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JP2021156998A - Light source device and projector - Google Patents

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JP2021156998A
JP2021156998A JP2020055589A JP2020055589A JP2021156998A JP 2021156998 A JP2021156998 A JP 2021156998A JP 2020055589 A JP2020055589 A JP 2020055589A JP 2020055589 A JP2020055589 A JP 2020055589A JP 2021156998 A JP2021156998 A JP 2021156998A
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JP
Japan
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light
light source
wavelength
fluorescence
blue
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Application number
JP2020055589A
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Japanese (ja)
Inventor
秀文 坂田
Hidefumi Sakata
秀文 坂田
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】所望のホワイトバランスを有した明るい照明光を生成できる光源装置およびプロジェクターを提供する。【解決手段】本発明の光源装置は、第1光を射出する第1光源と、励起光を射出する励起光源と、蛍光を生成する波長変換部と、を有する第2光源と、第1光源から射出された第1光と第2光源から射出された蛍光とが入射する偏光分離合成部と、を備え、偏光分離合成部は、第1光源から射出された第1光を第2光と第3光とに分離し、第2光は、第2光源の波長変換部に入射し、第2光源は、励起光源からの励起光および第2光を波長変換部において波長変換することで蛍光を生成し、偏光分離合成部は、蛍光と第3光とを合成して照明光を生成する。【選択図】図2PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light source device and a projector capable of generating bright illumination light having a desired white balance. A light source device of the present invention has a first light source that emits first light, an excitation light source that emits excitation light, and a second light source having a wavelength conversion unit that generates fluorescence, and a first light source. It is provided with a polarization separation / synthesis unit in which the first light emitted from the light source and the fluorescence emitted from the second light source are incident, and the polarization separation / synthesis unit uses the first light emitted from the first light source as the second light. Separated from the third light, the second light is incident on the wavelength conversion unit of the second light source, and the second light source fluoresces by converting the excitation light from the excitation light source and the second light into wavelength in the wavelength conversion unit. Is generated, and the polarization separation / synthesizing unit synthesizes the fluorescence and the third light to generate the illumination light. [Selection diagram] Fig. 2

Description

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

従来、プロジェクターに用いられる光源装置として、蛍光体を励起して生成した蛍光と、固体光源から射出した青色光とを合成して白色の照明光を生成することが行われている(例えば、下記特許文献1参照)。 Conventionally, as a light source device used in a projector, fluorescence generated by exciting a phosphor and blue light emitted from a solid light source are combined to generate white illumination light (for example, the following). See Patent Document 1).

特表2014−507055号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-507055

上記光源装置において、固体光源から射出される青色光の出力に比べて蛍光体で生成される蛍光の出力は低い。そのため、例えば、所望のホワイトバランスを有する照明光を得る場合、蛍光の出力に合わせて青色光の出力を抑える必要が生じ、照明光の輝度が低下するという問題があった。 In the above light source device, the output of fluorescence generated by the phosphor is lower than the output of blue light emitted from a solid light source. Therefore, for example, when obtaining illumination light having a desired white balance, it is necessary to suppress the output of blue light in accordance with the output of fluorescence, and there is a problem that the brightness of the illumination light is lowered.

上記の課題を解決するために、本発明の第1の態様によれば、第1光を射出する第1光源と、励起光を射出する励起光源と、蛍光を生成する波長変換部と、を有する第2光源と、前記第1光源から射出された前記第1光と前記第2光源から射出された前記蛍光とが入射する偏光分離合成部と、を備え、前記偏光分離合成部は、前記第1光源から射出された前記第1光を第2光と第3光とに分離し、前記第2光は、前記第2光源の前記波長変換部に入射し、前記第2光源は、前記励起光源からの前記励起光および前記第2光を前記波長変換部において波長変換することで前記蛍光を生成し、前記偏光分離合成部は、前記蛍光と前記第3光とを合成して照明光を生成することを特徴とする光源装置が提供される。 In order to solve the above problems, according to the first aspect of the present invention, a first light source that emits first light, an excitation light source that emits excitation light, and a wavelength conversion unit that generates fluorescence are provided. A second light source having a second light source, and a polarization separation / synthesis unit in which the first light emitted from the first light source and the fluorescence emitted from the second light source are incident are provided, and the polarization separation / synthesis unit includes the polarization separation / synthesis unit. The first light emitted from the first light source is separated into a second light and a third light, the second light is incident on the wavelength conversion unit of the second light source, and the second light source is the same. The excitation light from the excitation light source and the second light are wavelength-converted in the wavelength conversion unit to generate the fluorescence, and the polarization separation / synthesis unit synthesizes the fluorescence and the third light to illuminate the light. A light source device is provided, which comprises producing.

本発明の第2態様によれば、本発明の第1態様の光源装置と、前記光源装置からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置により変調された光を投写する投写光学装置と、を備えることを特徴とするプロジェクターが提供される。 According to the second aspect of the present invention, the light source device of the first aspect of the present invention, the light modulation device that modulates the light from the light source device according to the image information, and the light modulated by the light modulation device are used. Provided is a projector characterized by comprising a projection optical device for projecting.

第1実施形態のプロジェクターの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the projector of 1st Embodiment. 第1実施形態の光源装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the light source apparatus of 1st Embodiment. 第1実施形態のダイクロイックミラーの透過特性を示す図である。It is a figure which shows the transmission characteristic of the dichroic mirror of the 1st Embodiment. 第2実施形態の光源装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the light source apparatus of 2nd Embodiment. 第2実施形態のダイクロイックミラーの透過特性を示す図である。It is a figure which shows the transmission characteristic of the dichroic mirror of the 2nd Embodiment. 第3実施形態の光源装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the light source apparatus of 3rd Embodiment. 第3実施形態のダイクロイックミラーの透過特性を示す図である。It is a figure which shows the transmission characteristic of the dichroic mirror of the 3rd Embodiment. 第4実施形態のプロジェクターの概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the projector of 4th Embodiment.

以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。
本実施形態のプロジェクターは、光変調装置として液晶パネルを用いたプロジェクターの一例である。
なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The projector of this embodiment is an example of a projector using a liquid crystal panel as an optical modulation device.
In each of the following drawings, in order to make each component easy to see, the scale of dimensions may be different depending on the component.

(第1実施形態)
図1は本実施形態のプロジェクターの構成を示す図である。
図1に示す本実施形態のプロジェクター1は、スクリーン(被投写面)SCR上にカラー画像を表示する投写型画像表示装置である。プロジェクター1は、赤色照明光LR、緑色照明光LG、青色照明光LBの各色光に対応した3つの光変調装置を用いている。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a projector according to the present embodiment.
The projector 1 of the present embodiment shown in FIG. 1 is a projection type image display device that displays a color image on a screen (projected surface) SCR. The projector 1 uses three light modulators corresponding to each color light of red illumination light LR, green illumination light LG, and blue illumination light LB.

プロジェクター1は、光源装置2と、色分離光学系3と、光変調装置4Rと、光変調装置4Gと、光変調装置4Bと、合成光学系5と、投写光学装置6と、を備えている。 The projector 1 includes a light source device 2, a color separation optical system 3, a light modulation device 4R, a light modulation device 4G, a light modulation device 4B, a composite optical system 5, and a projection optical device 6. ..

色分離光学系3は、第1のダイクロイックミラー7a及び第2のダイクロイックミラー7bと、第1の反射ミラー8a、第2の反射ミラー8b及び第3の反射ミラー8cと、第1のリレーレンズ9a及び第2のリレーレンズ9bとを備えている。 The color separation optical system 3 includes a first dichroic mirror 7a, a second dichroic mirror 7b, a first reflection mirror 8a, a second reflection mirror 8b, a third reflection mirror 8c, and a first relay lens 9a. And a second relay lens 9b.

第1のダイクロイックミラー7aは、光源装置2からの白色の照明光WLを赤色照明光LRと、その他の光である緑色照明光LG及び青色照明光LBとに分離する。第1のダイクロイックミラー7aは、分離された赤色照明光LRを透過すると共に、その他の光である緑色照明光LG及び青色照明光LBを反射する。一方、第2のダイクロイックミラー7bは、緑色照明光LGを反射すると共に青色照明光LBを透過することによって、その他の光を緑色照明光LGと青色照明光LBとに分離する。 The first dichroic mirror 7a separates the white illumination light WL from the light source device 2 into the red illumination light LR and the other lights, the green illumination light LG and the blue illumination light LB. The first dichroic mirror 7a transmits the separated red illumination light LR and reflects other lights such as the green illumination light LG and the blue illumination light LB. On the other hand, the second dichroic mirror 7b reflects the green illumination light LG and transmits the blue illumination light LB to separate other light into the green illumination light LG and the blue illumination light LB.

第1の反射ミラー8aは、赤色照明光LRの光路中に配置されて、第1のダイクロイックミラー7aを透過した赤色照明光LRを光変調装置4Rに向けて反射する。一方、第2の反射ミラー8b及び第3の反射ミラー8cは、青色照明光LBの光路中に配置されて、第2のダイクロイックミラー7bを透過した青色照明光LBを光変調装置4Bに導く。緑色照明光LGは、第2のダイクロイックミラー7bから光変調装置4Gに向けて反射される。 The first reflection mirror 8a is arranged in the optical path of the red illumination light LR, and reflects the red illumination light LR transmitted through the first dichroic mirror 7a toward the light modulator 4R. On the other hand, the second reflection mirror 8b and the third reflection mirror 8c are arranged in the optical path of the blue illumination light LB, and guide the blue illumination light LB transmitted through the second dichroic mirror 7b to the light modulator 4B. The green illumination light LG is reflected from the second dichroic mirror 7b toward the light modulator 4G.

第1のリレーレンズ9aは青色照明光LBの光路中における第2のダイクロイックミラー7bと第2の反射ミラー8bとの間に配置されている。第2のリレーレンズ9bは青色照明光LBの光路中における第2の反射ミラー8bと第3の反射ミラー8cとの間に配置されている。 The first relay lens 9a is arranged between the second dichroic mirror 7b and the second reflection mirror 8b in the optical path of the blue illumination light LB. The second relay lens 9b is arranged between the second reflection mirror 8b and the third reflection mirror 8c in the optical path of the blue illumination light LB.

光変調装置4Rは、赤色照明光LRを画像情報に応じて変調し、赤色照明光LRに対応した画像光を形成する。光変調装置4Gは、緑色照明光LGを画像情報に応じて変調し、緑色照明光LGに対応した画像光を形成する。光変調装置4Bは、青色照明光LBを画像情報に応じて変調し、青色照明光LBに対応した画像光を形成する。 The light modulation device 4R modulates the red illumination light LR according to the image information to form the image light corresponding to the red illumination light LR. The light modulator 4G modulates the green illumination light LG according to the image information to form the image light corresponding to the green illumination light LG. The light modulator 4B modulates the blue illumination light LB according to the image information to form the image light corresponding to the blue illumination light LB.

光変調装置4R、光変調装置4G、および光変調装置4Bには、例えば透過型の液晶パネルが用いられている。また、液晶パネルの入射側および射出側には、偏光板(図示略)がそれぞれ配置され、特定の方向の直線偏光のみを通過させる構成となっている。 For example, a transmissive liquid crystal panel is used in the light modulation device 4R, the light modulation device 4G, and the light modulation device 4B. Further, polarizing plates (not shown) are arranged on the incident side and the emitted side of the liquid crystal panel, respectively, so that only linearly polarized light in a specific direction can pass through.

光変調装置4R、光変調装置4G、および光変調装置4Bの入射側には、それぞれフィールドレンズ10R、フィールドレンズ10G、フィールドレンズ10Bが配置されている。フィールドレンズ10R、フィールドレンズ10G、およびフィールドレンズ10Bは、それぞれの光変調装置4R、光変調装置4G、光変調装置4Bに入射する赤色照明光LR、緑色照明光LG、青色照明光LBの主光線を平行化する。 A field lens 10R, a field lens 10G, and a field lens 10B are arranged on the incident side of the light modulation device 4R, the light modulation device 4G, and the light modulation device 4B, respectively. The field lens 10R, the field lens 10G, and the field lens 10B are the main rays of the red illumination light LR, the green illumination light LG, and the blue illumination light LB incident on the respective optical modulator 4R, optical modulator 4G, and optical modulator 4B. To parallelize.

合成光学系5は、光変調装置4R、光変調装置4G、および光変調装置4Bから射出された画像光が入射することにより、赤色照明光LR,緑色照明光LG,青色照明光LBに対応した画像光を合成し、合成された画像光を投写光学装置6に向けて射出する。合成光学系5には、例えばクロスダイクロイックプリズムが用いられる。 The synthetic optical system 5 corresponds to the red illumination light LR, the green illumination light LG, and the blue illumination light LB by injecting the image light emitted from the optical modulator 4R, the optical modulator 4G, and the optical modulator 4B. The image light is synthesized, and the combined image light is emitted toward the projection optical device 6. For the composite optical system 5, for example, a cross dichroic prism is used.

投写光学装置6は、複数の投写レンズから構成されている。投写光学装置6は、合成光学系5により合成された画像光をスクリーンSCRに向けて拡大投写する。これにより、スクリーンSCR上に画像が表示される。 The projection optical device 6 is composed of a plurality of projection lenses. The projection optical device 6 magnifies and projects the image light synthesized by the composite optical system 5 toward the screen SCR. As a result, the image is displayed on the screen SCR.

続いて、光源装置2の構成について説明する。
図2は光源装置2の概略構成を示す図である。
図2に示すように、光源装置2は、第1光源21と、第2光源22と、偏光分離合成部23と、照明均一光学系24と、を備えている。
Subsequently, the configuration of the light source device 2 will be described.
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the light source device 2.
As shown in FIG. 2, the light source device 2 includes a first light source 21, a second light source 22, a polarization separation / synthesizing unit 23, and a uniform illumination optical system 24.

第1光源21は、第1光源部30と、第1ピックアップ光学系31と、を有する。第1光源部30は、LED素子またはレーザー素子で構成される。本実施形態の第1光源部30は少なくとも1つのLED素子またはレーザー素子を含み、青色光(第1光)Bを射出する。青色光Bは第1波長帯を有する青色光であり、例えば400nm〜480nmの青色の波長域であり、主波長は例えば450nmである。 The first light source 21 includes a first light source unit 30 and a first pickup optical system 31. The first light source unit 30 is composed of an LED element or a laser element. The first light source unit 30 of the present embodiment includes at least one LED element or laser element, and emits blue light (first light) B. The blue light B is blue light having a first wavelength band, for example, a blue wavelength region of 400 nm to 480 nm, and a main wavelength of, for example, 450 nm.

第1ピックアップ光学系31はレンズ31a,31bで構成され、第1光源部30から射出された青色光Bをピックアップし、平行化する。このような構成に基づき、第1光源21は青色照明光LBを偏光分離合成部23に向けて射出する。 The first pickup optical system 31 is composed of lenses 31a and 31b, and picks up the blue light B emitted from the first light source unit 30 and parallelizes it. Based on such a configuration, the first light source 21 emits blue illumination light LB toward the polarization separation / synthesis unit 23.

第2光源22は、励起光源34と、波長変換部35と、第2ピックアップ光学系36と、を有する。なお、本実施形態の光源装置2において、第1光源21および第2光源22の出力は独立して制御可能となっている。 The second light source 22 includes an excitation light source 34, a wavelength conversion unit 35, and a second pickup optical system 36. In the light source device 2 of the present embodiment, the outputs of the first light source 21 and the second light source 22 can be controlled independently.

波長変換部35は、蛍光体を少なくとも含み、励起波長帯の励起光Eを、励起波長である第2波長帯とは異なる第3波長帯の蛍光Yに変換する。波長変換部35において、励起光Eは励起光源34に対向する第1面35aから入射し、蛍光Yは第1面35aと反対を向く第2面35bから射出される。 The wavelength conversion unit 35 converts the excitation light E in the excitation wavelength band, which contains at least a phosphor, into fluorescence Y in a third wavelength band different from the second wavelength band, which is the excitation wavelength. In the wavelength conversion unit 35, the excitation light E is incident from the first surface 35a facing the excitation light source 34, and the fluorescence Y is emitted from the second surface 35b facing away from the first surface 35a.

波長変換部35は、励起光Eを蛍光Yに波長変換するセラミック蛍光体(多結晶蛍光体)を含んでいる。蛍光Yの波長帯は、例えば490〜750nmの黄色の波長域である。すなわち、蛍光Yは、赤色光成分および緑色光成分を含む黄色の蛍光である。 The wavelength conversion unit 35 includes a ceramic phosphor (polycrystalline phosphor) that converts the excitation light E into fluorescence Y. The wavelength band of fluorescence Y is, for example, a yellow wavelength range of 490 to 750 nm. That is, the fluorescence Y is a yellow fluorescence containing a red light component and a green light component.

波長変換部35は、多結晶蛍光体に代えて、単結晶蛍光体を含んでいてもよい。もしくは、波長変換部35は、蛍光ガラスから構成されていてもよい。もしくは、波長変換部35は、ガラスや樹脂からなるバインダー中に多数の蛍光体粒子が分散された材料から構成されていてもよい。このような材料からなる波長変換部35は、励起光Eを蛍光Yに変換する。 The wavelength conversion unit 35 may include a single crystal phosphor instead of the polycrystalline phosphor. Alternatively, the wavelength conversion unit 35 may be made of fluorescent glass. Alternatively, the wavelength conversion unit 35 may be made of a material in which a large number of phosphor particles are dispersed in a binder made of glass or resin. The wavelength conversion unit 35 made of such a material converts the excitation light E into fluorescence Y.

具体的には、波長変換部35の材料は、例えばイットリウム・アルミニウム・ガーネット(YAG)系蛍光体を含んでいる。賦活剤としてのセリウム(Ce)を含有するYAG:Ceを例に挙げると、波長変換部35の材料として、Y、Al、CeO等の構成元素を含む原料粉末を混合して固相反応させた材料、共沈法、ゾルゲル法等の湿式法により得られるY−Al−Oアモルファス粒子、噴霧乾燥法、火炎熱分解法、熱プラズマ法等の気相法により得られるYAG粒子等を用いることができる。 Specifically, the material of the wavelength conversion unit 35 includes, for example, an yttrium aluminum garnet (YAG) -based phosphor. YAG containing cerium as an activator (Ce): Taking Ce example, as the material of the wavelength converter 35, mixed raw material powder containing Y 2 O 3, Al 2 O 3, constituent elements of CeO 3, etc. Y—Al—O amorphous particles obtained by a wet method such as a co-precipitation method or a sol-gel method, and a gas phase method such as a spray drying method, a flame thermal decomposition method, or a thermal plasma method. YAG particles and the like can be used.

励起光源34は励起光Eを射出するLED素子を有する。励起光Eは第2波長帯を有する青色光であり、例えば400nm〜480nmの青色の波長域である。本実施形態において、励起光Eの主波長は例えば440nmであり、青色光Bの主波長よりも短い。この構成によれば、より発光効率が高い短波長側に主波長をもつ励起光Eを用いることで、波長変換部35における蛍光Yの発光効率を向上させることができる。 The excitation light source 34 has an LED element that emits excitation light E. The excitation light E is blue light having a second wavelength band, and is, for example, a blue wavelength region of 400 nm to 480 nm. In the present embodiment, the main wavelength of the excitation light E is, for example, 440 nm, which is shorter than the main wavelength of the blue light B. According to this configuration, the luminous efficiency of the fluorescence Y in the wavelength conversion unit 35 can be improved by using the excitation light E having the main wavelength on the short wavelength side having higher luminous efficiency.

本実施形態の第2光源22において、波長変換部35は励起光源34に積層されている。これにより、励起光源34から射出された励起光Eを波長変換部35に効率良く入射させて蛍光Yを効率良く生成できる。 In the second light source 22 of the present embodiment, the wavelength conversion unit 35 is laminated on the excitation light source 34. As a result, the excitation light E emitted from the excitation light source 34 can be efficiently incident on the wavelength conversion unit 35 to efficiently generate the fluorescence Y.

偏光分離合成部23は、第1光源21から射出される青色光Bに対して偏光分離特性を有するダイクロイックミラー(光分離ミラー)50と、位相差板51と、反射部52と、を含む。 The polarization separation / synthesis unit 23 includes a dichroic mirror (light separation mirror) 50 having polarization separation characteristics for blue light B emitted from the first light source 21, a retardation plate 51, and a reflection unit 52.

本実施形態のダイクロイックミラー50は、青色光Bの一部を透過させるとともに、青色光Bの一部の残りを反射させることで、青色光Bを補助励起光(第2光)B2と青色光(第3光)B3とに分離する。なお、ダイクロイックミラー50は、蛍光Yについては偏光方向によらず透過させる。 The dichroic mirror 50 of the present embodiment transmits a part of the blue light B and reflects the rest of the part of the blue light B to make the blue light B an auxiliary excitation light (second light) B2 and a blue light. (Third light) Separated from B3. The dichroic mirror 50 transmits fluorescence Y regardless of the polarization direction.

図3は本実施形態のダイクロイックミラー50の透過特性を示す図である。図3の横軸はダイクロイックミラー50に入射する光の波長を示している。図3において、P偏光に対する透過特性を破線で示し、S偏光に対する透過特性を実線で示している。図3において、青色光Bおよび蛍光Yの各波長帯域を示した。 FIG. 3 is a diagram showing the transmission characteristics of the dichroic mirror 50 of the present embodiment. The horizontal axis of FIG. 3 indicates the wavelength of light incident on the dichroic mirror 50. In FIG. 3, the transmission characteristic for P-polarized light is shown by a broken line, and the transmission characteristic for S-polarized light is shown by a solid line. In FIG. 3, each wavelength band of blue light B and fluorescence Y is shown.

図3に示されるように、本実施形態のダイクロイックミラー50は、青色光Bのうち、波長λ1よりも長い波長帯のP偏光成分と、波長λ2よりも長い波長帯のS偏光成分と、を透過させる特性を有する。また、本実施形態のダイクロイックミラー50は、青色光Bのうち、波長λ1よりも短い波長帯のP偏光成分と、波長λ2よりも短い波長帯のS偏光成分と、を反射させる特性を有する。なお、波長λ1および波長λ2と青色光Bの主波長λBとの長短関係は特に限定されないが、青色光Bと、励起光Eとの光量バランスを考慮し、適宜調整されていてもよい。例えば、波長λ1および波長λ2はいずれかが青色光Bのうちの主波長(ピーク波長)λBよりも長くてもよい。青色光Bと、励起光Eとの光量バランスによっては、波長λ1および波長λ2のいずれも青色光Bのうちの主波長(ピーク波長)λBよりも長くてもよいし、波長λ1および波長λ2はいずれも青色光Bのうちの主波長(ピーク波長)λBよりも短くてもよい。 As shown in FIG. 3, the dichroic mirror 50 of the present embodiment has a P-polarized light component in a wavelength band longer than the wavelength λ1 and an S-polarized light component in a wavelength band longer than the wavelength λ2 in the blue light B. It has the property of transmitting. Further, the dichroic mirror 50 of the present embodiment has a property of reflecting the P-polarized light component in the wavelength band shorter than the wavelength λ1 and the S-polarized light component in the wavelength band shorter than the wavelength λ2 in the blue light B. The long-short relationship between the wavelength λ1 and the wavelength λ2 and the main wavelength λB of the blue light B is not particularly limited, but may be appropriately adjusted in consideration of the light amount balance between the blue light B and the excitation light E. For example, either the wavelength λ1 or the wavelength λ2 may be longer than the main wavelength (peak wavelength) λB of the blue light B. Depending on the light amount balance between the blue light B and the excitation light E, both the wavelength λ1 and the wavelength λ2 may be longer than the main wavelength (peak wavelength) λB of the blue light B, and the wavelength λ1 and the wavelength λ2 may be longer. Both may be shorter than the main wavelength (peak wavelength) λB of the blue light B.

本実施形態のダイクロイックミラー50は、青色光Bに含まれる成分のうち長波長側の成分を多く含む光を透過させることで上記青色光B3を構成し、青色光Bに含まれる成分のうち短波長側の成分を多く含む光を反射させることで上記補助励起光B2を構成する。 The dichroic mirror 50 of the present embodiment constitutes the blue light B3 by transmitting light containing a large amount of components on the long wavelength side among the components contained in the blue light B, and is short of the components contained in the blue light B. The auxiliary excitation light B2 is formed by reflecting light containing a large amount of wavelength-side components.

ダイクロイックミラー50により青色光Bから分離された補助励起光B2は、第2ピックアップ光学系36に入射する。第2ピックアップ光学系36はレンズ36a,36bで構成され、補助励起光B2を集光した状態で波長変換部35の第2面35bに入射させる。補助励起光B2は、励起光源34から射出される励起光Eと同様、青色の波長域の光である。そのため、補助励起光B2は、波長変換部35において励起光として作用する。すなわち、第2光源22は、励起光源34からの励起光Eおよび補助励起光B2を波長変換することで蛍光Yを生成する。 The auxiliary excitation light B2 separated from the blue light B by the dichroic mirror 50 is incident on the second pickup optical system 36. The second pickup optical system 36 is composed of lenses 36a and 36b, and causes the auxiliary excitation light B2 to be incident on the second surface 35b of the wavelength conversion unit 35 in a condensed state. The auxiliary excitation light B2 is light in the blue wavelength region, like the excitation light E emitted from the excitation light source 34. Therefore, the auxiliary excitation light B2 acts as excitation light in the wavelength conversion unit 35. That is, the second light source 22 generates fluorescence Y by wavelength-converting the excitation light E and the auxiliary excitation light B2 from the excitation light source 34.

波長変換部35から射出された蛍光Yは第2ピックアップ光学系36に入射する。第2ピックアップ光学系36は波長変換部35から射出された蛍光Yを集光し、平行化する。このような構成に基づき、第2光源22は蛍光Yを偏光分離合成部23に向けて射出する。 The fluorescence Y emitted from the wavelength conversion unit 35 is incident on the second pickup optical system 36. The second pickup optical system 36 collects and parallelizes the fluorescence Y emitted from the wavelength conversion unit 35. Based on such a configuration, the second light source 22 emits fluorescence Y toward the polarization separation / synthesis unit 23.

一方、ダイクロイックミラー50により青色光Bから分離された青色光B3は、位相差板51に入射する。位相差板51は、1/4波長板から構成されている。青色光B3に含まれるP偏光成分は位相差板51によって偏光が90度回転し、例えば、右回り円偏光の青色光B3c1に変換された後、反射部52に入射する。 On the other hand, the blue light B3 separated from the blue light B by the dichroic mirror 50 is incident on the retardation plate 51. The retardation plate 51 is composed of a quarter wave plate. The P-polarized light component contained in the blue light B3 is polarized 90 degrees by the retardation plate 51, converted into, for example, clockwise circularly polarized blue light B3c1, and then incident on the reflecting portion 52.

反射部52は例えば平面鏡で構成されている。すなわち、反射部52は青色光B3c1の光路を反対方向に折り返すように反射させる。 The reflecting unit 52 is composed of, for example, a plane mirror. That is, the reflecting unit 52 reflects the optical path of the blue light B3c1 so as to fold back in the opposite direction.

以下、反射部52により反射された青色光B3c1を青色光B3c2と称す。例えば、右回り円偏光の青色光B3c1は反射部52により左回り円偏光の青色光B3c2として反射される。青色光B3c2は再び位相差板51に入射する。 Hereinafter, the blue light B3c1 reflected by the reflecting unit 52 will be referred to as blue light B3c2. For example, the clockwise circularly polarized blue light B3c1 is reflected by the reflecting unit 52 as the counterclockwise circularly polarized blue light B3c2. The blue light B3c2 is incident on the retardation plate 51 again.

左回り円偏光の青色光B3c2は、位相差板51によってS偏光の青色光B4に変換される。S偏光の青色光B4はダイクロイックミラー50に入射する。ダイクロイックミラー50は、第2光源22から射出された蛍光Yを透過させるとともに、青色光B4を反射することで、蛍光Yおよび青色光B4が同一方向に射出される。本実施形態の偏光分離合成部23は、蛍光Yと青色光B4とを合成することで白色の照明光WLを生成する。 The counterclockwise circularly polarized blue light B3c2 is converted into S-polarized blue light B4 by the retardation plate 51. The S-polarized blue light B4 is incident on the dichroic mirror 50. The dichroic mirror 50 transmits the fluorescence Y emitted from the second light source 22 and reflects the blue light B4, so that the fluorescence Y and the blue light B4 are emitted in the same direction. The polarization separation / synthesizing unit 23 of the present embodiment generates a white illumination light WL by synthesizing the fluorescence Y and the blue light B4.

本実施形態の光源装置2において、青色光B3は、ダイクロイックミラー50および位相差板51を透過して反射部52に入射し、反射部52により反射されて再び位相差板51を通過することでS偏光の青色光B4に変換される。S偏光の青色光B4はダイクロイックミラー50により反射され、ダイクロイックミラー50を透過した蛍光Yは、ダイクロイックミラー50により反射された青色光B4と合成される。 In the light source device 2 of the present embodiment, the blue light B3 passes through the dichroic mirror 50 and the retardation plate 51, enters the reflection unit 52, is reflected by the reflection unit 52, and passes through the retardation plate 51 again. It is converted to S-polarized blue light B4. The S-polarized blue light B4 is reflected by the dichroic mirror 50, and the fluorescence Y transmitted through the dichroic mirror 50 is combined with the blue light B4 reflected by the dichroic mirror 50.

ここで、比較例として、第1光源21から射出された青色光Bと第2光源22で生成される蛍光Yとを合成して白色の照明光を生成した場合について考える。この場合において、照明光におけるホワイトバランスを所定値に設定するために必要となる青色光Bと蛍光Yとの出力を比較すると、青色光Bの出力に比べて蛍光Yの出力が不足する。つまり、所定のホワイトバランスの照明光を合成する際、青色光Bの出力は蛍光Yの出力に対して余剰となる。 Here, as a comparative example, consider a case where the blue light B emitted from the first light source 21 and the fluorescence Y generated by the second light source 22 are combined to generate white illumination light. In this case, when comparing the outputs of the blue light B and the fluorescence Y required to set the white balance in the illumination light to a predetermined value, the output of the fluorescence Y is insufficient as compared with the output of the blue light B. That is, when synthesizing the illumination light having a predetermined white balance, the output of the blue light B becomes a surplus with respect to the output of the fluorescence Y.

これに対して、本実施形態の光源装置2では、第1光源21から射出された青色光Bから分離した補助励起光B2を波長変換部35における蛍光Yの励起に利用することができる。すなわち、本実施形態の光源装置2では、青色光Bの余剰な出力を使って波長変換部35における蛍光Yの励起に利用している。 On the other hand, in the light source device 2 of the present embodiment, the auxiliary excitation light B2 separated from the blue light B emitted from the first light source 21 can be used for exciting the fluorescence Y in the wavelength conversion unit 35. That is, in the light source device 2 of the present embodiment, the surplus output of the blue light B is used to excite the fluorescence Y in the wavelength conversion unit 35.

偏光分離合成部23で合成された照明光WLは照明均一光学系24に入射する。照明均一光学系24は、インテグレーター光学系41と、偏光変換素子42と、重畳レンズ43と、を含む。 The illumination light WL synthesized by the polarization separation / synthesis unit 23 is incident on the illumination uniform optical system 24. The illumination uniform optical system 24 includes an integrator optical system 41, a polarization conversion element 42, and a superimposing lens 43.

インテグレーター光学系41は、例えば、レンズアレイ41a,レンズアレイ41bから構成されている。レンズアレイ41a,41b各々は、アレイ状に配列された複数の小レンズを備えている。 The integrator optical system 41 is composed of, for example, a lens array 41a and a lens array 41b. Each of the lens arrays 41a and 41b includes a plurality of small lenses arranged in an array.

インテグレーター光学系41を透過した照明光WLは、偏光変換素子42に入射する。偏光変換素子42はインテグレーター光学系41から射出される光の偏光方向を変換する。具体的に偏光変換素子42は、レンズアレイ41aで分割され、レンズアレイ41bから射出された各部分光束を直線偏光に変換する。偏光変換素子42は、照明光WLに含まれる偏光成分のうち一方の直線偏光成分をそのまま透過させるとともに、他方の直線偏光成分を光軸に垂直な方向に反射する偏光分離層と、偏光分離層で反射された他方の直線偏光成分を光軸に平行な方向に反射する反射層と、反射層で反射された他方の直線偏光成分を一方の直線偏光成分に変換する位相差板とを有している。 The illumination light WL transmitted through the integrator optical system 41 is incident on the polarization conversion element 42. The polarization conversion element 42 converts the polarization direction of the light emitted from the integrator optical system 41. Specifically, the polarization conversion element 42 is divided by the lens array 41a, and each partial luminous flux emitted from the lens array 41b is converted into linearly polarized light. The polarization conversion element 42 has a polarization separation layer and a polarization separation layer that transmit one of the polarization components contained in the illumination light WL as it is and reflect the other linear polarization component in a direction perpendicular to the optical axis. It has a reflective layer that reflects the other linearly polarized light component reflected by the light axis in a direction parallel to the optical axis, and a retardation plate that converts the other linearly polarized light component reflected by the reflective layer into one linearly polarized light component. ing.

偏光変換素子42を透過した照明光WLは、重畳レンズ43に入射する。重畳レンズ43はインテグレーター光学系41と協働して、被照明領域における照明光WLによる照度分布を均一化する。このようにして、本実施形態の光源装置2は照明光WLを射出する。 The illumination light WL transmitted through the polarization conversion element 42 is incident on the superimposing lens 43. The superimposing lens 43 cooperates with the integrator optical system 41 to make the illuminance distribution by the illumination light WL in the illuminated region uniform. In this way, the light source device 2 of the present embodiment emits the illumination light WL.

本実施形態の光源装置2によれば以下の効果を奏する。
本実施形態の光源装置2は、青色光Bを射出する第1光源21と、励起光Eを射出する励起光源34と、蛍光Yを生成する波長変換部35と、を有する第2光源22と、第1光源21から射出された青色光Bと第2光源22から射出された蛍光Yとが入射する偏光分離合成部23と、を備え、偏光分離合成部23は、第1光源21から射出された青色光Bを補助励起光B2と青色光B3とに分離し、補助励起光B2は、第2光源22の波長変換部35に入射し、第2光源22は、励起光源34からの励起光Eおよび補助励起光B2を波長変換部35において波長変換することで蛍光Yを生成し、偏光分離合成部23は、蛍光Yと青色光B4とを合成して照明光WLを生成する。
According to the light source device 2 of the present embodiment, the following effects are obtained.
The light source device 2 of the present embodiment includes a first light source 21 that emits blue light B, an excitation light source 34 that emits excitation light E, and a second light source 22 having a wavelength conversion unit 35 that generates fluorescence Y. A polarization separation / synthesis unit 23 in which blue light B emitted from the first light source 21 and fluorescence Y emitted from the second light source 22 are incident is provided, and the polarization separation / synthesis unit 23 emits light from the first light source 21. The resulting blue light B is separated into auxiliary excitation light B2 and blue light B3, the auxiliary excitation light B2 is incident on the wavelength conversion unit 35 of the second light source 22, and the second light source 22 is excited by the excitation light source 34. The wavelength conversion unit 35 converts the light E and the auxiliary excitation light B2 into wavelengths to generate the fluorescence Y, and the polarization separation / synthesis unit 23 combines the fluorescence Y and the blue light B4 to generate the illumination light WL.

本実施形態の光源装置2によれば、青色光Bの余剰な出力を波長変換部35における蛍光Yの励起に利用することができる。これにより、励起光源34のみで波長変換部35を励起して蛍光Yを生成する場合に比べ、高輝度の蛍光Yを生成することができる。よって、高輝度の蛍光Yと青色光B4とを合成することで、所望のホワイトバランスを有した明るい照明光WLを生成できる。
また、本実施形態の光源装置2によれば、第1光源21および第2光源22の出力を独立して制御することで、照明光WLのホワイトバランス調整が容易となる。
According to the light source device 2 of the present embodiment, the surplus output of the blue light B can be used for exciting the fluorescence Y in the wavelength conversion unit 35. As a result, it is possible to generate high-luminance fluorescence Y as compared with the case where the wavelength conversion unit 35 is excited only by the excitation light source 34 to generate fluorescence Y. Therefore, by synthesizing the high-luminance fluorescence Y and the blue light B4, a bright illumination light WL having a desired white balance can be generated.
Further, according to the light source device 2 of the present embodiment, the white balance of the illumination light WL can be easily adjusted by independently controlling the outputs of the first light source 21 and the second light source 22.

本実施形態の光源装置2において、偏光分離合成部23は、青色光Bに対する偏光分離特性を有するダイクロイックミラー50と、位相差板51と、反射部52と、を含み、青色光Bは、ダイクロイックミラー50により補助励起光B2と青色光B3とに分離される。また、補助励起光B2は、ダイクロイックミラー50により第2光源22の波長変換部35に向けて反射され、青色光B3は、ダイクロイックミラー50および位相差板51を透過して反射部52に入射し、反射部52により反射されて再び位相差板51を通過してダイクロイックミラー50により反射され、ダイクロイックミラー50を透過した蛍光Yは、ダイクロイックミラー50により反射された青色光B4と合成される。
この構成によれば、偏光分離合成部23によって青色光Bを補助励起光B2と青色光B3とに分離する構成を実現できる。また、位相差板51を2回透過させることで青色光B3の偏光方向を90度回転させた青色光B4を得ることができる。これにより、青色光B4と蛍光Yとを合成した照明光WLを生成することができる。
In the light source device 2 of the present embodiment, the polarization separation / synthesis unit 23 includes a dichroic mirror 50 having polarization separation characteristics with respect to blue light B, a retardation plate 51, and a reflection unit 52, and the blue light B is a dichroic. The auxiliary excitation light B2 and the blue light B3 are separated by the mirror 50. Further, the auxiliary excitation light B2 is reflected by the dichroic mirror 50 toward the wavelength conversion unit 35 of the second light source 22, and the blue light B3 passes through the dichroic mirror 50 and the retardation plate 51 and is incident on the reflection unit 52. , The fluorescent Y reflected by the reflecting unit 52, passed through the retardation plate 51 again, reflected by the dichroic mirror 50, and transmitted through the dichroic mirror 50 is combined with the blue light B4 reflected by the dichroic mirror 50.
According to this configuration, it is possible to realize a configuration in which the blue light B is separated into the auxiliary excitation light B2 and the blue light B3 by the polarization separation / synthesis unit 23. Further, by transmitting the retardation plate 51 twice, it is possible to obtain the blue light B4 in which the polarization direction of the blue light B3 is rotated by 90 degrees. Thereby, the illumination light WL which combines the blue light B4 and the fluorescence Y can be generated.

本実施形態の光源装置2において、補助励起光B2の波長は青色光B3の波長よりも短い。
この構成によれば、補助励起光B2として、より蛍光Yの発光効率が高い短波長側の光を青色光Bから分離することができる。これにより、補助励起光B2による波長変換部35の蛍光Yの発光効率を向上させることができる。
また、青色光B3として、青色光Bに含まれる長波長側の光を分離することができる。これにより、例えば、液晶パネルの入射側および射出側に設けられる偏光板のように有機材料からなる光学部品への負担を低減して長寿命化を図ることができる。
また、照明光WLに含まれる青色成分が長波長側の光で構成されるため、照明光WLを分離した青色照明光LBとしてsRGBの色三角形の青側の頂点に近い波長の光が生成される。よって、sRGBの色域をカバーした照明光WLが生成されるため、該照明光WLをプロジェクター1の画像表示に用いることで色再現性に優れた表示が可能となる。
In the light source device 2 of the present embodiment, the wavelength of the auxiliary excitation light B2 is shorter than the wavelength of the blue light B3.
According to this configuration, as the auxiliary excitation light B2, the light on the short wavelength side, which has higher luminous efficiency of fluorescence Y, can be separated from the blue light B. As a result, the luminous efficiency of the fluorescence Y of the wavelength conversion unit 35 by the auxiliary excitation light B2 can be improved.
Further, as the blue light B3, the light on the long wavelength side contained in the blue light B can be separated. Thereby, for example, it is possible to reduce the burden on the optical component made of an organic material such as the polarizing plate provided on the incident side and the ejection side of the liquid crystal panel and to extend the life.
Further, since the blue component contained in the illumination light WL is composed of the light on the long wavelength side, light having a wavelength close to the apex on the blue side of the color triangle of sRGB is generated as the blue illumination light LB separated from the illumination light WL. NS. Therefore, since the illumination light WL that covers the color gamut of sRGB is generated, it is possible to display with excellent color reproducibility by using the illumination light WL for the image display of the projector 1.

本実施形態の光源装置2において、第1光源21はLED素子を含み、励起光源34はLED素子を含む。
第1光源21および励起光源34をLED素子で構成することで光源装置2のコストを低減できる。
In the light source device 2 of the present embodiment, the first light source 21 includes an LED element, and the excitation light source 34 includes an LED element.
By configuring the first light source 21 and the excitation light source 34 with LED elements, the cost of the light source device 2 can be reduced.

本実施形態の光源装置2において、青色光Bは第1波長帯を有する青色光であり、励起光Eは第2波長帯を有する青色光であり、励起光Eの主波長は、青色光Bの主波長よりも短い。
この構成によれば、励起光Eとして、より発光効率が高い短波長側に主波長をもつ光を用いるため、波長変換部35における蛍光Yの発光効率を向上させることができる。
また、青色光Bを射出する第1光源部30として励起光源34よりも主波長の長い光源を選択することで、高出力を得つつ、例えば、液晶パネルの入射側および射出側に設けられる偏光板のように有機材料からなる光学部品への負担を低減することで長寿命化を図ることができる。
In the light source device 2 of the present embodiment, the blue light B is blue light having a first wavelength band, the excitation light E is blue light having a second wavelength band, and the main wavelength of the excitation light E is blue light B. Shorter than the main wavelength of.
According to this configuration, since light having a main wavelength on the short wavelength side having higher luminous efficiency is used as the excitation light E, the luminous efficiency of the fluorescence Y in the wavelength conversion unit 35 can be improved.
Further, by selecting a light source having a longer main wavelength than the excitation light source 34 as the first light source unit 30 for emitting blue light B, while obtaining high output, for example, polarized light provided on the incident side and the emission side of the liquid crystal panel is provided. The life can be extended by reducing the burden on the optical component made of an organic material such as a plate.

本実施形態の光源装置2において、第2光源22において、波長変換部35は励起光源34に積層されている。
この構成によれば、励起光源34から射出された励起光Eを波長変換部35に効率良く入射させて蛍光Yを効率良く生成できる。
In the light source device 2 of the present embodiment, in the second light source 22, the wavelength conversion unit 35 is laminated on the excitation light source 34.
According to this configuration, the excitation light E emitted from the excitation light source 34 can be efficiently incident on the wavelength conversion unit 35 to efficiently generate the fluorescence Y.

本実施形態のプロジェクター1は、光源装置2と、光源装置2からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置4R,4G,4Bと、光変調装置4R,4G,4Bにより変調された光を投写する投写光学装置6と、を備える。 The projector 1 of the present embodiment includes a light source device 2, light modulation devices 4R, 4G, 4B that modulate the light from the light source device 2 according to image information, and light modulated by the light modulation devices 4R, 4G, 4B. The projection optical device 6 for projecting the light source is provided.

本実施形態のプロジェクター1によれば、所望のホワイトバランスを有した明るい照明光WLを生成する光源装置2を備えるので、色バランスに優れた明るい画像を表示できる。 According to the projector 1 of the present embodiment, since the light source device 2 that generates a bright illumination light WL having a desired white balance is provided, a bright image having an excellent color balance can be displayed.

(第2実施形態)
続いて、第2実施形態の光源装置について説明する。なお、第1実施形態と共通の構成については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
図4は本実施形態の光源装置102の概略構成を示す図である。
図4に示すように、本実施形態の光源装置102は、第1光源21と、第2光源22と、偏光分離合成部123と、照明均一光学系24と、を備えている。
(Second Embodiment)
Subsequently, the light source device of the second embodiment will be described. The same reference numerals are given to the configurations common to those of the first embodiment, and the details thereof will be omitted.
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of the light source device 102 of the present embodiment.
As shown in FIG. 4, the light source device 102 of the present embodiment includes a first light source 21, a second light source 22, a polarization separation / synthesizing unit 123, and a uniform illumination optical system 24.

偏光分離合成部123は、ダイクロイックミラー(光分離ミラー)150と、位相差板51と、反射部52と、を含む。 The polarization separation / synthesis unit 123 includes a dichroic mirror (light separation mirror) 150, a retardation plate 51, and a reflection unit 52.

本実施形態のダイクロイックミラー150は、第1光源21から射出される青色光Bを補助励起光B2と青色光B3とに分離する。なお、ダイクロイックミラー150は、蛍光Yについては偏光方向によらず透過させる。 The dichroic mirror 150 of the present embodiment separates the blue light B emitted from the first light source 21 into the auxiliary excitation light B2 and the blue light B3. The dichroic mirror 150 transmits the fluorescence Y regardless of the polarization direction.

本実施形態のダイクロイックミラー150は、青色光Bの長波長側と蛍光Yとの間の波長帯の光を反射し、青色光Bの短波長側、および蛍光Yを透過するエッジパスフィルターで構成される。 The dichroic mirror 150 of the present embodiment is composed of an edge path filter that reflects light in the wavelength band between the long wavelength side of blue light B and fluorescence Y, transmits the short wavelength side of blue light B, and transmits fluorescence Y. Will be done.

図5は本実施形態のダイクロイックミラー150の透過特性を示す図である。図5の横軸はダイクロイックミラー150に入射する光の波長を示している。図5において、P偏光に対する透過特性を実線で示し、S偏光に対する透過特性を破線で示している。図5において、青色光Bおよび蛍光Yの各波長帯域を示した。 FIG. 5 is a diagram showing the transmission characteristics of the dichroic mirror 150 of the present embodiment. The horizontal axis of FIG. 5 indicates the wavelength of light incident on the dichroic mirror 150. In FIG. 5, the transmission characteristic for P-polarized light is shown by a solid line, and the transmission characteristic for S-polarized light is shown by a broken line. In FIG. 5, each wavelength band of blue light B and fluorescence Y is shown.

具体的に本実施形態のダイクロイックミラー150は、図5に示されるように、青色光Bのうち、波長λ3よりも短い波長帯のS偏光成分と、波長λ4よりも短い波長帯のP偏光成分と、を透過させる特性を有する。また、本実施形態のダイクロイックミラー150は、青色光Bのうち、波長λ3よりも長い波長帯のS偏光成分と、波長λ4よりも長い波長帯のP偏光成分と、を反射させる特性を有する。なお、例えば、波長λ3は青色光Bの主波長λBよりも短く、波長λ4は青色光Bの主波長λBよりも長い。 Specifically, as shown in FIG. 5, the dichroic mirror 150 of the present embodiment has an S-polarized light component having a wavelength band shorter than the wavelength λ3 and a P-polarized light component having a wavelength band shorter than the wavelength λ4 of the blue light B. And have the property of transmitting. Further, the dichroic mirror 150 of the present embodiment has a characteristic of reflecting the S-polarized light component in the wavelength band longer than the wavelength λ3 and the P-polarized light component in the wavelength band longer than the wavelength λ4 in the blue light B. For example, the wavelength λ3 is shorter than the main wavelength λB of blue light B, and the wavelength λ4 is longer than the main wavelength λB of blue light B.

本実施形態のダイクロイックミラー150は、青色光Bに含まれる成分のうち短波長側の成分を多く含む光を透過させることで上記補助励起光B2を構成し、青色光Bに含まれる成分のうち長波長側の成分を多く含む光を反射させることで上記青色光B3を構成する。そのため、青色光B3の波長は補助励起光B2の波長よりも長くなっている。 The dichroic mirror 150 of the present embodiment constitutes the auxiliary excitation light B2 by transmitting light containing a large amount of short wavelength side components among the components contained in the blue light B, and among the components contained in the blue light B. The blue light B3 is formed by reflecting light containing a large amount of components on the long wavelength side. Therefore, the wavelength of the blue light B3 is longer than the wavelength of the auxiliary excitation light B2.

ダイクロイックミラー150により青色光Bから分離された青色光B3は照明均一光学系24に向けて射出される。 The blue light B3 separated from the blue light B by the dichroic mirror 150 is emitted toward the uniform illumination optical system 24.

一方、ダイクロイックミラー150により青色光Bから分離された補助励起光B2は、位相差板51に入射する。位相差板51は、1/4波長板から構成されている。補助励起光B2に含まれるP偏光成分は位相差板51によって例えば、右回り円偏光の補助励起光B2c1に変換された後、反射部52に入射する。反射部52は補助励起光B2c1の光路を反対方向に折り返すように反射させる。 On the other hand, the auxiliary excitation light B2 separated from the blue light B by the dichroic mirror 150 is incident on the retardation plate 51. The retardation plate 51 is composed of a quarter wave plate. The P-polarized light component contained in the auxiliary excitation light B2 is converted into, for example, clockwise circularly polarized auxiliary excitation light B2c1 by the retardation plate 51, and then incident on the reflection unit 52. The reflecting unit 52 reflects the optical path of the auxiliary excitation light B2c1 so as to fold back in the opposite direction.

以下、反射部52により反射された補助励起光B2c1を補助励起光B2c2と称す。例えば、右回り円偏光の補助励起光B2c1は反射部52により左回り円偏光の補助励起光B2c2として反射される。補助励起光B2c2は再び位相差板51に入射する。 Hereinafter, the auxiliary excitation light B2c1 reflected by the reflecting unit 52 is referred to as an auxiliary excitation light B2c2. For example, the clockwise circularly polarized auxiliary excitation light B2c1 is reflected by the reflecting unit 52 as the counterclockwise circularly polarized auxiliary excitation light B2c2. The auxiliary excitation light B2c2 is incident on the retardation plate 51 again.

左回り円偏光の補助励起光B2c2は、位相差板51によってS偏光の補助励起光B5に変換される。S偏光の補助励起光B5はダイクロイックミラー150に入射する。ダイクロイックミラー150は、補助励起光B5のうちの波長λ3よりも短波長側の成分を第2光源22に向けて反射する。 The counterclockwise circularly polarized auxiliary excitation light B2c2 is converted into S-polarized auxiliary excitation light B5 by the retardation plate 51. The S-polarized auxiliary excitation light B5 is incident on the dichroic mirror 150. The dichroic mirror 150 reflects a component of the auxiliary excitation light B5 on the shorter wavelength side than the wavelength λ3 toward the second light source 22.

ダイクロイックミラー150で反射された補助励起光B5は第2ピックアップ光学系36に入射する。第2ピックアップ光学系36は補助励起光B5を集光した状態で波長変換部35の第2面35bに入射させる。補助励起光B5は、励起光源34から射出される励起光Eと同様、青色の波長域の光である。そのため、補助励起光B5は、波長変換部35において励起光として作用する。すなわち、第2光源22は、励起光源34からの励起光Eおよび補助励起光B5を波長変換することで蛍光Yを生成する。蛍光Yはダイクロイックミラー150を透過し、照明均一光学系24に向けて射出される。 The auxiliary excitation light B5 reflected by the dichroic mirror 150 is incident on the second pickup optical system 36. The second pickup optical system 36 causes the auxiliary excitation light B5 to be incident on the second surface 35b of the wavelength conversion unit 35 in a condensed state. The auxiliary excitation light B5 is light in the blue wavelength region, like the excitation light E emitted from the excitation light source 34. Therefore, the auxiliary excitation light B5 acts as excitation light in the wavelength conversion unit 35. That is, the second light source 22 generates fluorescence Y by wavelength-converting the excitation light E and the auxiliary excitation light B5 from the excitation light source 34. The fluorescence Y passes through the dichroic mirror 150 and is emitted toward the uniform illumination optical system 24.

以上のように本実施形態の偏光分離合成部123において、補助励起光B2に含まれるP偏光成分は、ダイクロイックミラー150および位相差板51を透過して反射部52に入射し、反射部52により反射されて再び位相差板51を通過することでS偏光の補助励起光B5に変換される。S偏光の補助励起光B5はダイクロイックミラー150により第2光源22の波長変換部35に向けて反射される。 As described above, in the polarization separation / synthesis unit 123 of the present embodiment, the P polarization component contained in the auxiliary excitation light B2 passes through the dichroic mirror 150 and the retardation plate 51 and is incident on the reflection unit 52, and is incident on the reflection unit 52 by the reflection unit 52. It is reflected and passes through the retardation plate 51 again to be converted into S-polarized auxiliary excitation light B5. The S-polarized auxiliary excitation light B5 is reflected by the dichroic mirror 150 toward the wavelength conversion unit 35 of the second light source 22.

ダイクロイックミラー150を透過した蛍光Yは、ダイクロイックミラー150により反射された青色光B3と合成される。本実施形態の偏光分離合成部123は、蛍光Yと青色光B3とを合成することで白色の照明光WLを生成する。 The fluorescence Y transmitted through the dichroic mirror 150 is combined with the blue light B3 reflected by the dichroic mirror 150. The polarization separation / synthesizing unit 123 of the present embodiment generates a white illumination light WL by synthesizing the fluorescence Y and the blue light B3.

本実施形態の光源装置102によれば以下の効果を奏する。
本実施形態の光源装置102では、ダイクロイックミラー150において青色光Bから分離した青色光B3を照明均一光学系24のインテグレーター光学系41に直接入射させることができる。ここで、第1光源部30から射出された青色光Bは第1ピックアップ光学系31により略平行化されるものの、僅かに光束が拡がった発散成分も含んでいる。すなわち、青色光Bから分離された青色光B3についても同様に発散成分も含んでいる。
According to the light source device 102 of the present embodiment, the following effects are obtained.
In the light source device 102 of the present embodiment, the blue light B3 separated from the blue light B in the dichroic mirror 150 can be directly incident on the integrator optical system 41 of the illumination uniform optical system 24. Here, the blue light B emitted from the first light source unit 30 is substantially parallelized by the first pickup optical system 31, but also contains a divergent component in which the luminous flux is slightly expanded. That is, the blue light B3 separated from the blue light B also contains a divergent component as well.

本実施形態の構成によれば、第1実施形態の構成に比べて、青色光Bを射出する第1光源部30からインテグレーター光学系41までの距離が短くなる。そのため、青色光B3に含まれる上記発散成分をインテグレーター光学系41のレンズアレイ41aに取り込むことで光損失を小さくすることができる。 According to the configuration of the present embodiment, the distance from the first light source unit 30 that emits the blue light B to the integrator optical system 41 is shorter than that of the configuration of the first embodiment. Therefore, the light loss can be reduced by incorporating the divergent component contained in the blue light B3 into the lens array 41a of the integrator optical system 41.

また、本実施形態の光源装置102においても、青色光Bの余剰な出力を波長変換部35における蛍光Yの励起に利用することで、高輝度の蛍光Yを生成することができる。よって、高輝度の蛍光Yと青色光B3とを合成することで、所望のホワイトバランスを有した明るい照明光WLを生成できる。 Further, also in the light source device 102 of the present embodiment, high-luminance fluorescence Y can be generated by using the surplus output of blue light B for excitation of fluorescence Y in the wavelength conversion unit 35. Therefore, by synthesizing the high-luminance fluorescence Y and the blue light B3, a bright illumination light WL having a desired white balance can be generated.

偏光分離合成部123において、位相差板51を2回透過させることで補助励起光B2の偏光方向を90度回転させた補助励起光B5を生成できる。これにより、補助励起光B2を第2光源22の波長変換部35に励起光として入射させることができる。 The polarization separation / synthesis unit 123 can generate the auxiliary excitation light B5 in which the polarization direction of the auxiliary excitation light B2 is rotated by 90 degrees by transmitting the retardation plate 51 twice. As a result, the auxiliary excitation light B2 can be incident on the wavelength conversion unit 35 of the second light source 22 as excitation light.

青色光Bに含まれる成分のうち、蛍光Yの発光効率が高い短波長側の光を補助励起光B5として利用することができる。これにより、波長変換部35の蛍光Yの発光効率を向上させることができる。また、青色光B3として、青色光Bに含まれる長波長側の光を分離できるので、第1実施形態と同様、有機材料からなる光学部品への負担を低減して長寿命化を図ることができる。 Among the components contained in the blue light B, the light on the short wavelength side having high luminous efficiency of fluorescence Y can be used as the auxiliary excitation light B5. As a result, the luminous efficiency of the fluorescence Y of the wavelength conversion unit 35 can be improved. Further, as the blue light B3, the light on the long wavelength side contained in the blue light B can be separated, so that the burden on the optical component made of an organic material can be reduced and the life can be extended as in the first embodiment. can.

(第3実施形態)
続いて、第3実施形態の光源装置について説明する。なお、第1実施形態と共通の構成については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
図6は本実施形態の光源装置202の概略構成を示す図である。
図6に示すように、本実施形態の光源装置202は、第1光源21と、第2光源22と、偏光分離合成部223と、照明均一光学系24と、を備えている。
(Third Embodiment)
Subsequently, the light source device of the third embodiment will be described. The same reference numerals are given to the configurations common to those of the first embodiment, and the details thereof will be omitted.
FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of the light source device 202 of the present embodiment.
As shown in FIG. 6, the light source device 202 of the present embodiment includes a first light source 21, a second light source 22, a polarization separation / synthesizing unit 223, and a uniform illumination optical system 24.

偏光分離合成部223は、ダイクロイックミラー(光分離ミラー)250と、位相差板51と、反射部52と、を含む。 The polarization separation / synthesis unit 223 includes a dichroic mirror (light separation mirror) 250, a retardation plate 51, and a reflection unit 52.

本実施形態のダイクロイックミラー250は、第1光源21から射出される青色光Bを補助励起光B2と青色光B3とに分離する。なお、ダイクロイックミラー250は、蛍光Yについては偏光方向によらず反射させる。 The dichroic mirror 250 of the present embodiment separates the blue light B emitted from the first light source 21 into the auxiliary excitation light B2 and the blue light B3. The dichroic mirror 250 reflects the fluorescence Y regardless of the polarization direction.

図7は本実施形態のダイクロイックミラー250の透過特性を示す図である。図7の横軸はダイクロイックミラー250に入射する光の波長を示している。図7において、P偏光に対する透過特性を実線で示し、S偏光に対する透過特性を破線で示している。図7において、青色光Bおよび蛍光Yの各波長帯域を示した。 FIG. 7 is a diagram showing the transmission characteristics of the dichroic mirror 250 of the present embodiment. The horizontal axis of FIG. 7 indicates the wavelength of light incident on the dichroic mirror 250. In FIG. 7, the transmission characteristic for P-polarized light is shown by a solid line, and the transmission characteristic for S-polarized light is shown by a broken line. In FIG. 7, each wavelength band of blue light B and fluorescence Y is shown.

具体的に本実施形態のダイクロイックミラー250は、図7に示されるように、青色光Bのうち、P偏光成分と、波長λ5よりも短い波長帯のS偏光成分を透過させる特性を有する。また、本実施形態のダイクロイックミラー250は、青色光Bのうち、波長λ5よりも長い波長帯のS偏光成分を反射させる特性を有する。波長λ5は青色光Bの主波長λBは特に限定されないが、青色光Bと、励起光Eとの光量バランスを考慮し、適宜調整されていてもよい。例えば、波長λ5は青色光Bの主波長λBよりも長くてもよい。あるいは、青色光Bと、励起光Eとの光量バランスによっては、λ5はλBよりも短くてもよい。 Specifically, as shown in FIG. 7, the dichroic mirror 250 of the present embodiment has a property of transmitting a P-polarized light component of blue light B and an S-polarized light component in a wavelength band shorter than the wavelength λ5. Further, the dichroic mirror 250 of the present embodiment has a characteristic of reflecting the S polarization component of the blue light B having a wavelength band longer than the wavelength λ5. The wavelength λ5 is not particularly limited to the main wavelength λB of the blue light B, but may be appropriately adjusted in consideration of the light amount balance between the blue light B and the excitation light E. For example, the wavelength λ5 may be longer than the main wavelength λB of blue light B. Alternatively, λ5 may be shorter than λB depending on the light amount balance between the blue light B and the excitation light E.

本実施形態のダイクロイックミラー250は、青色光Bに含まれる成分のうち短波長側の成分を多く含む光を透過させることで上記補助励起光B2を構成し、青色光Bに含まれる成分のうち長波長側の成分を多く含む光を反射させることで上記青色光B3を構成する。 The dichroic mirror 250 of the present embodiment constitutes the auxiliary excitation light B2 by transmitting light containing a large amount of short wavelength side components among the components contained in the blue light B, and among the components contained in the blue light B. The blue light B3 is formed by reflecting light containing a large amount of components on the long wavelength side.

ダイクロイックミラー250により反射されて青色光Bから分離された青色光B3は位相差板51に入射する。S偏光成分からなる青色光B3は位相差板51によって、例えば、左回り円偏光の青色光B3c3に変換された後、反射部52に入射して反射される。左回り円偏光の青色光B3c3は反射部52により右回り円偏光の青色光B3c4として反射される。青色光B3c4は再び位相差板51に入射する。右回り円偏光の青色光B3c4は、位相差板51によってP偏光の青色光B6に変換される。P偏光の青色光B6はダイクロイックミラー250を透過する。 The blue light B3 reflected by the dichroic mirror 250 and separated from the blue light B is incident on the retardation plate 51. The blue light B3 composed of the S-polarized light component is converted into, for example, counterclockwise circularly polarized blue light B3c3 by the retardation plate 51, and then incident on the reflecting unit 52 and reflected. The counterclockwise circularly polarized blue light B3c3 is reflected by the reflecting unit 52 as clockwise circularly polarized blue light B3c4. The blue light B3c4 is incident on the retardation plate 51 again. The clockwise circularly polarized blue light B3c4 is converted into P-polarized blue light B6 by the retardation plate 51. The P-polarized blue light B6 passes through the dichroic mirror 250.

一方、ダイクロイックミラー250を透過することで青色光Bから分離された補助励起光B2は第2ピックアップ光学系36に入射し、集光した状態で波長変換部35の第2面35bに入射する。第2光源22では、励起光源34からの励起光Eおよび補助励起光B2を波長変換することで蛍光Yを生成する。蛍光Yはダイクロイックミラー250により照明均一光学系24に向けて反射される。 On the other hand, the auxiliary excitation light B2 separated from the blue light B by passing through the dichroic mirror 250 is incident on the second pickup optical system 36, and is incident on the second surface 35b of the wavelength conversion unit 35 in a condensed state. The second light source 22 generates fluorescence Y by wavelength-converting the excitation light E and the auxiliary excitation light B2 from the excitation light source 34. The fluorescence Y is reflected by the dichroic mirror 250 toward the uniform illumination optical system 24.

以上のように本実施形態の偏光分離合成部223において、補助励起光B2は、ダイクロイックミラー250を透過して第2光源22の波長変換部35に入射し、青色光B3は、ダイクロイックミラー250により反射されて位相差板51を透過して反射部52に入射し、反射部52により反射されて再び位相差板51を通過し、青色光B6としてダイクロイックミラー250を透過する。第2光源22から射出された蛍光Yはダイクロイックミラー250により反射され、ダイクロイックミラー250により反射された蛍光Yは、ダイクロイックミラー250を透過した青色光B6と合成される。本実施形態の偏光分離合成部223は、蛍光Yと青色光B6とを合成することで白色の照明光WLを生成する。 As described above, in the polarization separation / synthesis unit 223 of the present embodiment, the auxiliary excitation light B2 passes through the dichroic mirror 250 and is incident on the wavelength conversion unit 35 of the second light source 22, and the blue light B3 is transmitted by the dichroic mirror 250. It is reflected, passes through the retardation plate 51, enters the reflection unit 52, is reflected by the reflection unit 52, passes through the retardation plate 51 again, and passes through the dichroic mirror 250 as blue light B6. The fluorescence Y emitted from the second light source 22 is reflected by the dichroic mirror 250, and the fluorescence Y reflected by the dichroic mirror 250 is combined with the blue light B6 transmitted through the dichroic mirror 250. The polarization separation synthesis unit 223 of the present embodiment generates a white illumination light WL by synthesizing the fluorescence Y and the blue light B6.

本実施形態の光源装置202においても、青色光Bの余剰な出力を波長変換部35における蛍光Yの励起に利用することで、高輝度の蛍光Yを生成することができる。よって、高輝度の蛍光Yと青色光B3とを合成することで、所望のホワイトバランスを有した明るい照明光WLを生成できる。 Also in the light source device 202 of the present embodiment, high-luminance fluorescence Y can be generated by using the surplus output of blue light B for excitation of fluorescence Y in the wavelength conversion unit 35. Therefore, by synthesizing the high-luminance fluorescence Y and the blue light B3, a bright illumination light WL having a desired white balance can be generated.

また、本実施形態の光源装置202によれば、光源装置202の照明光軸AXを挟むように第1光源21および第2光源22が配置されるため、照明光軸AXに沿う方向の寸法を小さくできる。よって、照明光軸AXに沿う方向の寸法を小型化した光源装置202が提供される。小型化された光源装置202を用いることでプロジェクター1に組み込む際のレイアウトの自由度が高くなる。 Further, according to the light source device 202 of the present embodiment, since the first light source 21 and the second light source 22 are arranged so as to sandwich the illumination light axis AX of the light source device 202, the dimensions in the direction along the illumination light axis AX are determined. Can be made smaller. Therefore, the light source device 202 whose dimensions in the direction along the illumination optical axis AX are miniaturized is provided. By using the miniaturized light source device 202, the degree of freedom in layout when incorporating the light source device 202 into the projector 1 is increased.

(第4実施形態)
続いて、第4実施形態のプロジェクターについて説明する。
図8は本実施形態のプロジェクター101の概略構成を示す図である。
図8に示すように、本実施形態のプロジェクター101は、第1実施形態の光源装置2と、集光レンズ70と、カラーホイール71と、ロッドレンズ72と、リレー光学系73と、マイクロミラー型光変調装置74と、全反射プリズム75と、投写光学装置76と、を備えている。
(Fourth Embodiment)
Subsequently, the projector of the fourth embodiment will be described.
FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of the projector 101 of the present embodiment.
As shown in FIG. 8, the projector 101 of the present embodiment includes the light source device 2 of the first embodiment, a condenser lens 70, a color wheel 71, a rod lens 72, a relay optical system 73, and a micromirror type. It includes an optical modulator 74, a total reflection prism 75, and a projection optical device 76.

光源装置2は白色の照明光WLを集光レンズ70に向けて射出する。集光レンズ70は、照明光WLをカラーホイール71に入射させる。カラーホイール71は赤色光、緑色光および青色光に対応したカラーフィルターを含み、白色の照明光WLから赤色照明光LR、緑色照明光LGおよび青色照明光LBを時間順次で生成して射出する。時間順次でカラーホイール71から射出された赤色照明光LR、緑色照明光LGおよび青色照明光LBはロッドレンズ72に入射する。 The light source device 2 emits white illumination light WL toward the condenser lens 70. The condenser lens 70 causes the illumination light WL to enter the color wheel 71. The color wheel 71 includes a color filter corresponding to red light, green light, and blue light, and generates and emits red illumination light LR, green illumination light LG, and blue illumination light LB from the white illumination light WL in chronological order. The red illumination light LR, the green illumination light LG, and the blue illumination light LB emitted from the color wheel 71 in chronological order are incident on the rod lens 72.

ロッドレンズ72は光入射面72aと光射出面72bとを含む。ロッドレンズ72は、光入射面72aから内部に入射した光を内面で全反射させた後、光射出面72bから射出することで光強度分布を均一化させる。 The rod lens 72 includes a light incident surface 72a and a light emitting surface 72b. The rod lens 72 totally reflects the light incident on the inside from the light incident surface 72a on the inner surface, and then emits the light from the light emitting surface 72b to make the light intensity distribution uniform.

リレー光学系73は、ロッドレンズ72と協働して、強度分布を均一化した赤色照明光LR、緑色照明光LGおよび青色照明光LBを全反射プリズム75に向けて射出する。全反射プリズム75は透光性部材から構成され、反射面75aを含む。反射面75aは、時間順次に入射する赤色照明光LR、緑色照明光LGおよび青色照明光LBをマイクロミラー型光変調装置74に向けて全反射するように角度が設定されている。 The relay optical system 73 cooperates with the rod lens 72 to emit red illumination light LR, green illumination light LG, and blue illumination light LB having a uniform intensity distribution toward the total reflection prism 75. The total reflection prism 75 is composed of a translucent member and includes a reflection surface 75a. The angle of the reflecting surface 75a is set so as to totally reflect the red illumination light LR, the green illumination light LG, and the blue illumination light LB that are incident in time sequence toward the micromirror type optical modulator 74.

マイクロミラー型光変調装置74は、例えば、DMD(Digital Micromirror Device)から構成される。DMDは、複数のマイクロミラーがマトリクス状に配列されたものである。DMDは、複数のマイクロミラーの傾き方向を切換えることにより、入射光の反射方向を、反射面75aを透過する方向と反射面75aで反射される方向との間で切り替える。 The micromirror type optical modulator 74 is composed of, for example, a DMD (Digital Micromirror Device). A DMD is a matrix in which a plurality of micromirrors are arranged. The DMD switches the reflection direction of the incident light between the direction transmitted through the reflecting surface 75a and the direction reflected by the reflecting surface 75a by switching the tilting direction of the plurality of micromirrors.

このようにDMDからなるマイクロミラー型光変調装置74は、カラーホイール71によって時間順次に生成される赤色照明光LR、緑色照明光LGおよび青色照明光LBを順次変調して、緑色画像光、赤色画像光及び青色画像光を生成する。投写光学装置76は緑色画像光、赤色画像光及び青色画像光をスクリーン(不図示)に投写する。 In this way, the micromirror type optical modulator 74 composed of the DMD sequentially modulates the red illumination light LR, the green illumination light LG, and the blue illumination light LB generated in time by the color wheel 71, and sequentially modulates the green image light and the red illumination. Generates image light and blue image light. The projection optical device 76 projects green image light, red image light, and blue image light onto a screen (not shown).

以上説明したように、本実施形態のプロジェクター101によれば、マイクロミラー型光変調装置74を用いた場合において、所望のホワイトバランスを有した明るい画像を表示することができる。 As described above, according to the projector 101 of the present embodiment, when the micromirror type optical modulation device 74 is used, a bright image having a desired white balance can be displayed.

本実施形態のプロジェクター101の光源装置として、第2実施形態の光源装置102あるいは第3実施形態の光源装置202を用いてもよい。 As the light source device of the projector 101 of the present embodiment, the light source device 102 of the second embodiment or the light source device 202 of the third embodiment may be used.

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態において、第1光源21の第1光源部30がLED素子を含む場合を例に挙げたが、第1光源部30がレーザー素子で構成されてもよい。第1光源部30としてレーザー素子を用いる場合、ダイクロイックミラーと反射部との間にレーザー光からなる青色光を拡散させる拡散部材を設けることが望ましい。
The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above embodiment, the case where the first light source unit 30 of the first light source 21 includes an LED element has been described as an example, but the first light source unit 30 may be composed of a laser element. When a laser element is used as the first light source unit 30, it is desirable to provide a diffusing member for diffusing blue light composed of laser light between the dichroic mirror and the reflecting unit.

また、第2光源22において、励起光源34と波長変換部35とを積層する場合を例に挙げたが、波長変換部をロッド状の蛍光体で構成し、ロッド状の蛍光体の側面から励起光源の励起光を入射させる構造を採用してもよい。 Further, in the second light source 22, the case where the excitation light source 34 and the wavelength conversion unit 35 are laminated is given as an example, but the wavelength conversion unit is composed of a rod-shaped phosphor and is excited from the side surface of the rod-shaped phosphor. A structure in which the excitation light of the light source is incident may be adopted.

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

1,101…プロジェクター、2,102,202…光源装置、4B,4G,4R…光変調装置、6,76…投写光学装置、21…第1光源、22…第2光源、23,123,223…偏光分離合成部、34…励起光源、35…波長変換部、50,150,250…ダイクロイックミラー(光分離ミラー)、51…位相差板、52…反射部、B,B3,B4,B6,B3c1,B3c2,B3c3,B3c4…青色光、B…青色光(第1光)、B2…補助励起光(第2光)、B3…青色光(第3光)、E…励起光、WL…照明光、Y…蛍光、λ1,λ2,λ3,λ4,λ5…波長、λB…主波長。 1,101 ... Projector, 2,102,202 ... Light source device, 4B, 4G, 4R ... Light modulator, 6,76 ... Projection optical device, 21 ... First light source, 22 ... Second light source, 23,123,223 ... Polarization separation / synthesis unit, 34 ... Excitation light source, 35 ... Wavelength converter, 50, 150, 250 ... Dycroic mirror (light separation mirror), 51 ... Phase difference plate, 52 ... Reflection unit, B, B3, B4, B6 B3c1, B3c2, B3c3, B3c4 ... blue light, B ... blue light (first light), B2 ... auxiliary excitation light (second light), B3 ... blue light (third light), E ... excitation light, WL ... illumination Light, Y ... fluorescence, λ1, λ2, λ3, λ4, λ5 ... wavelength, λB ... main wavelength.

Claims (10)

第1光を射出する第1光源と、
励起光を射出する励起光源と、蛍光を生成する波長変換部と、を有する第2光源と、
前記第1光源から射出された前記第1光と前記第2光源から射出された前記蛍光とが入射する偏光分離合成部と、を備え、
前記偏光分離合成部は、前記第1光源から射出された前記第1光を第2光と第3光とに分離し、
前記第2光は、前記第2光源の前記波長変換部に入射し、
前記第2光源は、前記励起光源からの前記励起光および前記第2光を前記波長変換部において波長変換することで前記蛍光を生成し、
前記偏光分離合成部は、前記蛍光と前記第3光とを合成して照明光を生成する
ことを特徴とする光源装置。
The first light source that emits the first light and
A second light source having an excitation light source that emits excitation light and a wavelength conversion unit that generates fluorescence.
A polarization separation / synthesizing unit in which the first light emitted from the first light source and the fluorescence emitted from the second light source are incident is provided.
The polarization separation / synthesizing unit separates the first light emitted from the first light source into a second light and a third light.
The second light is incident on the wavelength conversion unit of the second light source, and the second light is incident on the wavelength conversion unit.
The second light source generates the fluorescence by wavelength-converting the excitation light from the excitation light source and the second light in the wavelength conversion unit.
The polarization separation / synthesizing unit is a light source device characterized in that the fluorescence and the third light are combined to generate illumination light.
前記偏光分離合成部は、前記第1光に対する偏光分離特性を有する光分離ミラーと、位相差板と、反射部と、を含み、
前記第1光は、前記光分離ミラーにより前記第2光と前記第3光とに分離される
ことを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
The polarization separation / synthesis unit includes a light separation mirror having polarization separation characteristics with respect to the first light, a retardation plate, and a reflection unit.
The light source device according to claim 1, wherein the first light is separated into the second light and the third light by the light separation mirror.
前記第2光は、前記光分離ミラーにより前記第2光源の前記波長変換部に向けて反射され、
前記第3光は、前記光分離ミラーおよび前記位相差板を透過して前記反射部に入射し、前記反射部により反射されて再び前記位相差板を通過して前記光分離ミラーにより反射され、
前記光分離ミラーを透過した前記蛍光は、前記光分離ミラーにより反射された前記第3光と合成される
ことを特徴とする請求項2に記載の光源装置。
The second light is reflected by the light separation mirror toward the wavelength conversion unit of the second light source.
The third light passes through the light separation mirror and the retardation plate, enters the reflection portion, is reflected by the reflection portion, passes through the retardation plate again, and is reflected by the light separation mirror.
The light source device according to claim 2, wherein the fluorescence transmitted through the light separation mirror is combined with the third light reflected by the light separation mirror.
前記第2光は、前記光分離ミラーおよび前記位相差板を透過して前記反射部に入射し、前記反射部により反射されて再び前記位相差板を通過して前記光分離ミラーにより前記第2光源の前記波長変換部に向けて反射され、
前記光分離ミラーを透過した前記蛍光は、前記光分離ミラーにより反射されて前記第1光から分離された前記第3光と合成される
ことを特徴とする請求項2に記載の光源装置。
The second light passes through the light separation mirror and the retardation plate, enters the reflection portion, is reflected by the reflection portion, passes through the retardation plate again, and is passed through the retardation plate again by the light separation mirror. It is reflected toward the wavelength conversion part of the light source and
The light source device according to claim 2, wherein the fluorescence transmitted through the light separation mirror is reflected by the light separation mirror and combined with the third light separated from the first light.
前記第2光は、前記光分離ミラーを透過して前記第2光源の前記波長変換部に入射し、
前記第3光は、前記光分離ミラーにより反射されて前記位相差板を透過して前記反射部に入射し、前記反射部により反射されて再び前記位相差板を通過して前記光分離ミラーを透過し、
前記第2光源から射出された前記蛍光は前記光分離ミラーにより反射され、
前記光分離ミラーにより反射された前記蛍光は、前記光分離ミラーを透過した前記第3光と合成される
ことを特徴とする請求項2に記載の光源装置。
The second light passes through the light separation mirror and is incident on the wavelength conversion unit of the second light source.
The third light is reflected by the light separation mirror, passes through the retardation plate, enters the reflection portion, is reflected by the reflection portion, passes through the retardation plate again, and passes through the retardation plate to pass through the light separation mirror. Transparent,
The fluorescence emitted from the second light source is reflected by the light separation mirror and is reflected by the light separation mirror.
The light source device according to claim 2, wherein the fluorescence reflected by the light separation mirror is combined with the third light transmitted through the light separation mirror.
前記第2光の波長は前記第3光の波長よりも短い
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の光源装置。
The light source device according to any one of claims 1 to 3, wherein the wavelength of the second light is shorter than the wavelength of the third light.
前記第1光源はLED素子またはレーザー素子を含み、
前記励起光源はLED素子を含む
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の光源装置。
The first light source includes an LED element or a laser element, and includes an LED element or a laser element.
The light source device according to any one of claims 1 to 4, wherein the excitation light source includes an LED element.
前記第1光は、第1波長帯を有する青色光であり、
前記励起光は、第2波長帯を有する青色光であり、
前記励起光の主波長は、前記第1光の主波長よりも短い
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の光源装置。
The first light is blue light having a first wavelength band.
The excitation light is blue light having a second wavelength band, and is
The light source device according to any one of claims 1 to 5, wherein the main wavelength of the excitation light is shorter than the main wavelength of the first light.
前記第2光源において、前記波長変換部は前記励起光源に積層されている
ことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の光源装置。
The light source device according to any one of claims 1 to 6, wherein in the second light source, the wavelength conversion unit is laminated on the excitation light source.
請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置により変調された光を投写する投写光学装置と、を備える
ことを特徴とするプロジェクター。
The light source device according to any one of claims 1 to 7.
An optical modulation device that modulates the light from the light source device according to image information,
A projector including a projection optical device that projects light modulated by the light modulation device.
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