CN102841494A

CN102841494A - 光源装置和图像投影装置

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Publication number: CN102841494A
Application number: CN2012101930742A
Authority: CN
Inventors: 前田育夫
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2011-06-20
Filing date: 2012-06-12
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2032-06-12
Also published as: JP2013029796A; USRE46622E1; JP5966363B2; EP2538274A1; USRE47778E1; CN102841494B; US8974064B2; US20120320355A1; EP2538274B1; USRE49040E1

Abstract

本发明涉及光源装置和图像投影装置。提供一种光源装置，包括光源单元，该光源单元包括多组激光器和与所述激光器对应的耦合透镜，它们沿着周向设置从而形成圆圈；以及反射单元，所述反射单元被放置在所述圆圈内，并且具有多个与所述光源单元的多组激光器和耦合透镜中的激光器对应的反射表面以形成为锥形，从每个激光器照射的光经由对应的耦合透镜投射到对应的反射表面中。

Description

光源装置和图像投影装置

技术领域

本发明涉及光源装置和包括该光源装置的图像投影装置，该图像投影装置用于投影已放大图像。

背景技术

近来，已经提出使用激光器作为比如投影仪等的图像投影装置的光源。例如，提供了将激光器用作光源的可商业获得的背投影机。对于正投影机，由于被投影的图像等中的斑纹问题，在光源已经实现时，将激光与荧光材料结合使用。

当将激光器用作图像投影装置的唯一光源时，可以改善颜色重复性、照明效率和光的使用效率等。此外，由于激光器是点光源（或平行光束），所以光学系统的设计容易，颜色的混合容易，并且图像投影装置中的投影透镜的孔径数量（数值孔径（NA））可以减小。

这里，当单独使用激光器作为图像投影装置的光源时，重要的问题在于获得足够量的光。为了解决这个问题，提供了以矩阵形式或二维形式将多个激光器密集地放置在平面上的实例（例如，专利文献1和专利文献2）。

然而，如果密集地提供多个激光器，则存在另一问题，即，如何高效地冷却这些激光器。通过密集地提供大量激光器，可以减小图像投影装置的尺寸。然而，在这种情况下，变得更加难以辐射热，从而使得具有更大功率的冷却单元是必要的。另一方面，为了高效地冷却激光器，可以彼此相隔更长的间隔来提供激光器。然而，在这种情况下，图像投影装置的尺寸变得更大，以及要被投射到图像投影装置的光积分棒（rod integrator）中的光的入射角变得更大，从而光学系统不能很好地工作。

[专利文献]

[专利文献1]日本专利No.4,055,809

[专利文献2]日本专利No.4,477,571

发明内容

鉴于上述问题作出本发明，并且本发明提供了一种光源装置和包括该光源装置的用于投影已放大图像的图像投影装置，该图像投影装置能够在使用多个激光器作为光源的同时改善热辐射。

根据一个实施例，提供了一种光源装置，包括光源单元，该光源单元包括多组激光器和与该激光器对应的耦合透镜，它们沿着周向设置从而形成圆圈；以及反射单元，该反射单元被放置在该圆圈内，并且具有多个与光源单元的多组激光器和耦合透镜中的激光器对应的反射表面以形成为锥形，从每个激光器照射的光经由对应的耦合透镜投射到对应的反射表面。

根据另一实施例，提供了一种图像投影装置，包括上述光源装置；光量平衡单元，用于使得由光源装置的反射单元的反射表面反射的光量相等；透光光学系统，用于将从光量平衡单元输出的光透射到形成图像的图像形成面板上；以及投影光学系统，用于投影在图像形成面板上形成的图像的已放大图像。

注意，作为本发明的实施例，上述组成部分的任意组合以及在方法、设备、和系统等中进行的本发明中的表述中的任何互换也是有效的。

附图说明

当结合附图阅读时，根据下述详细描述，本发明的其它目的、特征和优点将变得更加显而易见。

图1是示出第一实施例的图像投影装置的示例的部分平面图；

图2是示出第一实施例的图像投影装置的示例的示意图；

图3是示出第一实施例的替换示例1的图像投影装置的示例的示意图；

图4是示出第一实施例的替换示例2的图像投影装置的示例的示意图；

图5是示出第一实施例的替换示例2的图像投影装置的另一示例的部分平面图；

图6是示出第一实施例的替换示例3的图像投影装置的示例的示意图；

图7是示出第一实施例的替换示例4的图像投影装置的示例的示意图；

图8是示出第一实施例的替换示例4的图像投影装置的另一示例的示意图；

图9是示出第一实施例的替换示例5的图像投影装置的示例的示意图；

图10是示出第一实施例的替换示例6的图像投影装置的示例的示意图；

图11是示出第一实施例的替换示例6的图像投影装置的示意图；

图12是示出第一实施例的替换示例7的图像投影装置的示例的示意图；

图13是示出第二实施例的图像投影装置的示例的透视图；

图14是示出第二实施例的图像投影装置的剖面透视图；

图15是示出第二实施例的图像投影装置的示例的剖面图；

图16是示出第二实施例的图像投影装置的示例的部分平面图；

图17是示出第二实施例的图像投影装置的示例的部分平面图；

图18是示出第二实施例的替换示例1的图像投影装置的剖面图；

图19是示出第二实施例的替换示例1的图像投影装置的示例的部分平面图；

图20是示出第二实施例的替换示例2的图像投影装置的示例的部分平面图；

图21是示出第二实施例的替换示例2的图像投影装置的示例的平面图；以及

图22是示出第二实施例的替换示例2的图像投影装置的另一实施例的平面图。

具体实施方式

本文中将参照例示实施例描述本发明。本领域技术人员将认识到，使用本发明的教导可以实现许多替换实施例，以及本发明不限于为了说明目的而例示的实施例。

要注意的是，在附图的说明中，相同组件被赋予相同的参考标记，并且不重复说明。

（第一实施例）

图1是示出第一实施例的图像投影装置10的示例的部分平面图。图2是示出第一实施例的图像投影装置10的示例的示意图。

参见图1和图2，图像投影装置10包括多个光源11₁到11₁₂、多个耦合透镜12₁到12₁₂、支撑件13、反射单元14、辐射件15、反射棱镜16、光积分棒17、中继透镜18、图像形成面板19和投影透镜20。这里，由多个光源11₁到11₁₂、多个耦合透镜12₁到12₁₂和反射单元14组成的结构是“光源装置”的示例。

此外，图2中示出的辐射件15、反射棱镜16、光积分棒17、中继透镜18、图像形成面板19和投影透镜20在图1中未示出。此外，在图1中，为了说明，光源11₁到111₂和耦合透镜12₁到12₁₂以实线示出。

光源11₁到11₁₂例如分别是激光器，比如半导体激光器等。在这个实施例中，从光源11₁到11₁₂照射的光的颜色可以相同，或者可以不同。耦合透镜12₁到12₁₂例如分别是由玻璃或塑料制成的凸透镜。在下文中，由光源11₁到11₁₂和耦合透镜12₁到12₁₂组成的结构也被称为“第一光源单元”。

支撑件13包括平板13a和侧壁13b。在平面图中，平板13a具有基本上为圆形的形状。侧壁13b具有基本上为环形的形状，并且设置在平板13a的一个表面的周缘部分上，沿着与平板13a的该一个表面基本上垂直的方向竖立（stand）。支撑件13例如由比如铝等的金属、或模塑树脂等制成。平板13a和侧壁13b可以一体形成，或者可以分离地形成并且彼此粘接。

光源11₁到11₁₂沿着支撑件13的周边，以基本上均匀的间隔设置在支撑件13的侧壁13b中，从而使得将光朝向支撑件13的平板13a的实质中心照射。此外，分别与光源11₁到11₁₂对应的耦合透镜12₁到12₁₂也沿着支撑件13的周边，以基本上均匀的间隔设置在支撑件13的侧壁13b中。耦合透镜12₁到12₁₂设置在对应的光源11₁到11₁₂的内侧。光源11₁到11₁₂中的相邻光源之间的距离可以通过选择支撑件13的尺寸来任意确定，并且例如可以是大约10mm到15mm。

反射单元14设置在支撑件13的平板13a的实质中心的部分上。反射单元14形成为具有锥形或金字塔形，该锥形或金字塔形具有多个分别用于反射从光源11₁到11₁₂照射的光的反射表面。换言之，反射单元14的反射表面中的每个设置在投射经由对应的耦合透镜12₁到12₁₂从对应的光源11₁到11₁₂照射的光的位置处。反射单元14例如由玻璃制成。反射表面例如可以通过沉积铝层等形成。

辐射件15设置在支撑件13的平板13b的另一表面（不形成侧壁13b的表面）上。这里，辐射件15可以根据需要设置。

从光源11₁到11₁₂照射的光通过各自的耦合透镜12₁到12₁₂，并且变为彼此基本上平行的处于稍微会聚状态的光束。通过耦合透镜12₁到12₁₂的光由反射单元14的反射表面反射，从而它们的光路分别变为要被投射到反射棱镜16。或者，取代反射棱镜16，可以使用反射镜。这里，由反射单元14的反射表面反射的光被导引到基本上相同的方向。

投射到反射棱镜16的光由反射棱镜16进一步反射，从而它们的光路再次变为要被投射到光积分棒17。接着，在光积分棒17内重复执行反射，其中光的颜色被混合，并且从光积分棒17出射的每束光的量也相等。从光积分棒17出射的光通过中继透镜18照射到图像形成面板19上，并且随后通过投影透镜20投影到外部屏幕（图中未示出）上。在该实施例中，图像形成面板19是透射面板，其根据调制信号形成图像。或者，可以将反射面板或数字微镜器件（DMD）用作图像形成面板19。

光积分棒17是“光量平衡单元”的示例。或者，取代光积分棒17，可以将使用多个透镜会聚投射光的光学系统用作光量平衡单元。此外，中继透镜18是“透光光学系统”的示例。此外，投影透镜20是“投影光学系统”的示例。

通过使用光积分棒17，可以简化图像投影装置10的结构。例如，由于光源和耦合透镜的位置误差等或调整反射镜的角度时的误差，可能存在出射光的位置偏离指定位置的情形。这个问题可以通过在光的光路上设置调整单元来解决。然而，由于图像投影装置10包括多个光源，所需调整单元的数目也变得更大，从而增加了成本。然而，通过提供光积分棒17并且进一步使得光积分棒17的输入部分的尺寸更大，可以在无需调整的情况下，将多束光投射到光积分棒17。

图像投影装置10还可以在光积分棒17的输入部分上包括漫射面板，以便改进光积分棒17的输出部分上的光量平衡。然而，在这种情况下，应该注意的是，从光积分棒17出射的光束中的每个的角度变得更大。

如上所述，根据第一实施例的图像投影装置10，沿着周向设置多组激光器（光源）和与该激光器（光源）对应的耦合透镜。因此，相邻激光器之间的间隔可以被设置为更长，从而减少彼此之间的相互热干扰。此外，通过将照射不同颜色的光的激光器设置为相邻，可以进一步减少相互热干扰。此外，通过将多个激光器固定在单个支撑件上，容易将辐射件（吸热器）设置在该支撑件上，从而空气可以容易地在激光器周围通过。此外，支撑件的尺寸可以任意设置，因此，支撑件的热容量可以通过调整该尺寸增加，并且可以将热量辐射到支撑件。

此外，放置多个激光器所沿着的圆圈的尺寸（半径）也可以任意设置。因此，激光器的数目也可以任意设置。此外，与每种颜色对应的激光器的数目也可以任意设置。此外，由于热辐射最小，所以可以选择具有较大输出（功率）的激光器。

此外，可以使得投射到光积分棒中的光的入射角更小，从而光积分棒的截面积可以形成为更小。因此，可以抑制图像形成面板的光扩散，并且可以使用具有更小NA（更大F值）的投影透镜。因此，变得更容易设计或制造投影透镜，并且也可以容易地改进图像质量。

此外，可以混合多种颜色的光，而无需使用双色镜（或，双色棱镜）。

换言之，根据该实施例，提供一种光源装置和包括该光源装置的用于投影已放大图像的图像投影装置，该图像投影装置能够在使用多个激光器作为光源的同时改善热辐射。

此外，由于第一实施例的图像投影装置具有如上所述的各种优点，所以该图像投影装置适用于各种需求，并且该图像投影装置能够任意设计。第一实施例的图像投影装置10可以适用于投影仪。

（第一实施例的替换示例1）

在第一实施例的替换示例1中，多个光源和对应的多个耦合透镜被设置为相对于支撑件的平板的一个表面倾斜。在第一实施例的替换示例1中，不重复说明已经说明的相同组件。

图3是示出第一实施例的替换示例1的图像投影装置20的示例的示意图。参见图3，图像投影装置20与图像投影装置10（参见图1和图2）的不同之处在于支撑件13由支撑件23替代。

支撑件23包括平板23a和侧壁23b。在平面图中，平板23a在平面视图中具有基本上为圆形的形状。侧壁23b具有基本上为环形的形状，并且设置在平板23a的一个表面的周缘部分上。支撑件23例如由比如铝等的金属、或模塑树脂等制成。平板23a和侧壁23b可以一体形成，或者可以分离地形成并且彼此粘接。

对于参照图1和图2说明的支撑件13，侧壁13b设置在平板13a的一个表面的周缘部分上，从而沿着与平板13a的该表面基本上垂直的方向竖立。然而，对于支撑件23，侧壁23b设置在平板23a的一个表面的周缘部分上，从而以延伸的方式相对于平板23a的该一个表面倾斜。同样，在这个示例中，光源11₁到11₁₂和耦合透镜12₁到12₁₂设置在支撑件23的侧壁23b中。在这种情况下，光源11₁到11₁₂和耦合透镜12₁到12₁₂被放置为相对于平板23a的该一个表面倾斜，从而从光源11₁到11₁₂照射且通过对应耦合透镜12₁到12₁₂的光沿着相对于支撑件23的平板23a的该一个表面倾斜的方向行进，从而随着它们行进，它们更加远离平板23a的该一个表面。

这里，作为替换，类似于图2中示出的支撑件13，对于支撑件23，侧壁23b可以设置在平板23a的一个表面的周缘部分上，从而沿着与平板23a的该一个表面基本上垂直的方向竖立。然而，仅仅光源11₁到11₁₂和耦合透镜12₁到12₁₂被设置为相对于平板23a的该一个表面倾斜。

如该示例中所述，从光源11₁到11₁₂照射且通过对应耦合透镜12₁到12₁₂的光的光轴可以不必与平板23a的该一个表面平行，并且可以相对于平板23a的该一个表面倾斜。即使对于这个结构，也可以获得与第一实施例的优点相同的优点。

（第一实施例的替换示例2）

在第一实施例的替换示例2中，设置多个光源单元。在第一实施例的替换示例2中，不重复说明已经说明的相同组件。

图4是示出第一实施例的替换示例2的图像投影装置30的示例的示意图。参见图4，图像投影装置30与图像投影装置10（参见图1和图2）的不同之处在将两个光源单元（第一光源单元和第二光源单元）设置在支撑件13上，并且被以两级（level）放置。

此外，图像投影装置30还包括设置在反射单元14和反射棱镜16之间的光路上的会聚投影33。第一光源单元包括光源11₁到11₁₂和耦合透镜12₁到12₁₂。第二光源单元包括光源31₁到31₁₂和分别与光源31₁到31₁₂对应的耦合透镜32₁到32₁₂。

由多个光源11₁到11₁₂和31₁到31₁₂、多个耦合透镜12₁到12₁₂和32₁到32₁₂和反射单元14组成的结构是光源装置的示例。

光源31₁到31₁₂例如分别是激光器，比如半导体激光器等。在这个实施例中，从光源31₁到31₁₂照射的光的颜色可以相同，或者可以不同。耦合透镜32₁到32₁₂例如分别是由玻璃或塑料制成的凸透镜。

在平面图中，光源31₁到31₁₂可以被放置为与光源11₁到11₁₂重叠。此外，在平面图中，耦合透镜32₁到32₁₂可以被放置为与耦合透镜12₁到12₁₂重叠。

在该示例中，光源11₁到11₁₂和耦合透镜12₁到12₁₂分别放置在光源31₁到31₁₂和耦合透镜32₁到32₁₂之上。

在该示例中，光源11₁到11₁₂和耦合透镜12₁到12₁₂附接到支撑件13的侧壁13b上，从而相对于平板13a的该一个表面，沿着与平板13a的该一个表面相反的方向倾斜。利用这种结构，从光源11₁到11₁₂照射且通过耦合透镜12₁到12₁₂的光沿着相对于支撑件13的平板13a的该一个表面倾斜的方向行进，从而更加远离平板13a的该一个表面。

光源31₁到31₁₂和耦合透镜32₁到32₁₂也附接到支撑件13的侧壁13b上，从而相对于平板13a的该一个表面，沿着与光源11₁到11₁₂和耦合透镜12₁到12₁₂的方向相反的方向倾斜。利用这种结构，从光源31₁到31₁₂照射且通过耦合透镜32₁到32₁₂的光沿着相对于支撑件13的平板13a的该一个表面倾斜的方向行进，从而更加接近平板13a的该一个表面。

利用上述结构，从光源11₁到11₁₂照射且通过耦合透镜12₁到12₁₂的光以及从光源31₁到31₁₂照射且通过耦合透镜32₁到32₁₂的光被聚集来投射到反射单元14的对应反射表面上。

由反射单元14的反射表面反射的光经由会聚透镜33投射到反射棱镜16中。随后，类似于第一实施例，经由光积分棒17、中继透镜18、图像形成面板19和投影透镜20，将光投影到外部屏幕（图中未示出）上。这里，如上所述，光源11₁到11₁₂和光源31₁到31₁₂被附接为相对于平板13a的该一个表面倾斜。因此，可能存在在由反射单元14的反射表面反射并通过反射棱镜16后，投射到光积分棒17中的光的入射角变得更大的情形。因此，设置会聚透镜33来减小投射到光积分棒17中的光的入射角。因此，当可以在无需使用会聚透镜33的情况下获取期望入射角时，不必设置会聚透镜33。

在图4中示出的示例中，光源11₁到11₁₂和光源31₁到31₁₂在平面图中被放置为以两级重叠，以及耦合透镜12₁到12₁₂和耦合透镜32₁到32₁₂在平面图中也被放置为以两级重叠。然而，作为替换，可以使用图5中示出的示例。

图5是示出了第一实施例的替换示例2的图像投影装置30A的另一示例的部分平面图。图4中示出的辐射件15、反射棱镜16、光积分棒17、中继透镜18、图像形成面板19、投影透镜20和会聚透镜33在图5中未示出。此外，在图5中，为了说明，光源11₁到11₁₂、耦合透镜12₁到12₁₂、光源31₁到31₁₂和耦合透镜32₁到32₁₂以实线示出。

参见图5，类似于图像投影装置30，图像投影装置30A包括被以两级放置的两个光源单元，第一光源单元和第二光源单元。然而，与图像投影装置30不同，在图像投影装置30A中，光源11₁到11₁₂和光源31₁到31₁₂在平面图中交替放置。换言之，光源11₁到11₁₂和光源31₁到31₁₂不重叠放置而是放置在不同位置。此外，类似于光源11₁到11₁₂和光源31₁到31₁₂，耦合透镜12₁到12₁₂和耦合透镜32₁到32₁₂在平面图中交替放置（放置在不同位置上）。

通过在平面图中交替放置光源11₁到11₁₂和光源31₁到31₁₂（放置在不同位置上），可以进一步减少光源11₁到11₁₂和光源31₁到31₁₂之间的相互热干扰。

此外，图4和图5中分别示出的图像投影装置30或图像投影装置30A可以包括以三级或更多级设置的三个或更多个光源单元。此外，每个光源单元中包括的光源和耦合透镜组的数目可以不同，以及针对每个光源单元可以不同。

如上所述，根据第一实施例的替换示例2，可以获得与第一实施例的优点相同的优点。此外，通过以对应的多级设置多个光源单元并且会聚所照射的光，与第一实施例相比，可以获得更多的光量。

（第一实施例的替换示例3）

在第一实施例的替换示例3中，由反射单元的反射表面反射的光被直接引入到光积分棒17中。在第一实施例的替换示例3中，不重复说明已经说明的相同组件。

图6是示出第一实施例的替换示例3的图像投影装置40的示例的示意图。参见图6，图像投影装置40与图像投影装置10（参见图1和图2）的不同之处在于不包括反射棱镜16。

如图6中所示，可以不设置反射棱镜16，并且可以将反射单元14的反射表面反射的光直接引入光积分棒17中。即使利用这个结构，也可以获得与第一实施例的优点相同的优点。

（第一实施例的替换示例4）

在第一实施例的替换示例4中，多个光源单元被设置为彼此面对。在第一实施例的替换示例4中，不重复说明已经说明的相同组件。

图7是示出第一实施例的替换示例4的图像投影装置50的示例的示意图。参见图7，图像投影装置50包括两组光源11₁到11₁₂、耦合透镜12₁到12₁₂、支撑件13、反射单元14和辐射件15，它们被设置为彼此面对，同时辐射件15被放置在外侧。此外，在该示例中，反射棱镜16还被设置为处于分别与上述组中的反射单元14对应的两个部分中。由每组中的反射单元14的反射表面反射的光投射到反射棱镜16的对应部分中。随后，投射到反射棱镜16中的光进一步由反射棱镜16反射，从而它们的光路再次变为投射到光积分棒17中。随后，类似于第一实施例，在通过中继透镜18、图像形成面板19和投影透镜20后，光被投影到外部屏幕（图中未示出）上。

此外，图8是示出第一实施例的替换示例4的图像投影装置50A的另一示例的示意图。参见图8，图像投影装置50A与图像投影装置50（参见图7）的不同之处在于进一步设置双色棱镜56来会聚光的颜色。双色棱镜56是将从不同方向入射的红色（R）、绿色（G）、或蓝色（B）等的光会聚以导引到单个方向的光学元件。

对于图7和图8中示出的示例，以基本上相同的方向导引投射到光积分棒17中的光。然而，投射到光积分棒17中的光的方向可以彼此偏移，以便提升光积分榜17中的投射或光的平衡。

根据第一实施例的替换示例4，可以获得与第一实施例的优点相同的优点。此外，可以获得下述优点。与第一实施例相比，通过将多个光源单元设置为彼此面对以及会聚所照射的光，可以获得更多的光量。

（第一实施例的替换示例5）

在第一实施例的替换示例5中，使用锥形光积分棒。在第一实施例的替换示例5中，不重复说明已经说明的相同组件。

图9是示出第一实施例的替换示例5的图像投影装置60的示例的示意图。参见图9，图像投影装置60与图像投影装置10（参见图1和图2）的不同之处在于光积分棒17由锥形光积分棒67替代。锥形光积分棒67是光量平衡单元的示例。

根据第一实施例的替换示例5，可以获得与第一实施例的优点相同的优点。此外，可以获得下述优点。通过使用锥形光积分棒，可以改进光的投射或光的混合。

（第一实施例的替换示例6）

在第一实施例的替换示例6中，示出了减少由于所照射的光的相互干扰生成的斑纹（斑点图案）的示例。在第一实施例的替换示例6中，不重复说明已经说明的相同组件。

图10是示出第一实施例的替换示例6的图像投影装置70的示例的示意图。参见图10，图像投影装置70与图像投影装置10（参见图1和图2）的不同之处在于增加了漫射面板（diffusion panel）71和电机72。

漫射面板71例如具有圆形形状，并且漫射面板71的中心部分连接到电机72，从而由电机72转动。漫射面板71被放置为使得它的外周部分被放置在反射单元14和反射棱镜16之间的光路上。对于漫射面板71，例如，可以使用磨砂玻璃、乳白玻璃、衍射光学元件、全息元件等。漫射面板71和电机72是“漫射单元”的示例。

此外，图11是第一实施例的替换示例6的图像投影装置70A的示意图。参见图11，图像投影装置70A与图像投影装置70（参见图10）的不同之处在于漫射面板71被放置为使得它的外周部分被放置在反射棱镜和光积分棒17之间的光路上。

根据第一实施例的替换示例6，可以获得与第一实施例的优点相同的优点。此外，也可以获得下述优点。通过将漫射面板放置为与图像投影装置中的所照射的光的光路垂直并且转动漫射面板，利用漫射面板漫射所照射的光，从而可以减少斑纹（斑点图案）。

（第一实施例的替换示例7）

在第一实施例的替换示例7中，示出了减少由于所照射的光的相互干扰生成的斑纹（斑点图案）的另一示例。在第一实施例的替换示例7中，不重复说明已经说明的相同组件。

图12是示出第一实施例的替换示例7的图像投影装置80的示例的示意图。参见图12，图像投影装置80与图像投影装置10（参见图1和图2）的不同之处在于增加了反射单元驱动单元81。

反射单元驱动单元81具有转动或振动反射单元14的功能。例如，反射单元驱动单元81可以具有相对于与支撑件13的平板13a基本上垂直的轴转动反射单元14的功能。或者，反射单元驱动单元81可以具有沿着与支撑件13的平板13a基本上平行的方向振动反射单元14的功能。反射单元驱动单元81可以通过使用电机、齿轮、或凸轮等，利用已知组件实现。由反射单元14和反射单元驱动单元81组成的结构是漫射单元的示例。

这里，对于反射单元驱动单元81振动反射单元14的振动量小时的情形，不必增加光源元件或组件。然而，当振动量变为更大（例如，偏移接近几毫米）时，或者当反射单元驱动单元81被配置为转动反射单元14时，为了维持光量，可以采用比如会聚透镜可以设置在反射单元14和反射棱镜16等之间的光路上的结构。当光量足够时，通过将反射单元14的移动与光源11₁到11₁₂的照射同步，不必增加光学元件或组件。

根据第一实施例的替换示例7，可以获得与第一实施例的优点相同的优点。此外，可以获得下述优点。通过转动或振动反射单元，在反射单元上漫射所照射的光，从而可以减少斑纹（斑点图案）。此外，不必设置比如漫射面板等的用于防止斑纹的组件。

（第二实施例）

在第二实施例中，说明设置多个光源同时使得它们的光轴指向支撑件的厚度方向的示例。在第二实施例中，不重复说明已经说明的相同组件。

图13是第二实施例的图像投影装置90的示例的透视图。图14是第二实施例的图像投影装置90的示例的剖面透视图。图15是示出第二实施例的图像投影装置90的示例的剖面图。图16是示出第二实施例的图像投影装置90的示例的部分平面图，其中未示出辐射件96和轴流式风扇97。图17是第二实施例的图像投影装置90的示例的部分平面图，其中未示出轴流式风扇97。图14是沿着辐射件96的鳍部96c中之一的经度方向的线截取的剖面图。

参见图13到图17，图像投影装置90包括多个光源11₁到11₂₄、多个耦合透镜12₁到12₂₄（仅仅示出了它们的一部分）、支撑件93、反射镜94、反射镜95、辐射件96、轴流式风扇97、光积分棒17、中继透镜18、图像形成面板19和投影透镜20。

由于位于光积分棒17下游的光学组件与第一实施例中的组件相同，所以图13到图17中没有示出它们。由多个光源11₁到11₂₄、多个耦合透镜12₁到12₂₄和反射单元93c组成的结构是光源装置的示例。

光源11₁到11₂₄例如分别是激光器，比如半导体激光器等。在这个实施例中，从光源11₁到11₂₄照射的光的颜色可以相同，或者可以不同。耦合透镜12₁到12₂₄例如是由玻璃或塑料制成的凸透镜。下文中，一组光源11₁到11₂₄和耦合透镜12₁到12₂₄还被称为“第一光源单元”。

支撑件93具有平板93a、多个通孔93b、反射单元93c和倾斜部分93d。例如，平板93a在平面图中具有基本上为圆形的形状。支撑件93可以例如由比如铝、镁等的金属、或模塑树脂等制成。沿着厚度方向穿过平板93a的通孔93b沿着平板93a的周边，以基本上均匀的间隔设置在平板93a的周缘部分上。

光源11₁到11₂₄和耦合透镜12₁到12₂₄中的每对光源和耦合透镜插入在每个通孔93b中。该对光源和耦合透镜插入且固定在对应通孔93b中，从而使得从光源照射的光的光轴（照射方向）变为与支撑件93的厚度方向（由多个通孔93b形成的圆圈的中心轴93x）基本上平行。光源11₁到11₂₄中的相邻光源之间的距离可以通过选择支撑件93的尺寸任意确定，并且例如可以是大约10mm到15mm。

反射镜94分别设置在通孔93b的一个末端侧（照射光的一侧）上。这意味着为每个光源设置反射镜94。例如，通过粘接、或板簧等，将反射镜94支撑在形成在支撑件93的一个表面的周缘部分上的倾斜部分93d上。每个反射镜94相对于对应光源11₁到11₂₄的光轴的角度例如可以是45°。例如，反射镜94由玻璃制成，并且为反射表面沉积铝层。

反射单元93c设置在平板93a的一个表面（图15中的下表面）的实质中心的部分上。反射单元93c形成为具有圆锥形或金字塔形，该圆锥形或金字塔形具有与光源的数目对应的多个反射面。换言之，反射单元93c的每个反射表面设置在投射经由对应的耦合透镜12₁到12₂₄和反射镜94从对应光源11₁到11₂₄照射的光的位置处。反射单元93c的每个反射表面相对于对应光源11₁到11₂₄的光轴的角度例如可以是30°。

反射单元93c可以由与反射镜94的材料相同的材料制成。例如，通过粘接、或板簧等，将反射单元93c支撑在设置在平板93a的一个表面的实质中心的部分上的倾斜表面上。或者，当支撑件93由金属制成时，可以通过将设置在平板93a的一个表面的实质中心的部分上的倾斜表面形成为镜面磨光表面，形成反射单元93c。

从光源11₁到11₂₄照射的光通过各自的耦合透镜12₁到12₂₄，并且变为彼此基本上平行的处于稍微会聚状态的光束。通过耦合透镜12₁到12₂₄的光由对应的反射镜94反射，从而它们的光路基本上改变90°，从而导引到圆圈的中心（朝向中心轴93x），并且投射到反射单元93c的对应反射面中。

随后，投射到反射单元93c的反射表面中的光被反射为相对于中心轴93x稍微倾斜，并且投射到反射镜95中。这里，取代反射镜95，可以使用反射棱镜。反射镜95可以由与反射镜94的材料相同的材料制成。反射单元93c的每个反射表面被设置为倾斜，从而由反射镜95反射的光聚集在光积分棒17的输入部分的点处。

反射镜95在水平方向上引入反射单元93c的反射表面分别反射的所有光，从而图像投影装置90可以被形成为更薄。然而，当图像投影装置不必形成为更薄时，类似于第一实施例的替换示例3，可以不设置反射镜95。由于位于光积分棒17下游的光学组件与第一实施例中的组件相同，不进行重复说明。

辐射件96设置在支撑件93的平板93a的另一表面（不形成反射单元93c的表面）上。此外，轴流式风扇97设置在辐射件96上。辐射件96和轴流式风扇97可以根据需要设置。在附图中，未示出轴流式风扇97中的用于转动的叶片部分。

辐射件96具有平面96a、导引表面96b和多个鳍部96c。辐射件96在平面图中具有基本上为圆形的形状。辐射件96例如由具有良好导热性的材料制成，比如铜、或铝等。在该示例中，由于轴流式风扇97的中心不是开口的，辐射件96具有对应的结构。在该实施例中，平面96a设置在辐射件96的中心处，以及轴流式风扇97的中心部分附接到平面96a。

平面96a的周缘向下凹陷，以形成导引表面96b，周缘变得越深，越接近辐射件96的外周。导引部分96b（或凹陷部分）具有将空气从轴流式风扇97朝向辐射件96的外周引入的功能。在该实施例中，导引表面96b在剖面图中具有曲面形状。或者，导引表面96b在剖面图中可以具有线性形状。即使在这种情况下，也可以获得相同的优点。换言之，导引表面96b可以具有圆锥表面。

多个鳍部96c径向设置，以基本上均匀的间隔竖立在导引表面96b的外部上。存在光源是固定的第一种鳍部96c和光源不是固定的第二种鳍部96c，它们沿着圆圈方向交替设置。换言之，第一种鳍部96c在平面图中被设置于在对应光源上延伸的线上，以及第二种鳍部96c被设置于在对应的光源之间延伸的线上。第一种鳍部96c设置有开口部分，用于容纳对应的光源。这里，辐射件96的一个表面（图14中的下表面）接触支撑件93。在辐射件96的另一表面上，鳍部96c被设置为使得所述鳍部96c的末端被放置在与平面96a基本上相同的平面上。

如图17中所示，在该示例中，鳍部96c沿径向设置，然而，鳍部96c的设计不限于此。例如，鳍部96c可以相对于图17中示出的平面图中由辐射件的外周定义的圆圈的半径倾斜。此外，在该示例中，每个鳍部96c被形成为在平面图中为直线形状。或者，每个鳍部96c被形成为在平面图中具有曲线形状。这意味着鳍部96c被任意设计，从而根据轴流式风扇97的空气流优化。

根据第二实施例的图像投影装置90，沿着周向设置多组激光器和与该激光器对应的耦合透镜，使得从光源照射的光的光轴指向支撑件的宽度方向。这里，光源设置在支撑件的周缘部分，并且支撑件的宽度方向与支撑件的中心轴平行。因此，根据第二实施例的图像投影装置，除了第一实施例中获得的优点之外，还可以获得下述优点。

对于第二实施例，由于绘制方向相同，可以通过使用模子或模具进行模制，容易地形成支撑件。因此，可以降低制造支撑件的成本。

此外，可以将辐射件设置为具有导引表面和具有容易通过支撑件上的空气的形状的鳍部，可以执行高效冷却。

这里，支撑件的宽度方向意味着不仅是与和辐射件接触的表面严格垂直的方向。支撑件的宽度方向包括相对于与该表面完全垂直的方向稍微倾斜的方向，只要可以获得与上述实施例相同的优点即可。

（第二实施例的替换示例1）

在第二实施例的替换示例1中，多个光源单元被设置为同心圆。在第二实施例的替换示例1中，不重复说明已经说明的相同组件。

图18是示出第二实施例的替换示例1的图像投影装置100的剖面图。图19是示出第二实施例的替换示例1的图像投影装置100的示例的部分平面图，其中未示出辐射件106和轴流式风扇107。

参见图18和图19，图像投影装置100包括多个光源11₁到11₂₄、多个耦合透镜12₁到12₂₄（示出它们中的仅仅一部分）、支撑件103、反射镜104、反射镜95、辐射件106、轴流式风扇107、光积分棒17、中继透镜18、图像形成面板19和投影透镜20。

由于位于光积分棒17下游的光学组件与第一实施例中的组件相同，所以图18和图19中没有示出它们。由多个光源11₁到11₂₄、多个耦合透镜12₁到12₂₄和反射单元103c组成的结构是光源装置的示例。

在第二实施例的替换示例1中，包括光源11₁到11₁₆和耦合透镜12₁到12₁₆的第一光源单元和包括光源11₁₇到11₂₄和耦合透镜12₁₇到12₂₄的第二光源单元设置在支撑件103上，作为平面图中的同心圆。光源11₁到11₁₆和耦合透镜12₁到12₁₆形成将中心轴103x作为外环的中心的外圆（外环），以及光源11₁₇到11₂₄和耦合透镜12₁₇到12₂₄形成将中心轴103x作为内环的中心的内圆（内环）。

类似于支撑件93，支撑件103具有平板103a、多个通孔103b、反射单元103c和倾斜部分103d。例如，平板103a在平面图中具有基本上为圆形的形状。对于平板103a，对所具有的功能与平板93a、通孔93b、反射单元93c和倾斜部分93d相同的通孔103b、反射单元103c和倾斜部分103d不进行重复说明，而在下面仅仅说明不同部分。

对应于在平面图中被放置为是同心双圆的光源，通孔103b、反射单元103c的反射表面和反射镜104分别被设置为同心双圆。在图像投影装置100中，与图像投影装置90的光源数目相同的光源可以被设置为平面图中的同心双圆。因此，在平面图中，支撑件103的尺寸可以比支撑件93的尺寸小。

辐射件106设置在支撑件103的平板103a的另一表面（不形成反射单元103a的表面）上。此外，轴流式风扇107设置在辐射件106上。然而，辐射件106和轴流式风扇107可以根据需要设置。在图中，未示出轴流式风扇107中的用于转动的叶片部分。

类似于辐射件96，辐射件106具有平面106a、导引表面106b和多个鳍部106c。辐射件106在平面图中具有基本上为圆形的形状。在与支撑件103对应的平面图中，除了辐射件106的半径比辐射件96的半径小之外，与辐射件96类似地形成辐射件106。类似地，在与支撑件103对应的平面图中，除了轴流式风扇107的半径比轴流式风扇97的半径小之外，与轴流式风扇97类似地形成轴流式风扇107。

这里，通过将内圆的光源的数目设置为与外圆的光源的数目相同，可以为每组内圆和外圆的光源共同地提供每个反射镜103c。此外，通过以之字形方式交替地放置内圆的光源和外圆的光源，可以使得内圆和外圆的半径差更小。换言之，可以使得内圆和外圆之间的距离更短，从而可以使得辐射件106的尺寸更小。此外，对于图18中示出的情形，可以将内圆的光源和外圆的光源设置在同一高度。然而，内圆的光源和外圆的光源可以被放置在不同高度，从而使得光路的长度恒定。

根据第二实施例的替换示例1的图像投影装置，多个光源单元被设置为同心圆。因此，根据该示例，除了第二实施例中获得的优点之外，还可以获得下述优点。

与第二实施例的支撑件的尺寸相比，例如，通过将内圆和外圆中的光源数目设置为相同，可以使得支撑件的尺寸更小。因此，可以使得光源装置和图像投影装置的尺寸更小。

（第二实施例的替换示例2）

在第二实施例的替换示例2中，使用与第二实施例的辐射件和风扇不同的辐射件和风扇。在第二实施例的替换示例2中，不重复说明已经说明的相同组件。

图20是示出第二实施例的替换示例2的图像投影装置110的示例的部分平面图。在图20中，未示出辐射件116和西洛可风扇（sirocco fan）117。图21是示出第二实施例的替换示例2的图像投影装置110的示例的平面图。

参见图20和图21，在图像投影装置110中，支撑件113具有通过去除图16等中示出的支撑件93中的具有风扇形状的部分而获得的凹槽部分。光源、和耦合透镜等仅仅沿着周向形成在支撑件113的剩余部分（圆圈的一部分）上。换言之，在该示例中，未设置图16中示出的光源11₄到11₁₀和对应的耦合透镜和反射镜。

辐射件116被放置在支撑件113上。在该示例中，辐射件116还具有与支撑件113中的凹槽部分相同的凹槽部分。此外，辐射件116具有作为圆板116a的剩余部分上的同心圆的沟道（channel）116b、116c、116d和116e。沟道的数目以及每个沟道的宽度等任意设置。尽管图中未示出，但是在圆板116a上设置例如具有与圆板116a的形状相同的形状的盖子，以将沟道116b、116c、116d和116e形成为管道。

西洛可风扇117设置在管道116b、116c、116d和116e的一个末端侧上。从西洛可风扇117引入的空气通过沟道116b、116c、116d和116e，同时吸收光源生成的要在管道116b、116c、116d和116e的另一末端侧输出的热量。

图21中示出的辐射件116可以由图22中示出的辐射件126替代。在辐射件126中，沟道126b、126c和126d被部分地设置为基本上是同心圆，它们通过被设置为沿着圆板126a的半径方向延伸的沟道126e连接。为了使得来自西洛可风扇117的空气高效地通过，可以使得沟道126b和126c稍微偏离同心圆。沟道的数目、和沟道的宽度等可以任意确定。

此外，尽管图中未示出，但是在圆板116a上设置例如具有与圆板116a的形状相同的形状的盖子，以将沟道116b、116c、116d和116e形成为管道。

被放置在支撑件上的辐射件和风扇的形状和种类可以任意确定。此外，支撑件的形状可以根据辐射件的形状改变。

本发明不限于具体公开的实施例，并且可以在不背离本发明的范围的情况下进行变型和修改。

例如，在上述实施例和它们的替换示例中，在光积分棒的下游示出包括透射面板的光学系统，然而，上述光学系统不限于包括透射面板的光学系统，并且可以使用任何其它适于投影仪的光学系统。

此外，在上述实施例和它们的替换示例中，光源的数目、耦合透镜的平行光的量、反射单元所导引的光的量、光学元件之间的距离、或光积分棒的尺寸或角度等可以任意确定。

此外，对于第二实施例及其替换示例1和2，可以应用与第一实施例的替换示例相同的替换。

根据上述实施例，可以提供一种光源装置和包括该光源装置的用于投影已放大图像的图像投影装置，该图像投影装置能够在使用多个激光器作为光源的同时改善热辐射。

本申请基于2011年6月20日提交的日本优先权申请No.2011-136605和2011年12月28日提交的日本优先权申请No.2011-289717，上述优先权申请的全部内容在此通过引用并入。

Claims

1.一种光源装置，包括：

光源单元，包括由激光器和与所述激光器对应的耦合透镜构成的多个组，所述多个组被沿着周向设置从而形成圆圈；以及

反射单元，所述反射单元被放置在所述圆圈内，并且具有多个与所述光源单元的多个组中的激光器对应的反射表面以形成为锥形，从每个激光器照射的光经由对应的耦合透镜投射到对应的反射表面。

2.如权利要求1所述的光源装置，还包括：

所述多个光源单元；以及

支撑件，所述多个光源单元和所述反射单元被固定在所述支撑件上，从而使得从所述多个光源单元的激光器照射的光投射到所述反射单元的对应反射表面。

3.如权利要求2所述的光源装置，

其中，所述光源单元中的一个光源单元中的由激光器及耦合透镜构成的组和所述光源单元中的另一光源单元中的由激光器及耦合透镜构成的组在平面图中被交替地放置。

4.如权利要求1所述的光源装置，还包括：

支撑件，所述多个组中的激光器和耦合透镜被固定在所述支撑件上，

其中，所述多个组中的激光器和耦合透镜被放置为使得从所述激光器照射的光的光轴指向所述支撑件的厚度方向。

5.如权利要求4所述的光源装置，还包括：

多个反射镜，被设置来改变从对应激光器照射且通过所述耦合透镜去往所述反射单元的对应反射表面的光的光路。

6.如权利要求5所述的光源装置，还包括：

辐射件，被设置在所述支撑件中的与形成从所述多个组中的激光器照射的光的光路的一侧相对的表面上，并且包括形成在中心部分处的平面、被设置在所述平面的外侧处以从所述平面凹陷的导引表面、以及被设置为竖立在所述导引表面上的多个鳍部。

7.如权利要求5所述的光源装置，还包括：

辐射件，被设置在所述支撑件中的与形成从所述多个组中的激光器照射的光的光路的一侧相对的表面上，并且具有沟道。

8.一种图像投影装置，包括：

如权利要求1所述的光源装置；

光量平衡单元，用于使得由所述光源装置的反射单元的反射表面反射的光量相等；

透光光学系统，用于将从所述光量平衡单元输出的光透射到形成图像的图像形成面板上；以及

投影光学系统，用于投影在所述图像形成面板上形成的图像的已放大图像。

9.如权利要求8所述的图像投影装置，还包括：

所述多个光源装置，

其中，从所述光源单元照射且由所述光源装置的反射单元的对应反射表面反射的光投射到所述光量平衡单元。

10.如权利要求8所述的图像投影装置，还包括：

漫射单元，用于使所述光漫射。