JP7205726B2 - 光源装置及び投影装置 - Google Patents
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Description
以下、本発明を実施するための形態について述べる。図1は、投影装置10の機能回路ブロック図である。投影装置制御部(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。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後、表示エンコーダ24に出力される。
次に、実施形態2について説明する。図6は、実施形態2の投影装置10Aの内部構造を示す平面模式図である。実施形態1の図3(b)に示したカラーホイール201の全色透過領域410又は青赤透過領域420に照射された緑色波長帯域光、青色波長帯域光又は赤色波長帯域光は、透過又は吸収がされずに一部が反射される場合がある。反射された緑色波長帯域光、青色波長帯域光又は赤色波長帯域光は、蛍光発光領域310、青色レーザダイオード71又は赤色発光ダイオード121に照射されて、各発光素子の発光効率低下や寿命の低下等を起こすことが想定されるため、本実施形態ではこれを防止する構成について説明する。なお、以下の説明において、実施形態1と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略又は簡略する。
実施形態1及び実施形態2では、蛍光発光領域310として、緑色波長帯域光を出射する緑色蛍光体層が蛍光ホイール101上に形成されている例について説明したが、蛍光発光領域310は、緑色波長帯域光を出射する緑色蛍光体層と、黄色波長帯域光を出射する黄色蛍光体層とを周方向に並設して含む構成としてもよい。
[1] 第一波長帯域光を出射する第一発光素子と、
前記第一波長帯域光により励起された蛍光を第二波長帯域光として出射する蛍光発光領域を有する蛍光ホイールと、
前記第二波長帯域光よりも長波長側に分布する第三波長帯域光を出射する第二発光素子と、
前記第二波長帯域光と前記第三波長帯域光とを同一光軸に合成する合成手段と、
複数の領域を有し、当該複数の領域の一つは前記合成手段により合成された前記第三波長帯域光と前記第二波長帯域光の長波長側の一部の光とを第四波長帯域光として選択する領域となっているカラーホイールと、
前記第一発光素子、前記第二発光素子、前記蛍光ホイール及び前記カラーホイールを制御し、前記第二波長帯域光と前記第四波長帯域光とを時分割で制御する制御部と、
を備えることを特徴とする光源装置。
[2] 前記蛍光ホイールは、前記第一波長帯域光を透過する第一透過領域を有し、
前記カラーホイールの前記複数の領域は、前記第一波長帯域光を透過する透過領域と、前記第二波長帯域光を透過する透過領域と、を更に含む、
ことを特徴とする前記[1]に記載の光源装置。
[3] 前記第一波長帯域光を透過する透過領域と、前記第二波長帯域光を透過する透過領域とは、前記第一波長帯域光乃至前記第三波長帯域光を透過する第二透過領域である、
ことを特徴とする前記[2]記載の光源装置。
[4] 前記制御部は、
前記第二波長帯域光を前記カラーホイールの前記第二透過領域に照射する第一出力期間と、
前記第一波長帯域光を前記カラーホイールの前記第二透過領域に照射する第二出力期間と、
前記第三波長帯域光と、前記第二波長帯域光の第1の長波長側を除いた光と、を前記カラーホイールの前記第四波長帯域光として選択する領域である第三透過領域に照射する第三出力期間と、
を時分割で制御することを特徴とする前記[3]に記載の光源装置。
[5] 前記合成手段は、前記第二波長帯域光の第1の長波長側を除いた光を反射するとともに前記第三波長帯域光を透過、又は前記第二波長帯域光の第1の長波長側を除いた光を透過するとともに前記第三波長帯域光を反射して、前記第二波長帯域光の第1の長波長側を除いた光及び前記第三波長帯域光を前記カラーホイール側へ導光する第一ダイクロイックミラーである、
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] 前記カラーホイールは、前記第一ダイクロイックミラーで合成された前記第三波長帯域光と、前記第二波長帯域光の第1の長波長側を除いた光と、のうち、前記第三波長帯域光と、前記第二波長帯域光の第1の長波長側より短波長側の第2の長波長側の光と、を透過する、
ことを特徴とする前記[5]に記載の光源装置。
[7] 前記第一ダイクロイックミラーにより合成された前記第二波長帯域光の第1の長波長側を除いた光及び前記第三波長帯域光を反射するとともに、前記第一波長帯域光を透過、又は前記第一ダイクロイックミラーにより合成された前記第二波長帯域光の第1の長波長側を除いた光及び前記第三波長帯域光を透過するとともに前記第一波長帯域光を反射して、前記第一波長帯域光乃至前記第三波長帯域光を前記カラーホイールに導光する第二ダイクロイックミラーを備えることを特徴とする前記[5]又は前記[6]に記載の光源装置。
[8] 前記カラーホイールを透過して前記第四波長帯域光として選択される、前記第二波長帯域光の長波長側の一部の光は、前記第二波長帯域光のピーク波長よりも長波長側であって、前記第三波長帯域光のピーク波長よりも短波長側に位置することを特徴とする前記[1]乃至前記[7]の何れかに記載の光源装置。
[9] 前記カラーホイールのホイール面は、前記第一波長帯域光乃至前記第三波長帯域光の光軸に対して傾斜するように配置されることを特徴とする前記[1]乃至前記[8]の何れかに記載の光源装置。
[10] 前記第一発光素子は、青色レーザダイオードであり、
前記第二発光素子は、赤色発光ダイオードであり、
前記第一波長帯域光は、青色波長帯域光であり、
前記第二波長帯域光は、緑色波長帯域光であり、
前記第三波長帯域光は、赤色波長帯域光である、
ことを特徴とする前記[1]乃至前記[9]の何れかに記載の光源装置。
[11] 前記[1]乃至前記[10]の何れかに記載の光源装置と、
画像光を生成する表示素子と、
前記表示素子から出射された画像光をスクリーンに投影する投影光学系と、
を備え、
前記制御部は、前記光源装置と前記表示素子とを制御することを特徴とする投影装置。
13 背面パネル 14 右側パネル
15 左側パネル 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 60,60A 光源装置
70 励起光照射装置 71 青色レーザダイオード
73 コリメータレンズ 77,78 集光レンズ
79 拡散板 80 緑色光源装置
90a 緑色波長帯域光 90b 青色波長帯域光
90c 赤色波長帯域光 91a 緑色波長帯域光
100 蛍光ホイール装置 101 蛍光ホイール
110 モータ 111 集光レンズ群
112 取付孔部 113 取付孔部
115 集光レンズ 120 赤色光源装置
121 赤色発光ダイオード 125 集光レンズ群
140 導光光学系 141 ダイクロイックミラー
142 第一ダイクロイックミラー(合成手段)
143 第二ダイクロイックミラー
144 反射ミラー 145~147 集光レンズ
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
200,200A カラーホイール装置 201 カラーホイール
210 モータ 220 投影光学系
225 固定レンズ群 235 可動レンズ群
241 制御回路基板 310 蛍光発光領域
320 透過領域(第一透過領域) 410 全色透過領域(第二透過領域)
420 青赤透過領域(第三透過領域) 500 フレーム
510 フレーム 900 合成光
A1,A2 透過特性 A11 カットオン波長
A21 カットオフ波長 A22 カットオン波長
B1~B4 境界 L1 青色波長帯域光
L2 緑色波長帯域光 L3 赤色波長帯域光
P1~P3 ピーク波長 S 照射領域
SB システムバス T50a 第一出力期間
T50b 第二出力期間 T50c 第三出力期間
T51a 第一出力期間
W1a 透過帯域 W1b 反射帯域(第二帯域)
W2a 透過帯域(第一帯域) W2b 透過帯域
W3 重複帯域
Claims (13)
- 第一波長帯域光を出射する第一発光素子と、
前記第一波長帯域光により励起された蛍光を第二波長帯域光として出射する蛍光発光領域を有する蛍光ホイールと、
前記第二波長帯域光よりも長波長側に分布する第三波長帯域光を出射する第二発光素子と、
前記第一波長帯域光及び前記第二波長帯域光が照射され、照射された前記第一波長帯域光及び前記第二波長帯域光から、一部の波長を選択するフィルタを有するカラーホイールと、
前記第一波長帯域光及び前記第二波長帯域光を集光し、集光された各色波長帯域光を前記カラーホイールに照射させる集光レンズと、
制御部と、
を備え、
前記カラーホイールは、前記第一波長帯域光及び前記第二波長帯域光を透過する第二透過領域と、前記第三波長帯域光と前記第二波長帯域光の第1の長波長側を除いた光とを第四波長帯域光として選択する第三透過領域と、を含み、
前記カラーホイールのホイール面は、前記集光レンズから照射された前記第一波長帯域光及び前記第二波長帯域光が前記カラーホイールに反射された反射光が前記集光レンズに入射されないよう、前記集光レンズから照射された前記第一波長帯域光及び前記第二波長帯域光の光軸に対して傾斜するように配置され、
前記制御部は、
前記第二波長帯域光を前記カラーホイールの前記第二透過領域に照射する第一出力期間と、
前記第一波長帯域光を前記カラーホイールの前記第二透過領域に照射する第二出力期間と、
前記第四波長帯域光を前記第三透過領域に照射する第三出力期間と、
を時分割で制御する、
ことを特徴とする光源装置。 - 前記カラーホイールのホイール面は、前記第三波長帯域光の光軸に対して傾斜するように配置される、
ことを特徴とする請求項1に記載の光源装置。 - 前記蛍光ホイールは、前記第一波長帯域光を透過する第一透過領域を有する、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光源装置。 - 前記集光レンズは、前記第三波長帯域光を集光し、
前記集光レンズにより集光された前記第三波長帯域光は、前記カラーホイールに照射される、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載の光源装置。 - 前記集光レンズにより集光され、前記カラーホイールの前記第三透過領域に照射された前記第二波長帯域光の一部は、前記第三透過領域において反射され、前記集光レンズには入射しない、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れかに記載の光源装置。 - 前記第二波長帯域光と前記第三波長帯域光とを同一光軸に合成する合成手段を備え、
前記第三波長帯域光と前記第二波長帯域光の前記第1の長波長側の一部の光とは、前記合成手段により合成される、
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。 - 前記合成手段は、前記第二波長帯域光の前記第1の長波長側を除いた光を反射するとともに前記第三波長帯域光を透過、又は前記第二波長帯域光の前記第1の長波長側を除いた光を透過するとともに前記第三波長帯域光を反射して、前記第二波長帯域光の前記第1の長波長側を除いた光及び前記第三波長帯域光を前記カラーホイール側へ導光する第一ダイクロイックミラーである、
ことを特徴とする請求項6に記載の光源装置。 - 前記カラーホイールは、前記第一ダイクロイックミラーで合成された前記第三波長帯域光と、前記第二波長帯域光の前記第1の長波長側を除いた光と、のうち、前記第三波長帯域光と、前記第二波長帯域光の前記第1の長波長側より短波長側の第2の長波長側の光と、を透過する、
ことを特徴とする請求項7に記載の光源装置。 - 前記第一ダイクロイックミラーにより合成された前記第二波長帯域光の前記第1の長波長側を除いた光及び前記第三波長帯域光を反射するとともに、前記第一波長帯域光を透過、又は前記第一ダイクロイックミラーにより合成された前記第二波長帯域光の前記第1の長波長側を除いた光及び前記第三波長帯域光を透過するとともに前記第一波長帯域光を反射して、前記第一波長帯域光乃至前記第三波長帯域光を前記カラーホイールに導光する第二ダイクロイックミラーを備え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。
- 前記カラーホイールを透過して前記第四波長帯域光として選択される、前記第二波長帯域光の前記第2の長波長側の光は、前記第二波長帯域光のピーク波長よりも長波長側であって、前記第三波長帯域光のピーク波長よりも短波長側に位置することを特徴とする請求項8に記載の光源装置。
- 前記第一発光素子は、青色レーザダイオードであり、
前記第二発光素子は、赤色発光ダイオードであり、
前記第一波長帯域光は、青色波長帯域光であり、
前記第二波長帯域光は、緑色波長帯域光であり、
前記第三波長帯域光は、赤色波長帯域光である、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項10の何れかに記載の光源装置。 - 前記蛍光発光領域は、前記緑色波長帯域光を出射する緑色蛍光体層と、黄色波長帯域光を出射する黄色蛍光体層と、が周方向に並設されており、
前記蛍光発光領域から出射された前記黄色波長帯域光は、前記カラーホイールの前記第二透過領域を透過する、
ことを特徴とする請求項11に記載の光源装置。 - 請求項1乃至請求項12の何れかに記載の光源装置と、
画像光を生成する表示素子と、
前記表示素子から出射された画像光をスクリーンに投影する投影光学系と、
を備え、
前記制御部は、前記光源装置と前記表示素子とを制御することを特徴とする投影装置。
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