JP6330147B2 - Light source device and projection display device - Google Patents

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Description

本開示は、レーザ光源を使用した光源装置、及びそれを使用した投写型映像表示装置に関する。   The present disclosure relates to a light source device using a laser light source and a projection display apparatus using the same.

特許文献１では、レーザ素子から出射された光を拡散板等の拡散層が配置された円形基板状の回転ホイールに照射することで、投写映像における輝度ムラやスペックルノイズを低減できるプロジェクタが開示されている。   Patent Document 1 discloses a projector capable of reducing luminance unevenness and speckle noise in a projected image by irradiating light emitted from a laser element onto a circular substrate-like rotating wheel on which a diffusion layer such as a diffusion plate is disposed. Has been.

特開２０１３−６１５２５号公報JP2013-61525A

本開示は、レーザ光源を用いた場合でも、簡易な構成で、投写映像における輝度ムラやスペックルノイズの抑制を可能とする光源装置及び投写型映像表示装置を提供することを目的とする。   An object of the present disclosure is to provide a light source device and a projection-type image display device that can suppress luminance unevenness and speckle noise in a projected image with a simple configuration even when a laser light source is used.

本開示の光源装置及び投写型映像表示装置は、レーザ光源と、平行平板の対向する第１の面に所定の反射率を有する部分反射膜が形成され、第２の面に全反射膜が形成された多重反射ミラーと、を備える。多重反射ミラーは、レーザ光源からの出射光の光路に対して、第１の面から入射するよう傾斜して配置される。   In the light source device and the projection display apparatus according to the present disclosure, a laser light source and a partially reflective film having a predetermined reflectance are formed on a first surface of parallel plates, and a total reflective film is formed on a second surface. A multiple reflection mirror. The multiple reflection mirror is disposed so as to be inclined with respect to the optical path of the emitted light from the laser light source so as to be incident from the first surface.

本開示によれば、レーザ光源を用いた場合でも、簡易な構成で、投写映像における輝度ムラやスペックルノイズの抑制を可能とする光源装置及び投写型映像表示装置を提供することができる。   According to the present disclosure, it is possible to provide a light source device and a projection display apparatus that can suppress luminance unevenness and speckle noise in a projected image with a simple configuration even when a laser light source is used.

実施の形態１における投写型映像表示装置を示す図FIG. 5 shows a projection display apparatus according to Embodiment 1; 実施の形態１における蛍光体ホイールを示す（ａ）平面図および（ｂ）側面図(A) Top view and (b) Side view showing phosphor wheel in the first embodiment 実施の形態１における光源装置を示す図FIG. 5 illustrates a light source device in Embodiment 1. 実施の形態１における（ａ）第１の光源ユニットおよび（ｂ）第２の光源ユニットを示す図The figure which shows the (a) 1st light source unit in Embodiment 1, and the (b) 2nd light source unit. 実施の形態１における分離合成ミラーを示す図The figure which shows the isolation | separation synthetic | combination mirror in Embodiment 1. FIG. 実施の形態１における光束の分離合成を示す図The figure which shows the separation | separation synthesis | combination of the light beam in Embodiment 1 実施の形態１における多重反射ミラーでの光線を示す図The figure which shows the light ray in the multiple reflection mirror in Embodiment 1 実施の形態１における多重反射ミラーの作用を説明する図The figure explaining the effect | action of the multiple reflection mirror in Embodiment 1 実施の形態１における多重反射ミラーの部分反射膜の反射率と各光束の光強度との関係を示す図The figure which shows the relationship between the reflectance of the partial reflection film of the multiple reflection mirror in Embodiment 1, and the light intensity of each light beam 実施の形態２における光源装置を示す図FIG. 6 shows a light source device in Embodiment 2.

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。   Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. However, more detailed description than necessary may be omitted. For example, detailed descriptions of already well-known matters and repeated descriptions for substantially the same configuration may be omitted. This is to avoid the following description from becoming unnecessarily redundant and to facilitate understanding by those skilled in the art.

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。   The accompanying drawings and the following description are provided to enable those skilled in the art to fully understand the present disclosure, and are not intended to limit the subject matter described in the claims.

［実施の形態１］
（投写型映像表示装置）
以下において、実施の形態１に係る投写型映像表示装置の構成について、図１および図２を用いて説明する。図１は、実施の形態１に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。 [Embodiment 1]
(Projection-type image display device)
The configuration of the projection display apparatus according to Embodiment 1 will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing a projection display apparatus 100 according to the first embodiment.

図１に示すように、第１に、投写型映像表示装置１００は、第１の光源ユニット１０Ａと、第２の光源ユニット１０Ｂと、蛍光体ホイール２０と、ロッドインテグレータ３０と、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）４０Ｒ、ＤＭＤ４０Ｇ及びＤＭＤ４０ＢからなるＤＭＤ４０と、投写ユニット５０とを有する。   As shown in FIG. 1, first, the projection display apparatus 100 includes a first light source unit 10A, a second light source unit 10B, a phosphor wheel 20, a rod integrator 30, and a DMD (Digital Micromirror). Device) DMD 40 composed of 40R, DMD 40G, and DMD 40B, and projection unit 50 are included.

第１の光源ユニット１０Ａおよび第２の光源ユニット１０Ｂは、例えば、レーザダイオード（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）や発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの複数の固体光源によって構成される。本実施の形態では固体光源としてレーザダイオード、特に青色光を出射するレーザダイオードを使用している。ここで、レーザダイオードは、レーザ光源であり発光素子の一例である。   The first light source unit 10A and the second light source unit 10B are configured by a plurality of solid light sources such as a laser diode (LD) and a light emitting diode (LED), for example. In this embodiment, a laser diode, particularly a laser diode that emits blue light is used as the solid-state light source. Here, the laser diode is a laser light source and an example of a light emitting element.

第１の光源ユニット１０Ａおよび第２の光源ユニット１０Ｂからの出射光は、例えば、波長４４０〜４７０ｎｍの青色光であり、この青色光は蛍光体を励起するための励起光としても用いられる。なお、第１の光源ユニット１０Ａおよび第２の光源ユニット１０Ｂの詳細については、後述する（図４を参照）。   The emitted light from the first light source unit 10A and the second light source unit 10B is, for example, blue light having a wavelength of 440 to 470 nm, and this blue light is also used as excitation light for exciting the phosphor. The details of the first light source unit 10A and the second light source unit 10B will be described later (see FIG. 4).

蛍光体ホイール２０は、励起光の光軸に沿って延びる回転軸２０Ｘを中心として回転するように構成される。蛍光体ホイール２０は、励起光の入射方向と反対方向に発光光を発する反射型蛍光体ホイールである。   The phosphor wheel 20 is configured to rotate around a rotation axis 20X extending along the optical axis of the excitation light. The phosphor wheel 20 is a reflective phosphor wheel that emits emitted light in a direction opposite to the incident direction of excitation light.

詳細には、図２（ａ）（ｂ）に示すように、蛍光体ホイール２０は、基板２１と、基板２１上に基板２１の回転方向に円環状に塗布形成された蛍光体２２と、蛍光体２２が形成された基板２１を回転させるためのモーター２３とにより構成されている。なお、基板２１の表面には、反射膜が形成されて反射面とされ、この反射面に蛍光体２２が形成されている。蛍光体２２は、第１の光源ユニット１０Ａおよび第２の光源ユニット１０Ｂから出射される励起光に応じて、発光光を発光する。蛍光体２２の発光光である黄色光のうち反射面に向かって出射された光は、反射面にて反射される。蛍光体２２は、発光体の一例、蛍光体ホイールはホイールの一例である。   Specifically, as shown in FIGS. 2A and 2B, the phosphor wheel 20 includes a substrate 21, a phosphor 22 formed on the substrate 21 in an annular shape in the rotation direction of the substrate 21, and a fluorescent light It comprises a motor 23 for rotating the substrate 21 on which the body 22 is formed. A reflective film is formed on the surface of the substrate 21 to form a reflective surface, and the phosphor 22 is formed on the reflective surface. The phosphor 22 emits emitted light according to the excitation light emitted from the first light source unit 10A and the second light source unit 10B. Of the yellow light that is the emitted light of the phosphor 22, the light emitted toward the reflecting surface is reflected by the reflecting surface. The phosphor 22 is an example of a light emitter, and the phosphor wheel is an example of a wheel.

蛍光体２２は、緑色〜黄色を主たる波長域として、蛍光光を発する蛍光体である。この蛍光体２２は、青色の励起光を効率的に吸収して蛍光を効率的に発光し、且つ温度消光に対する耐性が高い蛍光体であることが好ましい。蛍光体２２は、例えば、セリウム付活ガーネット構造蛍光体であるＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋である。   The phosphor 22 is a phosphor that emits fluorescent light in a wavelength range of green to yellow. The phosphor 22 is preferably a phosphor that efficiently absorbs blue excitation light, efficiently emits fluorescence, and has high resistance to temperature quenching. The phosphor 22 is, for example, Y3Al5O12: Ce3 + which is a cerium activated garnet structure phosphor.

ロッドインテグレータ３０は、ガラスなどの透明部材によって構成される中実のロッドである。ロッドインテグレータ３０は、光源ユニット１０から出射される光を均一化する。なお、ロッドインテグレータ３０は、内壁がミラー面によって構成される中空のロッドであってもよい。   The rod integrator 30 is a solid rod made of a transparent member such as glass. The rod integrator 30 makes the light emitted from the light source unit 10 uniform. The rod integrator 30 may be a hollow rod whose inner wall is constituted by a mirror surface.

ＤＭＤ４０は、第１の光源ユニット１０Ａおよび第２の光源ユニット１０Ｂ、蛍光体ホイール２０から出射される光を変調する。詳細には、ＤＭＤ４０は、複数の微小ミラーによって構成されており、複数の微小ミラーは可動式である。各微小ミラーは、基本的に１画素に相当する。ＤＭＤ４０は、各微小ミラーの角度を変更することによって、投写ユニット５０側に光を反射するか否かを切り替える。   The DMD 40 modulates light emitted from the first light source unit 10 </ b> A, the second light source unit 10 </ b> B, and the phosphor wheel 20. Specifically, the DMD 40 includes a plurality of minute mirrors, and the plurality of minute mirrors are movable. Each micromirror basically corresponds to one pixel. The DMD 40 switches whether to reflect light to the projection unit 50 side by changing the angle of each micromirror.

実施の形態１では、ＤＭＤ４０として、ＤＭＤ４０Ｒ、ＤＭＤ４０Ｇ及びＤＭＤ４０Ｂが設けられる。ＤＭＤ４０Ｒは、赤映像信号Ｒに基づいて赤成分光Ｒを変調する。ＤＭＤ４０Ｇは、緑映像信号Ｇに基づいて緑成分光Ｇを変調する。ＤＭＤ４０Ｂは、青映像信号Ｂに基づいて青成分光Ｂを変調する。   In the first embodiment, DMD 40R, DMD 40G, and DMD 40B are provided as DMD 40. The DMD 40R modulates the red component light R based on the red video signal R. The DMD 40G modulates the green component light G based on the green video signal G. The DMD 40B modulates the blue component light B based on the blue video signal B.

投写ユニット５０は、ＤＭＤ４０によって変調された映像光を投写面上に投写する。   The projection unit 50 projects the image light modulated by the DMD 40 on the projection surface.

第２に、投写型映像表示装置１００は、分離合成ミラー１１０を有する。分離合成ミラー１１０は、第１の光源ユニット１０Ａおよび第２の光源ユニット１０Ｂからの出射光を合成し、かつ一部分を分離するミラーである。なお、分離合成ミラー１１０は、分離合成光学素子の一例であり、その詳細については後述する（図５を参照）。   Secondly, the projection display apparatus 100 includes a separation / combination mirror 110. The separation / combination mirror 110 is a mirror that synthesizes the light emitted from the first light source unit 10A and the second light source unit 10B and separates a part thereof. The separating / combining mirror 110 is an example of a separating / combining optical element, and details thereof will be described later (see FIG. 5).

また、投写型映像表示装置１００は、必要なミラー群を有する。ミラー群としては、ミラー１３１〜ミラー１３３および、ミラー１７０が設けられている。ミラー１３１、ミラー１３３、ミラー１７０は、光路を折り曲げるミラーである。ダイクロイックミラー１３２は、青色光を透過し、黄色光を反射する特性を有するダイクロイックミラーであり、合成光学素子の一例である。   Further, the projection display apparatus 100 has a necessary mirror group. As the mirror group, mirrors 131 to 133 and a mirror 170 are provided. The mirror 131, the mirror 133, and the mirror 170 are mirrors that bend the optical path. The dichroic mirror 132 is a dichroic mirror having characteristics of transmitting blue light and reflecting yellow light, and is an example of a synthetic optical element.

また、投写型映像表示装置１００は、多重反射ミラー１６０を有する。多重反射ミラー１６０は、第１の光源ユニット１０Ａからの出射光が、分離合成ミラー１１０によって分離された光路において、各光束をさらに複数の光束に分割しながら反射するミラーである。なお、多重反射ミラー１６０の詳細については後述する（図７および図８参照）。   In addition, the projection display apparatus 100 includes a multiple reflection mirror 160. The multiple reflection mirror 160 is a mirror that reflects the emitted light from the first light source unit 10A while further dividing each light beam into a plurality of light beams in the optical path separated by the separation / combination mirror 110. Details of the multiple reflection mirror 160 will be described later (see FIGS. 7 and 8).

また、投写型映像表示装置１００は、必要なレンズ群を有する。レンズ群としては、レンズ１２１〜レンズ１２８およびレンズ１５１〜レンズ１５３が設けられている。レンズ１２１は、第１の光源ユニット１０Ａおよび第２の光源ユニット１０Ｂからの出射光を集光するコンデンサレンズである。レンズ１２２は、レンズ１２１により集光された光を平行光化する凹レンズである。レンズ１２３及びレンズ１２４は、励起光を蛍光体ホイールの蛍光体上に集光し、かつ蛍光体から出射される光を平行光化するコンデンサレンズである。レンズ１２５は、第１の光源ユニット１０Ａからの出射光を集光するコンデンサレンズである。レンズ１２６は、レンズ１２５による光の集光点の後段に配置され、集光された光を再び平行光化するコンデンサレンズである。レンズ１２７およびレンズ１２８は、第１の光源ユニット１０Ａおよび第２の光源ユニット１０Ｂからの出射光、蛍光体ホイールからの出射光をロッドインテグレータ３０へ導くリレーレンズである。レンズ１５１、レンズ１５２、レンズ１５３は、ロッドインテグレータ３０からの出射光を各ＤＭＤ４０上に略結像するリレーレンズである。 The projection display apparatus 100 has a necessary lens group. As the lens group, lenses 121 to 128 and lenses 151 to 153 are provided. The lens 121 is a condenser lens that condenses the emitted light from the first light source unit 10A and the second light source unit 10B. The lens 122 is a concave lens that collimates the light collected by the lens 121. The lens 123 and the lens 124 are condenser lenses that collect excitation light on the phosphor of the phosphor wheel and collimate the light emitted from the phosphor. Lens 125 is a first light source unit 10 A or al condenser lens for condensing the light emitted. The lens 126 is a condenser lens that is disposed after the light condensing point of the lens 125 and collimates the condensed light again. The lens 127 and the lens 128 are relay lenses that guide the emitted light from the first light source unit 10 </ b> A and the second light source unit 10 </ b> B and the emitted light from the phosphor wheel to the rod integrator 30. The lens 151, the lens 152, and the lens 153 are relay lenses that form an image of light emitted from the rod integrator 30 on each DMD 40.

また、投写型映像表示装置１００は、必要な拡散板群を有する。拡散板群としては、拡散板１４１および拡散板１４２が設けられている。拡散板１４１は、略平行光で入射する光を拡散する拡散板である。拡散板１４２は、レンズ１２５による光束の集光点近傍に配置され、光束を拡散させる拡散板である。拡散板１４１および拡散板１４２は、例えば、ガラス基板の表面に微細な凹凸が形成された構成となっている。また、微細な凹凸面の形成は、片面であっても、両面であっても良い。   Further, the projection display apparatus 100 has a necessary diffusing plate group. As the diffusion plate group, a diffusion plate 141 and a diffusion plate 142 are provided. The diffusion plate 141 is a diffusion plate that diffuses incident light as substantially parallel light. The diffusing plate 142 is a diffusing plate that is disposed near the condensing point of the light beam by the lens 125 and diffuses the light beam. The diffusing plate 141 and the diffusing plate 142 have a configuration in which fine irregularities are formed on the surface of a glass substrate, for example. Further, the fine uneven surface may be formed on one side or both sides.

なお、蛍光体ホイール２０からの発光光の発光点と、ロッドインテグレータ３０の入射面が略共役となり、また、拡散板１４２と、ロッドインテグレータ３０の入射面が略共役となるように、各レンズの形状が調整されている。   It should be noted that the light emission point of the emitted light from the phosphor wheel 20 and the incident surface of the rod integrator 30 are substantially conjugated, and the diffusion plate 142 and the incident surface of the rod integrator 30 are substantially conjugated. The shape has been adjusted.

第３に、投写型映像表示装置１００は、必要なプリズム群を有する。プリズム群として、プリズム２１０、プリズム２２０、プリズム２３０、プリズム２４０及びプリズム２５０が設けられる。   Thirdly, the projection display apparatus 100 has a necessary prism group. As the prism group, a prism 210, a prism 220, a prism 230, a prism 240, and a prism 250 are provided.

プリズム２１０は、透光性部材によって構成されており、面２１１及び面２１２を有する。プリズム２１０（面２１１）とプリズム２５０（面２５１）との間にはエアギャップが設けられており、プリズム２１０に入射した光が面２１１に入射する角度（入射角）が全反射角よりも大きいため、プリズム２１０に入射した光は面２１１で反射される。一方で、プリズム２１０（面２１２）とプリズム２２０（面２２１）との間にはエアギャップが設けられるが、面２１１で反射された光が面２１２に入射する角度（入射角）が全反射角よりも小さいため、面２１１で反射された光は面２１２を透過する。   The prism 210 is made of a translucent member and has a surface 211 and a surface 212. An air gap is provided between the prism 210 (surface 211) and the prism 250 (surface 251), and the angle at which light incident on the prism 210 enters the surface 211 (incident angle) is larger than the total reflection angle. Therefore, the light incident on the prism 210 is reflected by the surface 211. On the other hand, an air gap is provided between the prism 210 (surface 212) and the prism 220 (surface 221). The angle at which the light reflected by the surface 211 is incident on the surface 212 (incident angle) is the total reflection angle. The light reflected by surface 211 passes through surface 212.

プリズム２２０は、透光性部材によって構成されており、面２２１及び面２２２を有する。面２２２は、赤成分光Ｒ及び緑成分光Ｇを透過して、青成分光Ｂを反射するダイクロイックミラー面である。従って、面２１１で反射された光のうち、赤成分光Ｒ及び緑成分光Ｇは面２２２を透過し、青成分光Ｂは面２２２で反射される。面２２２で反射された青成分光Ｂは面２２１で反射され、ＤＭＤ４０Ｂに入射する。なお、ＤＭＤ４０Ｒから出射された赤成分光Ｒ及びＤＭＤ４０Ｇから出射された緑成分光Ｇは、面２２２及び面２２１を透過する。   The prism 220 is made of a translucent member and has a surface 221 and a surface 222. The surface 222 is a dichroic mirror surface that transmits the red component light R and the green component light G and reflects the blue component light B. Accordingly, among the light reflected by the surface 211, the red component light R and the green component light G pass through the surface 222, and the blue component light B is reflected by the surface 222. The blue component light B reflected by the surface 222 is reflected by the surface 221 and enters the DMD 40B. The red component light R emitted from the DMD 40R and the green component light G emitted from the DMD 40G pass through the surface 222 and the surface 221.

プリズム２１０（面２１２）とプリズム２２０（面２２１）との間にはエアギャップが設けられており、面２２２で最初に反射された青成分光Ｂ及びＤＭＤ４０Ｂから出射された青成分光Ｂが面２２１に入射する角度（入射角）が全反射角よりも大きいため、面２２２で最初に反射された青成分光Ｂ及びＤＭＤ４０Ｂから出射された青成分光Ｂは面２２１で反射される。一方で、面２２１で反射された後に面２２２で２回目に反射された青成分光Ｂが面２２１に入射する角度（入射角）が全反射角よりも小さいため、面２２１で反射された後に面２２２で２回目に反射された青成分光Ｂは面２２１を透過する。   An air gap is provided between the prism 210 (surface 212) and the prism 220 (surface 221), and the blue component light B first reflected by the surface 222 and the blue component light B emitted from the DMD 40B are surfaces. Since the angle incident on 221 (incident angle) is larger than the total reflection angle, the blue component light B first reflected by the surface 222 and the blue component light B emitted from the DMD 40B are reflected by the surface 221. On the other hand, since the angle (incident angle) at which the blue component light B reflected on the surface 221 for the second time after being reflected on the surface 221 is incident on the surface 221 is smaller than the total reflection angle, after being reflected on the surface 221 The blue component light B reflected at the surface 222 for the second time passes through the surface 221.

プリズム２３０は、透光性部材によって構成されており、面２３１及び面２３２を有する。面２３２は、緑成分光Ｇを透過して、赤成分光Ｒを反射するダイクロイックミラー面である。従って、面２３１を透過した光のうち、緑成分光Ｇは面２３２を透過し、赤成分光Ｒは面２３２で反射される。面２３２で反射された赤成分光Ｒは面２３１で反射され、ＤＭＤ４０Ｒに入射する。なお、ＤＭＤ４０Ｇから出射された緑成分光Ｇは面２３２及び面２３１を透過する。   The prism 230 is made of a translucent member and has a surface 231 and a surface 232. The surface 232 is a dichroic mirror surface that transmits the green component light G and reflects the red component light R. Accordingly, among the light transmitted through the surface 231, the green component light G is transmitted through the surface 232, and the red component light R is reflected by the surface 232. The red component light R reflected by the surface 232 is reflected by the surface 231 and enters the DMD 40R. The green component light G emitted from the DMD 40G passes through the surface 232 and the surface 231.

プリズム２２０（面２２２）とプリズム２３０（面２３１）との間にはエアギャップが設けられており、面２３１を透過して面２３２で反射された赤成分光Ｒ及びＤＭＤ４０Ｒから出射された赤成分光Ｒが再び面２３１に入射する角度（入射角）が全反射角よりも大きいため、面２３１を透過して面２３２で反射された赤成分光Ｒ及びＤＭＤ４０Ｒから出射された赤成分光Ｒは面２３１で反射される。一方で、ＤＭＤ４０Ｒから出射されて面２３１で反射された後に面２３２で反射された赤成分光Ｒが再び面２３１に入射する角度（入射角）が全反射角よりも小さいため、ＤＭＤ４０Ｒから出射されて面２３１で反射された後に面２３２で反射された赤成分光Ｒは面２３１を透過する。   An air gap is provided between the prism 220 (surface 222) and the prism 230 (surface 231). The red component light R transmitted through the surface 231 and reflected by the surface 232 and the red component emitted from the DMD 40R. Since the angle (incident angle) at which the light R again enters the surface 231 is larger than the total reflection angle, the red component light R transmitted through the surface 231 and reflected by the surface 232 and the red component light R emitted from the DMD 40R are Reflected by the surface 231. On the other hand, since the angle (incident angle) at which the red component light R emitted from the DMD 40R and reflected by the surface 231 and then reflected by the surface 232 is incident on the surface 231 again is smaller than the total reflection angle, it is emitted from the DMD 40R. Then, the red component light R reflected by the surface 232 after being reflected by the surface 231 passes through the surface 231.

プリズム２４０は、透光性部材によって構成されており、面２４１を有する。面２４１は、緑成分光Ｇを透過するように構成されている。なお、ＤＭＤ４０Ｇへ入射する緑成分光Ｇ及びＤＭＤ４０Ｇから出射された緑成分光Ｇは面２４１を透過する。   The prism 240 is made of a translucent member and has a surface 241. The surface 241 is configured to transmit the green component light G. The green component light G incident on the DMD 40G and the green component light G emitted from the DMD 40G are transmitted through the surface 241.

プリズム２５０は、透光性部材によって構成されており、面２５１を有する。   The prism 250 is made of a translucent member and has a surface 251.

言い換えると、青成分光Ｂは、（１）面２１１で反射されて、（２）面２１２及び面２２１を透過した上で、面２２２で反射されて、（３）面２２１で反射されて、（４）ＤＭＤ４０Ｂで反射されて、（５）面２２１で反射されて、（６）面２２２で反射されて、（７）面２２１、面２１２、面２１１及び面２５１を透過する。これによって、青成分光Ｂは、ＤＭＤ４０Ｂで変調されて、投写ユニット５０に導かれる。   In other words, the blue component light B is (1) reflected by the surface 211, (2) transmitted through the surface 212 and the surface 221, reflected by the surface 222, and (3) reflected by the surface 221. (4) Reflected by the DMD 40B, (5) reflected by the surface 221 and (6) reflected by the surface 222, and (7) transmitted through the surface 221, the surface 212, the surface 211, and the surface 251. As a result, the blue component light B is modulated by the DMD 40 </ b> B and guided to the projection unit 50.

赤成分光Ｒは、（１）面２１１で反射されて、（２）面２１２、面２２１、面２２２及び面２３１を透過した上で、面２３２で反射されて、（３）面２３１で反射されて、（４）ＤＭＤ４０Ｒで反射されて、（５）面２３１で反射されて、（６）面２３２で反射されて、（７）面２３１、面２３２、面２２１、面２１２、面２１１及び面２５１を透過する。これによって、赤成分光Ｒは、ＤＭＤ４０Ｒで変調されて、投写ユニット５０に導かれる。   The red component light R is (1) reflected on the surface 211, (2) transmitted through the surface 212, the surface 221, the surface 222, and the surface 231, reflected on the surface 232, and (3) reflected on the surface 231. (4) Reflected by DMD 40R, (5) Reflected by surface 231, (6) Reflected by surface 232, (7) Surface 231, Surface 232, Surface 221, Surface 212, Surface 211 and The surface 251 is transmitted. As a result, the red component light R is modulated by the DMD 40 </ b> R and guided to the projection unit 50.

緑成分光Ｇは、（１）面２１１で反射されて、（２）面２１２、面２２１、面２２２、面２３１、面２３２、面２４１を透過した上で、ＤＭＤ４０Ｇで反射されて、（３）面２４１、面２３２、面２３１、面２２２、面２２１、面２１２、面２１１及び面２５１を透過する。これによって、緑成分光Ｇは、ＤＭＤ４０Ｇで変調されて、投写ユニット５０に導かれる。   The green component light G is (1) reflected by the surface 211, (2) transmitted through the surface 212, the surface 221, the surface 222, the surface 231, the surface 232, and the surface 241, and then reflected by the DMD 40G. ) The surface 241, the surface 232, the surface 231, the surface 222, the surface 221, the surface 212, the surface 211, and the surface 251 are transmitted. Accordingly, the green component light G is modulated by the DMD 40G and guided to the projection unit 50.

（光源装置）
以下において、実施の形態１に係る光源装置について、図３〜図６を用いて説明する。図３は、実施の形態１に係る光源装置２００を示す図である。 (Light source device)
Hereinafter, the light source device according to Embodiment 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a diagram showing the light source device 200 according to the first embodiment.

図１で示した投写型映像表示装置１００に使用される光源装置２００は、主として、第１の光源ユニット１０Ａ、第２の光源ユニット１０Ｂ、分離合成ミラー１１０、および蛍光体ホイール２０によって構成される。また、光源装置２００は、必要なレンズ群及びミラー群を含む。これらの構成要素とその説明は投写型映像表示装置１００で説明した内容と同じであるので、これ以上の重複説明は省略する。   The light source device 200 used in the projection display apparatus 100 shown in FIG. 1 is mainly composed of the first light source unit 10A, the second light source unit 10B, the separation / combination mirror 110, and the phosphor wheel 20. . The light source device 200 includes necessary lens groups and mirror groups. Since these components and their descriptions are the same as those described in the projection display apparatus 100, further redundant description is omitted.

図４（ａ）は、第１の光源ユニット１０Ａを図１の−ｚ方向に向かって見た図、図４（ｂ）は、第２の光源ユニット１０Ｂを図１の−ｘ方向に向かって見た図である。   4A is a view of the first light source unit 10A as viewed in the −z direction of FIG. 1, and FIG. 4B is a view of the second light source unit 10B in the −x direction of FIG. FIG.

第１の光源ユニット１０Ａは、青色光を発光する複数のレーザダイオード１１Ｂ１、１１Ｂ２をそれぞれ含む光源ブロック１２Ｂ１、１２Ｂ２および、ヒートシンク１３によって構成され、第２の光源ユニット１０Ｂは、青色光を発光する複数のレーザダイオード１１Ｂ１を含む光源ブロック１２Ｂ１および、ヒートシンク１３によって構成される。レーザダイオード１１Ｂ１、１１Ｂ２を総称してレーザダイオード１１と、光源ブロック１２Ｂ１、１２Ｂ２を総称して光源ブロック１２という。   The first light source unit 10A includes light source blocks 12B1 and 12B2 each including a plurality of laser diodes 11B1 and 11B2 that emit blue light, and a heat sink 13, and the second light source unit 10B includes a plurality of light sources that emit blue light. The light source block 12B1 including the laser diode 11B1 and the heat sink 13. The laser diodes 11B1 and 11B2 are collectively referred to as a laser diode 11, and the light source blocks 12B1 and 12B2 are collectively referred to as a light source block 12.

第１の光源ユニット１０Ａは、３つの光源ブロック１２で構成されており、上部および下部に光源ブロック１２Ｂ１が、中央部に光源ブロック１２Ｂ２が配置されている。一方、第２の光源ユニット１０Ｂは、３つの同一の光源ブロック１２Ｂ１で構成されている。   10 A of 1st light source units are comprised by the three light source blocks 12, and the light source block 12B1 is arrange | positioned at the upper part and the lower part, and the light source block 12B2 is arrange | positioned in the center part. On the other hand, the second light source unit 10B is composed of three identical light source blocks 12B1.

第１の光源ユニット１０Ａの上部と下部の光源ブロック１２Ｂ１および第２の光源ユニット１０Ｂの３つの光源ブロック１２Ｂ１と、第１の光源ユニット１０Ａの中央部の光源ブロック１２Ｂ２とには、説明の都合上、異なる符号が付されている。また、レーザダイオード１１Ｂ２は破線で図示されており、実施の形態１では、レーザダイオード１１Ｂ１およびレーザダイオード１１Ｂ２も説明の都合上異なる符号を付しているが、同じ特性のもの（波長は４５５ｎｍ）である。   For convenience of explanation, the upper and lower light source blocks 12B1 and 12B1 of the first light source unit 10A and the three light source blocks 12B1 of the second light source unit 10B and the light source block 12B2 at the center of the first light source unit 10A are provided. , Different symbols are attached. Laser diode 11B2 is shown by a broken line, and in the first embodiment, laser diode 11B1 and laser diode 11B2 are also given different symbols for convenience of explanation, but have the same characteristics (wavelength is 455 nm). is there.

光源ブロック１２Ｂ１は、水平方向に４個、垂直方向に２個、計８個のレーザダイオード１１Ｂ１が配列された構成となっている。光源ブロック１２Ｂ２は、水平方向に４個、垂直方向に２個、計８個のレーザダイオード１１Ｂ２が配列された構成となっている。   The light source block 12B1 has a configuration in which a total of eight laser diodes 11B1 are arranged, four in the horizontal direction and two in the vertical direction. The light source block 12B2 has a configuration in which a total of eight laser diodes 11B2 are arranged, four in the horizontal direction and two in the vertical direction.

レーザダイオード１１は、出射光を平行光化するコリメートレンズとの一体型となっており、レーザダイオード１１からは略平行の光が出射される。   The laser diode 11 is integrated with a collimating lens that collimates the emitted light, and substantially parallel light is emitted from the laser diode 11.

ヒートシンク１３は、光源ブロックの裏面に、例えば、熱伝導性グリス等を介して、接着されている。   The heat sink 13 is bonded to the back surface of the light source block through, for example, thermally conductive grease.

分離合成ミラー１１０は、図５に示すように、基板１１１上に反射領域１１２（ハッチングを施した部分）および透過領域１１３ａ、１１３ｂ（網掛けを施した部分）が形成された構成となっている。基板１１１は、例えばガラス基板である。反射領域１１２には、第１の光源ユニット１０Ａからの出射光を反射する反射膜が形成されている。透過領域１１３ａ、１１３ｂには、第１の光源ユニット１０Ａおよび第２の光源ユニット１０Ｂからの出射光が透過するよう反射防止膜が形成されている。なお、基板１１１の裏面側にも同様に反射防止膜を形成するのが望ましい。 As shown in FIG. 5, the separation / combination mirror 110 has a configuration in which a reflection region 112 (hatched portion) and transmission regions 113 a and 113 b (shaded portions) are formed on a substrate 111. . The substrate 111 is, for example, a glass substrate. The reflective region 112, reflective film which reflects light emitted from the first light source unit 10 A or we are formed. In the transmissive regions 113a and 113b, an antireflection film is formed so that light emitted from the first light source unit 10A and the second light source unit 10B is transmitted. It is desirable to form an antireflection film on the back side of the substrate 111 as well.

ここで、分離合成ミラー１１０による分離合成作用について、図６を用いて説明する。   Here, the separation / combination operation by the separation / combination mirror 110 will be described with reference to FIG.

図６に示すように第１の光源ユニット１０Ａはｚ方向（第１の方向）に青色光を出射し、第２の光源ユニット１０Ｂはｘ方向（第２の方向）に出射する。このように第１の光源ユニット１０Ａと第２の光源ユニット１０Ｂは、それぞれの出射方向、すなわち、第１の方向と第２の方向が９０°で交差するように配置される。分離合成ミラー１１０は、この交差領域において、第１の光源ユニット１０Ａと第２の光源ユニット１０Ｂからの青色光の出射方向に対して傾斜して配置される。   As shown in FIG. 6, the first light source unit 10A emits blue light in the z direction (first direction), and the second light source unit 10B emits in the x direction (second direction). As described above, the first light source unit 10A and the second light source unit 10B are arranged so that the respective emission directions, that is, the first direction and the second direction intersect at 90 °. The separation / combination mirror 110 is disposed at an angle with respect to the emission direction of the blue light from the first light source unit 10A and the second light source unit 10B in this intersection region.

第１の光源ユニット１０Ａからの出射光のうち、光源ブロック１２Ｂ１を構成するレーザダイオード１１Ｂ１からの出射光は、分離合成ミラー１１０の反射領域１１２によって、反射される。   Of the light emitted from the first light source unit 10 </ b> A, the light emitted from the laser diode 11 </ b> B <b> 1 constituting the light source block 12 </ b> B <b> 1 is reflected by the reflection region 112 of the separation / combination mirror 110.

一方、第１の光源ユニット１０Ａからの出射光のうち、光源ブロック１２Ｂ２を構成するレーザダイオード１１Ｂ２からの出射光（破線矢印で示す）は、分離合成ミラー１１０の透過領域１１３ａ（図６では省略）を透過する。   On the other hand, of the light emitted from the first light source unit 10A, the light emitted from the laser diode 11B2 constituting the light source block 12B2 (indicated by a broken line arrow) is a transmission region 113a of the separation / combination mirror 110 (not shown in FIG. 6). Transparent.

第２の光源ユニット１０Ｂからの出射光は、全て光源ブロック１２Ｂ１を構成するレーザダイオード１１Ｂ１からの出射光であり、分離合成ミラー１１０の透過領域１１３ｂを透過する。   The light emitted from the second light source unit 10B is all light emitted from the laser diode 11B1 constituting the light source block 12B1, and passes through the transmission region 113b of the separation / combination mirror 110.

このとき、図６に示すように、第１の光源ユニット１０Ａからの出射光のうち、分離合成ミラー１１０によって反射される光束と、第２の光源ユニット１０Ｂからの出射光が分離合成ミラー１１０を透過した光束は、交互に配置される形となる。これは、分離合成ミラー１１０に、第１の光源ユニット１０Ａ及び第２の光源ユニット１０Ｂからの複数の出射光束の位置に対応して、選択的に反射領域および透過領域が形成されていることによりできる。   At this time, as shown in FIG. 6, out of the light emitted from the first light source unit 10A, the light beam reflected by the separation / combination mirror 110 and the light emitted from the second light source unit 10B pass through the separation / combination mirror 110. The transmitted light beams are alternately arranged. This is because the separation / combination mirror 110 is selectively formed with a reflection region and a transmission region corresponding to the positions of the plurality of outgoing light beams from the first light source unit 10A and the second light source unit 10B. it can.

図３に戻って、第１の光源ユニット１０Ａおよび第２の光源ユニット１０Ｂからの出射光の光束は、分離合成ミラー１１０によって、蛍光体ホイール２０を励起するための励起光Ｂ１と、映像光として用いられる青色光Ｂ２に、分離かつ合成される。   Returning to FIG. 3, the luminous fluxes of the emitted light from the first light source unit 10 </ b> A and the second light source unit 10 </ b> B are converted into excitation light B <b> 1 for exciting the phosphor wheel 20 and image light by the separation / combination mirror 110. The blue light B2 used is separated and synthesized.

分離合成ミラー１１０で反射により分離された第１の光源ユニット１０Ａからの青色光と第２の光源ユニット１０Ｂの青色光とが合成された青色光は、励起光Ｂ１となる。この励起光Ｂ１は、レンズ１２１、ミラー１３１、レンズ１２２、拡散板１４１、ダイクロイックミラー１３２、レンズ１２３、レンズ１２４、蛍光体ホイール２０の経路からなる光路（第１光路）を通る。これにより、励起光Ｂ１は、蛍光体ホイール２０の蛍光体２２に照射され、黄色光Ｙ１を発光する。   The blue light synthesized by the blue light from the first light source unit 10A and the blue light from the second light source unit 10B separated by reflection by the separation / combination mirror 110 becomes the excitation light B1. The excitation light B1 passes through an optical path (first optical path) including paths of the lens 121, the mirror 131, the lens 122, the diffusion plate 141, the dichroic mirror 132, the lens 123, the lens 124, and the phosphor wheel 20. Thereby, the excitation light B1 is irradiated to the phosphor 22 of the phosphor wheel 20, and emits yellow light Y1.

一方、第１の光源ユニット１０Ａからの青色光の一部は、分離合成ミラー１１０を透過し、青色光Ｂ２となる。この青色光Ｂ２は、レンズ１２５、多重反射ミラー１６０、拡散板１４２、レンズ１２６、ダイクロイックミラー１３２の経路からなる光路（第２光路）を通る。そして、黄色光Ｙ１と青色光Ｂ２は、ダイクロイックミラー１３２によって合成され（すなわち、第１光路と第２光路が１つの光路に纏められ）、白色光として出射される。   On the other hand, part of the blue light from the first light source unit 10A passes through the separation / combination mirror 110 and becomes blue light B2. The blue light B2 passes through an optical path (second optical path) including paths of the lens 125, the multiple reflection mirror 160, the diffusion plate 142, the lens 126, and the dichroic mirror 132. The yellow light Y1 and the blue light B2 are combined by the dichroic mirror 132 (that is, the first optical path and the second optical path are combined into one optical path) and emitted as white light.

このとき、第２光路における多重反射ミラー１６０の作用について、図７および図８を用いて説明する。図７に示すように、第２光路におけるレンズ１２５によって集光された光束は、多重反射ミラー１６０によって複数の光束に分割され、拡散板１４２へと集光される。すなわち、多重反射ミラー１６０は、拡散板１４２の直前に配置される。拡散板１４２は、離散的な角度分布を持つ入射光を拡散することで、ロッドインテグレータ３０での均一化効果を高める。拡散板は拡散素子の一例である。   At this time, the operation of the multiple reflection mirror 160 in the second optical path will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 7, the light beam condensed by the lens 125 in the second optical path is divided into a plurality of light beams by the multiple reflection mirror 160 and is condensed on the diffusion plate 142. That is, the multiple reflection mirror 160 is disposed immediately before the diffusion plate 142. The diffusion plate 142 enhances the homogenization effect in the rod integrator 30 by diffusing incident light having a discrete angular distribution. The diffusion plate is an example of a diffusion element.

多重反射ミラー１６０は、詳細には、図８に示すように、平行平板形状を成した基板１６１の光の入射側（第１の面）に部分反射膜１６２が形成されており、第１の面に対向する裏側の面（第２の面）には全反射膜１６３が形成されている。基板１６１は、光を透過するガラス基板である。部分反射膜１６２は、反射率３０％（透過率７０％）の誘電体多層膜であり、この部分反射膜が第１の面において少なくとも光が入射する領域の全域に均一に形成されている。全反射膜１６３は、１００％に近い高反射率が得られる誘電体多層膜であり、全反射膜は第２の面において少なくとも光が入射する領域の全域に均一に形成されている。   Specifically, as shown in FIG. 8, the multiple reflection mirror 160 has a partial reflection film 162 formed on the light incident side (first surface) of a substrate 161 having a parallel plate shape. A total reflection film 163 is formed on the back surface (second surface) facing the surface. The substrate 161 is a glass substrate that transmits light. The partial reflection film 162 is a dielectric multilayer film having a reflectance of 30% (transmittance of 70%), and the partial reflection film is uniformly formed on the first surface at least in the entire region where light is incident. The total reflection film 163 is a dielectric multilayer film capable of obtaining a high reflectivity close to 100%, and the total reflection film is uniformly formed over the entire area of the second surface where light is incident.

このように多重反射ミラー１６０は、レーザ光源からの出射光の光路に対して、第１の面から入射するよう傾斜して配置される。   As described above, the multiple reflection mirror 160 is disposed so as to be inclined from the first surface with respect to the optical path of the light emitted from the laser light source.

多重反射ミラー１６０への入射光は、部分反射膜１６２により、３０％反射（１次光の光強度Ｉ１＝３０％）されるとともに、７０％を透過する。次に、透過した７０％の光は、裏面の全反射膜１６３により、反射される。再び、部分反射膜１６２に到達したとき、７０％のさらに３０％（２１％）は反射するとともに、７０％のさらに７０％（２次光の光強度Ｉ２＝４９％）は透過する。同様に、順次計算すると、３次光の光強度Ｉ３＝１４．７％、４次光の光強度Ｉ４＝４．４％、５次光の光強度Ｉ５＝１．３％・・・となる。 Incident light to the multiple reflection mirror 160 is reflected 30% by the partial reflection film 162 (light intensity I 1 = 30% of the primary light) and transmits 70%. Next, 70% of the transmitted light is reflected by the total reflection film 163 on the back surface. When reaching the partial reflection film 162 again, 70% of the additional 30% (21%) is reflected and 70% of the additional 70% (secondary light intensity I 2 = 49%) is transmitted. Similarly, when sequentially calculated, the light intensity of the third-order light I 3 = 14.7%, the light intensity of the fourth -order light I 4 = 4.4%, and the light intensity of the fifth -order light I 5 = 1.3%.・ It becomes.

図８に示すように、多重反射ミラー１６０を出射した光は、上記の光強度の比率で、光束が分割される。分割された各光束は、拡散板１４２の異なる位置に入射する。   As shown in FIG. 8, the light emitted from the multiple reflection mirror 160 is split into light beams at the above-described ratio of light intensity. Each of the divided light beams is incident on a different position of the diffusion plate 142.

ここで、拡散板１４２は、レーザ光源から出射される略平行光の各光束を各々拡散することで、スクリーン上の投写映像の輝度分布をより均一化する機能を持つが、同時に、レーザ光源の可干渉性により、微細な粒状の干渉パターンを発生する。詳細には、拡散板１４２における拡散面の微細なランダム凹凸面に、可干渉性が高いレーザ光が入射することで、ランダムな干渉パターンが発生する。この干渉パターンが、ロッドインテグレータ３０等の均一化光学系を介しても十分均一化しきれず、投写映像光に残ってしまい、微細な粒上の輝度ムラとなって現れる場合がある。   Here, the diffusion plate 142 has a function of making the luminance distribution of the projected image on the screen more uniform by diffusing each light beam of substantially parallel light emitted from the laser light source. Due to the coherence, a fine granular interference pattern is generated. Specifically, a random interference pattern is generated when laser light having high coherence is incident on a fine random uneven surface of the diffusion surface of the diffusion plate 142. This interference pattern may not be sufficiently uniform even through a homogenizing optical system such as the rod integrator 30 and may remain in the projected image light and appear as uneven brightness on fine grains.

なお、この干渉パターンを光学系内で発生するスペックルパターンと呼ぶことができるが、映像光が投写されるスクリーンの微細凹凸面での干渉により発生するスペックルパターン（いわゆるシンチレーション）とは区別される。スクリーンの微細凹凸面での干渉により生ずるスペックルパターンは、スクリーンに入射する映像光が完全に空間的に均一であったとしても、人間の目の網膜上において干渉パターンとして現れるものである。本実施の形態は、原理的には光学系内で発生するスペックルパターンの低減を主眼においており、したがって、スクリーンに到達する投写映像光そのものに含まれる輝度の均一化を目的としていることに留意すべきである。   Although this interference pattern can be called a speckle pattern generated in the optical system, it is distinguished from a speckle pattern (so-called scintillation) generated by interference on a fine uneven surface of a screen on which image light is projected. The The speckle pattern generated by the interference on the fine uneven surface of the screen appears as an interference pattern on the retina of the human eye even if the image light incident on the screen is completely spatially uniform. Note that this embodiment is principally aimed at reducing speckle patterns generated in the optical system, and is therefore aimed at equalizing the luminance included in the projected image light itself reaching the screen. Should.

拡散板１４２は、微細なランダム凹凸面を有しているため、光束の入射位置によって異なる干渉パターンを発生する。したがって、多重反射ミラー１６０によって拡散板に入射する光束を複数に分割することで、複数のランダムな干渉パターンを発生する。その結果、複数のランダムパターンが重畳され、投写映像における輝度ムラが低減される。なお、このとき、分割される各光束の光強度比はなるべく均等であることが望ましい。また、分割された各光束の拡散板への入射位置もしくは入射角度がわずかでも異なれば良く、各光束の光路長差とは無関係である。したがって、各光束の光路長差は、レーザ光のコヒーレンス長以上であってもコヒーレンス長以下であっても良く、例えば、多重反射ミラー１６０の厚みは、ガラス基板としてよく使われる０．７ｍｍや１．１ｍｍ等、安価で汎用的な厚みを選択すれば良い。   Since the diffuser plate 142 has a fine random uneven surface, it generates different interference patterns depending on the incident position of the light beam. Therefore, a plurality of random interference patterns are generated by dividing the light beam incident on the diffusion plate by the multiple reflection mirror 160 into a plurality of parts. As a result, a plurality of random patterns are superimposed, and luminance unevenness in the projected image is reduced. At this time, it is desirable that the light intensity ratios of the divided light beams be as uniform as possible. Further, it is sufficient that the incident position or incident angle of the divided light beams on the diffusion plate is slightly different, and is not related to the optical path length difference of each light beam. Therefore, the optical path length difference of each light beam may be greater than or less than the coherence length of the laser beam. For example, the thickness of the multiple reflection mirror 160 is 0.7 mm or 1 which is often used as a glass substrate. An inexpensive and general-purpose thickness such as 1 mm may be selected.

実施の形態１では、部分反射膜１６２の反射率を３０％としたが、これに限定されるものではない。部分反射膜１６２の反射率３０％は、所定の反射率の一例である。図９は、部分反射膜１６２の反射率と各次における光強度ＩＮとの関係を整理した表である。比較的均等な光強度の分割が可能となるのは、反射率が２５〜５０％の範囲であることが分かる。また、さらに均等な光強度の分割とするには、望ましくは、反射率が３０〜４５％の範囲であることが分かる。 In Embodiment 1, the reflectance of the partial reflection film 162 is set to 30%, but the present invention is not limited to this. The reflectance 30% of the partial reflection film 162 is an example of a predetermined reflectance. Figure 9 is a table organized relationship between the light intensity I N and reflectance at each subsequent partial reflection film 162. It can be seen that a relatively uniform light intensity can be divided when the reflectance is in the range of 25 to 50%. In addition, it can be seen that the reflectance is preferably in the range of 30 to 45% in order to divide the light intensity evenly.

（作用および効果）
実施の形態１では、複数の青色光の光束を多重反射ミラー１６０によって、さらに細分化した光束に分割することができる。これによって、投写映像における輝度ムラやスペックルノイズを低減することが可能となる。しかも、多重反射ミラー１６０によって細分化された光束を拡散板１４２に入射しているので、拡散板１４２の光の拡散作用と相俟って、更に、効果的に輝度ムラやスペックルノイズを低減することができる。また、部分反射膜１６２は、所定の反射率を有する反射膜を均一に形成するようにしているので、製造が容易になり、コスト的に有利であるという効果もある。 (Function and effect)
In the first embodiment, a plurality of blue light beams can be divided into further subdivided light beams by the multiple reflection mirror 160. Thereby, it is possible to reduce luminance unevenness and speckle noise in the projected image. In addition, since the light beam subdivided by the multiple reflection mirror 160 is incident on the diffusion plate 142, combined with the light diffusing action of the diffusion plate 142, the luminance unevenness and speckle noise are further effectively reduced. can do. Further, since the partial reflection film 162 is formed uniformly with a reflection film having a predetermined reflectance, it is easy to manufacture and is advantageous in terms of cost.

〔実施の形態２〕
実施の形態１では、映像光として、蛍光体ホイール２０から発光した光を用いる光源装置を説明した。実施の形態２では、光源装置として、赤色光を出射する光源ユニット、緑色光を出射する光源ユニット、青色光を出射する光源ユニットを用いる場合について説明する。 [Embodiment 2]
In the first embodiment, the light source device using the light emitted from the phosphor wheel 20 as the image light has been described. In Embodiment 2, a case will be described in which a light source unit that emits red light, a light source unit that emits green light, and a light source unit that emits blue light are used as the light source device.

以下において、実施の形態２に係る光源装置２００ａの構成について、図１０を用いて説明する。図１０は、実施の形態２に係る光源装置２００ａを示す図であり、実施の形態１と同一部分には同一符号を付して重複説明は省略する。   Hereinafter, the configuration of the light source device 200a according to Embodiment 2 will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram illustrating the light source device 200a according to the second embodiment. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

実施の形態２では、光源装置２００ａは、主として、光源ユニット１０ｒ、光源ユニット１０ｇ、光源ユニット１０ｂ、多重反射ミラー１６０、ミラー３２０、ミラー３３０を有する。   In the second embodiment, the light source device 200a mainly includes a light source unit 10r, a light source unit 10g, a light source unit 10b, a multiple reflection mirror 160, a mirror 320, and a mirror 330.

光源ユニット１０ｒ、光源ユニット１０ｇ、光源ユニット１０ｂは、複数のレーザダイオードによって構成される。   The light source unit 10r, the light source unit 10g, and the light source unit 10b are configured by a plurality of laser diodes.

光源ユニット１０ｒからの出射光は、例えば、波長６３０〜６５０ｎｍの赤色光である。   The outgoing light from the light source unit 10r is, for example, red light having a wavelength of 630 to 650 nm.

光源ユニット１０ｇからの出射光は、例えば、波長５２０〜５５０ｎｍの緑色光である。   The outgoing light from the light source unit 10g is, for example, green light having a wavelength of 520 to 550 nm.

光源ユニット１０ｂからの出射光は、例えば、波長４５０〜４７０ｎｍの青色光である。   The outgoing light from the light source unit 10b is, for example, blue light having a wavelength of 450 to 470 nm.

ミラー３２０は、赤色光を透過し、緑色光を反射するダイクロイックミラーである。   The mirror 320 is a dichroic mirror that transmits red light and reflects green light.

ミラー３３０は、赤色光および緑色光を透過し、青色光を反射するダイクロイックミラーである。   The mirror 330 is a dichroic mirror that transmits red light and green light and reflects blue light.

ここで、光源ユニット１０ｒ、光源ユニット１０ｇ、光源ユニット１０ｂからの出射光は、ミラー３２０およびミラー３３０によって合成され、白色光となる。実施の形態１と同様に、多重反射ミラー１６０によって、光束が複数に分割され、拡散板１４２に入射される。拡散板１４２で拡散された白色光は、レンズ１２６を透過して出射される。レンズ１２６を透過した白色光は投写型映像表示装置のミラー１７０に入射する。   Here, the light emitted from the light source unit 10r, the light source unit 10g, and the light source unit 10b is combined by the mirror 320 and the mirror 330 to become white light. As in the first embodiment, the light beam is divided into a plurality of parts by the multiple reflection mirror 160 and is incident on the diffusion plate 142. The white light diffused by the diffusion plate 142 is transmitted through the lens 126 and emitted. The white light transmitted through the lens 126 is incident on the mirror 170 of the projection display apparatus.

この実施の形態２でも、多重反射ミラー１６０と拡散板によって実施の形態１と同様の効果が得られる。   Also in the second embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained by the multiple reflection mirror 160 and the diffusion plate.

〔他の実施の形態〕
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、上記実施の形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。 [Other Embodiments]
As described above, the embodiment has been described as an example of the technique disclosed in the present application. However, the technology in the present disclosure is not limited to this, and can also be applied to embodiments that have been changed, replaced, added, omitted, and the like. Moreover, it is also possible to combine each component demonstrated in the said embodiment and it can also be set as a new embodiment. Therefore, other embodiments will be exemplified below.

上記実施の形態では、光変調素子として、３つのＤＭＤ４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂが例示されているが、実施形態は、これに限定されるものではない。光変調素子は、１つのＤＭＤであってもよい。或いは、光変調素子は、１つの液晶パネル或いは３つの液晶パネル（赤液晶パネル、緑液晶パネル及び青液晶パネル）であってもよい。液晶パネルは、透過型であってもよく、反射型であってもよい。   In the above embodiment, three DMDs 40R, 40G, and 40B are illustrated as the light modulation elements, but the embodiment is not limited to this. The light modulation element may be one DMD. Alternatively, the light modulation element may be one liquid crystal panel or three liquid crystal panels (a red liquid crystal panel, a green liquid crystal panel, and a blue liquid crystal panel). The liquid crystal panel may be transmissive or reflective.

実施の形態１および実施の形態２では、拡散板１４２の光路上における前段に多重反射ミラー１６０を配置しているが、配置位置はこれに限定されるものではない。光路におけるその他の折り返しミラーと置き換えることができる。実施の形態１に係る投写型映像表示装置において（図１参照）、例えば、ミラー１３３やミラー１７０の代わりに、多重反射ミラー１６０を用いても良い。或いは、分離合成ミラー１１０の反射領域１１２において、多重反射ミラー１６０と同様に、部分反射膜１６２および全反射膜１６３を形成しても良い。   In the first embodiment and the second embodiment, the multiple reflection mirror 160 is arranged in the previous stage on the optical path of the diffusion plate 142, but the arrangement position is not limited to this. It can be replaced with other folding mirrors in the optical path. In the projection display apparatus according to Embodiment 1 (see FIG. 1), for example, a multiple reflection mirror 160 may be used instead of the mirror 133 or the mirror 170. Alternatively, the partial reflection film 162 and the total reflection film 163 may be formed in the reflection region 112 of the separation / combination mirror 110 similarly to the multiple reflection mirror 160.

なお、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。   The above-described embodiments are for illustrating the technique in the present disclosure, and various modifications, replacements, additions, omissions, and the like can be made within the scope of the claims and their equivalents.

本開示は、プロジェクタ等の投写型映像表示装置に適用できる。   The present disclosure can be applied to a projection display apparatus such as a projector.

１０Ａ 第１の光源ユニット
１０Ｂ 第２の光源ユニット
１１，１１Ｂ１，１１Ｂ２ レーザダイオード
１２，１２Ｂ１，１２Ｂ２ 光源ブロック
１３ ヒートシンク
２０ 蛍光体ホイール
２１ 基板
２２ 蛍光体
３０ ロッドインテグレータ
４０，４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂ ＤＭＤ
５０ 投写ユニット
１００ 投写型映像表示装置
１１０ 分離合成ミラー
１１１ 基板
１１２ 反射領域
１１３ａ，１１３ｂ 透過領域
１２１，１２２，１２３，１２４，１２５，１２６，１２７，１２８ レンズ
１３１，１３３ ミラー
１３２ ダイクロイックミラー
１４１，１４２ 拡散板
１５１，１５２，１５３ レンズ
１６０ 多重反射ミラー
１６１ 基板
１６２ 部分反射膜
１６３ 全反射膜
１７０ ミラー
２００，２００ａ 光源装置
２１０，２２０，２３０，２４０，２５０ プリズム
３２０，３３０ ミラー 10A First light source unit 10B Second light source unit 11, 11B1, 11B2 Laser diode 12, 12B1, 12B2 Light source block 13 Heat sink 20 Phosphor wheel 21 Substrate 22 Phosphor 30 Rod integrator 40, 40R, 40G, 40B DMD
DESCRIPTION OF SYMBOLS 50 Projection unit 100 Projection type image display apparatus 110 Separation | combination synthetic | combination mirror 111 Substrate 112 Reflection area | region 113a, 113b Transmission area 121,122,123,124,125,126,127,128 Lens 131,133 Mirror 132 Dichroic mirror 141,142 Diffusion Plate 151, 152, 153 Lens 160 Multiple reflection mirror 161 Substrate 162 Partial reflection film 163 Total reflection film 170 Mirror 200, 200a Light source device 210, 220, 230, 240, 250 Prism 320, 330 Mirror

Claims (3)

レーザ光源と、
前記レーザ光源からの出射光を、映像光と励起光とに分離する分離ミラーと、
前記励起光によって励起される蛍光体が円環状に塗布形成された蛍光体ホイールと、
平行平板の対向する第１の面に所定の反射率を有する部分反射膜が形成され、第２の面に全反射膜が形成された多重反射ミラーと、
前記レーザ光源からの映像光を拡散する拡散素子と、を備え、
前記多重反射ミラーは、前記レーザ光源からの映像光の光路に対して、前記第１の面から入射するよう傾斜して配置されており、前記多重反射ミラー及び前記拡散素子は前記分離ミラーによって分離された映像光の光路上に設けられ、前記拡散素子は前記多重反射ミラーで反射された前記映像光の集光点近傍に配置され、前記多重反射ミラーは前記拡散素子の直前であって、前記映像光が前記集光点に集光する過程に配置されている、光源装置。 A laser light source;
A separation mirror that separates light emitted from the laser light source into image light and excitation light;
A phosphor wheel in which the phosphor excited by the excitation light is coated and formed in an annular shape;
A multiple reflection mirror in which a partial reflection film having a predetermined reflectivity is formed on a first surface facing a parallel plate and a total reflection film is formed on a second surface;
A diffusion element for diffusing video light from the laser light source,
The multiple reflection mirror is arranged to be inclined with respect to the optical path of the image light from the laser light source so as to be incident from the first surface, and the multiple reflection mirror and the diffusing element are separated by the separation mirror. provided on an optical path of the video light, the diffusing element above is arranged near the focal point of the reflected the image light in multiple reflection mirrors, the multiple reflection mirror is a straight front of the diffusion element, A light source device disposed in the process of condensing the image light at the condensing point . 前記所定の反射率が２５〜５０％である、請求項１に記載の光源装置。   The light source device according to claim 1, wherein the predetermined reflectance is 25 to 50%. 請求項１または２のいずれかに記載の光源装置を備えた投写型映像表示装置。   A projection display apparatus comprising the light source device according to claim 1.
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