JP6768191B2 - Light source device and projection device - Google Patents
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Description
本発明は、光源装置と、この光源装置を備える投影装置に関する。 The present invention relates to a light source device and a projection device including the light source device.
今日、パーソナルコンピュータの画面やビデオ画像、さらにメモリカード等に記憶されている画像データによる画像等をスクリーンに投影する画像投影装置としてのデータプロジェクタが多用されている。このプロジェクタは、光源から出射された光をDMD(デジタル・マイクロミラー・デバイス)と呼ばれるマイクロミラー表示素子、又は、液晶板に集光させ、スクリーン上にカラー画像を表示させるものである。 Today, a data projector is widely used as an image projection device that projects an image of a personal computer screen, a video image, or an image based on image data stored in a memory card or the like on the screen. This projector collects the light emitted from the light source on a micromirror display element called a DMD (Digital Micromirror Device) or a liquid crystal plate, and displays a color image on the screen.
特許文献1に開示される投影装置には、複数の青色レーザダイオードがマトリクス状に配列された励起光源が設けられる。この励起光源からの励起光は、蛍光発光装置の蛍光ホイールに照射されて緑色波長帯域光が発せられる。また、この投影装置には、青色発光ダイオードを備えて青色波長帯域光が発光される青色光源装置と、赤色発光ダイオードを備えて赤色波長帯域光が発光される赤色光源装置が設けられている。これらの赤色、緑色、青色の各波長帯域光は、光源側光学系を介してDMDとされる表示素子に照射され、この表示素子からの画像光は投影側光学系を介して投影光としてスクリーンに投影される。
The projection apparatus disclosed in
特許文献1に開示される投影装置における青色光源装置や赤色光源装置から出射される光は、単一の波長の光となる。このため、青色や赤色の輝度を向上させるためには、青色や赤色の各々のチップの数を増やす必要がある。よって、輝度を向上させるためには、各色の光源装置のチップの数をその分だけ増やさなければならないという問題が発生する。
The light emitted from the blue light source device or the red light source device in the projection device disclosed in
本発明の目的は、輝度向上に寄与しつつ小型に形成することができる光源装置と、この光源装置を備える投影装置を提供する。 An object of the present invention is to provide a light source device that can be formed compactly while contributing to an improvement in brightness, and a projection device including the light source device.
本発明の光源装置は、第1の波長帯域の光が出射される第1の光源と、前記第1の波長帯域と異なる第2の波長帯域の光が出射される第2の光源と、を備え、前記第1の光源及び前記第2の光源は、それぞれ、610nm〜750nmにおける同色系の波長帯域内及び435nm〜480nmにおける同色系の波長帯域内であって波長の異なる光のうち、長波長側の光が発光される長波長光発光部と、短波長側の光が発光される短波長光発光部と、を備え、前記第1の光源における前記長波長光発光部及び前記短波長光発光部の配列と前記第2の光源における前記長波長光発光部及び前記短波長光発光部の配列は、前記第1の波長帯域の光と前記第2の波長帯域の光とが同一の光路上に導光される区間において、前記第1の光源及び前記第2の光源それぞれの前記長波長光発光部からの出射光同士及び前記短波長光発光部からの出射光同士が重なり合うように配列されることを特徴とする。
The light source device of the present invention comprises a first light source that emits light in a first wavelength band and a second light source that emits light in a second wavelength band different from the first wavelength band. wherein the first light source and the second light source, respectively, 61 of the different light is within the wavelength band of the wavelength of the same color in a wavelength band and 4 3 5nm~480nm of the same color system in 0nm~750nm A long-wavelength light emitting unit for emitting light on the long-wavelength side and a short-wavelength light emitting unit for emitting light on the short-wavelength side are provided, and the long-wavelength light emitting unit in the first light source and the above-mentioned The arrangement of the short wavelength light emitting unit and the arrangement of the long wavelength light emitting unit and the short wavelength light emitting unit in the second light source are such that the light in the first wavelength band and the light in the second wavelength band are arranged. In the section guided on the same optical path, the emitted light from the long-wavelength light emitting unit and the emitted light from the short-wavelength light emitting unit of the first light source and the second light source overlap each other. It is characterized in that it is arranged in such a manner.
本発明の投影装置は、上述の光源装置と、前記光源装置からの光源光が照射され、画像光を形成する表示素子と、前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影側光学系と、前記表示素子と、前記光源装置を制御する投影装置制御部と、を有することを特徴とする。 The projection device of the present invention includes the above-mentioned light source device, a display element that is irradiated with the light source light from the light source device to form image light, and a projection side that projects the image light emitted from the display element onto a screen. It is characterized by having an optical system, the display element, and a projection device control unit that controls the light source device.
本発明によれば、白色光の輝度向上に寄与しつつ小型に形成することができる光源装置と、この光源装置を備える投影装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a light source device that can be formed in a small size while contributing to an improvement in the brightness of white light, and a projection device including the light source device.
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について図を用いて説明する。図1は、投影装置10の外観斜視図である。なお、本実施形態において、投影装置10における左右とは投影方向に対しての左右方向を示し、前後とは投影装置10のスクリーン側方向及び光線束の進行方向に対しての前後方向を示す。
(First Embodiment)
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an external perspective view of the
そして、投影装置10は、図1に示すように、略直方体形状であって、投影装置10の筐体の前方の側板とされる正面パネル12の側方に投影口を覆うレンズカバー19を有するとともに、この正面パネル12には複数の排気孔17を設けている。さらに、図示しないがリモートコントローラからの制御信号を受信するIr受信部を備えている。
Then, as shown in FIG. 1, the
また、筐体の上面パネル11にはキー/インジケータ部37が設けられ、このキー/インジケータ部37には、電源スイッチキーや電源のオン又はオフを報知するパワーインジケータ、投影のオン、オフを切りかえる投影スイッチキー、光源装置や表示素子又は制御回路等が過熱したときに報知をする過熱インジケータ等のキーやインジケータが配置されている。
Further, a key /
さらに、筐体の背面には、背面パネルにUSB端子やアナログRGB映像信号が入力される映像信号入力用のD−SUB端子、S端子、RCA端子、音声出力端子等を設ける入出力コネクタ部及び電源アダプタプラグ等の各種端子(群)20が設けられている。また、背面パネルには、複数の吸気孔が形成されている。なお、図示しない筐体の側板である右側パネル、及び、図1に示した側板である左側パネル15や正面パネル12には、各々複数の排気孔17が形成されている。また、左側パネル15の背面パネル近傍の隅部や背面パネルには、吸気孔18も形成されている。
Further, on the back surface of the housing, an input / output connector portion provided with a USB terminal, a D-SUB terminal for inputting an analog RGB video signal, an S terminal, an RCA terminal, an audio output terminal, etc. Various terminals (groups) 20 such as a power adapter plug are provided. Further, a plurality of intake holes are formed on the back panel. A plurality of
次に、投影装置10の投影装置制御部について図2の機能ブロック図を用いて述べる。投影装置制御部は、制御部38、入出力インターフェース22、画像変換部23、表示エンコーダ24、表示駆動部26等から構成される。
Next, the projection device control unit of the
この制御部38は、投影装置10内の各回路の動作制御を司るものであって、CPU、各種セッティング等の動作プログラムを固定的に記憶したROM及びワークメモリとして使用されるRAM等により構成されている。
The
そして、この投影装置制御部により、入出力コネクタ部21から入力された各種規格の画像信号は、入出力インターフェース22、システムバス(SB)を介して画像変換部23で表示に適した所定のフォーマットの画像信号に統一するように変換されたあと、表示エンコーダ24に出力される。
Then, the image signals of various standards input from the input /
また、表示エンコーダ24は、入力された画像信号をビデオRAM25に展開記憶させた上でこのビデオRAM25の記憶内容からビデオ信号を生成して表示駆動部26に出力する。
Further, the
表示駆動部26は、表示素子制御手段として機能するものであり、表示エンコーダ24から出力された画像信号に対応して適宜フレームレートで空間的光変調素子(SOM)である表示素子51を駆動するものである。そして、この投影装置10は、光源装置60から出射された光線束を後述の光源側光学系を介して表示素子51に照射することにより、表示素子51の反射光で光像を形成し、投影側光学系を介して図示しないスクリーンに画像を投影表示する。なお、この投影側光学系の可動レンズ群235は、レンズモータ45によりズーム調整やフォーカス調整のための駆動が行われる。
The
また、画像圧縮/伸長部31は、画像信号の輝度信号及び色差信号をADCT及びハフマン符号化等の処理によりデータ圧縮して着脱自在な記録媒体とされるメモリカード32に順次書き込む記録処理を行う。
Further, the image compression /
さらに、画像圧縮/伸長部31は、再生モード時にメモリカード32に記録された画像データを読み出し、一連の動画を構成する個々の画像データを1フレーム単位で伸長し、この画像データを、画像変換部23を介して表示エンコーダ24に出力し、メモリカード32に記憶された画像データに基づいて動画等の表示を可能とする処理を行う。
Further, the image compression /
そして、筐体の上面パネル11に設けられるメインキー及びインジケータ等により構成されるキー/インジケータ部37の操作信号は、直接に制御部38に送出され、リモートコントローラからのキー操作信号は、Ir受信部35で受信され、Ir処理部36で復調されたコード信号が制御部38に出力される。
Then, the operation signal of the key /
なお、制御部38にはシステムバス(SB)を介して音声処理部47が接続されている。この音声処理部47は、PCM音源等の音源回路を備えており、投影モード及び再生モード時には音声データをアナログ化し、スピーカ48を駆動して拡声放音させる。
A
また、制御部38は、光源制御部としての光源制御回路41を制御しており、この光源制御回路41は、画像生成時に要求される所定波長帯域の光が光源装置60から出射されるように、励起光源、赤色光源装置及び青色光源装置から所定のタイミングで赤色、緑色及び青色の波長帯域光を発光させる個別の制御を行う。
Further, the
さらに、制御部38は、冷却ファン駆動制御回路43に光源装置60等に設けた複数の温度センサによる温度検出を行わせ、この温度検出の結果から冷却ファンの回転速度を制御させている。また、制御部38は、冷却ファン駆動制御回路43にタイマー等により投影装置10本体の電源オフ後も冷却ファンの回転を持続させる、あるいは、温度センサによる温度検出の結果によっては投影装置10本体の電源をオフにする等の制御も行う。
Further, the
次に、この投影装置10の内部構造について図3に基づいて述べる。図3は、投影装置10の内部構造を示す平面模式図である。投影装置10は、右側パネル14の近傍に制御回路基板241を備えている。この制御回路基板241は、電源回路ブロックや光源制御ブロック等を備えてなる。また、投影装置10は、制御回路基板241の側方、つまり、投影装置10筐体の略中央部分に光源装置60を備えている。さらに、投影装置10は、光源装置60と左側パネル15との間に、光源側光学系170や投影側光学系220が配置されている。
Next, the internal structure of the
光源装置60は、赤色波長帯域光が出射される赤色光源装置120と、緑色波長帯域光が出射される緑色光源装置80と、青色波長帯域光が出射される青色光源装置300と、を備える。緑色光源装置80は、励起光照射装置70と、蛍光板としての蛍光ホイール101を備える蛍光板装置100とにより構成される。そして、光源装置60には、赤、緑、青の各色波長帯域光を導光し、出射する導光光学系140が配置されている。導光光学系140は、各色光源装置から出射される各色波長帯域光を集光レンズ173を介してライトトンネル175の入射口に集光する。
The
緑色光源装置80における励起光源とされる励起光照射装置70は、投影装置10筐体の左右方向における略中央部分であって背面パネル13近傍に配置される。そして、励起光照射装置70は、背面パネル13と光軸が平行になるよう配置された複数の半導体発光素子である青色レーザダイオード71から成る光源群、各青色レーザダイオード71からの出射光の光軸を正面パネル12方向に90度変換する反射ミラー群75、及び、青色レーザダイオード71と右側パネル14との間に配置されたヒートシンク81等を備える。
The excitation
光源群は、2行3列の計6個の青色レーザダイオード71がマトリクス状に配列されて成る。また、各青色レーザダイオード71の光軸上には、各青色レーザダイオード71からの各出射光の指向性を高めるように各々平行光に変換するコリメータレンズ73が夫々配置されている。また、反射ミラー群75は、複数の反射ミラーが階段状に配列されてミラー基板76と一体化されて位置調整を行って生成され、青色レーザダイオード71から出射される光線束の断面積を一方向に縮小して出射する。
The light source group consists of a total of six
ヒートシンク81と背面パネル13との間には冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261とヒートシンク81とによって青色レーザダイオード71が冷却される。さらに、反射ミラー群75と背面パネル13との間にも冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261によって反射ミラー群75が冷却される。
A cooling
緑色光源装置80を構成する蛍光板装置100は、励起光照射装置70から出射される励起光の光路上であって、正面パネル12の近傍に配置される。蛍光板装置100は、正面パネル12と平行となるように、つまり、励起光照射装置70からの出射光の光軸と直交するように配置された蛍光ホイール101と、この蛍光ホイール101を回転駆動するモータ110と、励起光照射装置70から出射される励起光の光線束を蛍光ホイール101に集光するとともに蛍光ホイール101から背面パネル13方向に出射される光線束を集光する集光レンズ群111と、を備える。モータ110と正面パネル12との間には冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261によって蛍光板装置100等が冷却される。
The
ここで、蛍光板としての蛍光ホイール101は、モータ110の回転軸に、円板状の金属製の基材が設けられている。この基材は、銀蒸着等によってミラー加工されることで光を反射する反射面が形成される。この基材には、環状の凹部が形成され、透明樹脂バインダと混合されて設けられた緑色蛍光体の層よりなる蛍光発光領域が環状に形成されている。
Here, in the
そして、励起光照射装置70からの励起光は、蛍光ホイール101の蛍光発光領域上に照射される。このようにして励起光が蛍光発光領域に照射されると、蛍光発光領域の緑色蛍光体層における緑色蛍光体が励起される。緑色蛍光体から全方位に蛍光発光された光線束は、直接、励起光照射装置70側へ、あるいは、蛍光ホイール101の反射面で反射した後に励起光照射装置70側へ出射される。
Then, the excitation light from the excitation
また、蛍光体層の蛍光体に吸収されることなく、金属基材に照射された励起光は、反射面により反射されて再び蛍光体層に入射し、蛍光体を励起することとなる。よって、蛍光ホイール101の凹部の表面を反射面とすることにより、青色レーザダイオード71から出射される励起光の利用効率を上げることができ、より明るく発光させることができる。
Further, the excitation light irradiated to the metal substrate without being absorbed by the phosphor in the phosphor layer is reflected by the reflecting surface and is incident on the phosphor layer again to excite the phosphor. Therefore, by using the surface of the recess of the
なお、蛍光ホイール101の反射面で緑色蛍光体層側に反射された励起光において蛍光体に吸収されることなく励起光照射装置70側に出射された励起光は、第一ダイクロイックミラー141を透過し、蛍光光は第一ダイクロイックミラー141により反射されるため、励起光が外部に出射されることはない。
The excitation light reflected on the green phosphor layer side by the reflecting surface of the
図3において、赤色光源装置120は、青色レーザダイオード71と光軸が平行となるように配置された赤色光源121と、赤色光源121からの出射光を集光する集光レンズ群125と、を備える。そして、この赤色光源装置120は、励起光照射装置70からの出射光及び蛍光ホイール101から出射される緑色波長帯域光と光軸が交差するように配置されている。赤色光源装置120は、赤色光源121の右側パネル14側に配置されるヒートシンク130を備える。そして、ヒートシンク130と正面パネル12との間には冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261によって赤色光源121が冷却される。なお、第1の波長帯域の光である赤色波長帯域光の光源とされる第1の光源である赤色光源121については、詳細を後述する。
In FIG. 3, the red
青色光源装置300は、蛍光板装置100からの出射光の光軸と平行となるように配置された青色光源301と、青色光源301からの出射光を集光する集光レンズ群305と、を備える。そして、この青色光源装置300は、赤色光源装置120からの出射光と光軸が交差するように配置されている。青色光源装置300は、青色光源301の正面パネル12側に配置されるヒートシンク310を備える。そして、ヒートシンク310と正面パネル12との間には冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261によって青色光源301が冷却される。なお、第1の波長帯域と異なる第2の波長帯域の光である青色波長帯域光の光源とされる第2の光源である青色光源301については、詳細を後述する。
The blue
そして、導光光学系140は、赤色、緑色、青色波長帯域の光線束を集光させる集光レンズや、各色波長帯域の光線束の光軸を変換して同一の光軸とさせるダイクロイックミラー等からなる。具体的には、励起光照射装置70から出射される青色波長帯域光である励起光及び蛍光ホイール101から出射される緑色波長帯域光の光軸と、赤色光源装置120から出射される赤色波長帯域光の光軸と、が交差する位置に、青色波長帯域光の励起光及び赤色波長帯域光を透過し、緑色波長帯域光を反射してこの緑色光の光軸を左側パネル15方向に90度変換する第一ダイクロイックミラー141が配置されている。
The light guide
また、青色光源装置300から出射される青色波長帯域光の光軸と、赤色光源装置120から出射される赤色波長帯域光の光軸と、が交差する位置に、青色波長帯域光を透過し、緑色及び赤色波長帯域光を反射してこの緑色及び赤色波長帯域光の光軸を背面パネル13方向に90度変換する第二ダイクロイックミラー148が配置されている。そして、第一ダイクロイックミラー141と第二ダイクロイックミラー148との間には、集光レンズ145が配置されている。
Further, the blue wavelength band light is transmitted at a position where the optical axis of the blue wavelength band light emitted from the blue
このように構成される導光光学系140により、赤色、緑色、青色の各色波長帯域光は、光源側光学系170の集光レンズ173に入射される。すなわち、励起光照射装置70から出射された励起光は、第一ダイクロイックミラー141を透過し、集光レンズ群111を介して蛍光ホイール101の蛍光発光領域に照射される。そして、蛍光板装置100から出射される緑色波長帯域光は、第一ダイクロイックミラー141により反射され、集光レンズ145を介して第二ダイクロイックミラー148により反射され、集光レンズ173に入射される。
With the light guide
また、赤色光源装置120からの出射光である赤色波長帯域光は、第一ダイクロイックミラー141を透過し、集光レンズ145を介して第二ダイクロイックミラー148により反射され、集光レンズ173に入射される。青色光源装置300からの出射光である青色波長帯域光は、第二ダイクロイックミラー148を透過して、集光レンズ173に入射される。
Further, the red wavelength band light emitted from the red
光源側光学系170は、集光レンズ173,ライトトンネル175,集光レンズ178,光軸変換ミラー181,集光レンズ183,照射ミラー185,コンデンサレンズ195により構成されている。なお、コンデンサレンズ195は、コンデンサレンズ195の背面パネル13側に配置される表示素子51から出射された画像光を固定レンズ群225及び可動レンズ群235に向けて出射するので、投影側光学系220の一部ともされている。
The light source side
ライトトンネル175の近傍には、ライトトンネル175の入射口に光源光を集光する集光レンズ173が配置されている。よって、赤色波長帯域光、緑色波長帯域光及び青色波長帯域光は、集光レンズ173により集光され、ライトトンネル175に入射される。ライトトンネル175に入射された光線束は、ライトトンネル175により均一な強度分布の光線束とされる。
In the vicinity of the
ライトトンネル175の背面パネル13側の光軸上には、集光レンズ178を介して、光軸変換ミラー181が配置されている。ライトトンネル175の出射口から出射した光線束は、集光レンズ178で集光された後、光軸変換ミラー181により、左側パネル15側に光軸が変換される。
An optical
光軸変換ミラー181で反射した光線束は、集光レンズ183により集光された後、照射ミラー185により、コンデンサレンズ195を介して表示素子51に所定の角度で照射される。なお、DMDとされる表示素子51は、背面パネル13側にヒートシンク190が設けられ、このヒートシンク190により表示素子51は冷却される。
The light beam reflected by the optical
光源側光学系170により表示素子51の画像形成面に照射された光源光である光線束は、表示素子51の画像形成面で反射され、投影光として投影側光学系220を介してスクリーンに投影される。ここで、投影側光学系220は、コンデンサレンズ195,可動レンズ群235,固定レンズ群225により構成されている。可動レンズ群235は、レンズモータにより移動可能に形成される。そして、可動レンズ群235及び固定レンズ群225は、固定鏡筒に内蔵される。よって、可動レンズ群235を備える固定鏡筒は、可変焦点型レンズとされ、ズーム調節やフォーカス調節が可能に形成される。
The light bundle, which is the light source light applied to the image forming surface of the
このように投影装置10を構成することで、各色光源装置から異なるタイミングで光を出射すると、赤色、緑色及び青色の各波長帯域光が導光光学系140を介して集光レンズ173及びライトトンネル175に順次入射され、さらに光源側光学系170を介して表示素子51に入射されるため、投影装置10の表示素子51であるDMDがデータに応じて各色の光を時分割表示することにより、スクリーンにカラー画像を投影することができる。
By configuring the
次に、図4(a),(b)に基づいて、赤色光源装置120及び赤色光源121について説明する。図4(a)は、赤色光源装置120を拡大して示す平面模式図である。図4(b)は、赤色光源121の出射方向側Pから見た赤色光源121をさらに拡大して示す模式図である。
Next, the red
図4(a),(b)に示す赤色光源121は、赤色光源121から出射方向に向かって左側に赤色LEDチップ121aが配置され、右側に橙色LEDチップ121bが配置される。橙色LEDチップ121bは、赤色LEDチップ121aより発光効率が良い。赤色LEDチップ121aからは、620nm付近の波長の赤色光が発光される。橙色LEDチップ121bからは、613nm付近の波長の橙色光が発光される。従って、赤色波長帯域(例えば610nm〜750nm)における同色系の波長帯域内であって波長の異なる光である赤色光と橙色光のうち、長波長側の赤色光が発光される赤色LEDチップ121aは長波長光発光部とされ、短波長側の橙色光が発光される橙色LEDチップ121bは短波長光発光部とされる。このようにして、第1の光源である赤色光源121は、半導体発光素子とされる2種類の発光ダイオードを備えてなるマルチチップ型として形成されている。
In the
次に、図5(a),(b)に基づいて、青色光源装置300及び青色光源301について説明する。図5(a)は、青色光源装置300を拡大して示す平面模式図である。図5(b)は、青色光源301の出射方向側Qから見た青色光源301をさらに拡大して示す模式図である。
Next, the blue
図5(a),(b)に示す青色光源301は、青色光源301から出射方向に向かって、右側に青色LEDチップ301aが配置され、左側に紫色LEDチップ301bが配置される。紫色LEDチップ301bは、青色LEDチップ301aより発光効率が良い。青色LEDチップ301aからは、460nm付近の波長の青色光が発光される。紫色LEDチップ301bからは、445nm付近の波長の紫色光が発光される。従って、青色波長帯域(例えば435nm〜480nm)における同色系の波長帯域内であって波長の異なる光である青色光と紫色光のうち、長波長側の青色光が発光される青色LEDチップ301aは長波長光発光部とされ、短波長側の紫色光が発光される紫色LEDチップ301bは短波長光発光部とされる。このようにして、第2の光源である青色光源301は、半導体発光素子とされる2種類の発光ダイオードを備えてなるマルチチップ型として形成されている。
In the blue
そして、前述の、図2に示す光源制御部としての光源制御回路41は、第1のモードである「輝度重視モード」と第2のモードである「色重視モード」の2つのモードに基づいて光源装置60を制御する。具体的には、例えば投影装置10が明るい場所に設置された場合には、図示しない照度センサにより自動で、又はユーザの選択により「輝度重視モード」が選択される。第1のモードである「輝度重視モード」においては、制御部38からの赤色波長帯域光の発光指示を受けた光源制御回路41は、赤色LEDチップ121aと橙色LEDチップ121bを同時に発光するよう赤色光源装置120(赤色光源121)を制御する。同様に、「輝度重視モード」においては、制御部38からの青色波長帯域光の発光指示を受けた光源制御回路41は、青色LEDチップ301aと紫色LEDチップ301bを同時に発光するよう青色光源装置300(青色光源301)を制御する。
The light
この「輝度重視モード」で生成される白色光は、蛍光板装置100から出射される緑色波長帯域光に、青色LEDチップ301aからの青色光及び赤色LEDチップ121aからの赤色光と、さらに紫色LEDチップ301bからの紫色光と橙色LEDチップ121bからの橙色光が加えられて生成される。従って、青色波長帯域光及び赤色波長帯域光は、それぞれ短波長側に引き寄せられるので、生成される白色光は、より白色に近い(すなわち輝度が高い)白色光とされる。
The white light generated in this "brightness-oriented mode" includes the green wavelength band light emitted from the
また、暗い室内等に投影装置10を設置して、映画等の上映のため、高い輝度は要しないが投影画像の色味をより鮮明にしたい場合には、照度センサ等により自動で、又はユーザの選択により「色重視モード」を選択することができる。具体的には、第2のモードである「色重視モード」においては、制御部38からの赤色波長帯域光の発光指示を受けた光源制御回路41は、赤色LEDチップ121aのみ発光させ、橙色LEDチップ121bは発光しないよう赤色光源装置120(赤色光源121)を制御する。同様に、制御部38からの青色波長帯域の発光指示を受けた光源制御回路41は、青色LEDチップ301aのみ発光させ、紫色LEDチップ301bは発光しないよう青色光源装置300(青色光源301)を制御する。このようにして、赤色波長帯域光では赤色光のみが出射され、青色波長帯域光では青色光のみが出射されるので、より適正な色味の投影光を得ることができる。
Further, when the
ここで、図6に示すように、赤色光源装置120から出射される赤色波長帯域光である赤色光RDと橙色光ODは、第一ダイクロイックミラー141及び集光レンズ145を介して第二ダイクロイックミラー148により光源側光学系170の集光レンズ173やライトトンネル175に向けて反射される。一方、青色光源装置300から出射される青色波長帯域光である青色光BDと紫色光PDは、第二ダイクロイックミラー148を透過して光源側光学系170の集光レンズ173やライトトンネル175に向けられる。このように、第二ダイクロイックミラー148以降の光路は、赤色光源装置120から出射される赤色波長帯域光(赤色光RD及び橙色光OD)と青色波長帯域光(青色光BD及び紫色光PD)が同一の光路上に導光される区間Gとされる。
Here, as shown in FIG. 6, the red light RD and the orange light OD, which are the red wavelength band light emitted from the red
このとき、赤色光源121における赤色LEDチップ121aと橙色LEDチップ121bの配列と、青色光源301における青色LEDチップ301aと紫色LEDチップ301bの配列との関係により、区間Gにおいて、赤色光RDと青色光BD同士及び橙色光ODと紫色光PD同士が重なり合うようにされている。
At this time, due to the relationship between the arrangement of the
図4(b)及び図5(b)に示すように、投影装置10の水平方向と平行な方向を行方向とした場合に、第1の光源である赤色光源121の長波長光発光部(赤色LEDチップ121a)及び短波長光発光部(橙色LEDチップ121b)の行方向の配列と第2の光源である青色光源301の長波長光発光部(青色LEDチップ301a)及び短波長光発光部(紫色LEDチップ301b)の行方向の配列は対称とされている。これにより、第1の光源である赤色光源121と第2の光源である青色光源301のそれぞれの長波長光発光部(赤色LEDチップ121a及び青色LEDチップ301a)からの出射光(赤色光RD及び青色光BD)及び短波長光発光部(橙色LEDチップ121b及び紫色LEDチップ301b)からの出射光(橙色光OD及び紫色光PD)は、図6に示す区間Gにおいて重なり合うので、赤色光RD、青色光BD及び橙色光OD、紫色光PDの各光の光軸が合わせられて投影画像のブレ等を低減させることができる。
As shown in FIGS. 4 (b) and 5 (b), when the direction parallel to the horizontal direction of the
特に、「色重視モード」において長波長光発光部(赤色LEDチップ121a,青色LEDチップ301a)のみを発光させた場合においては、赤色光源121と青色光源301からの出射光(すなわち赤色光RD及び青色光BD)の光軸のズレ方向を略同一とすることができ、さらに色味が正確な投影画像を得ることができる。
In particular, when only the long-wavelength light emitting unit (
このような「色重視モード」において長波長光発光部(赤色LEDチップ121a,青色LEDチップ301a)のみを発光させた場合、赤色LEDチップ121aの出射光の光軸と、青色LEDチップ301aの出射光の光軸と、が互いに重なり合うと同時に、複数の青色レーザダイオード71を有する励起光照射装置70の照射分布が片側にずれるように、複数の青色レーザダイオード71のうちの一部である一方の側に位置する青色レーザダイオード71のみを点灯させるように制御する。これにより、赤色LEDチップ121aの出射光の光軸と、青色LEDチップ301aの出射光の光軸と、一方の側に位置する青色レーザダイオード71から照射された励起光によって蛍光ホイール101の緑色蛍光体層における緑色蛍光体が励起され蛍光発光された光線束の光軸と、が互いに重なり合うことになる。よって、色ムラの発生を低減させることができる。
When only the long wavelength light emitting unit (
なお、本実施形態においては、第二ダイクロイックミラー148により赤色波長帯域光が反射されるため、赤色光源121の長波長光発光部(赤色LEDチップ121a)及び短波長光発光部(橙色LEDチップ121b)の行方向の配列と青色光源301の長波長光発光部(青色LEDチップ301a)及び短波長光発光部(紫色LEDチップ301b)の行方向の配列を対称としたが、第1の光源及び第2の光源からの出射光の反射ミラーによる反射回数によっては、赤色光源121の長波長光発光部及び短波長光発光部の行方向の配列と青色光源301の長波長光発光部及び短波長光発光部の行方向の配列を同一とすることもできる。
In the present embodiment, since the red wavelength band light is reflected by the second
また、蛍光板装置100の蛍光ホイール101に励起光を照射する励起光照射装置70は、光源制御回路41により、「輝度重視モード」と「色重視モード」における青色レーザダイオード71の駆動個数を変更するよう制御することもできる。すなわち、赤色光源装置120及び青色光源装置300からの出射光の輝度が落される「色重視モード」においては、「輝度重視モード」における青色レーザダイオード71の駆動個数よりも少ない個数の青色レーザダイオード71を駆動するよう光源制御回路41により励起光照射装置70を制御するようにしても良い。これにより、「色重視モード」においても、赤色光源装置120及び青色光源装置300からの出射光と、蛍光板装置100から出射される蛍光光の輝度バランスを取ることができる。
Further, the excitation
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態を図7及び図8に基づいて説明する。第2実施形態は、第1実施形態における赤色光源装置120及び青色光源装置300の赤色光源121の赤色LEDチップ121a及び橙色LEDチップ121bの数及び青色光源301の青色LEDチップ301a及び紫色LEDチップ301bの数を変更して赤色光源装置120A(赤色光源121A)、青色光源装置300A(青色光源301A)としたものである。なお、図7(a)は、赤色光源装置120Aの平面模式図である。図7(b)は、赤色光源121Aの出射方向側Pから見た赤色光源121Aをさらに拡大して示す模式図である。同様に、図8(a)は、青色光源装置300Aの平面模式図である。図8(b)は、青色光源301Aの出射方向側Qから見た青色光源301Aをさらに拡大して示す模式図である。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8. In the second embodiment, the number of
図7(b)に示すように、赤色光源121Aは、長波長光発光部(赤色LEDチップ121a−1,121a−2)及び短波長光発光部(橙色LEDチップ121b−1,121b−2)が複数配置されている。そして、本実施形態において、長波長光発光部(赤色LEDチップ121a−1,121a−2)及び短波長光発光部(橙色LEDチップ121b−1,121b−2)は、複数行複数列のマトリクス状に交互に配置される。具体的には、列方向において2列に配置されている。なお、ここでいう列方向とは、投影装置10における垂直方向(図7(b)の左右方向)をいう。
As shown in FIG. 7B, the
長波長光発光部(赤色LEDチップ121a−1,121a−2)及び短波長光発光部(橙色LEDチップ121b−1,121b−2)の配列は、一方の列(図7(b)の上側の列)においては、長波長光発光部(赤色LEDチップ121a−1)と短波長光発光部(橙色LEDチップ121b−2)が交互に配置される。他方の列(図7(b)の下側の列)は、短波長光発光部(橙色LEDチップ121b−1)と長波長光発光部(赤色LEDチップ121a−2)が交互に配置される。
The arrangement of the long wavelength light emitting unit (
また、図8に示す青色光源装置300A(青色光源301A)も同様に、長波長光発光部(青色LEDチップ301a−1,301a−2)及び短波長光発光部(紫色LEDチップ301b−1,301b−2)は複数行複数列のマトリクス状に交互に配置される。具体的には、2列に複数設けられる。ただし、青色光源301Aの図8(b)における一方側の列である下側の列は長波長光発光部(青色LEDチップ301a−1)と短波長光発光部(紫色LEDチップ301b−2)が交互に配置され、他方側の列である上側の列は短波長光発光部(紫色LEDチップ301b−1)と長波長光発光部(青色LEDチップ301a−2)が交互に配置される。そして、赤色光源121Aにおける長波長光発光部及び短波長光発光部の行方向の配列と、青色光源301Aにおける長波長光発光部及び短波長光発光部の行方向の配列は、対称である。
Similarly, the blue
このように、赤色光源121A及び青色光源301Aは、同色系の波長の光である赤色光と橙色光及び青色光と紫色光の発光素子をそれぞれ対称に配置することで、上記の「輝度重視モード」において全ての発光素子である長波長光発光部(赤色LEDチップ121a−1,121a−2及び青色LEDチップ301a−1,301a−2)及び短波長光発光部(橙色LEDチップ121b−1,121b−2及び紫色LEDチップ301b−1,301b−2)を発光させた場合においても、長波長光発光部や短波長光発光部からの出射光が集中してしまうことが無いので、色ムラの発生を低減させることができる。
As described above, the
さらに、赤色光源121Aにおける長波長光発光部及び短波長光発光部の行方向の配列と青色光源301Aにおける長波長光発光部及び短波長光発光部の行方向の配列を対称とすることにより、赤色光源装置120Aからの出射光と青色光源装置300Aからの出射光が同一の光路上に導光される区間G(図6参照)において、赤色光源121A及び青色光源301Aの長波長光発光部からの出射光同士及び短波長光発光部からの出射光同士が重なり合うように合わせられる。従って、投影画像等のブレを低減することができる。
Further, by making the arrangement of the long-wavelength light emitting unit and the short-wavelength light emitting unit in the
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態を図9及び図10に基づいて説明する。第3実施形態は、第1実施形態における赤色光源装置120及び青色光源装置300の赤色光源121の赤色LEDチップ121a及び橙色LEDチップ121bの数及び青色光源301の青色LEDチップ301a及び紫色LEDチップ301bの数を変更して赤色光源装置120B(赤色光源121B)、青色光源装置300B(青色光源301B)としたものである。なお、図9(a)は、赤色光源装置120Bの平面模式図である。図9(b)は、赤色光源121Bの出射方向側Pから見た赤色光源121Bをさらに拡大して示す模式図である。同様に、図10(a)は、青色光源装置300Bの平面模式図である。図10(b)は、青色光源301Bの出射方向側Qから見た青色光源301Bをさらに拡大して示す模式図である。
(Third Embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10. In the third embodiment, the number of
図9に示すように、本実施形態における赤色光源121Bの長波長光発光部(赤色LEDチップ121a−1,121a−2,121a−3)及び短波長光発光部(橙色LEDチップ121b−1,121b−2,121b−3)は、複数行複数列のマトリクス状に交互に配置される。具体的には、2列に複数設けられる。そして、一方の列(図9(b)の上側の列)は、長波長光発光部(赤色LEDチップ121a−1)、短波長光発光部(橙色LEDチップ121b−2)、長波長光発光部(赤色LEDチップ121a−3)の順で並ぶよう、長波長光発光部と短波長光発光部とが交互に配置される。他方の列(図7(b)の下側の列)は、短波長光発光部(橙色LEDチップ121b−1)、長波長光発光部(赤色LEDチップ121a−2)、短波長光発光部(橙色LEDチップ121b−3)の順で並ぶよう、短波長発光部と長波長光発光部とが交互に配置される。
As shown in FIG. 9, the long wavelength light emitting unit (
また、図10に示す青色光源装置300B(青色光源301B)も同様に、長波長光発光部(青色LEDチップ301a−1,301a−2,301a−3)及び短波長光発光部(紫色LEDチップ301b−1,301b−2,301b−3)は複数行複数列のマトリクス状に交互に配置される。具体的には、2列に複数設けられる。そして、青色光源301Bの図10(b)における一方側の列である下側の列は長波長光発光部(青色LEDチップ301a−1)、短波長光発光部(紫色LEDチップ301b−2)、長波長光発光部(青色LEDチップ301a−3)の順に並ぶように、長波長光発光部と短波長光発光部が交互に配置される。また、他方側の列である上側の列は短波長光発光部(紫色LEDチップ301b−1)、長波長光発光部(青色LEDチップ301a−2)、短波長光発光部(紫色LEDチップ301b−3)の順に並ぶように、長波長光発光部と短波長光発光部が交互に配置される。従って、赤色光源121Bにおける長波長光発光部及び短波長光発光部の行方向の配列と、青色光源301Bにおける長波長光発光部及び短波長光発光部の行方向の配列は、対称である。
Similarly, the blue
このように、本実施形態においても、赤色光源121B及び青色光源301Bは、同色系の波長の光である赤色光と橙色光及び青色光と紫色光の発光素子をそれぞれ対称に配置することで、上記の「輝度重視モード」において全ての発光素子である長波長光発光部(赤色LEDチップ121a−1,121a−2,121a−3及び青色LEDチップ301a−1,301a−2,310a−3)及び短波長光発光部(橙色LEDチップ121b−1,121b−2,121b−3及び紫色LEDチップ301b−1,301b−2,301b−3)を発光させた場合においても、長波長光発光部や短波長光発光部からの出射光が集中してしまうことが無いので、色ムラの発生を低減させることができる。
As described above, also in the present embodiment, the
さらに、赤色光源121Bにおける長波長光発光部及び短波長光発光部の行方向の配列と青色光源301Bにおける長波長光発光部及び短波長光発光部の行方向の配列を対称とすることにより、赤色光源装置120Bからの出射光と青色光源装置300Bからの出射光が同一の光路上に導光される区間G(図6参照)において、赤色光源121B及び青色光源301Bの長波長光発光部からの出射光同士及び短波長光発光部からの出射光同士が重なり合うように合わせられる。従って、投影画像等のブレを低減することができる。
Further, by making the arrangement of the long-wavelength light emitting unit and the short-wavelength light emitting unit in the
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は以上の実施形態によって限定されることはなく、種々の変更を加えて実施することができる。例えば、赤色光源121(121A,121B)及び青色光源301(301A,301B)は、発光ダイオードにより構成したが、レーザダイオード等のその他の半導体発光素子や他の発光素子を用いることもできる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments and can be implemented with various modifications. For example, the red light source 121 (121A, 121B) and the blue light source 301 (301A, 301B) are composed of light emitting diodes, but other semiconductor light emitting elements such as laser diodes and other light emitting elements can also be used.
また、以上の実施形態においては、赤色光源121(121A,121B)及び青色光源301(301A,301B)における行方向は、投影装置10に対して水平方向とし、列方向は投影装置10に対して垂直な方向としたが、これに限られず、行方向は投影装置10に対して垂直な方向とし、列方向は投影装置10に対して水平方向とする等、その方向は任意に設定することができる。
Further, in the above embodiment, the row direction of the red light source 121 (121A, 121B) and the blue light source 301 (301A, 301B) is horizontal with respect to the
以上の本発明の実施形態によれば、光源装置60は、第1の光源とされる赤色光源121(121A,121B)を有する赤色光源装置120(120A,120B)と、第2の光源とされる青色光源301(301A,301B)を有する青色光源装置300(300A,300B)を備える。赤色光源121(121A,121B)からは、第1の波長帯域の光として赤色波長帯域光が出射される。青色光源301(301A,301B)からは、第2の波長帯域光として青色波長帯域光が出射される。そして、赤色光源121(121A,121B)、青色光源301(301A,301B)は、それぞれ、同色系の波長帯域内であって波長の異なる光のうち、長波長側の光である赤色光、青色光が発光される長波長光発光部である赤色LEDチップ121a,青色LEDチップ301aと、短波長側の光である橙色光、紫色光が発光される短波長光発光部である橙色LEDチップ121b、紫色LEDチップ301bとを備える。
According to the above-described embodiment of the present invention, the
これにより、赤色光源装置120(120A,120B)及び青色光源装置300(300A,300B)は、同色系の波長帯域内であって波長の異なる光を発光することができるので、白色光を生成する場合において白色光の輝度を向上させることができる。また、赤色光源装置120(120A,120B)及び青色光源装置300(300A,300B)は、それぞれ2種類のLEDチップが配置されるので、光源装置60をコンパクトに形成することができる。つまり、橙色LEDチップ121bは、赤色LEDチップ121aより発光効率が良い。このため、単に赤色LEDチップ121aを2個設けるよりも、赤色LEDチップ121aと橙色LEDチップ121bを並設する方が輝度を向上させることができる。同様に、紫色LEDチップ301bは、青色LEDチップ301aより発光効率が良い。このため、単に青色LEDチップ301aを2個設けるよりも、青色LEDチップ301aと紫色LEDチップ301bを並設する方が輝度を向上させることができる。
As a result, the red light source device 120 (120A, 120B) and the blue light source device 300 (300A, 300B) can emit light having different wavelengths within the wavelength band of the same color system, so that white light is generated. In some cases, the brightness of white light can be improved. Further, since two types of LED chips are arranged in each of the red light source device 120 (120A, 120B) and the blue light source device 300 (300A, 300B), the
また、第1の光源である赤色光源121(121A,121B)及び第2の光源である青色光源301(301A,301B)は、それぞれ長波長光発光部(赤色LEDチップ121a,青色LEDチップ301a)及び短波長光発光部(橙色LEDチップ121b,紫色LEDチップ301b)が複数行複数列のマトリクス状に交互に配置される。
Further, the red light source 121 (121A, 121B) which is the first light source and the blue light source 301 (301A, 301B) which is the second light source are long-wavelength light emitting units (
これにより、第1の光源及び第2の光源それぞれの長波長光発光部及び短波長光発光部の配列を対称とすることができる。従って、長波長光発光部及び短波長光発光部を共に発光させた場合であっても、色の偏りのない出射光とすることができるので、投影光の色ムラを低減することができる光源装置60を得ることができる。
As a result, the arrangement of the long-wavelength light emitting unit and the short-wavelength light emitting unit of the first light source and the second light source can be made symmetrical. Therefore, even when both the long-wavelength light emitting unit and the short-wavelength light emitting unit are emitted, the emitted light can be produced without color bias, so that the color unevenness of the projected light can be reduced. The
また、第1の光源である赤色光源121(121A,121B)における長波長光発光部(赤色LEDチップ121a)及び短波長光発光部(橙色LEDチップ121b)の配列と第2の光源である青色光源301(301A,301B)における長波長光発光部(青色LEDチップ301a)及び短波長光発光部(紫色LEDチップ301b)の配列は、区間Gにおいて、第1の光源及び第2の光源それぞれの長波長光発光部からの出射光同士及び短波長光発光部からの出射光同士が重なり合うように配列される。これにより、投影画像のブレ等が低減される光源装置60を提供することができる。
Further, the arrangement of the long-wavelength light emitting unit (
第1実施形態では、赤色光源121に1つの赤色LEDチップ121a、青色光源301に1つの青色LEDチップ301aを形成するとした。また、第2実施形態では、赤色光源121Aに2つの赤色LEDチップ121a、青色光源301Aに2つの青色LEDチップ301aを形成するとした。また、第3実施形態では、赤色光源121Bに3つの赤色LEDチップ121a、青色光源301Bに3つの青色LEDチップ301aを形成するとした。
In the first embodiment, one
このように各実施形態において、赤色LEDチップ121aの数、青色LEDチップ301aの数を異ならせてそれぞれ赤色光源121、121A、121B、青色光源301、301A、301Bを形成した。これら赤色LEDチップ121aの数及び青色LEDチップ301aの数に応じて、青色レーザダイオード71の個数を増減させるようにしても良い。このようにすることで、赤色LEDチップ121aの出射光の光軸と、青色LEDチップ301aの出射光の光軸と、青色レーザダイオード71から照射された励起光によって蛍光ホイール101の緑色蛍光体層における緑色蛍光体が励起され蛍光発光された光線束の光軸と、が互いに重なり合うようにすることができる。これにより、色ムラを低減させ、投影される画質を良好にすることができる。
As described above, in each embodiment, the number of the
また、第1の光源である赤色光源121(121A,121B)の長波長光発光部(赤色LEDチップ121a)及び短波長光発光部(橙色LEDチップ121b)の行方向の配列と、第2の光源である青色光源301(301A,301B)における長波長光発光部(青色LEDチップ301a)及び短波長光発光部(紫色LEDチップ301b)の行方向の配列は対称とされる。これにより、第1の光源及び第2の光源から出射される光の一方がミラー等により90度の角度で反射されるよう光路が設定される場合であっても、区間Gにおいて、第1の光源及び第2の光源それぞれの長波長光発光部からの出射光同士及び短波長光発光部からの出射光同士を合わせることができる。
Further, the arrangement in the row direction of the long-wavelength light emitting unit (
また、光源制御部とされる光源制御回路41は、第1の光源(赤色光源121(121A,121B))及び第2の光源(青色光源301(301A,301B))それぞれの長波長光発光部(赤色LEDチップ121a,青色LEDチップ301a)及び短波長光発光部(橙色LEDチップ121b,紫色LEDチップ301b)を共に発光させる第1のモード(輝度重視モード)と、第1の光源及び第2の光源それぞれの長波長光発光部のみを発光させる第2のモード(色重視モード)を有する。これにより、高輝度の光源光としたり、各色の色味を重視した光源光としたりすることができる光源装置60を提供することができる。
The light
また、第1の光源は赤色LEDチップ121a、橙色LEDチップ121bを備えて半導体発光素子からなる赤色光源121(121A,121B)とし、第2の光源は青色LEDチップ301a、紫色LEDチップ301bを備えて半導体発光素子からなる青色光源301(301A,301B)とした。これにより、省電力で駆動することができる光源装置60を得ることができる。
The first light source is a red light source 121 (121A, 121B) including a
また、第1の波長帯域の光とされる赤色波長帯域光を出射する赤色光源装置120(120A,120B)は、赤色光を発光する赤色LEDチップ121aと、橙色光を発光する橙色LEDチップ121bとにより形成される赤色光源121(121A,121B)を有する。一方、第2の波長帯域の光とされる青色波長帯域光を出射する青色光源装置300は、青色光を発光する青色LEDチップ301aと、紫色光を発光する紫色LEDチップ301bとにより形成される青色光源301(301A,301B)を有する。これにより、赤色光、青色光は、それぞれの光よりも短波長側の橙色光、紫色光とともに各色光源装置から出射させることができる。
Further, the red light source devices 120 (120A, 120B) that emit red wavelength band light, which is considered to be light in the first wavelength band, include a
また、光源装置60は、励起光源とされる励起光照射装置70と、蛍光板とされる蛍光ホイール101を備える蛍光板装置100を有する。そして、蛍光ホイール101に励起光が照射されると、緑色波長帯域の蛍光光が出射される。これにより、赤色光源装置120から出射される赤色波長帯域光及び青色光源装置300から出射される青色波長帯域光により生成される白色光は、赤色光源121(121A,121B)の橙色LEDチップ121b及び青色光源301(301A,301B)の紫色LEDチップ301bにより、さらに白色に近い白色光とすることができるので、より高輝度な光を得ることができる。
Further, the
そして、光源制御部とされる光源制御回路41は、第1の光源(赤色光源121(121A,121B))及び第2の光源(青色光源301(301A,301B))の輝度に合わせて励起光源を制御する。これにより、赤色光源121(121A,121B)及び青色光源301(301A,301B)からの出射光の輝度に合わせて蛍光板装置100からの出射光の輝度を調整することができるので、適切な輝度バランスの光源光を得ることができる。
Then, the light
また、投影装置10は、光源装置60と、表示素子51と、投影側光学系220と、投影装置制御部とにより形成した。これにより、白色光の輝度を向上させつつ小型に形成することができる光源装置60を備える投影装置10を提供することができる。
Further, the
また、以上説明した実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Moreover, the embodiment described above is presented as an example, and is not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
以下に、本願出願の最初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1]第1の波長帯域の光が出射される第1の光源と、前記第1の波長帯域と異なる第2の波長帯域の光が出射される第2の光源と、を備え、
前記第1の光源及び前記第2の光源は、それぞれ、同色系の波長帯域内であって波長の異なる光のうち、長波長側の光が発光される長波長光発光部と、短波長側の光が発光される短波長光発光部と、を備えることを特徴とする光源装置。
[2]前記第1の光源及び前記第2の光源は、それぞれ前記長波長光発光部及び前記短波長光発光部が複数行複数列のマトリクス状に交互に配置されることを特徴とする前記[1]に記載の光源装置。
[3]前記第1の光源における前記長波長光発光部及び前記短波長光発光部の配列と前記第2の光源における前記長波長光発光部及び前記短波長光発光部の配列は、前記第1の波長帯域の光と前記第2の波長帯域の光とが同一の光路上に導光される区間において、前記第1の光源及び前記第2の光源それぞれの前記長波長光発光部からの出射光同士及び前記短波長光発光部からの出射光同士が重なり合うように配列されることを特徴とする前記[1]又は前記[2]に記載の光源装置。
[4]前記第1の光源における前記長波長光発光部及び前記短波長光発光部の行方向の配列と前記第2の光源における前記長波長光発光部及び前記短波長光発光部の行方向の配列は対称であることを特徴とする前記[1]乃至前記[3]の何れかに記載の光源装置。
[5]前記第1の光源及び前記第2の光源それぞれの前記長波長光発光部及び前記短波長光発光部を共に発光させる第1のモードと、前記第1の光源及び前記第2の光源それぞれの前記長波長光発光部のみを発光させる第2のモードと、を有する光源制御部を備えることを特徴とする前記[1]乃至前記[4]の何れかに記載の光源装置。
[6]前記第1の光源及び前記第2の光源は、半導体発光素子からなることを特徴とする前記[1]乃至前記[5]の何れかに記載の光源装置。
[7]前記第1の光源における前記第1の波長帯域の光は赤色波長帯域光とされ、前記第1の光源における前記長波長光発光部及び前記短波長光発光部が発光する光はそれぞれ赤色光及び橙色光とされ、
前記第2の光源における前記第2の波長帯域の光は青色波長帯域光とされ、前記第2の光源における前記長波長光発光部及び前記短波長光発光部が発光する光はそれぞれ青色光及び紫色光とされることを特徴とする前記[1]乃至前記[6]の何れか記載の光源装置。
[8]励起光源と、前記励起光源からの励起光により緑色波長帯域の蛍光光を発光する蛍光板を備える蛍光板装置と、を有することを特徴とする前記[5]に記載の光源装置。
[9]前記励起光源は複数の青色レーザダイオードを含み、
前記複数の青色レーザダイオードは、前記第1の光源及び前記第2の光源それぞれの前記長波長光発光部のみを発光させる前記第2のモードでの投影時に、前記第1の光源の前記長波長光発光部からの出射光と、前記第2の光源の前記長波長光発光部からの出射光と、前記複数の青色レーザダイオードから照射された励起光によって前記蛍光板における緑色蛍光体が励起され蛍光発光された光線束の光軸と、が互いに重なり合うように配置されることを特徴とする前記[8]に記載の光源装置。
[10]前記励起光源は複数の青色レーザダイオードを含み、
前記複数の青色レーザダイオードの数は、前記第1の光源及び前記第2の光源それぞれの前記長波長光発光部の数に応じて増減されることを特徴とする前記[8]又は前記[9]に記載の光源装置。
[11]前記励起光源は複数の青色レーザダイオードを含み、
前記光源制御部は、前記第1の光源及び前記第2の光源それぞれの前記長波長光発光部のみを発光させる前記第2のモードでの投影時に、前記第1の光源の前記長波長光発光部からの出射光と、前記第2の光源の前記長波長光発光部からの出射光と、前記複数の青色レーザダイオードから照射された励起光によって前記蛍光板における緑色蛍光体が励起され蛍光発光された光線束の光軸と、が互いに重なり合うように、前記複数の青色レーザダイオードのうちの一部の青色レーザダイオードを点灯させるように制御することを特徴とする前記[8]に記載の光源装置。
[12]前記励起光源は、前記第1の光源及び前記第2の光源の輝度に合わせて駆動されることを特徴とする前記[8]に記載の光源装置。
[13]前記[1]乃至前記[12]の何れかに記載の光源装置と、
前記光源装置からの光源光が照射され、画像光を形成する表示素子と、
前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影側光学系と、
前記表示素子と、前記光源装置を制御する投影装置制御部と、
を有することを特徴とする投影装置。
The inventions described in the first claims of the present application are described below.
[1] A first light source that emits light in the first wavelength band and a second light source that emits light in a second wavelength band different from the first wavelength band are provided.
The first light source and the second light source are a long-wavelength light emitting unit in which light on the long-wavelength side is emitted and a light-emitting portion on the short-wavelength side among light having different wavelengths within the wavelength band of the same color system, respectively. A light source device including a short wavelength light emitting unit that emits the light of the above.
[2] The first light source and the second light source are characterized in that the long wavelength light emitting unit and the short wavelength light emitting unit are alternately arranged in a matrix of a plurality of rows and a plurality of columns, respectively. The light source device according to [1].
[3] The arrangement of the long wavelength light emitting unit and the short wavelength light emitting unit in the first light source and the arrangement of the long wavelength light emitting unit and the short wavelength light emitting unit in the second light source are the first. In the section where the light in the first wavelength band and the light in the second wavelength band are guided on the same optical path, the long-wavelength light emitting unit of each of the first light source and the second light source The light source device according to the above [1] or the above [2], wherein the emitted lights and the emitted lights from the short-wavelength light emitting unit are arranged so as to overlap each other.
[4] The row direction arrangement of the long wavelength light emitting unit and the short wavelength light emitting unit in the first light source and the row direction of the long wavelength light emitting unit and the short wavelength light emitting unit in the second light source. The light source device according to any one of the above [1] to [3], wherein the arrangement of the light sources is symmetrical.
[5] A first mode in which the long-wavelength light emitting unit and the short-wavelength light emitting unit of each of the first light source and the second light source emit light, and the first light source and the second light source. The light source device according to any one of the above [1] to the above [4], further comprising a light source control unit having a second mode for emitting light only from each of the long wavelength light emitting units.
[6] The light source device according to any one of [1] to [5], wherein the first light source and the second light source are composed of a semiconductor light emitting element.
[7] The light in the first wavelength band in the first light source is regarded as red wavelength band light, and the light emitted by the long wavelength light emitting unit and the short wavelength light emitting unit in the first light source is respectively. Red light and orange light
The light in the second wavelength band in the second light source is defined as blue wavelength band light, and the light emitted by the long wavelength light emitting unit and the short wavelength light emitting unit in the second light source is blue light and blue light, respectively. The light source device according to any one of the above [1] to [6], wherein the light source is purple light.
[8] The light source device according to the above [5], wherein the light source device includes an excitation light source and a fluorescence plate device including a fluorescence plate that emits fluorescence light in the green wavelength band by the excitation light from the excitation light source.
[9] The excitation light source includes a plurality of blue laser diodes.
The plurality of blue laser diodes have the long wavelength of the first light source when projected in the second mode in which only the long wavelength light emitting portion of each of the first light source and the second light source emits light. The green phosphor in the fluorescent plate is excited by the emitted light from the light emitting unit, the emitted light from the long-wavelength light emitting unit of the second light source, and the excitation light emitted from the plurality of blue laser diodes to fluoresce. The light source device according to the above [8], wherein the optical axes of the emitted light bundles are arranged so as to overlap each other.
[10] The excitation light source includes a plurality of blue laser diodes.
The number of the plurality of blue laser diodes is increased or decreased according to the number of the long wavelength light emitting portions of each of the first light source and the second light source, according to the above [8] or the above [9]. ] The light source device described in.
[11] The excitation light source includes a plurality of blue laser diodes.
The light source control unit emits light from the first light source at the time of projection in the second mode in which only the long-wavelength light emitting unit of each of the first light source and the second light source emits light. The green phosphor in the fluorescent screen is excited by the emitted light from the unit, the emitted light from the long-wavelength light emitting unit of the second light source, and the excitation light emitted from the plurality of blue laser diodes to emit fluorescent light. The light source device according to the above [8], wherein a part of the blue laser diodes is controlled to be turned on so that the optical axes of the light flux are overlapped with each other. ..
[12] The light source device according to the above [8], wherein the excitation light source is driven according to the brightness of the first light source and the second light source.
[13] The light source device according to any one of the above [1] to [12],
A display element that is irradiated with light from the light source device to form image light,
A projection side optical system that projects the image light emitted from the display element onto a screen, and
The display element, a projection device control unit that controls the light source device, and
A projection device characterized by having.
10 投影装置 11 上面パネル
12 正面パネル 13 背面パネル
14 右側パネル 15 左側パネル
17 排気孔 18 吸気孔
19 レンズカバー 21 入出力コネクタ部
22 入出力インターフェース 23 画像変換部
24 表示エンコーダ 25 ビデオRAM
26 表示駆動部 31 画像圧縮/伸長部
32 メモリカード 35 Ir受信部
36 Ir処理部 37 キー/インジケータ部
38 制御部 41 光源制御回路
43 冷却ファン駆動制御回路 45 レンズモータ
47 音声処理部 48 スピーカ
51 表示素子 60 光源装置
70 励起光照射装置(励起光源) 71 青色レーザダイオード
73 コリメータレンズ 75 反射ミラー群
76 ミラー基板
80 緑色光源装置 81 ヒートシンク
100 蛍光板装置 101 蛍光ホイール
110 モータ
111 集光レンズ群 120 赤色光源装置
120A 赤色光源装置 120B 赤色光源装置
121 赤色光源 121A 赤色光源
121B 赤色光源 121a 赤色LEDチップ
121a−1 赤色LEDチップ 121a−2 赤色LEDチップ
121a−3 赤色LEDチップ 121b 橙色LEDチップ
121b−1橙色LEDチップ 121b−2 橙色LEDチップ
121b−3橙色LEDチップ 125 集光レンズ群
130 ヒートシンク 140 導光光学系
141 第一ダイクロイックミラー 145 集光レンズ
148 第二ダイクロイックミラー 170 光源側光学系
173 集光レンズ 175 ライトトンネル
178 集光レンズ 181 光軸変換ミラー
183 集光レンズ 185 照射ミラー
190 ヒートシンク 195 コンデンサレンズ
220 投影側光学系 225 固定レンズ群
235 可動レンズ群 241 制御回路基板
261 冷却ファン 300 青色光源装置
300A 青色光源装置 300B 青色光源装置
301 青色光源 301A 青色光源
300B 青色光源 301a 青色LEDチップ
301a−1 青色LEDチップ 301a−2 青色LEDチップ
301a−3 青色LEDチップ 301b 紫色LEDチップ
301b−1 紫色LEDチップ 301b−2 紫色LEDチップ
301b−3 紫色LEDチップ 305 集光レンズ群
310 ヒートシンク
10
26 Display drive unit 31 Image compression / decompression unit 32 Memory card 35 Ir receiver 36 Ir processing unit 37 Key / indicator 38 Control unit 41 Light source control circuit 43 Cooling fan drive control circuit 45 Lens motor 47 Sound processing unit 48 Speaker 51 Display Element 60 Light source device 70 Excitation light irradiation device (excitation light source) 71 Blue laser diode 73 Collimeter lens 75 Reflection mirror group 76 Mirror substrate 80 Green light source device 81 Heat sink 100 Fluorescent plate device 101 Fluorescent wheel 110 Motor 111 Condensing lens group 120 Red light source device 120A Red light source device 120B Red light source device 121 Red light source 121A Red light source 121B Red light source 121a Red LED chip 121a-1 Red LED chip 121a-2 Red LED chip 121a-3 Red LED chip 121b Orange LED chip 121b-1 Orange LED chip 121b -2 Orange LED chip 121b-3 Orange LED chip 125 Condensing lens group 130 Heat sink 140 Light guide optical system 141 First dichroic mirror 145 Condensing lens 148 Second dichroic mirror 170 Light source side optical system 173 Condensing lens 175 Light tunnel 178 Condensing lens 181 Optical axis conversion mirror 183 Condensing lens 185 Irradiation mirror 190 Heat sink 195 Condenser lens 220 Projection side optical system 225 Fixed lens group 235 Movable lens group 241 Control circuit board 261 Cooling fan 300 Blue light source device 300A Blue light source device 300B Light source device 301 Blue light source 301A Blue light source 300B Blue light source 301a Blue LED chip 301a-1 Blue LED chip 301a-2 Blue LED chip 301a-3 Blue LED chip 301b Purple LED chip 301b-1 Purple LED chip 301b-2 Purple LED chip 301b -3 Purple LED chip 305 Condensing lens group 310 Heat source
Claims (12)
前記第1の波長帯域と異なる第2の波長帯域の光が出射される第2の光源と、
を備え、
前記第1の光源及び前記第2の光源は、それぞれ、610nm〜750nmにおける同色系の波長帯域内及び435nm〜480nmにおける同色系の波長帯域内であって波長の異なる光のうち、長波長側の光が発光される長波長光発光部と、短波長側の光が発光される短波長光発光部と、を備え、
前記第1の光源における前記長波長光発光部及び前記短波長光発光部の配列と前記第2の光源における前記長波長光発光部及び前記短波長光発光部の配列は、前記第1の波長帯域の光と前記第2の波長帯域の光とが同一の光路上に導光される区間において、前記第1の光源及び前記第2の光源それぞれの前記長波長光発光部からの出射光同士及び前記短波長光発光部からの出射光同士が重なり合うように配列されることを特徴とする光源装置。 A first light source that emits light in the first wavelength band,
A second light source that emits light in a second wavelength band different from the first wavelength band,
With
The first light source and the second light source, respectively, 61 of the light with different wavelengths lie in the wavelength band of the same color system in the wavelength band and 4 3 5nm~480nm of the same color system in 0Nm~750nm, long A long-wavelength light emitting unit that emits light on the wavelength side and a short-wavelength light emitting unit that emits light on the short wavelength side are provided.
The arrangement of the long-wavelength light emitting unit and the short-wavelength light emitting unit in the first light source and the arrangement of the long-wavelength light emitting unit and the short-wavelength light emitting unit in the second light source are the first wavelength. In the section where the light in the band and the light in the second wavelength band are guided on the same optical path, the light emitted from the long wavelength light emitting unit of each of the first light source and the second light source A light source device characterized in that the light emitted from the short-wavelength light emitting unit is arranged so as to overlap each other.
前記第2の光源における前記第2の波長帯域の光は青色波長帯域光とされ、前記第2の光源における前記長波長光発光部及び前記短波長光発光部が発光する光はそれぞれ青色光及び紫色光とされることを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れかに記載の光源装置。 The light in the first wavelength band in the first light source is regarded as red wavelength band light, and the light emitted by the long wavelength light emitting unit and the short wavelength light emitting unit in the first light source is red light and light emitting, respectively. It is said to be orange light
The light in the second wavelength band in the second light source is defined as blue wavelength band light, and the light emitted by the long wavelength light emitting unit and the short wavelength light emitting unit in the second light source is blue light and blue light, respectively. The light source device according to any one of claims 1 to 5, wherein the light source is purple light.
前記複数の青色レーザダイオードは、前記第1の光源及び前記第2の光源それぞれの前記長波長光発光部のみを発光させる前記第2のモードでの投影時に、前記第1の光源の前記長波長光発光部からの出射光と、前記第2の光源の前記長波長光発光部からの出射光と、前記複数の青色レーザダイオードから照射された励起光によって前記蛍光板における緑色蛍光体が励起され蛍光発光された光線束の光軸と、が互いに重なり合うように配置されることを特徴とする請求項7に記載の光源装置。 The excitation light source includes a plurality of blue laser diodes.
The plurality of blue laser diodes have the long wavelength of the first light source when projected in the second mode in which only the long wavelength light emitting portion of each of the first light source and the second light source emits light. The green phosphor in the fluorescent plate is excited by the emitted light from the light emitting unit, the emitted light from the long-wavelength light emitting unit of the second light source, and the excitation light emitted from the plurality of blue laser diodes to fluoresce. The light source device according to claim 7, wherein the optical axes of the emitted light bundles are arranged so as to overlap each other.
前記複数の青色レーザダイオードの数は、前記第1の光源及び前記第2の光源それぞれの前記長波長光発光部の数に応じて増減されることを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の光源装置。 The excitation light source includes a plurality of blue laser diodes.
7. The number of the plurality of blue laser diodes is increased or decreased according to the number of the long wavelength light emitting units of each of the first light source and the second light source, according to claim 7 or 8. The light source device described.
前記光源制御部は、前記第1の光源及び前記第2の光源それぞれの前記長波長光発光部のみを発光させる前記第2のモードでの投影時に、前記第1の光源の前記長波長光発光部からの出射光と、前記第2の光源の前記長波長光発光部からの出射光と、前記複数の青色レーザダイオードから照射された励起光によって前記蛍光板における緑色蛍光体が励起され蛍光発光された光線束の光軸と、が互いに重なり合うように、前記複数の青色レーザダイオードのうちの一部の青色レーザダイオードを点灯させるように制御することを特徴とする請求項7に記載の光源装置。 The excitation light source includes a plurality of blue laser diodes.
The light source control unit emits light from the first light source at the time of projection in the second mode in which only the long-wavelength light emitting unit of each of the first light source and the second light source emits light. The green phosphor in the fluorescent screen is excited by the emitted light from the unit, the emitted light from the long-wavelength light emitting unit of the second light source, and the excitation light emitted from the plurality of blue laser diodes to emit fluorescent light. The light source device according to claim 7, wherein a part of the blue laser diodes is controlled to be turned on so that the optical axes of the light flux are overlapped with each other.
前記光源装置からの光源光が照射され、画像光を形成する表示素子と、
前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影側光学系と、
前記表示素子と、前記光源装置を制御する投影装置制御部と、
を有することを特徴とする投影装置。
The light source device according to any one of claims 1 to 11.
A display element that is irradiated with light from the light source device to form image light,
A projection side optical system that projects the image light emitted from the display element onto a screen, and
The display element, a projection device control unit that controls the light source device, and
A projection device characterized by having.
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