロッドレンズ２７から構成されている。複数のロッドレンズ２７の各々は、複数の波長変換素子２３の各々に対応して設けられ、照明光軸ＡＸ１と直交する一つの平面内においてアレイ状に配置されている。ロッドレンズ２７は、対応する波長変換素子２３から射出された白色光ＬＷを平行化する。ロッドレンズ２７の材料は、特に限定されないが、例えば石英が用いられることが望ましい。ロッドレンズ２７の材料に石英が用いられた場合、ロッドレンズ２７を透過する第１の光ＬＢ１の偏光方向の乱れを抑制できる点で好ましい。 The rod lens array 14 is composed of a plurality of rod lenses 27. Each of the plurality of rod lenses 27 is provided corresponding to each of the plurality of wavelength conversion elements 23, and is arranged in an array in one plane orthogonal to the illumination optical axis AX1. The rod lens 27 parallelizes the white light LW emitted from the corresponding wavelength conversion element 23. The material of the rod lens 27 is not particularly limited, but it is desirable that, for example, quartz is used. When quartz is used as the material of the rod lens 27, it is preferable in that the disturbance in the polarization direction of the first light LB1 transmitted through the rod lens 27 can be suppressed.

ピックアップ光学系１５は、複数のピックアップレンズ２８から構成されている。複数のピックアップレンズ２８の各々は、複数のロッドレンズ２７の各々に対応して設けられ、照明光軸ＡＸ１と直交する一つの平面内においてアレイ状に配置されている。ピックアップレンズ２８は、対応するロッドレンズ２７から射出された白色光ＬＷをさらに平行化する。 The pickup optical system 15 is composed of a plurality of pickup lenses 28. Each of the plurality of pickup lenses 28 is provided corresponding to each of the plurality of rod lenses 27, and is arranged in an array in one plane orthogonal to the illumination optical axis AX1. The pickup lens 28 further parallelizes the white light LW emitted from the corresponding rod lens 27.

第１ダイクロイックミラー７ａは、ピックアップ光学系１５の後段において、照明光軸ＡＸ１に対して４５°の角度をなして配置されている。第１ダイクロイックミラー７ａは、波長変換層２４から射出される第２の光ＬＹ２および第１の光ＬＢ１の他の一部ＬＢ１１のうち、一方を透過させ、他方を反射させる。本実施形態の場合、第１ダイクロイックミラー７ａは、ピックアップ光学系１５から射出された白色光ＬＷのうち、第１の光ＬＢ１の他の一部ＬＢ１１（青色光）を透過させ、第２の光ＬＹ２（黄色光）を反射させる。 The first dichroic mirror 7a is arranged at an angle of 45 ° with respect to the illumination optical axis AX1 in the rear stage of the pickup optical system 15. The first dichroic mirror 7a transmits one of the second light LY2 and the other part LB11 of the first light LB1 emitted from the wavelength conversion layer 24, and reflects the other. In the case of the present embodiment, the first dichroic mirror 7a transmits the other part LB11 (blue light) of the first light LB1 among the white light LW emitted from the pickup optical system 15, and the second light. Reflects LY2 (yellow light).

反射型偏光素子１６は、第１ダイクロイックミラー７ａと第２ダイクロイックミラー７ｂとの間の第２の光ＬＹ２の光路上に設けられている。反射型偏光素子１６は、第１ダイクロイックミラー７ａから射出される黄色のＳ偏光ＬＹｓ（第２波長帯および第１偏光方向を有する第３の光）を反射させ、第１ダイクロイックミラー７ａから射出される黄色のＰ偏光ＬＹｐ（第２波長帯および第２偏光方向を有する第４の光）を透過させる。すなわち、反射型偏光素子１６は、第２の光ＬＹ２（黄色光）に対する偏光分離機能を有している。 The reflective polarizing element 16 is provided on the optical path of the second light LY2 between the first dichroic mirror 7a and the second dichroic mirror 7b. The reflective polarizing element 16 reflects yellow S-polarized light LYs (third light having a second wavelength band and a first polarization direction) emitted from the first dichroic mirror 7a, and is emitted from the first dichroic mirror 7a. The yellow P-polarized light LYp (fourth light having a second wavelength band and a second polarization direction) is transmitted. That is, the reflective polarizing element 16 has a polarization separating function for the second light LY2 (yellow light).

反射型偏光素子１６は、例えばアルミニウム等からなる複数の金属細線が微細なピッチで基材の一面に設けられたワイヤーグリッド型偏光素子で構成されている。ワイヤーグリッド型偏光素子を用いた場合、反射型偏光素子１６の耐熱性を高めることができる。ただし、反射型偏光素子１６として、有機材料を用いた反射型偏光素子が用いられてもよい。 The reflective polarizing element 16 is composed of a wire grid type polarizing element in which a plurality of fine metal wires made of, for example, aluminum or the like are provided on one surface of a base material at a fine pitch. When the wire grid type polarizing element is used, the heat resistance of the reflective type polarizing element 16 can be improved. However, as the reflective polarizing element 16, a reflective polarizing element using an organic material may be used.

本実施形態のプロジェクター１においては、発光部１２、波長変換部１３、ロッドレンズアレイ１４、ピックアップ光学系１５、第１ダイクロイックミラー７ａ、および反射ミラー８ａが照明光軸ＡＸ１上に配置されている。 In the projector 1 of the present embodiment, a light emitting unit 12, a wavelength conversion unit 13, a rod lens array 14, a pickup optical system 15, a first dichroic mirror 7a, and a reflection mirror 8a are arranged on the illumination optical axis AX1.

以下、本実施形態の光源装置２の作用および効果について説明する。
光源装置２においては、上述したように、第２の光ＬＹ２および第１の光ＬＢ１の他の一部ＬＢ１１を含む白色光ＬＷが波長変換素子２３から射出される。ここで、白色光ＬＷに含まれる各光の偏光状態に着目すると、第１の光ＬＢ１の他の一部ＬＢ１１、すなわち青色光は、波長変換素子２３を透過する際に偏光方向が保存されるため、Ｐ偏光の状態のままで波長変換素子２３から射出される。一方、第２の光ＬＹ２、すなわち黄色光は、Ｐ偏光とＳ偏光とが混在したランダム偏光の状態で波長変換素子２３から射出される。 Hereinafter, the operation and effect of the light source device 2 of the present embodiment will be described.
In the light source device 2, as described above, the white light LW including the second light LY2 and the other part LB11 of the first light LB1 is emitted from the wavelength conversion element 23. Here, focusing on the polarization state of each light contained in the white light LW, the polarization direction of the other part LB11 of the first light LB1, that is, the blue light is preserved when passing through the wavelength conversion element 23. Therefore, it is emitted from the wavelength conversion element 23 in the state of P-polarized light. On the other hand, the second light LY2, that is, yellow light, is emitted from the wavelength conversion element 23 in a state of random polarization in which P-polarized light and S-polarized light are mixed.

次に、白色光ＬＷは、ロッドレンズ２７およびピックアップレンズ２８によって平行化された後、第１ダイクロイックミラー７ａに入射する。白色光ＬＷは、第１ダイクロイックミラーによって第１の光ＬＢ１の他の一部ＬＢ１１（青色光）と第２の光ＬＹ２（黄色光）とに分離され、第１の光ＬＢ１の他の一部ＬＢ１１は、第１ダイクロイックミラー７ａを透過して反射ミラー８ａに導かれる。 Next, the white light LW is parallelized by the rod lens 27 and the pickup lens 28, and then incident on the first dichroic mirror 7a. The white light LW is separated into another part of the first light LB1 (blue light) and the second light LY2 (yellow light) by the first dichroic mirror, and the other part of the first light LB1. The LB 11 passes through the first dichroic mirror 7a and is guided to the reflection mirror 8a.

また、第２の光ＬＹ２は、第１ダイクロイックミラー７ａで反射して反射型偏光素子１６に向かって進む。反射型偏光素子１６に入射した第２の光ＬＹ２のうち、Ｐ偏光ＬＹｐは、反射型偏光素子１６を透過して第２ダイクロイックミラー７ｂに向かって進む。 Further, the second light LY2 is reflected by the first dichroic mirror 7a and travels toward the reflective polarizing element 16. Of the second light LY2 incident on the reflective polarizing element 16, the P-polarized LYp passes through the reflective polarizing element 16 and travels toward the second dichroic mirror 7b.

一方、反射型偏光素子１６に入射した第２の光ＬＹ２のうち、Ｓ偏光ＬＹｓは、反射型偏光素子１６で反射した後、第１ダイクロイックミラー７ａで反射し、ピックアップレンズ２８およびロッドレンズ２７を経て波長変換素子２３に戻る。波長変換素子２３に戻ったＳ偏光ＬＹｓは、ダイクロイック膜２５で反射し、再度、ロッドレンズ２７、ピックアップレンズ２８、第１ダイクロイックミラー７ａを経て反射型偏光素子１６に入射する。このような経路を経ることにより、Ｓ偏光ＬＹｓであった光の少なくとも一部は、Ｐ偏光ＬＹｐに変換される。このＰ偏光ＬＹｐは、反射型偏光素子１６を透過し、第２ダイクロイックミラー７ｂに向かって進む。このように、本実施形態の光源装置２においては、反射型偏光素子１６によって反射されるＳ偏光ＬＹｓは、波長変換層２４の第２面２４ｂから入射され、第２面２４ｂから入射されるＳ偏光ＬＹｓの一部は、反射型偏光素子１６を透過するＰ偏光ＬＹｐに変換される。 On the other hand, of the second light LY2 incident on the reflective polarizing element 16, the S-polarized LYs are reflected by the reflective polarizing element 16 and then reflected by the first dichroic mirror 7a to make the pickup lens 28 and the rod lens 27. After that, it returns to the wavelength conversion element 23. The S-polarized LYs returned to the wavelength conversion element 23 are reflected by the dichroic film 25, and again enter the reflective polarizing element 16 via the rod lens 27, the pickup lens 28, and the first dichroic mirror 7a. Through such a path, at least a part of the light that was S-polarized LYs is converted into P-polarized LYp. The P-polarized light LYp passes through the reflective polarizing element 16 and proceeds toward the second dichroic mirror 7b. As described above, in the light source device 2 of the present embodiment, the S-polarized light LYs reflected by the reflective polarizing element 16 are incident from the second surface 24b of the wavelength conversion layer 24 and are incident from the second surface 24b. A part of the polarized LYs is converted into P-polarized LYp which is transmitted through the reflective polarizing element 16.

以上説明したように、本実施形態においては、白色光ＬＷがピックアップ光学系１５から射出された時点で第１の光ＬＢ１の他の一部ＬＢ１１（青色光）はＰ偏光に揃っているため、この光ＬＢ１１は反射型偏光素子１６に入射させる必要がない。この場合、仮に反射型偏光素子１６がピックアップ光学系１５と第１ダイクロイックミラー７ａとの間に配置されていたとすると、光ＬＢ１１が反射型偏光素子１６に入射するため、反射型偏光素子１６による光ＬＢ１１の損失が生じ、青色光の利用効率が低下するおそれがあった。 As described above, in the present embodiment, when the white light LW is emitted from the pickup optical system 15, the other part LB11 (blue light) of the first light LB1 is aligned with P-polarized light. The light LB 11 does not need to be incident on the reflective polarizing element 16. In this case, if the reflective polarizing element 16 is arranged between the pickup optical system 15 and the first dichroic mirror 7a, the light LB 11 is incident on the reflective polarizing element 16, so that the light from the reflective polarizing element 16 is emitted. Loss of LB11 may occur and the utilization efficiency of blue light may decrease.

この問題に対して、本実施形態の光源装置２においては、反射型偏光素子１６が、第１ダイクロイックミラー７ａと第２ダイクロイックミラー７ｂとの間の第２の光ＬＹ２の光路上、言い換えると、白色光ＬＷが青色光と黄色光とに分離された後の黄色光の光路上に設けられているため、青色光は、反射型偏光素子１６に入射することなく、光変調装置４Ｂに導かれる。これにより、本実施形態によれば、反射型偏光素子１６による青色光の損失が生じることがなく、青色光の利用効率の低下を抑えた光源装置２を提供することができる。 In response to this problem, in the light source device 2 of the present embodiment, the reflective polarizing element 16 is placed on the optical path of the second light LY2 between the first dichroic mirror 7a and the second dichroic mirror 7b, in other words. Since the white light LW is provided on the optical path of the yellow light after being separated into the blue light and the yellow light, the blue light is guided to the optical modulator 4B without being incident on the reflective polarizing element 16. .. Thereby, according to the present embodiment, it is possible to provide the light source device 2 in which the loss of blue light due to the reflective polarizing element 16 does not occur and the decrease in the utilization efficiency of blue light is suppressed.

また、青色波長域と黄色波長域とを含む可視光域全体に対応し、高効率で偏光分離が可能な反射型偏光素子１６を実現することは難しい。すなわち、反射型偏光素子１６において、可視光域全体で偏光分離性能を高効率で得ることは難しいため、いずれかの波長域において偏光分離性能が低下するおそれがある。この問題に対して、本実施形態の光源装置２においては、黄色波長域に対応した反射型偏光素子１６を用いればよいため、可視光域全体に対応した反射型偏光素子に比べ、偏光分離性能を高めやすい。これにより、青色光のみならず、反射型偏光素子１６による黄色光の損失が生じることがなく、黄色光の利用効率の低下が少ない光源装置２を提供することができる。 Further, it is difficult to realize a reflective polarizing element 16 capable of highly efficient polarization separation corresponding to the entire visible light region including a blue wavelength region and a yellow wavelength region. That is, in the reflective polarizing element 16, it is difficult to obtain the polarization separation performance with high efficiency in the entire visible light region, so that the polarization separation performance may deteriorate in any wavelength region. In response to this problem, in the light source device 2 of the present embodiment, since the reflective polarizing element 16 corresponding to the yellow wavelength region may be used, the polarization separation performance is higher than that of the reflective polarizing element corresponding to the entire visible light region. Easy to increase. As a result, it is possible to provide the light source device 2 in which not only blue light but also yellow light is not lost due to the reflective polarizing element 16, and the utilization efficiency of yellow light is less lowered.

また、本実施形態の場合、波長変換素子２３がダイクロイック膜２５を有しているため、波長変換層２４で生成された第２の光ＬＹ２がダイクロイック膜２５で反射され、第２面２４ｂから射出される。さらに、反射型偏光素子１６で反射して波長変換素子２３に戻ったＳ偏光ＬＹｓもダイクロイック膜２５で反射され、第２面２４ｂから再度射出される。このようにして、黄色光の利用効率を高めることができる。 Further, in the case of the present embodiment, since the wavelength conversion element 23 has the dichroic film 25, the second light LY2 generated by the wavelength conversion layer 24 is reflected by the dichroic film 25 and emitted from the second surface 24b. Will be done. Further, the S-polarized light LYs reflected by the reflective polarizing element 16 and returned to the wavelength conversion element 23 are also reflected by the dichroic film 25 and ejected again from the second surface 24b. In this way, the utilization efficiency of yellow light can be improved.

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図２を用いて説明する。
第２実施形態のプロジェクターの基本構成は第１実施形態と同様であり、光源装置の構成が第１実施形態と異なる。そのため、プロジェクターの説明は省略する。
図２は、第２実施形態のプロジェクター３１の概略構成図である。
図２において、第１実施形態で用いた図１と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。 [Second Embodiment]
Hereinafter, the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The basic configuration of the projector of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, and the configuration of the light source device is different from that of the first embodiment. Therefore, the description of the projector will be omitted.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the projector 31 of the second embodiment.
In FIG. 2, the same components as those in FIG. 1 used in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図２に示すように、光源装置３２は、発光部１２と、波長変換部１３と、ロッドレンズアレイ１４と、ピックアップ光学系１５と、第１ダイクロイックミラー７ｃ（第１光学素子）と、反射型偏光素子１６と、を備えている。 As shown in FIG. 2, the light source device 32 includes a light emitting unit 12, a wavelength conversion unit 13, a rod lens array 14, a pickup optical system 15, a first dichroic mirror 7c (first optical element), and a reflection type. It includes a polarizing element 16.

第１ダイクロイックミラー７ｃは、ピックアップ光学系１５の後段において、照明光軸ＡＸ１に対して４５°の角度をなして配置されている。第１ダイクロイックミラー７ｃは、波長変換層２４から射出される第２の光ＬＹ２および第１の光ＬＢ１の他の一部ＬＢ１１のうち、一方を透過させ、他方を反射させる。本実施形態の場合、第１ダイクロイックミラー７ｃは、ピックアップ光学系１５から射出された白色光ＬＷのうち、第２の光ＬＹ２（黄色光）を透過させ、第１の光ＬＢ１の他の一部ＬＢ１１（青色光）を反射させる。すなわち、第２の光ＬＹ２および第１の光ＬＢ１の他の一部ＬＢ１１のうち、いずれの光を透過させ、いずれの光を反射させるかは、本実施形態における第１ダイクロイックミラー７ｃと、第１実施形態の第１ダイクロイックミラー７ａと、で逆である。 The first dichroic mirror 7c is arranged at an angle of 45 ° with respect to the illumination optical axis AX1 in the rear stage of the pickup optical system 15. The first dichroic mirror 7c transmits one of the second light LY2 and the other part LB11 of the first light LB1 emitted from the wavelength conversion layer 24, and reflects the other. In the case of the present embodiment, the first dichroic mirror 7c transmits the second light LY2 (yellow light) of the white light LW emitted from the pickup optical system 15, and is another part of the first light LB1. Reflects LB11 (blue light). That is, which of the second light LY2 and the other partial LB11 of the first light LB1 is transmitted and which light is reflected is determined by the first dichroic mirror 7c in the present embodiment and the first dichroic mirror 7c. The opposite is true for the first dichroic mirror 7a of the first embodiment.

本実施形態のプロジェクター３１においては、発光部１２、波長変換部１３、ロッドレンズアレイ１４、ピックアップ光学系１５、第１ダイクロイックミラー７ｃ、反射型偏光素子１６、第２ダイクロイックミラー７ｂ、リレーレンズ９ａ、および反射ミラー８ｂが照明光軸ＡＸ１上に配置されている。
光源装置３２およびプロジェクター３１のその他の構成は、第１実施形態の構成と同様である。 In the projector 31 of the present embodiment, the light emitting unit 12, the wavelength conversion unit 13, the rod lens array 14, the pickup optical system 15, the first dichroic mirror 7c, the reflective polarizing element 16, the second dichroic mirror 7b, the relay lens 9a, And the reflection mirror 8b is arranged on the illumination optical axis AX1.
Other configurations of the light source device 32 and the projector 31 are the same as those of the first embodiment.

本実施形態においても、反射型偏光素子１６における青色光および黄色光の損失を抑制した光源装置３２を提供することができる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。 Also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, such as being able to provide the light source device 32 that suppresses the loss of blue light and yellow light in the reflective polarizing element 16.

［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について、図３を用いて説明する。
第３実施形態のプロジェクターの基本構成は第１実施形態と同様であり、光源装置の構成が第１実施形態と異なる。そのため、プロジェクターの説明は省略する。
図３は、第３実施形態のプロジェクター４１の概略構成図である。
図３において、第１実施形態で用いた図１と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。 [Third Embodiment]
Hereinafter, the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The basic configuration of the projector of the third embodiment is the same as that of the first embodiment, and the configuration of the light source device is different from that of the first embodiment. Therefore, the description of the projector will be omitted.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the projector 41 of the third embodiment.
In FIG. 3, the same components as those in FIG. 1 used in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図３に示すように、光源装置４２は、発光部４３と、波長変換部１３と、ロッドレンズアレイ１４と、ピックアップ光学系１５と、第１ダイクロイックミラー７ｄ（第１光学素子）と、反射型偏光素子１６と、を備えている。 As shown in FIG. 3, the light source device 42 includes a light emitting unit 43, a wavelength conversion unit 13, a rod lens array 14, a pickup optical system 15, a first dichroic mirror 7d (first optical element), and a reflection type. It includes a polarizing element 16.

発光部４３は、複数の半導体レーザー２１（発光素子）を有している。また、発光部４３は、第１ダイクロイックミラー７ｄに対するＰ偏光とＳ偏光とが混在した青色光を射出する。この場合、複数の半導体レーザー２１は、Ｐ偏光を射出する半導体レーザー２１ａとＳ偏光を射出する半導体レーザー２１ｂとを有していればよい。または、発光部４３はＰ偏光の青色光を射出する半導体レーザー２１のみを有し、発光部４３から第１ダイクロイックミラー７ｄまでの光路上に例えば１／２波長板等の位相差板を設けることにより、Ｐ偏光の一部をＳ偏光に変換させ、Ｐ偏光とＳ偏光とが混在した青色光を生成する構成としてもよい。 The light emitting unit 43 has a plurality of semiconductor lasers 21 (light emitting elements). Further, the light emitting unit 43 emits blue light in which P-polarized light and S-polarized light are mixed with respect to the first dichroic mirror 7d. In this case, the plurality of semiconductor lasers 21 may have a semiconductor laser 21a that emits P-polarized light and a semiconductor laser 21b that emits S-polarized light. Alternatively, the light emitting unit 43 has only a semiconductor laser 21 that emits P-polarized blue light, and a retardation plate such as a 1/2 wave plate is provided on the optical path from the light emitting unit 43 to the first dichroic mirror 7d. Therefore, a part of the P-polarized light may be converted into the S-polarized light to generate blue light in which the P-polarized light and the S-polarized light are mixed.

第１ダイクロイックミラー７ｄは、波長変換層２４から射出される第２の光ＬＹ２（黄色光）を反射させるとともに、波長変換層２４から射出される青色光（第１波長帯の光）のうち、Ｓ偏光ＬＢｓ（第１偏光方向を有する第５の光）を反射させ、Ｐ偏光ＬＢｐ（第２偏光方向を有する第６の光）を透過させる。すなわち、本実施形態の第１ダイクロイックミラー７ｄは、青色光と黄色光とを分離する波長分離特性を有することに加え、青色光に対する偏光分離特性を有している。
光源装置４２のその他の構成は、第１実施形態の光源装置２の構成と同様である。 The first dichroic mirror 7d reflects the second light LY2 (yellow light) emitted from the wavelength conversion layer 24, and among the blue light (light in the first wavelength band) emitted from the wavelength conversion layer 24. It reflects S-polarized LBs (fifth light having a first polarization direction) and transmits P-polarized LBp (sixth light having a second polarization direction). That is, the first dichroic mirror 7d of the present embodiment has a polarization separation characteristic for blue light in addition to having a wavelength separation characteristic for separating blue light and yellow light.
Other configurations of the light source device 42 are the same as those of the light source device 2 of the first embodiment.

本実施形態の光源装置４２において、第１ダイクロイックミラー７ｄの黄色光に対する作用は第１実施形態と同様であり、第１ダイクロイックミラー７ｄの青色光に対する作用が第１実施形態とは異なる。 In the light source device 42 of the present embodiment, the action of the first dichroic mirror 7d on yellow light is the same as that of the first embodiment, and the action of the first dichroic mirror 7d on blue light is different from that of the first embodiment.

第１ダイクロイックミラー７ｄに入射した青色光のうち、Ｐ偏光ＬＢｐ（第６の光）は、第１ダイクロイックミラー７ｄを透過し、反射ミラー８ａを経て光変調装置４Ｂに向かって進む。一方、Ｓ偏光ＬＢｓ（第５の光）は、第１ダイクロイックミラー７ｄで反射した後、反射型偏光素子１６に入射し、反射型偏光素子１６によって反射される。反射型偏光素子１６で反射したＳ偏光ＬＢｓｓは、第１ダイクロイックミラー７ｄで再度反射した後、ピックアップレンズ２８およびロッドレンズ２７を経て波長変換素子２３に戻る。ここで、青色のＳ偏光ＬＢｓｓは、波長変換層２４に入射し、黄色の蛍光（第２波長帯を有する光）に変換される。 Of the blue light incident on the first dichroic mirror 7d, the P-polarized light LBp (sixth light) passes through the first dichroic mirror 7d, passes through the reflection mirror 8a, and travels toward the light modulator 4B. On the other hand, the S-polarized light LBs (fifth light) are reflected by the first dichroic mirror 7d, then enter the reflective polarizing element 16, and are reflected by the reflective polarizing element 16. The S-polarized light LBss reflected by the reflective polarizing element 16 are reflected again by the first dichroic mirror 7d, and then return to the wavelength conversion element 23 via the pickup lens 28 and the rod lens 27. Here, the blue S-polarized LBss is incident on the wavelength conversion layer 24 and converted into yellow fluorescence (light having a second wavelength band).

本実施形態においても、反射型偏光素子１６における青色光および黄色光の損失を抑制した光源装置４２を提供することができる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。 Also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, such as being able to provide the light source device 42 that suppresses the loss of blue light and yellow light in the reflective polarizing element 16.

特に本実施形態の場合、波長変換層２４に入射した青色光のうち、波長変換されずに波長変換層２４から一旦射出された青色光を波長変換層２４に再度戻し、波長変換に寄与させることができる。これにより、波長変換層２４における青色光の波長変換効率を高めることができる。 In particular, in the case of the present embodiment, among the blue light incident on the wavelength conversion layer 24, the blue light once emitted from the wavelength conversion layer 24 without being wavelength-converted is returned to the wavelength conversion layer 24 again to contribute to the wavelength conversion. Can be done. As a result, the wavelength conversion efficiency of blue light in the wavelength conversion layer 24 can be increased.

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば上記実施形態では、光源装置が複数の半導体レーザー、複数の波長変換素子、複数のロッドレンズおよび複数のピックアップレンズを有していたが、光源装置は、それぞれ一つの半導体レーザー、波長変換素子、ロッドレンズおよびピックアップレンズを有していてもよい。または、複数の半導体レーザーからの複数の第１の光を集光レンズによって集光させ、一つの波長変換素子に入射させる構成であってもよい。 The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above embodiment, the light source device has a plurality of semiconductor lasers, a plurality of wavelength conversion elements, a plurality of rod lenses, and a plurality of pickup lenses, but the light source device is a semiconductor laser, a wavelength conversion element, respectively. It may have a rod lens and a pickup lens. Alternatively, a configuration may be configured in which a plurality of first lights from a plurality of semiconductor lasers are condensed by a condenser lens and incident on one wavelength conversion element.

また、上記実施形態では、回転可能とされていない固定型の波長変換素子の例を挙げたが、本発明は、モーターによって回転可能とされた波長変換素子にも適用が可能である。 Further, in the above embodiment, an example of a fixed wavelength conversion element that is not rotatable is given, but the present invention can also be applied to a wavelength conversion element that is made rotatable by a motor.

その他、波長変換素子、光源装置、およびプロジェクターの各構成要素の形状、数、配置、材料等の具体的な記載については、上記実施形態に限らず、適宜変更が可能である。上記実施形態では、本発明による光源装置を、液晶ライトバルブを用いたプロジェクターに搭載した例を示したが、これに限られない。本発明による光源装置を、光変調装置としてデジタルマイクロミラーデバイスを用いたプロジェクターに搭載してもよい。 In addition, the specific description of the shape, number, arrangement, material, and the like of each component of the wavelength conversion element, the light source device, and the projector is not limited to the above embodiment, and can be appropriately changed. In the above embodiment, an example in which the light source device according to the present invention is mounted on a projector using a liquid crystal light bulb is shown, but the present invention is not limited to this. The light source device according to the present invention may be mounted on a projector using a digital micromirror device as a light modulation device.

上記実施形態では、本発明による光源装置をプロジェクターに搭載した例を示したが、これに限られない。本発明による光源装置は、照明器具や自動車のヘッドライト等にも適用することができる。 In the above embodiment, an example in which the light source device according to the present invention is mounted on a projector is shown, but the present invention is not limited to this. The light source device according to the present invention can also be applied to lighting equipment, automobile headlights, and the like.

１，３１，４１…プロジェクター、２，３２，４２…光源装置、４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ…光変調装置、６…投射光学装置、７ａ，７ｃ，７ｄ…第１ダイクロイックミラー（第１光学素子）、１６…反射型偏光素子（偏光分離素子）、２１，２１ａ，２１ｂ…半導体レーザー（発光素子）、２４…波長変換層、２４ａ…第１面、２４ｂ…第２面、２５…ダイクロイック膜（第２光学素子）、ＬＢ１…第１の光、ＬＹ２…第２の光、ＬＹｓ…Ｓ偏光（第３の光）、ＬＹｐ…Ｐ偏光（第４の光）、ＬＢｓ…Ｓ偏光（第５の光）、ＬＢｐ…Ｐ偏光（第６の光）。 1,31,41 ... Projector, 2,32,42 ... Light source device, 4R, 4G, 4B ... Optical modulator, 6 ... Projection optical device, 7a, 7c, 7d ... First dichroic mirror (first optical element), 16 ... Reflective polarizing element (polarizing separation element), 21,21a, 21b ... Semiconductor laser (light emitting element), 24 ... Wavelength conversion layer, 24a ... First surface, 24b ... Second surface, 25 ... Dycroic film (second surface) Optical element), LB1 ... 1st light, LY2 ... 2nd light, LYs ... S polarized light (third light), LYp ... P polarized light (fourth light), LBs ... S polarized light (fifth light) , LBp ... P polarized light (sixth light).

Claims (5)

第１波長帯および第１偏光方向を有する第１の光を射出する発光素子と、
前記第１の光が入射される第１面と、前記第１面とは異なる第２面と、を有し、前記第１の光のうちの一部を前記第１波長帯とは異なる第２波長帯を有する第２の光に変換し、前記第２の光および前記第１の光の他の一部を前記第２面から射出する波長変換層と、
前記波長変換層から射出される前記第２の光および前記第１の光の他の一部のうち、一方を透過させ、他方を反射させる第１光学素子と、
前記第２波長帯および前記第１偏光方向を有し、前記第１光学素子から射出される第３の光を反射させ、前記第２波長帯および前記第１偏光方向とは異なる第２偏光方向を有し、前記第１光学素子から射出される第４の光を透過させる偏光分離素子と、
を備え、
前記偏光分離素子によって反射される前記第３の光は、前記波長変換層の前記第２面から入射され、前記第２面から入射される前記第３の光の一部は、前記第４の光に変換される、光源装置。 A light emitting element that emits first light having a first wavelength band and a first polarization direction,
It has a first surface on which the first light is incident and a second surface different from the first surface, and a part of the first light is different from the first wavelength band. A wavelength conversion layer that converts light into a second light having two wavelength bands and emits the second light and another part of the first light from the second surface.
A first optical element that transmits one of the second light and the other part of the first light emitted from the wavelength conversion layer and reflects the other.
A second polarization direction that has the second wavelength band and the first polarization direction, reflects the third light emitted from the first optical element, and is different from the second wavelength band and the first polarization direction. And a polarization separation element that transmits the fourth light emitted from the first optical element.
With
The third light reflected by the polarization separating element is incident from the second surface of the wavelength conversion layer, and a part of the third light incident from the second surface is the fourth surface. A light source device that is converted to light. 前記第１光学素子は、前記波長変換層から射出される前記第１波長帯の光のうち、前記第１偏光方向を有する第５の光を反射させ、前記第２偏光方向を有する第６の光を透過させる、請求項１に記載の光源装置。 The first optical element reflects a fifth light having the first polarization direction among the lights in the first wavelength band emitted from the wavelength conversion layer, and the sixth optical element has the second polarization direction. The light source device according to claim 1, which transmits light. 前記第１光学素子で反射した前記第５の光は、前記波長変換層に入射し、前記第２波長帯を有する光に変換される、請求項２に記載の光源装置。 The light source device according to claim 2, wherein the fifth light reflected by the first optical element is incident on the wavelength conversion layer and converted into light having the second wavelength band. 前記波長変換層の前記第１面に対向して設けられ、前記第１の光を透過させ、前記第２の光を反射させる第２光学素子を備える、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の光源装置。 Any of claims 1 to 3, further comprising a second optical element provided so as to face the first surface of the wavelength conversion layer, which transmits the first light and reflects the second light. The light source device according to claim 1. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学装置と、
を備える、プロジェクター。 The light source device according to any one of claims 1 to 4.
An optical modulation device that modulates the light from the light source device according to image information,
A projection optical device that projects light modulated by the light modulator,
Equipped with a projector.
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