JP2012128121A - Illumination device and projector - Google Patents

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Shigeo Nojima
重男 野島
Akira Miyamae
章 宮前
Hidefumi Sakata
秀文 坂田
Satoshi Hashimoto
聡 橋本
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Abstract

【課題】励起用光源装置の出力を高めた場合であっても蛍光層の発光効率の低下を抑制可能な照明装置を提供する。
【解決手段】本発明の照明装置101は、第1の光Laを射出する第1の光源装置10aと、第2の光Lbを射出する第2の光源装置10bと、第1の光La及び第2の光Lbによって励起される蛍光層42と、
第1の光Laの少なくとも一部と第2の光Lbの少なくとも一部とが蛍光層42上において互いに重なりあい且つ蛍光層42上に形成される第1の光Laのビームスポットのうち光強度が最も大きい第1の高強度領域と蛍光層42上に形成される第2の光Lbのビームスポットのうち光強度が最も大きい第2の高強度領域とが蛍光層42上において互いに離間して配置されるように、第1の光Laと第2の光Lbとを蛍光層42に照射する集光光学系20と、を備えている。
【選択図】図1
Provided is an illumination device capable of suppressing a decrease in luminous efficiency of a fluorescent layer even when the output of an excitation light source device is increased.
An illumination device 101 according to the present invention includes a first light source device 10a that emits a first light La, a second light source device 10b that emits a second light Lb, a first light La, and A fluorescent layer 42 excited by the second light Lb;
At least part of the first light La and at least part of the second light Lb overlap each other on the fluorescent layer 42, and the light intensity of the beam spot of the first light La formed on the fluorescent layer 42 The first high-intensity region having the largest intensity and the second high-intensity region having the largest light intensity among the beam spots of the second light Lb formed on the phosphor layer 42 are separated from each other on the phosphor layer 42. The condensing optical system 20 that irradiates the fluorescent layer 42 with the first light La and the second light Lb is provided.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、照明装置、プロジェクターに関するものである。   The present invention relates to a lighting device and a projector.

プロジェクター用の照明装置として、特許文献1に記載の照明装置が知られている。特許文献1の照明装置は、励起光(青色光)を射出する光源と、モーターにより回転される円板上に2種類の蛍光層(赤色蛍光層と緑色蛍光層)を形成してなる蛍光板と、を備えている。円板上には、回転方向に沿って3つのセグメント領域が形成されている。3つのセグメント領域のうち2つのセグメント領域には、互いに異なる色光(赤色光と緑色光)を放射する2種類の蛍光層が形成され、残りのセグメント領域には、励起光(青色光)を散乱する散乱体が形成されている。特許文献1の照明装置によれば、励起光と2種類の蛍光層とを用いて3つの色光を順次放射可能な照明装置を提供することができる。   As a lighting device for a projector, a lighting device described in Patent Document 1 is known. The illumination device of Patent Document 1 includes a light source that emits excitation light (blue light), and a fluorescent plate that is formed by forming two types of fluorescent layers (a red fluorescent layer and a green fluorescent layer) on a disc that is rotated by a motor. It is equipped with. On the disk, three segment regions are formed along the rotation direction. Two of the three segment areas are formed with two types of fluorescent layers that emit different colored light (red light and green light), and the remaining segment areas scatter excitation light (blue light). A scatterer is formed. According to the illuminating device of patent document 1, the illuminating device which can radiate | emit three color lights sequentially using excitation light and two types of fluorescent layers can be provided.

特開2009−277516号公報JP 2009-277516 A

特許文献1の照明装置では、励起用の光源装置として、レーザー光源が用いられている。特許文献1の照明装置において放射光(蛍光)の光強度を高めるためには、レーザー光源の出力を大きくして励起光の強度を高める方法が考えられる。しかし、蛍光層の小面積な部位に照射する励起光の強度を高くすればするほど、蛍光層の発光効率が低下するという課題が発生する。その原因としては、励起光が照射された部位の温度が急激に上昇するということや、励起光の光密度が高くなると、励起光吸収による吸収準位の数密度の減少が無視できなくなり、励起光の吸収率が低下するということなどが考えられる。前者は温度消光現象と呼ばれ、後者は飽和励起現象と呼ばれる。そのため、レーザー光源の出力を大きくしても、放射光の光強度を期待するほど高めることはできない。   In the illumination device of Patent Document 1, a laser light source is used as a light source device for excitation. In order to increase the light intensity of the emitted light (fluorescence) in the illumination device of Patent Document 1, a method of increasing the intensity of the excitation light by increasing the output of the laser light source can be considered. However, the higher the intensity of the excitation light that irradiates a small area of the fluorescent layer, the lower the luminous efficiency of the fluorescent layer. This is because the temperature of the part irradiated with the excitation light suddenly rises, and when the light density of the excitation light increases, the decrease in the number density of the absorption levels due to absorption of the excitation light cannot be ignored. It can be considered that the light absorption rate decreases. The former is called a temperature quenching phenomenon, and the latter is called a saturation excitation phenomenon. Therefore, even if the output of the laser light source is increased, the intensity of the emitted light cannot be increased as expected.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、励起光を効率よく蛍光に変換できる照明装置及びプロジェクターを提供することを目的とする。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an illumination device and a projector that can efficiently convert excitation light into fluorescence.

上記の課題を解決するため、本発明の照明装置は、第1の光を射出する第1の光源装置と、第2の光を射出する第2の光源装置と、前記第1の光及び前記第2の光によって励起される蛍光層と、前記第1の光の少なくとも一部と前記第2の光の少なくとも一部とが前記蛍光層上において互いに重なりあい、且つ前記蛍光層上に形成される前記第1の光のビームスポットのうち光強度が最も大きい第1の高強度領域と前記蛍光層上に形成される前記第2の光のビームスポットのうち光強度が最も大きい第2の高強度領域とが前記蛍光層上において互いに離間して配置されるように、前記第1の光と前記第2の光とを前記蛍光層に照射する集光光学系と、を備えていることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, an illumination device according to the present invention includes a first light source device that emits first light, a second light source device that emits second light, the first light, and the light source device. A fluorescent layer excited by second light, at least a part of the first light, and at least a part of the second light overlap each other on the fluorescent layer and are formed on the fluorescent layer. A first high intensity region having the highest light intensity among the first light beam spots and a second high intensity having the highest light intensity among the second light beam spots formed on the fluorescent layer. And a condensing optical system for irradiating the fluorescent layer with the first light and the second light so that an intensity region is spaced apart from the fluorescent layer. Features.

この構成によれば、第1の光と第2の光が互いの中心をずらして蛍光層に照射されるため、蛍光層上において、突出して大きい光強度を有する部位が発生することが抑制される。そのため、励起用光源装置の出力を高くした時に起こる発光効率の低下が抑制され、明るい照明装置が提供される。   According to this configuration, since the first light and the second light are irradiated to the fluorescent layer while shifting the center of each other, it is possible to suppress the occurrence of a protruding portion having a high light intensity on the fluorescent layer. The Therefore, a decrease in luminous efficiency that occurs when the output of the excitation light source device is increased is suppressed, and a bright illumination device is provided.

前記蛍光層上に形成される前記第1の光のビームスポットは、前記第1の高強度領域の周辺部において光強度が徐々に減衰する第1の減衰領域を備え、前記蛍光層上に形成される前記第2の光のビームスポットは、前記第2の高強度領域の周辺部において光強度が徐々に減衰する第2の減衰領域を備え、前記集光光学系は、前記蛍光層上において、前記第1の減衰領域と前記第2の高強度領域とが互いに重ならないように且つ前記第1の高強度領域と前記第2の減衰領域とが互いに重ならないように、前記第1の光と前記第2の光とを前記蛍光層に照射することが望ましい。   The beam spot of the first light formed on the fluorescent layer includes a first attenuation region where the light intensity gradually attenuates at the periphery of the first high-intensity region, and is formed on the fluorescent layer. The second light beam spot includes a second attenuation region in which the light intensity gradually attenuates in the periphery of the second high-intensity region, and the condensing optical system is disposed on the fluorescent layer. The first light so that the first attenuation region and the second high-intensity region do not overlap with each other and the first high-intensity region and the second attenuation region do not overlap with each other. It is desirable to irradiate the fluorescent layer with the second light.

この構成によれば、蛍光層上での光強度分布がより均一化される。そのため、発光効率の低下がより抑制されやすくなる。   According to this configuration, the light intensity distribution on the fluorescent layer is made more uniform. Therefore, it becomes easier to suppress a decrease in luminous efficiency.

前記蛍光層上に形成される前記第1の光のビームスポットは、前記第1の高強度領域の周辺部において光強度が徐々に減衰する第1の減衰領域を備え、前記蛍光層上に形成される前記第2の光のビームスポットは、前記第2の高強度領域の周辺部において光強度が徐々に減衰する第2の減衰領域を備え、前記集光光学系は、前記蛍光層上における前記第1の高強度領域と前記第2の高強度領域とを含む直線上において、前記第1の光の光強度が前記第1の高強度領域における光強度の1/2である領域と前記第2の光の光強度が前記第2の高強度領域における光強度の1/2である領域とが互いに重なるように、前記第1の光と前記第2の光とを前記蛍光層に照射することが望ましい。   The beam spot of the first light formed on the fluorescent layer includes a first attenuation region where the light intensity gradually attenuates at the periphery of the first high-intensity region, and is formed on the fluorescent layer. The second light beam spot includes a second attenuation region in which the light intensity gradually attenuates in a peripheral portion of the second high intensity region, and the condensing optical system is arranged on the fluorescent layer. On a straight line including the first high intensity region and the second high intensity region, a region where the light intensity of the first light is ½ of the light intensity in the first high intensity region; and Irradiating the fluorescent layer with the first light and the second light so that a region where the light intensity of the second light is ½ of the light intensity in the second high-intensity region overlap each other. It is desirable to do.

この構成によれば、第1の高強度領域と第2の高強度領域との間の領域における励起光の光強度の低下を抑制することができる。そのため、蛍光層上での光強度分布がより均一化され、発光効率の低下がより抑制されやすくなる。   According to this configuration, it is possible to suppress a decrease in the light intensity of the excitation light in a region between the first high intensity region and the second high intensity region. Therefore, the light intensity distribution on the fluorescent layer is made more uniform, and the decrease in light emission efficiency is more easily suppressed.

前記蛍光層は、モーターにより回転される板材上に、前記板材の回転方向に沿って連続して形成されていることが望ましい。   The fluorescent layer is preferably formed continuously on a plate material rotated by a motor along the rotation direction of the plate material.

この構成によれば、励起光の照射により生じた蛍光層の熱を板材の回転方向に沿った広い領域において放散させることができる。そのため、励起用光源装置の出力を高くした時に起こる発光効率の低下が抑制され、明るい照明装置が提供される。   According to this configuration, the heat of the fluorescent layer generated by the excitation light irradiation can be dissipated in a wide region along the rotation direction of the plate material. Therefore, a decrease in luminous efficiency that occurs when the output of the excitation light source device is increased is suppressed, and a bright illumination device is provided.

前記光源装置は、前記励起光としてレーザー光を射出するレーザー光源であることが望ましい。   The light source device is preferably a laser light source that emits laser light as the excitation light.

この構成によれば、集光性の高いレーザー光源を光源装置として用いるため、小さな領域で蛍光層を発光させることができる。そのため、蛍光層の発光効率を高めることができ、明るい照明装置が提供される。   According to this configuration, since the highly condensing laser light source is used as the light source device, the fluorescent layer can emit light in a small area. Therefore, the luminous efficiency of the fluorescent layer can be increased, and a bright illumination device is provided.

本発明のプロジェクターは、本発明の照明装置と、前記照明装置からの照明光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置からの変調光を投写画像として投写する投写光学系と、を備えていることを特徴とする。   The projector according to the present invention includes the illumination device according to the present invention, a light modulation device that modulates illumination light from the illumination device according to image information, and a projection optical system that projects the modulated light from the light modulation device as a projection image. And.

この構成によれば、明るい投写画像を表示することが可能なプロジェクターが提供される。   According to this configuration, a projector capable of displaying a bright projection image is provided.

第1実施形態のプロジェクターの光学系を示す上面図である。FIG. 2 is a top view showing an optical system of the projector according to the first embodiment. 第1実施形態の光源装置及び蛍光層の発光特性を示すグラフである。It is a graph which shows the light emission characteristic of the light source device of 1st Embodiment, and a fluorescent layer. 第1実施形態の回転蛍光板の説明図である。It is explanatory drawing of the rotation fluorescent screen of 1st Embodiment. 蛍光層上に照射される複数の励起光のビームスポットを示す図である。It is a figure which shows the beam spot of the some excitation light irradiated on a fluorescent layer. 第2実施形態のプロジェクターの光学系を示す上面図である。It is a top view which shows the optical system of the projector of 2nd Embodiment. 第2光源装置の発光特性を示すグラフである。It is a graph which shows the light emission characteristic of a 2nd light source device. 第3実施形態のプロジェクターの光学系を示す上面図である。It is a top view which shows the optical system of the projector of 3rd Embodiment. 第3実施形態の回転蛍光板の説明図である。It is explanatory drawing of the rotation fluorescent screen of 3rd Embodiment. 第4実施形態のプロジェクターの光学系を示す上面図である。It is a top view which shows the optical system of the projector of 4th Embodiment. 第5実施形態のプロジェクターのビームスポットの配置の一例である。It is an example of arrangement | positioning of the beam spot of the projector of 5th Embodiment. 第5実施形態のプロジェクターのビームスポットの配置の一例である。It is an example of arrangement | positioning of the beam spot of the projector of 5th Embodiment. 蛍光層上に照射される複数の励起光のビームスポットの他の配置例を示す図である。It is a figure which shows the other example of arrangement | positioning of the beam spot of the some excitation light irradiated on a fluorescent layer.

[第1実施形態]
図1は第1実施形態のプロジェクター1001の光学系を示す上面図である。図2は、プロジェクター1001に備えられる光源装置10及び蛍光層42の発光特性を示すグラフである。図2(a)は光源装置10の発光特性を示すグラフであり、図2(b)は蛍光層42の発光特性を示すグラフである。発光特性とは、光源装置であれば電圧を印加したときに、蛍光層であれば励起光が入射したときに、どのような波長の光をどのくらいの強度で射出するのかという特性のことをいう。グラフの縦軸は相対発光強度を表し、発光強度が最も大きい波長における発光強度を1としている。グラフの横軸は波長を表す。図3はプロジェクター1001に備えられる回転蛍光板30の説明図である。図3(a)は回転蛍光板30の正面図であり、図3(b)は図3(a)のA1−A1断面図である。図4は、蛍光層に照射される励起光の蛍光層上でのビームスポットを示す図である。図4(a)は蛍光層に照射された励起光の蛍光層上でのビームスポットBSの平面図であり、図4(b)は励起光の光強度分布を示す図である。
[First embodiment]
FIG. 1 is a top view showing an optical system of the projector 1001 according to the first embodiment. FIG. 2 is a graph showing the light emission characteristics of the light source device 10 and the fluorescent layer 42 provided in the projector 1001. FIG. 2A is a graph showing the light emission characteristics of the light source device 10, and FIG. 2B is a graph showing the light emission characteristics of the fluorescent layer 42. The light emission characteristic is a characteristic of what wavelength of light is emitted with what intensity when a voltage is applied in a light source device and when excitation light is incident in a fluorescent layer. . The vertical axis of the graph represents the relative light emission intensity, and the light emission intensity at the wavelength with the highest light emission intensity is 1. The horizontal axis of the graph represents the wavelength. FIG. 3 is an explanatory diagram of the rotating fluorescent plate 30 provided in the projector 1001. 3A is a front view of the rotating fluorescent plate 30, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line A1-A1 of FIG. FIG. 4 is a diagram showing a beam spot on the fluorescent layer of excitation light irradiated on the fluorescent layer. FIG. 4A is a plan view of the beam spot BS of the excitation light irradiated on the fluorescent layer on the fluorescent layer, and FIG. 4B is a diagram showing the light intensity distribution of the excitation light.

図1に示すように、プロジェクター1001は、照明装置101、色分離導光光学系200、光変調装置としての液晶光変調装置400R,液晶光変調装置400G,液晶光変調装置400B、クロスダイクロイックプリズム500及び投写光学系600を備えている。   As shown in FIG. 1, the projector 1001 includes an illumination device 101, a color separation light guide optical system 200, a liquid crystal light modulation device 400R as a light modulation device, a liquid crystal light modulation device 400G, a liquid crystal light modulation device 400B, and a cross dichroic prism 500. And a projection optical system 600.

照明装置101は、光源装置10a、光源装置10b、光源装置10c、集光光学系20、回転蛍光板30、モーター50、コリメート光学系60、第1レンズアレイ120、第2レンズアレイ130、偏光変換素子140及び重畳レンズ150を備えている。   The illumination device 101 includes a light source device 10a, a light source device 10b, a light source device 10c, a condensing optical system 20, a rotating fluorescent plate 30, a motor 50, a collimating optical system 60, a first lens array 120, a second lens array 130, and a polarization conversion element. 140 and a superimposing lens 150 are provided.

光源装置10a、光源装置10b、光源装置10cの各々は、青色のレーザー光(発光強度のピーク:約445nm、図2(a)参照)を射出するレーザー光源である。本明細書では、光源装置10aと光源装置10bと光源装置10cとをまとめて光源装置10と呼ぶことがあり、光源装置10aから射出されるレーザー光Laと光源装置10bから射出されるレーザー光Lbと光源装置10cから射出されるレーザー光Lcとをまとめてレーザー光Lと呼ぶことがある。また、本実施形態において、たとえば光源装置10aが第1の光源装置に相当し、光源装置10bが第2の光源装置に相当し、レーザー光Laが第1の光に相当し、レーザー光Lbが第2の光に相当する。   Each of the light source device 10a, the light source device 10b, and the light source device 10c is a laser light source that emits blue laser light (emission intensity peak: about 445 nm, see FIG. 2A). In this specification, the light source device 10a, the light source device 10b, and the light source device 10c may be collectively referred to as the light source device 10, and the laser light La emitted from the light source device 10a and the laser light Lb emitted from the light source device 10b. And the laser beam Lc emitted from the light source device 10c may be collectively referred to as a laser beam L. In the present embodiment, for example, the light source device 10a corresponds to the first light source device, the light source device 10b corresponds to the second light source device, the laser light La corresponds to the first light, and the laser light Lb corresponds to the first light source device. It corresponds to the second light.

図2(a)において、符号Bは、光源装置10が射出するレーザー光Lの色光成分である。図1に示した照明装置101は3つの光源装置10(光源装置10a、光源装置10b、光源装置10c)を備えているが、光源装置10の数はこれに限らず、2つ若しくは4つ以上でもよい。また、445nm以外の波長(例えば460nm)の青色光を励起光として射出する光源装置を用いることもできる。後述するように、光源装置10aから射出されるレーザー光Laと光源装置10bから射出されるレーザー光Lbと光源装置10cから射出されるレーザー光Lcとが、集光光学系20によって蛍光層42上において部分的に互いに重ね合わされることによって、蛍光層42を励起する励起光が形成される。   In FIG. 2A, the symbol B is a color light component of the laser light L emitted from the light source device 10. The illumination device 101 illustrated in FIG. 1 includes three light source devices 10 (light source device 10a, light source device 10b, and light source device 10c), but the number of light source devices 10 is not limited to this, and two or four or more. But you can. A light source device that emits blue light having a wavelength other than 445 nm (for example, 460 nm) as excitation light can also be used. As will be described later, the laser light La emitted from the light source device 10a, the laser light Lb emitted from the light source device 10b, and the laser light Lc emitted from the light source device 10c are formed on the fluorescent layer 42 by the condensing optical system 20. Are partially overlapped with each other to form excitation light that excites the fluorescent layer 42.

集光光学系20は、複数の第1レンズ22と、第2レンズ24とを備えている。集光光学系20は、光源装置10から回転蛍光板30までの光路中に配置され、レーザー光Laとレーザー光Lbとレーザー光Lcとを略集光した状態で蛍光層42に入射させる。第1レンズ22はコリメートレンズであり、第2レンズ24は集光レンズである。第1レンズ22及び第2レンズ24は、例えば凸レンズからなる。   The condensing optical system 20 includes a plurality of first lenses 22 and a second lens 24. The condensing optical system 20 is disposed in the optical path from the light source device 10 to the rotating fluorescent plate 30 and causes the laser light La, the laser light Lb, and the laser light Lc to enter the fluorescent layer 42 in a substantially condensed state. The first lens 22 is a collimating lens, and the second lens 24 is a condenser lens. The first lens 22 and the second lens 24 are, for example, convex lenses.

回転蛍光板30はいわゆる透過型の回転蛍光板である。回転蛍光板30は、図1及び図3に示すように、モーター50により回転可能な板材40の一部に、単一の蛍光層42が板材40の回転方向に沿って連続して形成されてなる。蛍光層42が形成されている領域は、励起光が入射する領域を含む。回転蛍光板30は、励起光(青色光)が入射する側とは反対側に向けて赤色光及び緑色光を射出する。   The rotating fluorescent plate 30 is a so-called transmission type rotating fluorescent plate. As shown in FIGS. 1 and 3, the rotating fluorescent plate 30 is formed by continuously forming a single fluorescent layer 42 along the rotation direction of the plate 40 on a part of the plate 40 that can be rotated by the motor 50. . The region where the fluorescent layer 42 is formed includes a region where excitation light is incident. The rotating fluorescent plate 30 emits red light and green light toward the side opposite to the side on which excitation light (blue light) is incident.

回転蛍光板30は、使用時において7500rpmで回転する。詳しい説明は省略するが、回転蛍光板30の直径は50mmであり、回転蛍光板30に入射する励起光の光軸が回転蛍光板30の回転中心から約22.5mm離れた場所に位置するように構成されている。つまり、回転蛍光板30は、励起光の集光スポットが約18m/秒で蛍光層42上を移動するような回転速度で回転する。   The rotating fluorescent plate 30 rotates at 7500 rpm when in use. Although the detailed description is omitted, the diameter of the rotating fluorescent plate 30 is 50 mm, and the optical axis of the excitation light incident on the rotating fluorescent plate 30 is located at a position about 22.5 mm away from the rotation center of the rotating fluorescent plate 30. ing. That is, the rotating fluorescent plate 30 rotates at such a rotational speed that the condensed spot of the excitation light moves on the fluorescent layer 42 at about 18 m / sec.

板材40は、励起光を透過する材料からなる。図3では、板材40を円板としているが、板材40は円板に限られない。板材40の材料としては、例えば、石英ガラス、水晶、サファイア、光学ガラス、透明樹脂等を用いることができる。光源装置10から射出されたレーザー光Lは励起光として、板材40側から回転蛍光板30に入射する。   The plate member 40 is made of a material that transmits excitation light. In FIG. 3, the plate member 40 is a disc, but the plate member 40 is not limited to a disc. As a material of the plate member 40, for example, quartz glass, crystal, sapphire, optical glass, transparent resin, or the like can be used. The laser light L emitted from the light source device 10 enters the rotating fluorescent plate 30 from the plate material 40 side as excitation light.

蛍光層42は、励起光を透過するとともに蛍光層42から放射された蛍光を反射するダイクロイック膜44を介して、板材40上に形成されている。ダイクロイック膜44は、例えば、誘電体多層膜からなる。   The fluorescent layer 42 is formed on the plate member 40 via a dichroic film 44 that transmits excitation light and reflects fluorescence emitted from the fluorescent layer 42. The dichroic film 44 is made of, for example, a dielectric multilayer film.

蛍光層42は、例えば、光源装置10から射出された励起光としてのレーザー光L(青色光)の一部を赤色光及び緑色光を含む光に変換し、かつ、励起光(青色光)の残りの一部を変換せずに通過させる。具体的には、蛍光層42は、波長が445nmの励起光によって効率的に励起され、光源装置10が射出する励起光の一部を、図2(b)に示すように、赤色光及び緑色光を含む黄色の蛍光に変換して射出する。黄色の蛍光のうち、短波長側の成分は緑色光として利用され、黄色の蛍光のうち、長波長側の成分は赤色光として利用される。   The fluorescent layer 42 converts, for example, a part of the laser light L (blue light) as excitation light emitted from the light source device 10 into light including red light and green light, and the excitation light (blue light). Let the rest pass through without conversion. Specifically, the fluorescent layer 42 is efficiently excited by excitation light having a wavelength of 445 nm, and a part of the excitation light emitted from the light source device 10 is converted into red light and green light as shown in FIG. It is converted into yellow fluorescence containing light and emitted. Of the yellow fluorescence, the short wavelength component is used as green light, and among the yellow fluorescence, the long wavelength component is used as red light.

蛍光層42は、例えば、YAG系蛍光体である(Y,Gd)(Al,Ga)12:Ceを含有する層からなる。蛍光層42として、赤色光及び緑色光を含む蛍光を射出する他の蛍光体を含有する層を用いてもよい。また、蛍光層42として、励起光(青色光)を赤色光に変換する蛍光体と、励起光(青色光)を緑色光に変換する蛍光体との混合物を含有する層を用いてもよい。 The fluorescent layer 42 is made of, for example, a layer containing (Y, Gd) 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce, which is a YAG phosphor. As the fluorescent layer 42, a layer containing another phosphor that emits fluorescence including red light and green light may be used. Further, as the fluorescent layer 42, a layer containing a mixture of a phosphor that converts excitation light (blue light) into red light and a phosphor that converts excitation light (blue light) into green light may be used.

本実施形態で用いたレーザー光の光強度分布は、ガウス型分布を有している。レーザー光の光軸と垂直な平面内において、レーザー光Lの中心軸に近い部分が最も光強度の大きい高強度領域Cであり、高強度領域Cの周辺部は光強度が徐々に減衰する減衰領域Dである。   The light intensity distribution of the laser light used in this embodiment has a Gaussian distribution. In a plane perpendicular to the optical axis of the laser beam, the portion close to the central axis of the laser beam L is the high-intensity region C having the highest light intensity, and the periphery of the high-intensity region C is an attenuation in which the light intensity gradually attenuates. Region D.

蛍光層42上に照射される励起光が蛍光層42上に形成するビームスポットBSを図4(a)の実線で示す。   A beam spot BS formed on the fluorescent layer 42 by the excitation light irradiated on the fluorescent layer 42 is indicated by a solid line in FIG.

光源装置10aから射出されるレーザー光Laが蛍光層42上に形成するビームスポットは、実線と破線とを用いて示したように、最も高い高強度領域Caを中心とする円の形状を有している。同様に、光源装置10bから射出されるレーザー光Lbのビームスポットは最も高い高強度領域Cbを中心とする円の形状を有し、光源装置10cから射出されるレーザー光Lcのビームスポットは最も高い高強度領域Ccを中心とする円の形状を有している。   The beam spot formed on the fluorescent layer 42 by the laser light La emitted from the light source device 10a has a circular shape centered on the highest high-intensity region Ca, as shown by the solid line and the broken line. ing. Similarly, the beam spot of the laser beam Lb emitted from the light source device 10b has a circular shape centering on the highest high-intensity region Cb, and the beam spot of the laser beam Lc emitted from the light source device 10c is the highest. It has a circular shape centered on the high-strength region Cc.

本発明において、たとえば、レーザー光Laの高強度領域Caは第1の高強度領域に相当し、レーザー光Lbの高強度領域Cbは第2の高強度領域に相当し、レーザー光Laの減衰領域Daは第1の減衰領域に相当し、レーザー光Laの減衰領域Dbは第2の減衰領域に相当する。   In the present invention, for example, the high intensity region Ca of the laser beam La corresponds to a first high intensity region, the high intensity region Cb of the laser beam Lb corresponds to a second high intensity region, and the attenuation region of the laser beam La. Da corresponds to the first attenuation region, and the attenuation region Db of the laser light La corresponds to the second attenuation region.

蛍光層42上におけるレーザー光Laの最も高い高強度領域Caとレーザー光Lbの最も高い高強度領域Cbとを含む直線K上における励起光の光強度分布を、図4(b)に実線で示す。   The light intensity distribution of the excitation light on the straight line K including the highest high-intensity region Ca of the laser light La and the highest high-intensity region Cb of the laser light Lb on the fluorescent layer 42 is shown by a solid line in FIG. .

蛍光層42上の直線K上におけるレーザー光Laの光強度分布は、実線と破線とを用いて示したように、高強度領域Caを中心とする分布を有している。同様に、レーザー光Lbの光強度分布は高強度領域Cbを中心とする分布を有し、レーザー光Lcの光強度分布は高強度領域Ccを中心とする分布を有している。   The light intensity distribution of the laser light La on the straight line K on the fluorescent layer 42 has a distribution centered on the high-intensity region Ca, as shown by using a solid line and a broken line. Similarly, the light intensity distribution of the laser beam Lb has a distribution centered on the high intensity region Cb, and the light intensity distribution of the laser beam Lc has a distribution centered on the high intensity region Cc.

図4(a)に示したように、光源装置10aから射出されるレーザー光Laは、第1レンズ22a及び第2レンズ24を介して蛍光層42上に集光され、光源装置10bから射出されるレーザー光Lbは、第1レンズ22b及び第2レンズ24を介して蛍光層42上に集光され、光源装置10cから射出されるレーザー光Lcは、第1レンズ22c及び第2レンズ24を介して蛍光層42上に集光される。   As shown in FIG. 4A, the laser light La emitted from the light source device 10a is condensed on the fluorescent layer 42 via the first lens 22a and the second lens 24, and emitted from the light source device 10b. The laser light Lb is condensed on the fluorescent layer 42 via the first lens 22b and the second lens 24, and the laser light Lc emitted from the light source device 10c is transmitted via the first lens 22c and the second lens 24. And condensed on the fluorescent layer 42.

具体的には、互いに隣り合うレーザー光Laおよびレーザー光Lbは、蛍光層42上において、レーザー光Laの減衰領域Daとレーザー光Lbの減衰領域Dbとが部分的に互いに重なり合い、かつ、レーザー光Laの高強度領域Caとレーザー光Lbの高強度領域Cbとが互いに重なり合わないように、蛍光層42上に集光されている。同様に、蛍光層42上において、レーザー光Lbの減衰領域Dbとレーザー光Lcの減衰領域Dcとは部分的に互いに重なり合い、かつ、レーザー光Lbの高強度領域Cbとレーザー光Lcの高強度領域Ccとは互いに重なり合っていない。   Specifically, the laser beam La and the laser beam Lb that are adjacent to each other are such that, on the fluorescent layer 42, the attenuation region Da of the laser beam La and the attenuation region Db of the laser beam Lb partially overlap each other, and the laser beam The high intensity area | region Ca of La and the high intensity | strength area | region Cb of the laser beam Lb are condensed on the fluorescent layer 42 so that it may not mutually overlap. Similarly, on the fluorescent layer 42, the attenuation region Db of the laser beam Lb and the attenuation region Dc of the laser beam Lc partially overlap each other, and the high intensity region Cb of the laser beam Lb and the high intensity region of the laser beam Lc. Cc does not overlap with each other.

さらに、蛍光層42上において、互いに隣り合う2つのレーザー光の高強度領域C同士の間隔H、たとえばレーザー光Laの高強度領域Caとレーザー光Lbの高強度領域Cbとの間隔Hは、各レーザー光のスポットの半径Sよりも大きい。また、レーザー光Laの高強度領域Caは、レーザー光Lbの減衰領域Dbと高強度領域Cbのいずれとも重ならない。   Further, on the fluorescent layer 42, an interval H between the two high-intensity regions C adjacent to each other, for example, an interval H between the high-intensity region Ca of the laser beam La and the high-intensity region Cb of the laser beam Lb is It is larger than the radius S of the spot of the laser beam. Further, the high intensity region Ca of the laser beam La does not overlap with either the attenuation region Db or the high intensity region Cb of the laser beam Lb.

蛍光層42上においてレーザー光Laの高強度領域Caをレーザー光Lbの高強度領域Cbと重ねた場合、蛍光層42上に形成されるビームスポットにおいて最も光強度が高い領域の光強度は、レーザー光Laの高強度領域Caにおける光強度とレーザー光Lbの高強度領域Cbにおける光強度の和となり、蛍光層42の小面積な一領域に非常に強い光が照射される。その結果、温度消光現象や飽和励起現象によって蛍光層の発光効率が低下する。また、一つの光源装置のみを用いて、その光源装置の出力を高くした場合にも、蛍光層42の小面積な一領域に非常に強い光が照射されるため、蛍光層の発光効率が低下する。しかし、本発明によれば、図4からわかるように、たとえば二つの光源装置10を用いて励起光を形成した場合、蛍光層42上に形成される励起光のビームスポットBSにおける光強度の最大値は、一つの光源装置10から射出されるレーザー光の光強度の最大値の2倍よりも小さい。したがって、蛍光層42上においてレーザー光Laの高強度領域Caをレーザー光Lbの高強度領域Cbと重ねた場合や、一つの光源装置のみを用いてその光源装置の出力を高くした場合と比較して、高い効率で蛍光を得ることができる。   When the high-intensity region Ca of the laser light La is superimposed on the high-intensity region Cb of the laser light Lb on the fluorescent layer 42, the light intensity of the region with the highest light intensity in the beam spot formed on the fluorescent layer 42 is the laser intensity. This is the sum of the light intensity of the light La in the high intensity region Ca and the light intensity of the laser light Lb in the high intensity region Cb, and very small light is irradiated to one small area of the fluorescent layer 42. As a result, the luminous efficiency of the fluorescent layer is reduced by the temperature quenching phenomenon and the saturation excitation phenomenon. Further, even when only one light source device is used and the output of the light source device is increased, a very small light is irradiated to a small area of the fluorescent layer 42, so that the luminous efficiency of the fluorescent layer is lowered. To do. However, according to the present invention, as can be seen from FIG. 4, for example, when excitation light is formed using two light source devices 10, the maximum light intensity at the beam spot BS of excitation light formed on the fluorescent layer 42. The value is smaller than twice the maximum value of the light intensity of the laser light emitted from one light source device 10. Therefore, compared with the case where the high-intensity region Ca of the laser light La is overlapped with the high-intensity region Cb of the laser light Lb on the fluorescent layer 42, or when the output of the light source device is increased using only one light source device. Thus, fluorescence can be obtained with high efficiency.

ただし、レーザー光Laの高強度領域Caがレーザー光Lbの減衰領域Dbと重ならないということは必須ではない。レーザー光Laの減衰領域Daとレーザー光Lbの減衰領域Dbとが蛍光層42上において互いに重なり合い、且つ、互いに隣接するレーザー光のビームスポットが互いにピッタリ重ならないように、レーザー光Laの高強度領域Caとレーザー光Lbの高強度領域Cbとが蛍光層42上において離間して(互いに重ならないように)配置されていればよい。一般的には、レーザー光のビームスポットの中心における光強度が最も強いため、レーザー光Laのビームスポットの中心とレーザー光Lbのビームスポットの中心とが蛍光層42上において離間して配置されていればよい。また、レーザー光Laの減衰領域Daとレーザー光Lbの減衰領域Dbとを蛍光層42上において互いに重ねあわせると、蛍光層42における発光領域の面積を小さくすることができる。そのため、エテンデューの増加を抑制して、蛍光を効率よく利用することができる。   However, it is not essential that the high-intensity region Ca of the laser beam La does not overlap with the attenuation region Db of the laser beam Lb. The high-intensity region of the laser light La so that the attenuation region Da of the laser light La and the attenuation region Db of the laser light Lb overlap each other on the fluorescent layer 42 and the beam spots of the laser beams adjacent to each other do not overlap each other. It suffices that Ca and the high-intensity region Cb of the laser beam Lb are separated from each other (so as not to overlap each other) on the fluorescent layer 42. In general, since the light intensity at the center of the beam spot of the laser beam is the strongest, the center of the beam spot of the laser beam La and the center of the beam spot of the laser beam Lb are arranged apart from each other on the fluorescent layer 42. Just do it. Further, when the attenuation region Da of the laser light La and the attenuation region Db of the laser light Lb are overlapped with each other on the fluorescent layer 42, the area of the light emitting region in the fluorescent layer 42 can be reduced. Therefore, increase in etendue can be suppressed and fluorescence can be used efficiently.

レーザー光Lbとレーザー光Lcとの相対的な位置関係は、レーザー光Laとレーザー光Lbとの上記したような相対的な位置関係と同様である。互いに隣り合う2つのレーザー光の高強度領域C同士の間隔Hは、例えば、光源装置10、第1レンズ22及び第2レンズ24の配置を調節することにより制御される。   The relative positional relationship between the laser beam Lb and the laser beam Lc is the same as the above-described relative positional relationship between the laser beam La and the laser beam Lb. The interval H between the high-intensity regions C of two adjacent laser beams is controlled by adjusting the arrangement of the light source device 10, the first lens 22, and the second lens 24, for example.

図4の例では、レーザー光Lがガウス型分布の光強度分布を有する例を示したが、ガウス型分布以外の光強度分布を有するレーザー光Lを用いた場合も同様である。互いに隣り合う2つのレーザー光の減衰領域D同士を重ね合わせ且つ互いに隣り合う2つのレーザー光の高強度領域C同士が重ならないように、レーザー光Laとレーザー光Lbとレーザー光Lcとを蛍光層42上に集光させる。このようにして、蛍光層42に照射される励起光の蛍光層42上での光強度分布において、突出して大きい光強度を有する部位が発生することが抑制される。そのため、蛍光層42上においてレーザー光Laの高強度領域Caをレーザー光Lbの高強度領域Cbと重ねた場合や、一つの光源装置のみを用いてその光源装置の出力を高くした場合と比較して、高い効率で蛍光を得ることができ、その結果、明るい照明装置101が提供される。   In the example of FIG. 4, the example in which the laser light L has a light intensity distribution having a Gaussian distribution is shown, but the same applies to the case where the laser light L having a light intensity distribution other than the Gaussian distribution is used. The laser beam La, the laser beam Lb, and the laser beam Lc are made to be a fluorescent layer so that the two laser beam attenuation regions D that are adjacent to each other are overlapped and the high-intensity regions C that are adjacent to each other are not overlapped. 42 is condensed. In this way, in the light intensity distribution on the fluorescent layer 42 of the excitation light irradiated to the fluorescent layer 42, the occurrence of a portion having a large light intensity that protrudes is suppressed. Therefore, compared with the case where the high-intensity region Ca of the laser light La is overlapped with the high-intensity region Cb of the laser light Lb on the fluorescent layer 42, or when the output of the light source device is increased using only one light source device. Thus, fluorescence can be obtained with high efficiency, and as a result, a bright illumination device 101 is provided.

図1に戻って、コリメート光学系60は、回転蛍光板30からの光の拡がりを抑える第1レンズ62と、第1レンズ62から入射した光を略平行化する第2レンズ64と、を備えている。コリメート光学系60は、全体として回転蛍光板30からの光を略平行化する機能を有する。第レンズ62及び第2レンズ64は、例えば、凸レンズからなる。   Returning to FIG. 1, the collimating optical system 60 includes a first lens 62 that suppresses the spread of light from the rotating fluorescent plate 30, and a second lens 64 that substantially collimates the light incident from the first lens 62. Yes. The collimating optical system 60 has a function of making the light from the rotating fluorescent plate 30 substantially parallel as a whole. The second lens 62 and the second lens 64 are, for example, convex lenses.

第1レンズアレイ120は、コリメート光学系60からの光を複数の部分光束に分割するための複数の第1小レンズ122を有する。第1レンズアレイ120は、コリメート光学系60からの光を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子として機能する。第1レンズアレイ120は、複数の第1小レンズ122が照明光軸101axと直交する面内に複数行・複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。図示による説明は省略するが、第1小レンズ122の外形形状は、液晶光変調装置400R,液晶光変調装置400G,液晶光変調装置400Bの画像形成領域の外形形状に関して略相似形である。   The first lens array 120 has a plurality of first small lenses 122 for dividing the light from the collimating optical system 60 into a plurality of partial light beams. The first lens array 120 functions as a light beam splitting optical element that splits light from the collimating optical system 60 into a plurality of partial light beams. The first lens array 120 has a configuration in which a plurality of first small lenses 122 are arranged in a matrix of a plurality of rows and a plurality of columns in a plane orthogonal to the illumination optical axis 101ax. Although not illustrated, the outer shape of the first small lens 122 is substantially similar to the outer shapes of the image forming regions of the liquid crystal light modulation device 400R, the liquid crystal light modulation device 400G, and the liquid crystal light modulation device 400B.

第2レンズアレイ130は、第1レンズアレイ120の複数の第1小レンズ122に対応する複数の第2小レンズ132を有する。第2レンズアレイ130は、重畳レンズ150とともに、第1レンズアレイ120の各第1小レンズ122の像を液晶光変調装置400R,液晶光変調装置400G,液晶光変調装置400Bの画像形成領域近傍に結像させる機能を有する。第2レンズアレイ130は、複数の第2小レンズ132が照明光軸101axに直交する面内に複数行・複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。   The second lens array 130 has a plurality of second small lenses 132 corresponding to the plurality of first small lenses 122 of the first lens array 120. The second lens array 130, together with the superimposing lens 150, causes the images of the first small lenses 122 of the first lens array 120 to be in the vicinity of the image forming areas of the liquid crystal light modulation device 400R, the liquid crystal light modulation device 400G, and the liquid crystal light modulation device 400B. It has a function to form an image. The second lens array 130 has a configuration in which a plurality of second small lenses 132 are arranged in a matrix of a plurality of rows and a plurality of columns in a plane orthogonal to the illumination optical axis 101ax.

偏光変換素子140は、第1レンズアレイ120により分割された各部分光を偏光方向の揃った略1種類の直線偏光光として射出する光学素子である。偏光変換素子140は、回転蛍光板30からの光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し、他方の直線偏光成分を照明光軸101ax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照明光軸101ax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、を有する。   The polarization conversion element 140 is an optical element that emits each partial light divided by the first lens array 120 as approximately one type of linearly polarized light having a uniform polarization direction. The polarization conversion element 140 transmits one linear polarization component of the polarization components included in the light from the rotating fluorescent plate 30 as it is, and reflects the other linear polarization component in a direction perpendicular to the illumination optical axis 101ax. A reflection layer that reflects the other linearly polarized light component reflected by the polarization separation layer in a direction parallel to the illumination optical axis 101ax, and a position that converts the other linearly polarized light component reflected by the reflective layer into one linearly polarized light component. A phase difference plate.

重畳レンズ150は、偏光変換素子140からの各部分光束を集光して液晶光変調装置400R,液晶光変調装置400G,液晶光変調装置400Bの画像形成領域近傍に重畳させるための光学素子である。重畳レンズ150の光軸と照明装置101の光軸とが略一致するように、重畳レンズ150が配置されている。重畳レンズ150は、複数のレンズを組み合わせた複合レンズで構成されていてもよい。第1レンズアレイ120、第2レンズアレイ130及び重畳レンズ150は、回転蛍光板30からの光の面内光強度分布を均一にするインテグレーター光学系を構成する。   The superimposing lens 150 is an optical element that condenses each partial light beam from the polarization conversion element 140 and superimposes it in the vicinity of the image forming region of the liquid crystal light modulation device 400R, the liquid crystal light modulation device 400G, and the liquid crystal light modulation device 400B. . The superimposing lens 150 is arranged so that the optical axis of the superimposing lens 150 and the optical axis of the illumination device 101 substantially coincide. The superimposing lens 150 may be composed of a compound lens obtained by combining a plurality of lenses. The first lens array 120, the second lens array 130, and the superimposing lens 150 constitute an integrator optical system that makes the in-plane light intensity distribution of the light from the rotating fluorescent plate 30 uniform.

なお、第1レンズアレイ120及び第2レンズアレイ130を用いたレンズインテグレーター光学系の代わりに、ロッドレンズを用いたロッドインテグレーター光学系を用いてもよい。   Instead of the lens integrator optical system using the first lens array 120 and the second lens array 130, a rod integrator optical system using a rod lens may be used.

色分離導光光学系200は、ダイクロイックミラー210,220、反射ミラー230,240,250及びリレーレンズ260,270を備えている。色分離導光光学系200は、照明装置101からの光を赤色光、緑色光及び青色光に分離し、赤色光、緑色光及び青色光のそれぞれの色光を照明対象となる液晶光変調装置400R,液晶光変調装置400G,液晶光変調装置400Bに導光する機能を有する。色分離導光光学系200と液晶光変調装置400R,400G,40Bとの間には、集光レンズ300R,集光レンズ300G,集光レンズ300Bが配置されている。   The color separation light guide optical system 200 includes dichroic mirrors 210 and 220, reflection mirrors 230, 240 and 250, and relay lenses 260 and 270. The color separation light guide optical system 200 separates the light from the illumination device 101 into red light, green light, and blue light, and the respective color lights of red light, green light, and blue light are liquid crystal light modulation devices 400R to be illuminated. The liquid crystal light modulation device 400G and the liquid crystal light modulation device 400B have a function of guiding light. A condensing lens 300R, a condensing lens 300G, and a condensing lens 300B are disposed between the color separation light guide optical system 200 and the liquid crystal light modulation devices 400R, 400G, and 40B.

ダイクロイックミラー210,220は、基板上に、所定の波長領域の光を反射して他の波長領域の光を通過させる波長選択透過膜が形成されたミラーである。ダイクロイックミラー210は、赤色光成分を通過させ、緑色光成分及び青色光成分を反射するダイクロイックミラーである。ダイクロイックミラー220は、緑色成分を反射して青色光成分を通過させるダイクロイックミラーである。反射ミラー230は、赤色光成分を反射するミラーである。反射ミラー240,250は、青色光成分を反射するミラーである。   The dichroic mirrors 210 and 220 are mirrors in which a wavelength selective transmission film that reflects light in a predetermined wavelength region and passes light in other wavelength regions is formed on a substrate. The dichroic mirror 210 is a dichroic mirror that transmits a red light component and reflects a green light component and a blue light component. The dichroic mirror 220 is a dichroic mirror that reflects a green component and transmits a blue light component. The reflection mirror 230 is a mirror that reflects a red light component. The reflection mirrors 240 and 250 are mirrors that reflect blue light components.

ダイクロイックミラー210を通過した赤色光は、反射ミラー230で反射され、集光レンズ300Rを通過して赤色光用の液晶光変調装置400Rの画像形成領域に入射する。ダイクロイックミラー210で反射された緑色光は、ダイクロイックミラー220でさらに反射され、集光レンズ300Gを通過して緑色光用液晶光変調装置400Gの画像形成領域に入射する。ダイクロイックミラー220を通過した青色光は、リレーレンズ260、入射側の反射ミラー240、リレーレンズ270、射出側の反射ミラー250、集光レンズ300Bを経て青色光用の液晶光変調装置400Bの画像形成領域に入射する。リレーレンズ260,270及び反射ミラー240,250は、ダイクロイックミラー220を通過した青色光成分を液晶光変調装置400Bまで導くリレー光学系として機能する。   The red light that has passed through the dichroic mirror 210 is reflected by the reflecting mirror 230, passes through the condenser lens 300R, and enters the image forming area of the liquid crystal light modulation device 400R for red light. The green light reflected by the dichroic mirror 210 is further reflected by the dichroic mirror 220, passes through the condenser lens 300G, and enters the image forming area of the green light liquid crystal light modulation device 400G. The blue light that has passed through the dichroic mirror 220 passes through the relay lens 260, the incident-side reflecting mirror 240, the relay lens 270, the exit-side reflecting mirror 250, and the condensing lens 300B to form an image of the liquid crystal light modulation device 400B for blue light. Incident into the area. The relay lenses 260 and 270 and the reflection mirrors 240 and 250 function as a relay optical system that guides the blue light component that has passed through the dichroic mirror 220 to the liquid crystal light modulation device 400B.

液晶光変調装置400R,液晶光変調装置400G,液晶光変調装置400Bは、入射した色光を画像情報に応じて変調しカラー画像を形成するものである。液晶光変調装置400R,液晶光変調装置400G,液晶光変調装置400Bは、照明装置101の照明対象となる。図示を省略したが、各集光レンズ300R,300G,3000Bと各液晶光変調装置400R,液晶光変調装置400G,液晶光変調装置400Bとの間には、それぞれ入射側偏光板が配置され、液晶光変調装置400R,液晶光変調装置400G,液晶光変調装置400Bとクロスダイクロイックプリズム500との間には、それぞれ射出側偏光板が配置されている。入射側偏光板、液晶光変調装置400R,液晶光変調装置400G,液晶光変調装置400B及び射出側偏光板によって、入射した各色光の光変調が行われる。   The liquid crystal light modulation device 400R, the liquid crystal light modulation device 400G, and the liquid crystal light modulation device 400B modulate incident color light according to image information to form a color image. The liquid crystal light modulation device 400R, the liquid crystal light modulation device 400G, and the liquid crystal light modulation device 400B are illumination targets of the illumination device 101. Although not shown, an incident-side polarizing plate is disposed between each condenser lens 300R, 300G, 3000B and each liquid crystal light modulator 400R, liquid crystal light modulator 400G, and liquid crystal light modulator 400B. Between the light modulation device 400R, the liquid crystal light modulation device 400G, the liquid crystal light modulation device 400B, and the cross dichroic prism 500, an exit side polarizing plate is disposed. The incident side polarizing plate, the liquid crystal light modulation device 400R, the liquid crystal light modulation device 400G, the liquid crystal light modulation device 400B, and the emission side polarizing plate modulate the light of each incident color light.

液晶光変調装置400R,液晶光変調装置400G,液晶光変調装置400Bは、一対の透明なガラス基板の間に電気光学物質である液晶を密閉封入した透過型の液晶光変調装置である。液晶光変調装置400R,液晶光変調装置400G,液晶光変調装置400Bは、例えばポリシリコンTFTをスイッチング素子として備え、与えられた画像信号に応じて、入射側偏光板から射出された1種類の直線偏光の偏光方向を変調する。   The liquid crystal light modulation device 400R, the liquid crystal light modulation device 400G, and the liquid crystal light modulation device 400B are transmissive liquid crystal light modulation devices in which liquid crystal that is an electro-optical material is hermetically sealed between a pair of transparent glass substrates. The liquid crystal light modulation device 400R, the liquid crystal light modulation device 400G, and the liquid crystal light modulation device 400B include, for example, a polysilicon TFT as a switching element, and one type of straight line emitted from the incident-side polarizing plate according to a given image signal. Modulates the polarization direction of polarized light.

クロスダイクロイックプリズム500は、射出側偏光板から射出された色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。クロスダイクロイックプリズム500は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形形状をなす。直角プリズム同士を貼り合わせた略X字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。略X字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は、緑色光及び青色光を通過させ赤色光を反射する誘電体多層膜であり、他方の界面に形成された誘電体多層膜は、赤色光及び緑色光を通過させ青色光を反射する誘電体多層膜である。略X字状の界面に形成された2種類の誘電体多層膜によって赤色光及び青色光は曲折され、緑色光の進行方向と揃えられることにより、3つの色光が合成される。   The cross dichroic prism 500 is an optical element that forms a color image by synthesizing an optical image modulated for each color light emitted from the emission side polarizing plate. The cross dichroic prism 500 has a substantially square shape in plan view in which four right-angle prisms are bonded together. A dielectric multilayer film is formed on the substantially X-shaped interface where the right-angle prisms are bonded together. The dielectric multilayer film formed at one of the substantially X-shaped interfaces is a dielectric multilayer film that transmits green light and blue light and reflects red light, and the dielectric multilayer film formed at the other interface is A dielectric multilayer film that transmits red light and green light and reflects blue light. The red light and the blue light are bent by the two types of dielectric multilayer films formed on the substantially X-shaped interface, and the three color lights are synthesized by aligning with the traveling direction of the green light.

クロスダイクロイックプリズム500から射出されたカラー画像は、投写光学系600によって拡大投写され、スクリーンSCR上で画像を形成する。   The color image emitted from the cross dichroic prism 500 is enlarged and projected by the projection optical system 600 to form an image on the screen SCR.

上記構成のプロジェクター1001によれば、光源装置10から射出された励起光によって蛍光層42が励起され、複数の色光が放射される。そのため、単一色の光源装置10を用いながら複数の色光を得ることができる。   According to the projector 1001 having the above-described configuration, the fluorescent layer 42 is excited by the excitation light emitted from the light source device 10, and a plurality of color lights are emitted. Therefore, a plurality of color lights can be obtained while using the single color light source device 10.

蛍光層42は、モーター50により回転される板材40上に形成されているため、励起光の照射により生じた蛍光層42の熱は板材40の回転方向に沿った広い領域において放散される。そのため、蛍光層42の発熱による発光効率の低下が抑制され、さらに明るい照明装置101が提供される。   Since the fluorescent layer 42 is formed on the plate member 40 rotated by the motor 50, the heat of the fluorescent layer 42 generated by the excitation light irradiation is dissipated in a wide region along the rotation direction of the plate member 40. Therefore, a decrease in luminous efficiency due to heat generation of the fluorescent layer 42 is suppressed, and a brighter illumination device 101 is provided.

[第2実施形態]
図5は、第2実施形態のプロジェクター1002の光学系を示す上面図である。図6は、プロジェクター1002に備えられる第2光源装置710の発光特性を示すグラフである。グラフの縦軸は相対発光強度を表し、発光強度が最も大きい波長における発光強度を1としている。グラフの横軸は波長を表す。図5において、第1実施形態のプロジェクター1001と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。これらの構成要素については、必要に応じて、図2、図3及び図4を参照して説明を行う。
[Second Embodiment]
FIG. 5 is a top view showing the optical system of the projector 1002 of the second embodiment. FIG. 6 is a graph showing the light emission characteristics of the second light source device 710 provided in the projector 1002. The vertical axis of the graph represents the relative light emission intensity, and the light emission intensity at the wavelength with the highest light emission intensity is 1. The horizontal axis of the graph represents the wavelength. In FIG. 5, the same reference numerals are given to components common to the projector 1001 of the first embodiment, and detailed description thereof is omitted. These components will be described with reference to FIGS. 2, 3 and 4 as necessary.

図5に示すように、プロジェクター1002は、照明装置102、第2照明装置700、色分離導光光学系202、光変調装置としての液晶光変調装置400R,液晶光変調装置400G,液晶光変調装置400B、クロスダイクロイックプリズム500及び投写光学系600を備えている。   As shown in FIG. 5, the projector 1002 includes an illumination device 102, a second illumination device 700, a color separation light guide optical system 202, a liquid crystal light modulation device 400R as a light modulation device, a liquid crystal light modulation device 400G, and a liquid crystal light modulation device. 400B, a cross dichroic prism 500, and a projection optical system 600 are provided.

第1実施形態のプロジェクター1001では、光源装置10から射出された青色光の一部を蛍光層から透過させて液晶光変調装置400Bの照明光として利用した。これに対して、第2実施形態のプロジェクター1002では、光源装置10から射出された青色光の全てを蛍光層46の励起光として利用し、液晶光変調装置400Bの照明光として利用する青色光は、照明装置102とは別個に設けられた第2照明装置700から射出される。   In the projector 1001 of the first embodiment, a part of the blue light emitted from the light source device 10 is transmitted through the fluorescent layer and used as illumination light for the liquid crystal light modulation device 400B. On the other hand, in the projector 1002 according to the second embodiment, all of the blue light emitted from the light source device 10 is used as the excitation light for the fluorescent layer 46, and the blue light used as the illumination light for the liquid crystal light modulation device 400B is The light is emitted from a second lighting device 700 provided separately from the lighting device 102.

照明装置102は、複数の光源装置10(光源装置10a、光源装置10b、光源装置10c)、集光光学系20、回転蛍光板32、モーター50、コリメート光学系60、第1レンズアレイ120、第2レンズアレイ130、偏光変換素子140及び重畳レンズ150を備えている。光源装置10、集光光学系20、モーター50、コリメート光学系60、第1レンズアレイ120、第2レンズアレイ130、偏光変換素子140及び重畳レンズ150の構成は第1実施形態と同じである。   The illumination device 102 includes a plurality of light source devices 10 (a light source device 10a, a light source device 10b, and a light source device 10c), a condensing optical system 20, a rotating fluorescent plate 32, a motor 50, a collimating optical system 60, a first lens array 120, a second A lens array 130, a polarization conversion element 140, and a superimposing lens 150 are provided. The configurations of the light source device 10, the condensing optical system 20, the motor 50, the collimating optical system 60, the first lens array 120, the second lens array 130, the polarization conversion element 140, and the superimposing lens 150 are the same as those in the first embodiment.

回転蛍光板32はいわゆる透過型の回転蛍光板である。回転蛍光板32は、モーター50により回転可能な板材40の一部に、単一の蛍光層46が板材40の回転方向に沿って連続して形成されてなる。蛍光層46が形成されている領域は、励起光が入射する領域を含む。回転蛍光板32は、励起光(青色光)が入射する側とは反対側に向けて赤色光及び緑色光を射出する。   The rotating fluorescent plate 32 is a so-called transmission type rotating fluorescent plate. The rotating fluorescent plate 32 is formed by continuously forming a single fluorescent layer 46 along the rotation direction of the plate 40 on a part of the plate 40 that can be rotated by the motor 50. The region where the fluorescent layer 46 is formed includes a region where excitation light is incident. The rotating fluorescent plate 32 emits red light and green light toward the side opposite to the side on which excitation light (blue light) is incident.

回転蛍光板32は、使用時において7500rpmで回転する。詳しい説明は省略するが、回転蛍光板32の直径は50mmであり、回転蛍光板32に入射する励起光の光軸が回転蛍光板32の回転中心から約22.5mm離れた場所に位置するように構成されている。つまり、回転蛍光板32は、励起光の集光スポットが約18m/秒で蛍光層46上を移動するような回転速度で回転する。   The rotating fluorescent plate 32 rotates at 7500 rpm during use. Although a detailed description is omitted, the diameter of the rotating fluorescent plate 32 is 50 mm, and the optical axis of the excitation light incident on the rotating fluorescent plate 32 is located at a position about 22.5 mm away from the rotation center of the rotating fluorescent plate 32. ing. That is, the rotating fluorescent plate 32 rotates at such a rotational speed that the excitation light condensing spot moves on the fluorescent layer 46 at about 18 m / sec.

蛍光層46は励起光を透過し、蛍光層46から放射された蛍光を反射するダイクロイック膜44を介して板材40上に形成されている。ダイクロイック膜44は、例えば、誘電体多層膜からなる。   The fluorescent layer 46 is formed on the plate member 40 via a dichroic film 44 that transmits excitation light and reflects fluorescence emitted from the fluorescent layer 46. The dichroic film 44 is made of, for example, a dielectric multilayer film.

蛍光層46は、例えば、光源装置10から射出された励起光としてのレーザー光L(青色光)の略全てを赤色光及び緑色光を含む光に変換する。蛍光層46は、第1実施形態の蛍光層42よりも厚く形成されており、蛍光層46をそのまま通過する励起光は殆ど存在しない。蛍光層46は、波長が445nmの励起光によって効率的に励起され、光源装置10が射出する励起光を、図2(b)に示すように、赤色光及び緑色光を含む黄色の蛍光に変換して射出する。黄色の蛍光のうち、短波長側の成分は緑色光として利用され、黄色の蛍光のうち、長波長側の成分は赤色光として利用される。   For example, the fluorescent layer 46 converts substantially all of the laser light L (blue light) as excitation light emitted from the light source device 10 into light including red light and green light. The fluorescent layer 46 is formed thicker than the fluorescent layer 42 of the first embodiment, and there is almost no excitation light that passes through the fluorescent layer 46 as it is. The fluorescent layer 46 is efficiently excited by excitation light having a wavelength of 445 nm, and the excitation light emitted from the light source device 10 is converted into yellow fluorescence including red light and green light, as shown in FIG. And inject. Of the yellow fluorescence, the short wavelength component is used as green light, and among the yellow fluorescence, the long wavelength component is used as red light.

蛍光層46は、例えば、YAG系蛍光体である(Y,Gd)(Al,Ga)12:Ceを含有する層からなる。蛍光層46として、赤色光及び緑色光を含む蛍光を射出する他の蛍光体を含有する層を用いてもよい。また、蛍光層46として、励起光(青色光)を赤色光に変換する蛍光体と、励起光(青色光)を緑色光に変換する蛍光体との混合物を含有する層を用いてもよい。 The fluorescent layer 46 is made of a layer containing (Y, Gd) 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce, which is a YAG phosphor, for example. As the fluorescent layer 46, a layer containing another phosphor that emits fluorescence including red light and green light may be used. Further, as the fluorescent layer 46, a layer containing a mixture of a phosphor that converts excitation light (blue light) into red light and a phosphor that converts excitation light (blue light) into green light may be used.

光源装置10aから射出されるレーザー光Laは、第1レンズ22a及び第2レンズ24を介して蛍光層46上に集光され、光源装置10bから射出されるレーザー光Lbは、第1レンズ22b及び第2レンズ24を介して蛍光層46上に集光され、光源装置10cから射出されるレーザー光Lcは、第1レンズ22c及び第2レンズ24を介して蛍光層46上に集光される。レーザー光Laとレーザー光Lbとレーザー光Lcとが、集光光学系20によって蛍光層46上において互いに重ね合わされることによって、蛍光層46を励起する励起光が形成される。図4に示したのと同様に、蛍光層46上において、互いに隣り合う2つのレーザー光の減衰領域D同士が部分的に互いに重なり合い、かつ、互いに隣り合う2つのレーザー光の光強度の最も高い高強度領域C同士は互いに重なり合わないように、レーザー光Laとレーザー光Lbとレーザー光Lcとが蛍光層46上に集光されている。そのため、蛍光層46上での励起光の光強度分布において突出して大きい光強度を有する部位が発生することが抑制される。そのため、蛍光層46上においてレーザー光Laの高強度領域Caをレーザー光Lbの高強度領域Cbと重ねた場合や、一つの光源装置のみを用いてその光源装置の出力を高くした場合と比較して、高い効率で蛍光を得ることができ、その結果、明るい照明装置102が提供される。   The laser light La emitted from the light source device 10a is condensed on the fluorescent layer 46 via the first lens 22a and the second lens 24, and the laser light Lb emitted from the light source device 10b is reflected on the first lens 22b and The laser light Lc condensed on the fluorescent layer 46 via the second lens 24 and emitted from the light source device 10 c is condensed on the fluorescent layer 46 via the first lens 22 c and the second lens 24. The laser light La, the laser light Lb, and the laser light Lc are superimposed on each other on the fluorescent layer 46 by the condensing optical system 20, thereby forming excitation light that excites the fluorescent layer 46. As shown in FIG. 4, on the fluorescent layer 46, the attenuation regions D of two adjacent laser beams partially overlap each other, and the light intensity of the two adjacent laser beams is the highest. Laser light La, laser light Lb, and laser light Lc are collected on the fluorescent layer 46 so that the high-intensity regions C do not overlap each other. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a portion having a large light intensity protruding in the light intensity distribution of the excitation light on the fluorescent layer 46. Therefore, compared with the case where the high-intensity region Ca of the laser light La is overlapped with the high-intensity region Cb of the laser light Lb on the fluorescent layer 46, or when the output of the light source device is increased using only one light source device. Thus, fluorescence can be obtained with high efficiency, and as a result, a bright illumination device 102 is provided.

第2照明装置700は、第2光源装置710、集光光学系720、散乱板730、偏光変換インテグレーターロッド740及び集光レンズ750を備えている。   The second illumination device 700 includes a second light source device 710, a condensing optical system 720, a scattering plate 730, a polarization conversion integrator rod 740, and a condensing lens 750.

第2光源装置710は、色光としてレーザー光からなる青色光(発光強度のピーク:約445nm、図6参照)を射出するレーザー光源である。図6において、符号Bで示すのは、第2光源装置710が青色光として射出する色光成分である。図5では光源装置710を1つ図示しているが、光源装置710の数はこれに限らず、複数個とすることも可能である。また、445nm以外の波長(例えば460nm)の青色光を射出する光源装置を用いることもできる。   The second light source device 710 is a laser light source that emits blue light (peak of emission intensity: about 445 nm, see FIG. 6) composed of laser light as color light. In FIG. 6, reference numeral B indicates a color light component emitted by the second light source device 710 as blue light. Although one light source device 710 is illustrated in FIG. 5, the number of light source devices 710 is not limited to this, and a plurality of light source devices 710 may be used. A light source device that emits blue light having a wavelength other than 445 nm (for example, 460 nm) can also be used.

集光光学系720は、第1レンズ722及び第2レンズ724を備えている。集光光学系720は、全体として、青色光を略集光した状態で散乱板730に入射させる。第1レンズ722及び第2レンズ724は、例えば凸レンズからなる。   The condensing optical system 720 includes a first lens 722 and a second lens 724. As a whole, the condensing optical system 720 causes blue light to be incident on the scattering plate 730 in a substantially condensed state. The first lens 722 and the second lens 724 are, for example, convex lenses.

散乱板730は、第2光源装置710からの青色光を所定の散乱度で散乱し、蛍光(回転蛍光板33から射出される赤色光及び緑色光)に似た配光分布を有する青色光とする。散乱板730としては、例えば、光学ガラスからなる磨りガラスを用いることができる。   The scattering plate 730 scatters the blue light from the second light source device 710 with a predetermined degree of scattering to obtain blue light having a light distribution similar to fluorescence (red light and green light emitted from the rotating fluorescent plate 33). . As the scattering plate 730, for example, polished glass made of optical glass can be used.

偏光変換インテグレーターロッド740は、第2光源装置710からの青色光の面内光強度分布を均一にし、かつ、当該青色光を偏光方向の揃った略1種類の直線偏光光とする光学素子である。偏光変換インテグレーターロッド740は、詳しい説明は省略するが、インテグレーターロッドと、当該インテグレーターロッドの入射面側に配置され、青色光が入射する小孔を有する反射板と、射出面側に配置される反射型偏光板と、を備えている。   The polarization conversion integrator rod 740 is an optical element that makes the in-plane light intensity distribution of the blue light from the second light source device 710 uniform and makes the blue light approximately one type of linearly polarized light with the same polarization direction. . The polarization conversion integrator rod 740 is not described in detail, but the integrator rod, the reflector disposed on the incident surface side of the integrator rod and having a small hole for blue light incidence, and the reflection disposed on the exit surface side. A type polarizing plate.

なお、ロッドレンズを用いた偏光変換インテグレーターロッドの代わりに、レンズアレイを用いたレンズインテグレーター光学系及び偏光変換素子を用いることもできる。   A lens integrator optical system using a lens array and a polarization conversion element can also be used instead of the polarization conversion integrator rod using a rod lens.

集光レンズ750は、偏光変換インテグレーターロッド740からの光を集光して液晶光変調装置400Bの画像形成領域近傍に入射させる。   The condensing lens 750 condenses the light from the polarization conversion integrator rod 740 and causes it to enter the vicinity of the image forming area of the liquid crystal light modulator 400B.

色分離導光光学系202は、ダイクロイックミラー210、反射ミラー222,反射ミラー230,反射ミラー250を備えている。色分離導光光学系202は、照明装置102からの光を赤色光及び緑色光に分離し、照明装置102からの赤色光及び緑色光並びに第2照明装置700からの青色光のぞれぞれの色光を照明対象となる液晶光変調装置400R,液晶光変調装置400G,液晶光変調装置400Bに導光する機能を有する。色分離導光光学系200と液晶光変調装置400R,液晶光変調装置400G,液晶光変調装置40Bとの間には、集光レンズ300R,集光レンズ300G,集光レンズ300Bが配置されている。   The color separation light guide optical system 202 includes a dichroic mirror 210, a reflection mirror 222, a reflection mirror 230, and a reflection mirror 250. The color separation light guide optical system 202 separates light from the illumination device 102 into red light and green light, and each of red light and green light from the illumination device 102 and blue light from the second illumination device 700. The color light is guided to the liquid crystal light modulation device 400R, the liquid crystal light modulation device 400G, and the liquid crystal light modulation device 400B to be illuminated. A condensing lens 300R, a condensing lens 300G, and a condensing lens 300B are disposed between the color separation light guide optical system 200 and the liquid crystal light modulation device 400R, the liquid crystal light modulation device 400G, and the liquid crystal light modulation device 40B. .

ダイクロイックミラー210を通過した赤色光は、反射ミラー230で反射され、集光レンズ300Rを通過して赤色光用の液晶光変調装置400Rの画像形成領域に入射する。ダイクロイックミラー210で反射された緑色光は、反射ミラー222でさらに反射され、集光レンズ300Gを通過して緑色光用液晶光変調装置400Gの画像形成領域に入射する。第2照明装置700からの青色光は、反射ミラー250で反射され、集光レンズ300Bを通過して青色光用の液晶光変調装置400Bの画像形成領域に入射する。   The red light that has passed through the dichroic mirror 210 is reflected by the reflecting mirror 230, passes through the condenser lens 300R, and enters the image forming area of the liquid crystal light modulation device 400R for red light. The green light reflected by the dichroic mirror 210 is further reflected by the reflection mirror 222, passes through the condenser lens 300G, and enters the image forming region of the green light liquid crystal light modulation device 400G. The blue light from the second illumination device 700 is reflected by the reflection mirror 250, passes through the condenser lens 300B, and enters the image forming region of the liquid crystal light modulation device 400B for blue light.

上記構成のプロジェクター1002によれば、光源装置10から射出された励起光によって蛍光層46が励起され、複数の色光が放射される。そのため、単一色の光源装置10を用いながら複数の色光を得ることができる。   According to the projector 1002 having the above configuration, the fluorescent layer 46 is excited by the excitation light emitted from the light source device 10, and a plurality of color lights are emitted. Therefore, a plurality of color lights can be obtained while using the single color light source device 10.

蛍光層46は、モーター50により回転される板材40上に形成されているため、励起光の照射により生じた蛍光層46の熱は板材40の回転方向に沿った広い領域において放散される。そのため、励起用光源装置の出力を高くした時に起こる発光効率の低下が抑制され、さらに明るい照明装置102が提供される。   Since the fluorescent layer 46 is formed on the plate member 40 rotated by the motor 50, the heat of the fluorescent layer 46 generated by the irradiation of the excitation light is dissipated in a wide region along the rotation direction of the plate member 40. Therefore, a decrease in light emission efficiency that occurs when the output of the excitation light source device is increased is suppressed, and a brighter illumination device 102 is provided.

[第3実施形態]
図7は、第3実施形態のプロジェクター1003の光学系を示す上面図である。図8は、プロジェクター1003に備えられる回転蛍光板33の説明図である。図8(a)は回転蛍光板33の正面図であり、図8(b)は図8(a)のA2−A2断面図である。図7において、第2実施形態のプロジェクター1002と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。これらの構成要素については、必要に応じて、図2、図3及び図4を参照して説明を行う。
[Third Embodiment]
FIG. 7 is a top view showing an optical system of the projector 1003 of the third embodiment. FIG. 8 is an explanatory diagram of the rotating fluorescent plate 33 provided in the projector 1003. FIG. 8A is a front view of the rotating fluorescent plate 33, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line A2-A2 of FIG. In FIG. 7, components common to the projector 1002 of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. These components will be described with reference to FIGS. 2, 3 and 4 as necessary.

プロジェクター1003において第2実施形態のプロジェクター1002と異なるのは照明装置103の構成である。第2照明装置700、色分離導光光学系202、光変調装置としての液晶光変調装置400R,液晶光変調装置400G,液晶光変調装置400B、クロスダイクロイックプリズム500及び投写光学系600の構成は第2実施形態のプロジェクター1002と同じである。   The projector 1003 is different from the projector 1002 of the second embodiment in the configuration of the illumination device 103. The configurations of the second illumination device 700, the color separation light guide optical system 202, the liquid crystal light modulation device 400R as a light modulation device, the liquid crystal light modulation device 400G, the liquid crystal light modulation device 400B, the cross dichroic prism 500, and the projection optical system 600 are the first. This is the same as the projector 1002 of the second embodiment.

照明装置103は、複数の光源装置10(光源装置10a、光源装置10b、光源装置10c)、集光光学系70、ダイクロイックミラー80、回転蛍光板33、モーター50、第1レンズアレイ120、第2レンズアレイ130、偏光変換素子140及び重畳レンズ150を備えている。光源装置10、モーター50、第1レンズアレイ120、第2レンズアレイ130、偏光変換素子140及び重畳レンズ150の構成は第2実施形態と同じである。   The illumination device 103 includes a plurality of light source devices 10 (light source device 10a, light source device 10b, and light source device 10c), a condensing optical system 70, a dichroic mirror 80, a rotating fluorescent plate 33, a motor 50, a first lens array 120, and a second lens. An array 130, a polarization conversion element 140, and a superimposing lens 150 are provided. The configurations of the light source device 10, the motor 50, the first lens array 120, the second lens array 130, the polarization conversion element 140, and the superimposing lens 150 are the same as those in the second embodiment.

光源装置10の光軸は、照明光軸103axと直交するように配置されている。集光光学系70は、第1レンズ72aと、第1レンズ72bと、第1レンズ72cと、第2レンズ74と、コリメート光学系60aと、コリメート光学系60bとを備えている。   The optical axis of the light source device 10 is disposed so as to be orthogonal to the illumination optical axis 103ax. The condensing optical system 70 includes a first lens 72a, a first lens 72b, a first lens 72c, a second lens 74, a collimating optical system 60a, and a collimating optical system 60b.

コリメート光学系60aは、光源装置10から射出されたレーザー光Lの拡がりを抑える第1レンズ62aと、第1レンズ62aから入射した光を略平行化する第2レンズ64aと、を備えている。コリメート光学系60bは、回転蛍光板30からの光の拡がりを抑える第1レンズ62bと、第1レンズ62bから入射した光を略平行化する第2レンズ64bと、を備えている。   The collimating optical system 60a includes a first lens 62a that suppresses the spread of the laser light L emitted from the light source device 10, and a second lens 64a that substantially parallelizes the light incident from the first lens 62a. The collimating optical system 60b includes a first lens 62b that suppresses the spread of light from the rotating fluorescent plate 30 and a second lens 64b that substantially collimates the light incident from the first lens 62b.

コリメート光学系60aは、第2レンズ74とダイクロイックミラー80との間の光路中に配置されている。コリメート光学系60bは、回転蛍光板30とダイクロイックミラー80との間の光路中に配置されている。   The collimating optical system 60 a is disposed in the optical path between the second lens 74 and the dichroic mirror 80. The collimating optical system 60 b is disposed in the optical path between the rotating fluorescent plate 30 and the dichroic mirror 80.

光源装置10aから射出されるレーザー光Laと光源装置10bから射出されるレーザー光Lbと光源装置10cから射出されるレーザー光Lcとは、集光光学系70を介して略集光した状態で蛍光層46に入射する。レーザー光Laとレーザー光Lbとレーザー光Lcとが蛍光層42上において互いに重ね合わされることによって、蛍光層42を励起する励起光が形成される。本明細書では、第1レンズ72aと第1レンズ72bと第1レンズ72cとをまとめて第1レンズ72と呼ぶことがある。第1レンズ72はコリメートレンズであり、第2レンズ74は集光レンズである。第1レンズ72及び第2レンズ74は、例えば凸レンズからなる。   The laser light La emitted from the light source device 10a, the laser light Lb emitted from the light source device 10b, and the laser light Lc emitted from the light source device 10c are fluorescent in a substantially condensed state via the condensing optical system 70. Incident on layer 46. The laser light La, the laser light Lb, and the laser light Lc are superimposed on each other on the fluorescent layer 42, whereby excitation light that excites the fluorescent layer 42 is formed. In the present specification, the first lens 72a, the first lens 72b, and the first lens 72c may be collectively referred to as the first lens 72. The first lens 72 is a collimating lens, and the second lens 74 is a condenser lens. The first lens 72 and the second lens 74 are, for example, convex lenses.

ダイクロイックミラー80は、集光光学系70から回転蛍光板33までの光路中に、光源装置10の光軸及び照明光軸103axのそれぞれに対して45°の角度で交わるように配置されている。ダイクロイックミラー80は、レーザー光L(青色光)を反射し、赤色光及び緑色光を通過させる。   The dichroic mirror 80 is disposed in the optical path from the condensing optical system 70 to the rotating fluorescent plate 33 so as to intersect with each of the optical axis of the light source device 10 and the illumination optical axis 103ax at an angle of 45 °. The dichroic mirror 80 reflects the laser light L (blue light) and allows red light and green light to pass therethrough.

回転蛍光板33はいわゆる反射型の回転蛍光板である。回転蛍光板33は、図7及び図8に示すように、モーター50により回転可能な板材43の一部に、単一の蛍光層46が板材43の回転方向に沿って連続して形成されてなる。蛍光層46が形成されている領域は、励起光が入射する領域を含む。回転蛍光板33は、励起光(青色光)が入射する側と同じ側に向けて赤色光及び緑色光を射出する。   The rotating fluorescent plate 33 is a so-called reflection type rotating fluorescent plate. As shown in FIGS. 7 and 8, the rotary fluorescent plate 33 is formed by continuously forming a single fluorescent layer 46 along the rotation direction of the plate 43 on a part of the plate 43 that can be rotated by the motor 50. . The region where the fluorescent layer 46 is formed includes a region where excitation light is incident. The rotating fluorescent plate 33 emits red light and green light toward the same side as the side on which excitation light (blue light) is incident.

回転蛍光板33は、使用時において7500rpmで回転する。詳しい説明は省略するが、回転蛍光板33の直径は50mmであり、回転蛍光板33に入射する励起光の光軸が回転蛍光板33の回転中心から約22.5mm離れた場所に位置するように構成されている。つまり、回転蛍光板33は、励起光の集光スポットが約18m/秒で蛍光層46上を移動するような回転速度で回転する。   The rotating fluorescent plate 33 rotates at 7500 rpm during use. Although the detailed description is omitted, the diameter of the rotating fluorescent plate 33 is 50 mm, and the optical axis of the excitation light incident on the rotating fluorescent plate 33 is located at a position about 22.5 mm away from the rotation center of the rotating fluorescent plate 33. ing. In other words, the rotating fluorescent plate 33 rotates at a rotation speed such that the condensed spot of the excitation light moves on the fluorescent layer 46 at about 18 m / sec.

板材43は、石英ガラス、水晶、サファイア、光学ガラス、透明樹脂等の励起光を透過する透明な材料からなるものでもよく、金属等の励起光を透過しない不透明な材料からなるものでもよい。図8では、板材43を円板としているが、板材43は円板に限られない。光源装置10から射出された励起光は、蛍光層46側から回転蛍光板33に入射する。蛍光層46は励起光を透過し、可視光を反射する反射膜45を介して板材43上に形成されている。   The plate member 43 may be made of a transparent material that transmits excitation light, such as quartz glass, crystal, sapphire, optical glass, or transparent resin, or may be made of an opaque material that does not transmit excitation light, such as metal. In FIG. 8, the plate material 43 is a disk, but the plate material 43 is not limited to a disk. Excitation light emitted from the light source device 10 enters the rotating fluorescent plate 33 from the fluorescent layer 46 side. The fluorescent layer 46 is formed on the plate member 43 through a reflective film 45 that transmits excitation light and reflects visible light.

図4に示したのと同様に、蛍光層42上において、互いに隣り合う2つのレーザー光の減衰領域D同士が部分的に互いに重なり合い、かつ、互いに隣り合う2つのレーザー光の光強度の最も高い高強度領域C同士は互いに重なり合わないように、レーザー光Laとレーザー光Lbとレーザー光Lcとが蛍光層42上に集光されている。そのため、蛍光層46上での励起光の光強度分布において突出して大きい光強度を有する部位が発生することが抑制される。そのため、蛍光層46上においてレーザー光Laの高強度領域Caをレーザー光Lbの高強度領域Cbと重ねた場合や、一つの光源装置のみを用いてその光源装置の出力を高くした場合と比較して、高い効率で蛍光を得ることができる。また、蛍光層46は、モーター50により回転される板材43上に形成されているため、励起光の照射により生じた蛍光層46の熱は板材43の回転方向に沿った広い領域において放散される。そのため、励起用光源装置の出力を高くした時に起こる発光効率の低下が抑制され、明るい照明装置103が提供される。   As shown in FIG. 4, on the fluorescent layer 42, the attenuation regions D of two adjacent laser beams partially overlap each other, and the light intensity of the two adjacent laser beams is the highest. The laser beam La, the laser beam Lb, and the laser beam Lc are collected on the fluorescent layer 42 so that the high intensity regions C do not overlap each other. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a portion having a large light intensity protruding in the light intensity distribution of the excitation light on the fluorescent layer 46. Therefore, compared with the case where the high-intensity region Ca of the laser light La is overlapped with the high-intensity region Cb of the laser light Lb on the fluorescent layer 46, or when the output of the light source device is increased using only one light source device. Thus, fluorescence can be obtained with high efficiency. Further, since the fluorescent layer 46 is formed on the plate member 43 rotated by the motor 50, the heat of the fluorescent layer 46 generated by the irradiation of the excitation light is dissipated in a wide region along the rotation direction of the plate member 43. . Therefore, a decrease in luminous efficiency that occurs when the output of the excitation light source device is increased is suppressed, and a bright illumination device 103 is provided.

[第4実施形態]
図9は、第4実施形態のプロジェクター1004の光学系を示す上面図である。図9において、第1実施形態のプロジェクター1001及び第3実施形態のプロジェクター1003と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。これらの構成要素については、必要に応じて、図2、図3及び図4を参照して説明を行う。
[Fourth Embodiment]
FIG. 9 is a top view showing an optical system of the projector 1004 of the fourth embodiment. In FIG. 9, components common to the projector 1001 of the first embodiment and the projector 1003 of the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. These components will be described with reference to FIGS. 2, 3 and 4 as necessary.

プロジェクター1004において第3実施形態のプロジェクター1003と異なるのは第2照明装置702の構成である。照明装置103、光変調装置としての液晶光変調装置400R,液晶光変調装置400G,液晶光変調装置400B、クロスダイクロイックプリズム500及び投写光学系600の構成は第3実施形態のプロジェクター1003と同じである。また、色分離導光光学系200の構成は第1実施形態のプロジェクター1001と同じである。   The projector 1004 differs from the projector 1003 of the third embodiment in the configuration of the second illumination device 702. The configuration of the illumination device 103, the liquid crystal light modulation device 400R as the light modulation device, the liquid crystal light modulation device 400G, the liquid crystal light modulation device 400B, the cross dichroic prism 500, and the projection optical system 600 is the same as that of the projector 1003 of the third embodiment. . The configuration of the color separation light guide optical system 200 is the same as that of the projector 1001 of the first embodiment.

第2照明装置702は、第2光源装置710、集光光学系760、散乱板732及びコリメート光学系60cを備えている。   The second illumination device 702 includes a second light source device 710, a condensing optical system 760, a scattering plate 732, and a collimating optical system 60c.

集光光学系760は、第1レンズ762及び第2レンズ764を備えている。集光光学系760は、青色光を略集光した状態で散乱板732に入射させる。第1レンズ762及び第2レンズ764は、例えば凸レンズからなる。   The condensing optical system 760 includes a first lens 762 and a second lens 764. The condensing optical system 760 causes the blue light to be incident on the scattering plate 732 in a substantially condensed state. The first lens 762 and the second lens 764 are, for example, convex lenses.

散乱板732は、第2光源装置710からの青色光を所定の散乱度で散乱し、蛍光(回転蛍光板33から射出される赤色光及び緑色光)に似た配光分布を有する青色光とする。散乱板732としては、例えば、光学ガラスからなる磨りガラスを用いることができる。   The scattering plate 732 scatters the blue light from the second light source device 710 with a predetermined degree of scattering to obtain blue light having a light distribution similar to fluorescence (red light and green light emitted from the rotating fluorescent plate 33). . As the scattering plate 732, for example, polished glass made of optical glass can be used.

散乱板732によって拡散された青色光は、コリメート光学系60cによって略平行化される。コリメート光学系60cは、散乱板732から射出された青色光の拡がりを抑える第1レンズ62cと、第1レンズ62cから入射した光を略平行化する第2レンズ64cと、を備えている。   The blue light diffused by the scattering plate 732 is substantially collimated by the collimating optical system 60c. The collimating optical system 60c includes a first lens 62c that suppresses the spread of blue light emitted from the scattering plate 732, and a second lens 64c that substantially collimates the light incident from the first lens 62c.

コリメート光学系60cによって略平行化された青色光は、ダイクロイックミラー80で反射されて、回転蛍光板33から射出された蛍光(赤色光及び緑色光)と合成される。そして、回転蛍光板33から射出された蛍光(赤色光及び緑色光)とともに色分離導光光学系200で色分離され、液晶光変調装置400Bで変調される。   The blue light substantially collimated by the collimating optical system 60 c is reflected by the dichroic mirror 80 and synthesized with the fluorescence (red light and green light) emitted from the rotating fluorescent plate 33. Then, the light (red light and green light) emitted from the rotating fluorescent plate 33 is color-separated by the color separation light guide optical system 200 and modulated by the liquid crystal light modulation device 400B.

図4に示したのと同様に、蛍光層42上において、互いに隣り合う2つのレーザー光の減衰領域D同士が部分的に互いに重なり合い、かつ、互いに隣り合う2つのレーザー光の光強度の最も高い高強度領域C同士は互いに重なり合わないように、レーザー光Laとレーザー光Lbとレーザー光Lcとが蛍光層46上に集光されている。そのため、蛍光層46上での励起光の光強度分布において突出して大きい光強度を有する部位が発生することが抑制される。そのため、蛍光層46上においてレーザー光Laの高強度領域Caをレーザー光Lbの高強度領域Cbと重ねた場合や、一つの光源装置のみを用いてその光源装置の出力を高くした場合と比較して、高い効率で蛍光を得ることができる。また、蛍光層46は、モーター50により回転される板材43上に形成されているため、励起光の照射により生じた蛍光層46の熱は板材43の回転方向に沿った広い領域において放散される。そのため、励起用光源装置の出力を高くした時に起こる発光効率の低下が抑制され、明るい照明装置103が提供される。   As shown in FIG. 4, on the fluorescent layer 42, the attenuation regions D of two adjacent laser beams partially overlap each other, and the light intensity of the two adjacent laser beams is the highest. Laser light La, laser light Lb, and laser light Lc are collected on the fluorescent layer 46 so that the high-intensity regions C do not overlap each other. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a portion having a large light intensity protruding in the light intensity distribution of the excitation light on the fluorescent layer 46. Therefore, compared with the case where the high-intensity region Ca of the laser light La is overlapped with the high-intensity region Cb of the laser light Lb on the fluorescent layer 46, or when the output of the light source device is increased using only one light source device. Thus, fluorescence can be obtained with high efficiency. Further, since the fluorescent layer 46 is formed on the plate member 43 rotated by the motor 50, the heat of the fluorescent layer 46 generated by the irradiation of the excitation light is dissipated in a wide region along the rotation direction of the plate member 43. . Therefore, a decrease in luminous efficiency that occurs when the output of the excitation light source device is increased is suppressed, and a bright illumination device 103 is provided.

[第5実施形態]
図10及び図11は、図4(a)に示したビームスポットの配置の変形例である。
[Fifth Embodiment]
10 and 11 are modifications of the arrangement of the beam spots shown in FIG.

図4(a)の例では、複数の光源装置から射出された複数のレーザー光のビームスポットを蛍光層42上において1次元的に並べて配置したが、図10及び図11の例では、複数のレーザー光のビームスポットを蛍光層42上において2次元的に並べて配置している。図10の例は、近接する4つのビームスポットの中心が正方形の4つの頂点に配置されるように、複数のビームスポットを2次元的に周期的に配置した例であり、図11の例は、近接する3つのビームスポットが正三角形の3つの頂点に配置されるように、複数のビームスポットを2次元的に周期的に配置した例である。図10及び図11の例では、蛍光層42上のビームスポットの数を17個或いは13個としているが、ビームスポットの数はこれに限定されない。   In the example of FIG. 4A, the beam spots of a plurality of laser beams emitted from a plurality of light source devices are arranged one-dimensionally on the fluorescent layer 42, but in the examples of FIGS. Laser beam spots are arranged two-dimensionally on the fluorescent layer 42. The example of FIG. 10 is an example in which a plurality of beam spots are two-dimensionally periodically arranged so that the centers of four adjacent beam spots are arranged at four vertices of a square, and the example of FIG. This is an example in which a plurality of beam spots are two-dimensionally and periodically arranged so that three adjacent beam spots are arranged at three vertices of an equilateral triangle. In the example of FIGS. 10 and 11, the number of beam spots on the fluorescent layer 42 is 17 or 13, but the number of beam spots is not limited to this.

図10及び図11の例では、図4(a)の例と同様に、蛍光層42上において、互いに隣り合う2つのレーザー光のビームスポットの中心間隔Hは、各レーザー光のビームスポットの半径Sよりも大きい。これにより、蛍光層42上において、互いに隣り合う2つのレーザー光の減衰領域D同士が部分的に互いに重なり合い、かつ、互いに隣り合う2つのレーザー光の光強度の最も高い高強度領域C同士は互いに重なり合わないように、複数のレーザー光が蛍光層42上に集光されている。   In the example of FIGS. 10 and 11, as in the example of FIG. 4A, the center interval H between the beam spots of two laser beams adjacent to each other on the fluorescent layer 42 is the radius of the beam spot of each laser beam. Greater than S. Thereby, on the fluorescent layer 42, the attenuation regions D of the two adjacent laser beams partially overlap each other, and the high intensity regions C having the highest light intensity of the two adjacent laser beams are mutually connected. A plurality of laser beams are collected on the fluorescent layer 42 so as not to overlap.

ただし、レーザー光の高強度領域Cが、隣接するレーザー光の減衰領域Dと重ならないということは必須ではなく、少なくとも互いに隣接するレーザー光のビームスポットがピッタリ互いに重ならないように、互いに隣接するレーザー光のビームスポットの中心同士が蛍光層42上において離間して(重ならないように)配置されていればよい。   However, it is not essential that the high-intensity region C of the laser beam does not overlap with the attenuation region D of the adjacent laser beam, and at least adjacent laser beams so that the beam spots of the adjacent laser beams do not overlap each other. It is only necessary that the centers of the light beam spots be spaced apart (so as not to overlap) on the fluorescent layer 42.

図10及び図11の構成においても、蛍光層42上での励起光の光強度分布において突出して大きい光強度を有する部位が発生することが抑制される。そのため、蛍光層42上においてレーザー光Laの高強度領域Caをレーザー光Lbの高強度領域Cbと重ねた場合や、一つの光源装置のみを用いてその光源装置の出力を高くした場合と比較して、高い効率で蛍光を得ることができる。   Also in the configuration of FIGS. 10 and 11, the occurrence of a portion having a large light intensity protruding in the light intensity distribution of the excitation light on the fluorescent layer 42 is suppressed. Therefore, compared with the case where the high-intensity region Ca of the laser light La is overlapped with the high-intensity region Cb of the laser light Lb on the fluorescent layer 42, or when the output of the light source device is increased using only one light source device. Thus, fluorescence can be obtained with high efficiency.

[第6実施形態]
本実施形態では、図4(a)に示したビームスポットの配置の他の変形例を説明する。図12は、蛍光層42上におけるレーザー光Laの高強度領域Caとレーザー光Lbの高強度領域Cbとを含む直線K上における励起光の光強度分布を示す図である。蛍光層42上におけるレーザー光Laの高強度領域Caの光強度をIaとし、蛍光層42上におけるレーザー光Lbの高強度領域Cbの光強度をIbとする。
[Sixth Embodiment]
In the present embodiment, another modification of the arrangement of the beam spots shown in FIG. 4A will be described. FIG. 12 is a diagram showing the light intensity distribution of the excitation light on the straight line K including the high-intensity region Ca of the laser light La and the high-intensity region Cb of the laser light Lb on the fluorescent layer 42. The light intensity of the high-intensity region Ca of the laser light La on the fluorescent layer 42 is Ia, and the light intensity of the high-intensity region Cb of the laser light Lb on the fluorescent layer 42 is Ib.

本実施形態では、図12に示したように、直線K上において、レーザー光Laの光強度がIa/2である領域とレーザー光Lbの光強度がIb/2である領域とが互いに重なっている。これによれば、直線K上において、レーザー光Laの光強度がIa/2未満である領域とレーザー光Lbの光強度がIb/2未満である領域とが互いに重なっている場合と比較して、レーザー光Laの高強度領域Caとレーザー光Lbの高強度領域Cbとの間の領域における励起光の光強度の低下を抑制することができる。そのため、蛍光層42に照射される励起光の蛍光層42上での光強度分布において、突出して大きい光強度を有する部位が発生することが抑制される。そのため、さらに高い効率で蛍光を得ることができ、その結果、さらに明るい照明装置101が提供される。   In the present embodiment, as shown in FIG. 12, on the straight line K, the region where the light intensity of the laser light La is Ia / 2 and the region where the light intensity of the laser light Lb is Ib / 2 overlap each other. Yes. According to this, compared with the case where the region where the light intensity of the laser light La is less than Ia / 2 and the region where the light intensity of the laser light Lb is less than Ib / 2 overlap each other on the straight line K. The reduction in the light intensity of the excitation light in the region between the high-intensity region Ca of the laser light La and the high-intensity region Cb of the laser light Lb can be suppressed. Therefore, in the light intensity distribution on the fluorescent layer 42 of the excitation light irradiated to the fluorescent layer 42, it is suppressed that the site | part which has a large light intensity | strength protrudes. Therefore, fluorescence can be obtained with higher efficiency, and as a result, a brighter illumination device 101 is provided.

本実施形態で示したビームスポットの配置の仕方は、第5実施形態で示したように、複数の光源装置から射出された複数のレーザー光のビームスポットを蛍光層42上において2次元的に並べる場合にも適用できる。   As shown in the fifth embodiment, the beam spots shown in the present embodiment are arranged in a two-dimensional manner on the fluorescent layer 42 such that the beam spots of a plurality of laser beams emitted from a plurality of light source devices are arranged. It can also be applied to cases.

[変形形態]
第2〜第4実施形態のプロジェクターでは、液晶光変調装置400B用の照明光源として、第2照明装置を別個に設けたが、このような構成は、第1実施形態のプロジェクターにも適用することができる。
[Deformation]
In the projectors of the second to fourth embodiments, the second illumination device is separately provided as the illumination light source for the liquid crystal light modulation device 400B. However, such a configuration is also applicable to the projector of the first embodiment. Can do.

回転蛍光板に形成する蛍光層として、青色の励起光によって赤色光と緑色光を放射する例を説明したが、蛍光層はこのようなものに限定されない。例えば、紫色光又は紫外光を励起光として用い、該励起光によって赤色光、緑色光及び青色光の3つの色光を放射する蛍光層を用いてもよい。   Although the example which radiates | emits red light and green light by blue excitation light was demonstrated as a fluorescent layer formed in a rotation fluorescent plate, a fluorescent layer is not limited to such a thing. For example, a fluorescent layer that uses violet light or ultraviolet light as excitation light and emits three color lights of red light, green light, and blue light by the excitation light may be used.

蛍光層として、板材の回転方向に沿って連続して形成される例を説明したが、蛍光層の構成はこれに限定されない。特許文献1の回転蛍光板のように、板材の回転方向に沿って複数種類の蛍光層を形成し、複数の色光を順次発光可能な構成としてもよい。回転蛍光板から順次発光された複数の色光は1つの光変調装置によって変調され、カラー画像を形成する。   Although the example in which the fluorescent layer is continuously formed along the rotation direction of the plate material has been described, the configuration of the fluorescent layer is not limited thereto. As in the rotating fluorescent plate of Patent Document 1, a plurality of types of fluorescent layers may be formed along the rotation direction of the plate material, and a plurality of color lights may be sequentially emitted. A plurality of color lights sequentially emitted from the rotating fluorescent plate are modulated by one light modulation device to form a color image.

このような回転蛍光板においても、レーザー光Laの高強度領域Caとレーザー光Lbの高強度領域Cbとが蛍光層上において離間するように配置する集光光学系を備えることにより、蛍光層上において突出して大きい光強度を有する部位が発生することが抑制される。これにより、蛍光層42上においてレーザー光Laの高強度領域Caをレーザー光Lbの高強度領域Cbと重ねた場合や、一つの光源装置のみを用いてその光源装置の出力を高くした場合と比較して、高い効率で蛍光を得ることができ、その結果、明るい照明装置が提供される。   Such a rotating fluorescent plate also includes a condensing optical system in which the high-intensity region Ca of the laser light La and the high-intensity region Cb of the laser light Lb are separated from each other on the fluorescent layer. Generation | occurrence | production of the site | part which protrudes and has high light intensity is suppressed. Thereby, compared with the case where the high intensity area | region Ca of the laser beam La is overlapped with the high intensity area | region Cb of the laser beam Lb on the fluorescent layer 42, or when the output of the light source device is increased using only one light source device. Thus, fluorescence can be obtained with high efficiency, and as a result, a bright illumination device is provided.

10,10a,10b,10c…光源装置、20,70…集光光学系、40,43…板材、42,46…蛍光層、50…モーター、101,102,103…照明装置、400R,400G,400B…光変調装置、600…投写光学系、1001,1002,1003,1004…プロジェクター、BS…蛍光層上における励起光のビームスポット、C,Ca,Cb,Cc…高強度領域、D,Da,Db,Dc…減衰領域、La,Lb,Lc…光 10, 10a, 10b, 10c ... light source device, 20, 70 ... condensing optical system, 40, 43 ... plate material, 42, 46 ... fluorescent layer, 50 ... motor, 101, 102, 103 ... illumination device, 400R, 400G, 400B ... light modulation device, 600 ... projection optical system, 1001, 1002, 1003, 1004 ... projector, BS ... beam spot of excitation light on the fluorescent layer, C, Ca, Cb, Cc ... high intensity region, D, Da, Db, Dc ... attenuation region, La, Lb, Lc ... light

Claims (6)

第1の光を射出する第1の光源装置と、
第2の光を射出する第2の光源装置と、
前記第1の光及び前記第2の光によって励起される蛍光層と、
前記第1の光の少なくとも一部と前記第2の光の少なくとも一部とが前記蛍光層上において互いに重なりあい、且つ前記蛍光層上に形成される前記第1の光のビームスポットのうち光強度が最も大きい第1の高強度領域と前記蛍光層上に形成される前記第2の光のビームスポットのうち光強度が最も大きい第2の高強度領域とが前記蛍光層上において互いに離間して配置されるように、前記第1の光と前記第2の光とを前記蛍光層に照射する集光光学系と、を備えていることを特徴とする照明装置。
A first light source device that emits first light;
A second light source device that emits second light;
A fluorescent layer excited by the first light and the second light;
At least a part of the first light and at least a part of the second light overlap each other on the fluorescent layer, and light out of the first light beam spot formed on the fluorescent layer. The first high intensity region having the highest intensity and the second high intensity region having the highest light intensity among the beam spots of the second light formed on the fluorescent layer are separated from each other on the fluorescent layer. And a condensing optical system for irradiating the fluorescent layer with the first light and the second light.
前記蛍光層上に形成される前記第1の光のビームスポットは、前記第1の高強度領域の周辺部において光強度が徐々に減衰する第1の減衰領域を備え、
前記蛍光層上に形成される前記第2の光のビームスポットは、前記第2の高強度領域の周辺部において光強度が徐々に減衰する第2の減衰領域を備え、
前記集光光学系は、前記蛍光層上において、前記第1の減衰領域と前記第2の高強度領域とが互いに重ならないように且つ前記第1の高強度領域と前記第2の減衰領域とが互いに重ならないように、前記第1の光と前記第2の光とを前記蛍光層に照射することを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
The beam spot of the first light formed on the fluorescent layer includes a first attenuation region in which the light intensity gradually attenuates at the periphery of the first high-intensity region,
The beam spot of the second light formed on the fluorescent layer includes a second attenuation region where the light intensity gradually attenuates at the periphery of the second high intensity region,
The condensing optical system is configured so that the first attenuation region and the second attenuation region are not overlapped with each other on the fluorescent layer. The illumination device according to claim 1, wherein the fluorescent layer is irradiated with the first light and the second light so that they do not overlap each other.
前記蛍光層上に形成される前記第1の光のビームスポットは、前記第1の高強度領域の周辺部において光強度が徐々に減衰する第1の減衰領域を備え、
前記蛍光層上に形成される前記第2の光のビームスポットは、前記第2の高強度領域の周辺部において光強度が徐々に減衰する第2の減衰領域を備え、
前記集光光学系は、前記蛍光層上における前記第1の高強度領域と前記第2の高強度領域とを含む直線上において、前記第1の光の光強度が前記第1の高強度領域における光強度の1/2である領域と前記第2の光の光強度が前記第2の高強度領域における光強度の1/2である領域とが互いに重なるように、前記第1の光と前記第2の光とを前記蛍光層に照射することを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
The beam spot of the first light formed on the fluorescent layer includes a first attenuation region in which the light intensity gradually attenuates at the periphery of the first high-intensity region,
The beam spot of the second light formed on the fluorescent layer includes a second attenuation region where the light intensity gradually attenuates at the periphery of the second high intensity region,
In the condensing optical system, the light intensity of the first light is in the first high intensity region on a straight line including the first high intensity region and the second high intensity region on the fluorescent layer. The first light and the second light so that a region where the light intensity of the second light is ½ of the light intensity of the second high-intensity region overlap with each other. The illumination device according to claim 1, wherein the fluorescent layer is irradiated with the second light.
前記蛍光層は、モーターにより回転される板材上に、前記板材の回転方向に沿って連続して形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 1, wherein the fluorescent layer is continuously formed on a plate member rotated by a motor along a rotation direction of the plate member. 前記光源装置は、レーザー光を射出するレーザー光源であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の照明装置。   The illumination device according to claim 1, wherein the light source device is a laser light source that emits laser light. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の照明装置と、
前記照明装置からの照明光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置からの変調光を投写画像として投写する投写光学系と、を備えていることを特徴とするプロジェクター。
The lighting device according to any one of claims 1 to 5,
A light modulation device that modulates illumination light from the illumination device according to image information;
And a projection optical system that projects the modulated light from the light modulation device as a projection image.
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