CN103576319A - 光偏转器、光源设备、图像投影装置和显示装置 - Google Patents

光偏转器、光源设备、图像投影装置和显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了光偏转器、光源设备、图像投影装置和显示装置。该光偏转器包括设置成发射具有基本椭圆形横截面的光束的光发射元件和设置成用于对光发射元件所发射的光进行会聚的透镜，其中光发射元件的光轴和透镜的光轴是偏心的并且光束的基本椭圆形截面的纵轴设置在与透镜上偏心的方向正交的方向上。

Description

光偏转器、光源设备、图像投影装置和显示装置
技术领域
本发明涉及光偏转器、光源设备、图像投影装置和显示装置的至少一种。
背景技术
改变光传播方向的装置(光偏转器)可以通过采用反射镜来反射光以实现偏转光。
公开号为No.2011-013317的日本专利申请公开了一种关于光源单元(光偏转器)的技术，其具有包括基本设置在一个平面内的多个光源的光源组，和反射从该光源组发射出的光线束作为在其列方向上减小的光线束的第一反射镜组，及类似物。
在其中在一个方向上扩展(spread)的基本椭圆形横截面的光束(例如，半导体激光光束)被用作光发射元件(光源)的情况下，会需要对具有大致椭圆形横截面的光束进行偏转以提高光利用效率。例如，对于公开号为No.2011-013317的日本专利申请中公开的技术，会需要对应于光发射元件所发射的光束的基本椭圆形横截面设置反射镜或类似物。
但是，公开号为No.2011-013317的日本专利申请没有描述用在其中采用发射基本椭圆形横截面的光束的光发射元件的情况下的光偏转器的技术。此外，在公开号为No.2011-013317的日本专利申请披露的技术中，多个光源(光发射元件)基本设置在一个平面内以提供列和行，因此，当采用发射基本椭圆形横截面的光束的光发射元件的情况下，光利用效率可能会降低。此外，在公开号为No.2011-013317的日本专利申请披露的技术中，多个光源(光发射元件)基本设置在一个平面内，因此，当多个光发射元件被设置以输出较高亮度的合成光时，光偏转器的尺寸会增大。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种光偏转器，其包括设置成发射具有基本椭圆形横截面的光束的光发射元件和设置成对光发射元件所发射的光进行会聚的透镜，其中光发射元件的光轴和透镜的光轴是偏心的(decentering)并且具有基本椭圆形截面的光束的纵轴设置在与透镜上偏心的方向正交的方向上。
根据本发明的另一个方面，提供了一种光源设备，包括上述光偏转器，以及设置成对传输通过多个透镜的光进行反射的反射器，其中反射器包括设置在与多个光发射元件相对的位置的第一反射部件和设置在以基本圆形形状设置的多个光发射元件的基本圆形的中心部分的第二反射部件，其中第一反射部件将从多个光发射元件发射的多束光束向着第二反射部件的方向反射，并且其中第二反射部件在辐射方向上对由第一反射部件所反射的多束光束的每一束进行反射以产生合成光。
根据本发明的另一方面，提供了一种图像投影装置，具有上述光源设备，设置为通过采用光源设备所产生的合成光来投影图像的投影光学系统，和设置为形成待投影的图像的图像形成装置。
根据本发明的另一方面，提供了一种显示装置，具有上述光源设备，设置为对来自于光源设备的光量进行均匀化的光量均匀化部件，设置为通过使用来自光源设备的光而形成图像的图像形成装置，和设置为将由光量均匀化部件进行光量均匀化后的输出光传输到图像形成装置的传输光学系统。
附图说明
图1是表示根据本发明的实施例的光偏转器的一个示例的示意性配置图。
图2A和图2B是表示根据本发明的实施例的光偏转器的一个示例的示意性略图。
图3A和图3B是表示根据本发明的实施例的光偏转器的主要部分的一个示例的示意图。
图4是表示根据本发明的实施例的光偏转器中光发射元件的设置的一个示例的示意图。
图5是表示根据本发明的实施例中的实施示例1的光源设备的一个示例的示意性配置图。
图6A和图6B是表示根据本发明的实施例中的实施示例1的光源设备的一个示例的示意性略图。
图7是表示根据本发明的实施例中的实施示例1的光源设备的一个示例的示意性横截面图。
图8A和图8B是表示根据本发明的实施例中的实施示例1的光源设备中的温度调节装置的一个示例的示意性略图。
图9是表示根据本发明的实施例中的实施示例1的变型示例1的光源设备的一个示例的示意性横截面图。
图10是表示根据本发明的实施例中的实施示例1的变型示例2的光源设备的一个示例的示意性横截面图。
图11是表示根据本发明的实施例中的实施示例2的图像投影装置的一个示例的示意性配置图。
图12是根据本发明的实施例中的实施示例2的图像投影装置的一个示例的示意性系统图。
图13是根据本发明的实施例中的实施示例3的图像投影装置的一个示例的示意性配置图。
具体实施方式
将参照附图描述使用光偏转器改变光(光线)的传输方向的本发明的示例性而非限制性的实施例。本发明的实施例也可以用于偏转镜、光源设备、光扫描装置、光写入元件、图像形成(记录)装置、图像投射(投影)装置、显示装置、照相机、打印机、扫描仪、传真机、条形码扫描仪、车载激光雷达、波长可调激光器、医用激光器以及其他结构(装置、仪器、元件等等)中以改变光的传输方向，以及用于下面将描述的光偏转器中。
另外，在下面的描述中，在所有的附图中所示的相同或相应的构件或元件用相同或相应的附图标记表示，而重复的描述将会被省略。此外，附图并不旨在示出构件或元件之间的相对比例。因此，本领域技术人员有可能根据下面的非限制性的实施例确定特定尺寸。
(光偏转器的结构)
下面将利用图1-图4描述根据本发明的实施例的光偏转器的结构。另外，图2A是根据本实施例的光偏转器的示意性平面视图的一个示例。图2B是根据本实施例的光偏转器的示意性透视图的一个示例。图3A是根据本实施例的光偏转器的主要部分(光源等)的示意性横截面视图的一个示例。图3B是根据本实施例的光偏转器的主要部分(光源等)的示意性透视图的一个示例。
如图1所示，根据本实施例的光偏转器100具有用于控制光偏转器100的操作的控制装置10，设置有用于发光的光发射元件的光源装置11，以及用于通过使用透镜对从光发射元件发出的光进行聚光的聚光装置12。此外，根据本实施例的光偏转器100还具有用于保持光源装置11(光发射元件)的保持装置13，以及用于支撑聚光装置12(透镜)的支撑装置14。
本实施例中的光偏转器100引导从光源装置11(多个光发射元件)发出的光的传输方向的改变(在下文中，将被称作“偏转”)。另外，光偏转器100通过利用聚光装置12(多个透镜)对从光源装置11中的多个光发射元件出射的多个光束中的每个进行会聚。而且，光偏转器100通过利用光源装置11和聚光装置12将多束光束中的每束向期望的输出方向偏转，从而产生由多束光束叠加而得到的光(在下文中，将被称作“合成光”)。
控制装置10是用于向光偏转器100的每个部件发出指令以进行其操作的装置，从而可控制每个部件的操作。本实施例中的控制装置10控制光源装置11的操作，从而可能对从光源装置11中的多个光发射元件发出的多束光束的发光时序、光强(亮度)、光量等进行控制。
光源装置11是用于发光的装置。光源装置11设置有用于发出多束光束(或光线)的多个光发射元件(下文中将描述的图2A和图2B中的11a-11p)。此处，关于多束光束，光发射元件发射多束光束，所述光束具有在一个方向上扩展的基本椭圆的横截面形状(例如，图4中的LSa)。即，光源装置11设置有多个光发射元件，所述光发射元件具有用于发射具有在一个方向上扩展的基本椭圆的横截面形状的光束的特性。对于光发射元件，可以使用，例如，发光二极管(LED)即光发射二极管、激光二极管(LD)即半导体激光器、有机EL、或其他光发射元件。
此外，当使用半导体激光器作为光发射元件时，光源装置11(光偏转器100)可以设置为以使得半导体激光器是紧凑的且高功率的，从而能够提供紧凑的高功率光源装置(光偏转器)。此外，光源装置11(光偏转器100)可以设置为以使得半导体激光器以较高密度集成，从而能够提供更为紧凑且功率更高的光源装置(光偏转器)。
如图2A所示，对于光源装置11，可以设置有，例如，作为多个光发射元件的光发射元件11a-11p。此处，本实施例中的光源装置11将多束光束的基本椭圆的横截面形状(图4中的LSa和LSp)的长轴(longitudinalaxis)(图4中的Mxa和Mxp)的每一个设置在正交于多束光束的偏转方向(例如，图4中的输出方向Px)的方向上。
此外，从光源装置11发出的光束并不局限于具有基本椭圆的横截面形状的光束。即，能使用根据本发明的实施例的光源装置11可以是以使得待发出的光束的横截面形状是例如完全圆形、多边形形状等等。此外，光源装置11可以使用输出具有不同颜色(或波长)的光的各个光发射元件作为多个光发射元件。
根据本实施例的光源装置11还可以设置有位置确定部件11S，用于确定安装光发射元件11a等的位置。例如，如图3B所示，光源装置11可以设置有位置确定部分11S(图4中的11Sa和11Sp)，用于确定安装光发射元件11a-11b的安装位置。
此处，光源装置11可以是以使得定位部分11S安装于保持装置13上的预期位置处，从而可以固定(确定)光发射元件(11a等)的基本椭圆的横截面形状的长轴(Mxa等)的位置。从而，当光源装置11(多个光发射元件)安装在光偏转器100上时，根据本实施例的光偏转器100可以提高可工作性以及安装精度。
另外，定位部分11S的位置并不局限于对应图4中所示的长轴的轮廓的位置。即，能够使用本发明的实施例的光源装置11可以将定位部分11S安置于光源装置11(的轮廓)上的任意位置。此外，定位部分11S的外形不局限于图4中所示的外形。即，可以使用具有能固定能够使用本发明的实施例的光源装置11的光发射元件的任意外形(例如，突起形状、槽形等等)的构件。
聚光装置12是用于对从光源装置11(光发射元件11a等等)发出的多束光束进行聚光的装置。在本实施例中聚光装置12可以使用多个透镜(例如，聚光透镜、准直透镜、耦合透镜、凸透镜等等)。
如图2A中所示，聚光装置12可以设置有聚光透镜12a-12p作为多个透镜。特别地，聚光装置12是这样的以使得多个透镜(图4中的12a)的光轴Lx(图4中的Lxa)的每一个设置在与基本椭圆的横截面形状的中心Ox(例如，图4中的Oxa)在偏转方向(图4中的Px方向)上间隔预定距离DE的位置处(例如，图3A中的偏心DE)。从而，根据本实施例的光偏转器100可以将从光源装置11中的光发射元件(11a等等)发出的光传输到聚光装置12中的聚光透镜(12a等等)，从而可以对从聚光透镜输出的光(在下文中将被称作“传输光”)的传输方向进行偏转。
此处，预定距离可以是对应从光源装置11(光发射元件11a等等)发出的光的偏转度数(例如，偏转角)的距离。此外，预定距离可以是对应光源装置11(光发射元件11a等等)和聚光装置12(聚光透镜12a等等)之间的间隔距离、以及聚光装置12(聚光透镜12a等等)和输出方向Px(输出的合成光的一束光线的中心轴)之间的间隔距离的距离。而且，预定距离可以是根据实验、数据计算等等预先确定的值。
保持装置13是用于保持光源装置11的装置。如图2A和图2B所示，本实施例中的保持装置13以基本圆形的形状设置并保持光源装置11中的光发射元件(11a等等)。此外，通过使用光源装置11的定位部分11S(图3B)，保持装置13可以固定光发射元件(11a等等)的基本椭圆的横截面形状的长轴(Mxa等等)的位置。
根据本实施例的光偏转器100可以通过使用保持装置13来保持多个光发射元件(11a等等)。此外，光偏转器100通过使用保持装置13保持多个光发射元件，从而可以将多个光发射元件产生的热传导到保持装置13上。而且，光偏转器100可以将多个光发射元件产生的热传导到保持装置13上，从而可以将热均匀地扩散到保持装置13上，并且可以对多个光发射元件提供基本均匀的温度分布。即，光偏转器100可以通过使用保持装置13抑制仅仅一部分光发射元件的温度的升高以及多个光发射元件的温度的升高，从而可以提高冷却多个光发射元件的性能。
此外，根据本实施例的光偏转器100可以将多个光发射元件(11a等等)压入并固定在保持装置13中，从而可以减小光发射元件的周围部分和保持装置13的分界面之间的间隙(空气间隙)。因而，光偏转器100可以减小多个光发射元件和保持装置13的分界面之间的间隙，从而可以减小接触热阻，且可以提高热传导率。
支撑装置14是用于支撑聚光装置12的装置。如图2B所示，本实施例中的支撑装置14设置有多个支撑部件14a等，用于支撑聚光装置12中的多个透镜(聚光透镜12a等等)中的每一个。
多个支撑部件14a等具有基本圆柱形状的轮廓。此处，本实施例中的多个支撑部件14a等在该基本圆柱形状的一端支撑多个透镜(聚光透镜12a等等)中的每一个。此外，多个支撑部件14a等是这样的以使得在该基本圆柱形状的另一端固定在保持装置13上。而且，多个支撑部件14a等是这样的以使得光源装置11中的多个光发射元件(11a等等)的每一个安置在其另一端。
此外，上述光偏转器100的每一个组件可以是这样的以使得聚光装置12、保持装置13、和支撑装置14通过微机电系统(MEMS)制造工艺、半导体制造工艺等被一体地处理(模塑等等)。光偏转器100可以一体形成(模塑)例如保持装置13和支撑装置14，从而可以提高由支撑装置14支撑的聚光装置12的安装精度。
(光偏转操作)
通过利用图2A和图2B-图4来描述根据本发明的实施例的光偏转器100的光偏转操作。
此外，下文中将描述在以圆形形状安置的多个光发射元件(11a等等)的中心部分(中心轴Px)的方向上输出合成光的光偏转器100的实施例。但是，根据本发明的实施例的光偏转器100的光偏转方向并不局限于上述方向。即，能使用本发明的实施例的光偏转器100可以改变光源装置11(光发射元件11a等等)、聚光装置12(聚光透镜12a等等)、和输出方向(例如，中心轴Px)之间的相对位置关系，从而，可以在任意方向上对光(合成光)进行偏转。
首先，如图2A和图3B所示，光偏转器100从以圆形形状安置的的多个光发射元件11a等(光源装置11)中的每一个发射(输出或引起光发射)光。然后，发出的光传输通过聚光透镜12a等(聚光装置12)。从而，光偏转器100对由光源装置11产生的光进行会聚，以生成已传输通过聚光透镜12a等的传输光。此外，能使用本发明的实施例的光偏转器100可以生成已传输通过聚光透镜12a等的准直光(传输后的光)。此外，能使用本发明的实施例的光偏转器100可以生成除了准直光之外的传输后的光。
此处，如图3A所示，在传输前光OS的一束光线的中心轴Ox与聚光透镜12a等的光轴Lx分开预定距离DE。因此，已经传输通过聚光透镜12a等(聚光装置12)的传输后的光LS改变(偏转)其传输方向到分开预定距离DE的方向。即，本实施例中的聚光装置12(聚光透镜12a等)在输出方向(图4中为中心轴Px方向)上相对于光源装置11偏置(偏心)，从而已经传输通过聚光透镜12a等(聚光装置12)的传输后的光LS提供了在输出方向上偏转的一束光线。
接下来，如图2A和图3A所示，光偏转器100在输出方向Px上发出已传输通过多个聚光透镜12a等的多束传输光束LS。即，光偏转器100在输出方向Px上会聚了多束传输后的光束，使得光束叠加并产生合成光。
此处，如图4所示，本实施例中从多个光发射元件(11a等等)发出的多束光束的每束都具有基本椭圆形的横截面形状(图4中的Lsa和Lsp)。此外，该多束光束的基本椭圆形的横截面的长轴(图4中的Mxa和Mxp)设置在正交于光偏转方向(输出方向Px)的方向上。
因此，根据本实施例的光偏转器100可以使得从多个光发射元件(11a等)发出的多束光束更有效地入射到多个聚光透镜(12a等)上。此外，相比于光的基本椭圆形横截面的长轴设置于光偏转方向(输出方向Px)上的情况，光偏转器100可以减小聚光装置12(聚光透镜12a等)的尺寸。此外，相比于光的基本椭圆形的横截面形状的长轴设置于输出方向Px上的情况，光偏转器100可以减小传输的光的光路(光路的宽度等)。进而，光偏转器100可以减小传输的光的光路，从而可以增加所要合成的合成光的光强度(亮度或密度)。
随后，光偏转器100在输出方向Px上输出合成光并且终止关于偏转光的操作。
如上文所述，在采用具有基本椭圆形横截面形状(在一个方向上具有扩展)的光束(发射具有前述特性的光束的光源)的情况下，根据本发明的实施例的光偏转器100可以对多束具有基本椭圆形横截面形状的光束的每一束进行偏转以产生合成光。进一步地，光偏转器100可以将基本椭圆形横截面的长轴(Mx)设置在正交于光的偏转方向(输出方向Px)的方向上，以使得可以提高偏转光(合成光)的利用效率。此外，光偏转器100可以将基本椭圆形横截面的长轴设置在正交于光的偏转方向的方向上，以使得可以减少不能传输通过聚光装置12的光(光线)。
此外，根据本发明的实施例的光偏转器100可以使由光源装置11产生的一束光线的中心轴(Ox)相对于聚光装置12的光轴(聚光透镜12的Lx)进行偏置(分离)，以使得可以对已经传输通过聚光装置12的传输后的光进行偏转。进一步地，可以使由光源装置11产生的一束光线的中心轴相对于聚光装置12的光轴进行偏置(分离)从而偏转光，以使得可以在同一平面且同一输出方向上设置多个光发射元件(11a等等)。即，光偏转器100可以在同一平面且同一输出方向上设置多个光发射元件，以使得光偏转器100小型化成为可能。此外，光偏转器100可以在同一平面且同一输出方向上设置多个光发射元件，以使得有利于其制造，并且与传统技术相比而言具有提高其生产力和降低其成本的有利效果。
将通过采用包括根据如此的实施例的光偏转器100的光源设备和图像投影装置的实施示例来描述本发明的实施例。
(实施示例1)
将通过采用包括根据如此实施例的光偏转器100的光源设备110来描述本发明的实施例。此处，该实施示例中的光源设备是用于对由光发射元件产生的光(光线)的传播方向进行偏转、并且在偏转之后辐射(使其输出、输出等)光的装置。此外，根据该实施示例的光源设备110也可以用于任何光扫描装置，图像形成装置，图像投射(投影)装置，照相机，打印机，扫描仪，传真机，条码扫描仪，车载激光雷达，波长可调激光器，医用激光器以及用于辐射其传播方向改变的光的其他装置中。
(光源设备的结构)
将使用图5-8A和图8B来描述根据该实施示例的光源设备110的结构。此处，图6A是根据该实施示例的光源设备110在其装配时的透视示意图的示例。图6B是根据该实施示例的光源设备110在其拆卸时的透视示意图的示例。进一步地，图8A是根据该实施示例的光源设备110的温度调节装置的平面示意图的示例。图8B是根据该实施示例的光源设备110的温度调节装置的侧视示意图的示例。
此外，因为会有与根据上述实施例的光偏转器100的结构相似的部分，所以将会主要针对不同的部分对根据该实施示例的光源设备110的结构进行描述。
如图5所示，根据该实施示例的光源设备110具有光偏转器100(控制装置10，光源装置11，聚光装置12，保持装置13，支撑装置14)和用于对已经传输通过聚光装置12的传输后的光进行反射的反射装置21。进而，光源设备110进一步具有用于调节光源装置11(光偏转器100)的温度的温度调节装置22和用于固定光偏转器等的位置的固定装置23。
该实施示例中的光源设备110辐射出(输出)由光偏转器110偏转的光。此外，光源设备110通过采用反射装置21对已经传输通过聚光装置12的传输后的光进行反射。此外，光源设备110通过采用反射装置21对已经传输通过聚光装置12的传输后的光进行反射，并且辐射出(输出)在辐射方向(输出方向)上被反射的光。
控制装置10是用于指示光源设备110的每个部件以进行其操作以及控制每个部件的操作的装置。该实施示例中的控制装置控制光源装置11
的操作以控制由光源装置11(图6A和图6B中的多个光发射元件11a，等)发出的多束光束的发光的时序(timing)，光强(亮度)，光量，等。进而，控制单元10控制光源装置11的操作，以使得可以控制由光源设备110输出(辐射出)的输出光的输出时序，光强(亮度)，光量，等。此外，控制装置10控制温度调节装置22的操作以使得可以控制(调节)光源装置11(光偏转器100)的温度。
反射装置21是用于对已经传输通过多个透镜(聚光装置12)的传输后的光进行反射的装置。反射装置21分别对已经传输通过多个聚光透镜12a等的多束传输后的光束的每一束进行反射。进而，反射装置21可以在期望输出方向上对多束传输光束的每一束进行反射以使得可以叠加多束反射光束(在下文中将会称为“反射光”)以产生合成光。
该实施示例中的反射装置21具有设置在与多个光发射元件11a等(光源装置11)相对的位置上的第一反射部件(例如，图7)和设置在以基本圆形设置的多个光源11a等(光源装置11)的中心部分的第二反射部件21b(例如，图7)。
第一反射部件21a对从多个光发射元件11a等发射的多束光束朝着第二反射部件21b的方向进行反射。该实施示例中的第一反射部件21a对分别已经从聚光装置12中的多个聚光透镜12a等传输通过的传输后的光(从多个光发射元件11a等发射的多束光束)进行反射。如图6B所示，第一反射部件21a可以采用，例如，具有环面形状的反射镜。
此外，第一反射部件21a的形状不局限于环面形状。此外，第一反射部件21a的中心部分可以是，例如，空的，或者能够透过光的构件(玻璃板等)。
第二反射部件21b用于在输出方向上对由第一反射部件21a反射的多束光束的每一束进行反射。该实施示例中的第二反射部件21b在辐射方向(例如，图7中的Px方向)上对多束反射光束进行反射，以使得可以在辐射方向上对多束反射光束进行会聚并且产生合成光。
例如，如图7中所示，第二反射部件21b可以在第一反射部件21a的环面形状的中心部分的Px方向上输出由第一反射部件21a反射的多束光束。进而，例如，如图7中所示，反射装置21(第二反射部件21b)可以在第一反射部件21a和第二反射部件21b之间的间隙中对光进行多次反射并且随后在第一反射部件21a的环面形状的中心部分的Px方向上输出(或辐射)反射后的光。
此外，由在玻璃基板或者硅基板的表面上沉积金属(铝等)薄膜而形成的反射镜可以用于第一反射部件21a和第二反射部件21b。进而，一个不是反射镜的能够反射光的这种装置可以用于第一反射部件21a等。
温度调节装置22是用于调节光源装置11(光偏转器100)的温度的装置。该实施示例中的温度调节装置22具有用于将光偏转器100(多个光发射元件11a等)的热量传导到其上的热辐射元件22a和用于冷却热辐射元件22a的冷却元件22b。
如图6A，图6B和图7所示，该实施示例中的热辐射元件22a安置在保持装置13的与辐射多个光发射元件(11a等等)的方向相反的一侧的侧面。热辐射元件22a可以在多个光发射元件之间传导热量，以使得可以对光偏转器100(光源等)进行冷却。
如图6A，图6B和图7中所示，该实施示例中的冷却元件22b安置在热辐射元件22a的用于与保持装置13接触的一侧相反的一侧的侧面。冷却元件22b旋转包含在其中的用于冷却的风扇22bf(图8A和图8B)以产生冷却空气22bfa并且将所产生的冷却空气22bfa发送至热辐射元件22a。因此，冷却元件22b能够通过使用冷却空气22bfa来冷却光偏转器100(热辐射元件22a等)。
根据该实施示例的光源设备110可以通过采用温度调节装置22中冷却元件22b的用于冷却的风扇22bf来发送具有基本圆形横截面的冷却空气22bfa(或回旋流)。因而，光源设备110能够通过使用温度调节装置22用具有基本圆形横截面的冷却空气来冷却对应于安置成基本圆形的多个光发射元件(11a等)而受热的热辐射元件22。即，光源设备110可以通过使用温度调节装置22用具有基本环形横截面的冷却空气来进行冷却，以使得可以提高光源装置11(光偏转器100)的冷却效率。
固定装置23是用于固定光偏转器100等的装置。如图6A，图6B和图7所示，该实施示例中的固定装置23固定保持装置13和热辐射元件22a(温度调节装置22)。
(辐射光的操作)
将利用图7来描述根据本发明的实施例的实施示例的光源设备110辐射光的操作。
此外，下文中描述用于在安置成圆形的多个光发射元件(11a等等)的中心轴Px的方向上辐射合成光的光源设备110的示例。但是，根据本发明的实施例的光源设备110的光辐射的方向并不局限于上述方向。
首先，如图6A，图6B和图7所示，光源设备110发射来自安置成圆形的多个光发射元件11a等等(光源装置11)的每一个的光(光线)。此处，所发射的光传输通过聚光透镜12a等(聚光装置12)。因此，与上述实施例中的光偏转器100相似，光源设备110对从光源装置11发出的光进行会聚并且产生传输通过聚光透镜12a等的传输光。进而，传输通过聚光透镜12a等(聚光装置12)的传输光的传播方向改变(偏转)到分开预定距离(图3A中的DE)的方向，与上述实施例的光偏转器100相似。
接着，光源设备110通过反射装置21中的第一反射部件21a对已经传输通过多个聚光透镜12a等的多束传输光束进行反射。此处，光源设备110朝着第二反射部件21b的方向对多束传输光束进行反射。接着，光源设备110通过第二反射部件21b对第一反射部件21a所反射的多束光(传输光)进一步反射。此处，光源设备110通过第二反射部件21b对多束再次反射的光束朝着第一反射部件21a进行反射。随后，光源设备110类似地通过第一反射元件21a反射光并且通过第二反射部件21b朝向辐射方向Px辐射再次反射的光。
即，光源设备110对光(传输后的光)在第一反射部件21a和第二反射部件21b之间的空隙中进行多次反射，并且随后在第一反射部件21a的环形形状的中心部分的Px方向(辐射方向)上输出(辐射)反射光。因此，根据该实施示例的光源设备110可以在辐射方向Px上会聚并叠加由多个光发射元件所发射的多束光束，以使得可以产生合成光(辐射光)。
此处，与根据上述实施例的光偏转器100的情况相似，根据该实施示例的实施例的光源设备110将多个光束的基本椭圆横截面的长轴设置在与辐射方向Px正交的方向上。因此，光源设备110可以使得多个光发射元件(11a等)所发射的多束光束更有效地入射到多个聚光透镜(12a等)上。进而，与光束的基本椭圆形横截面的长轴设置在辐射方向Px上的情况相比较，光源设备110可以减小聚光装置12(聚光透镜12a等等)的尺寸。进而，与光束的基本椭圆形横截面的长轴设置在辐射方向Px上的情况相比较，光源设备110可以减小传输的光的光路。此外，光源设备110可以减小传输的光的光路，以使得可以提高所要合成的合成光的光强(亮度)。
如上所述，根据本发明的实施例的实施示例1的光源设备110可以获得与根据上述实施例的光偏转器100相似的效果。
进而，根据该实施示例的光源设备110可以通过使用反射装置21对传输的光进行反射，使得可以增大从多个光发射元件(11a等等)发射的多束光束的偏转程度(偏转的角度，位置，等等)。即，光源设备110通过使用反射装置21可以增大多个光发射元件发射的多束光束偏转程度，以使得光源设备110小型化成为可能。
此外，根据该实施示例的光源设备110可以通过使用温度调节装置22用具有基本环形横截面的冷却空气对相应于设置为基本圆形的多个光发射元件加热的热辐射元件22a进行冷却。即，光源设备110可以通过使用温度调节装置22，对以基本圆形地被加热的热辐射元件22a进行冷却，使得可以提高光偏转器(光源等等)的冷却效率。
(实施示例1的变型示例1)
通过使用根据本发明的实施例中的实施示例1的变型示例1的光源设备120来描述本发明的实施例。
(光源设备的结构)和(辐射光的操作)
图5和图9表示根据本发明变型示例的光源设备120的结构等。根据该变型示例的光源设备120的结构等与根据实施示例1的光源设备110的结构等基本上相同，所以将会主要地描述不同的部分。
如图9所示，在根据该变型示例的光源设备120中，反射装置21中的第二反射部件21b被设置成相对于安装多个光发射元件11a等的平面倾斜预定角度。此处，该预定角度可以是对应于从光源设备120辐射光的方向的角度。此外，预定角度可以是对应于光源装置11的中心轴Ox和聚光装置12的光轴Lx之间的预定距离以及光源设备120的其它规格参数的角度。此外，预定角度可以是由实验、数值计算等等预先确定的角度。
该变型示例中的光源设备120可以设置成使得反射装置21中的第二反射部件21b倾斜预定角度，使得可以设定(改变)由光源设备120辐射的光(辐射光)的方向。即，对于光源设备120，可以将第二反射部件21b设置在任意角度，使得可以在期望方向上对辐射光(合成光)进行辐射。
如上所述，根据本发明的实施例中的实施示例1的变型示例1的光源设备120可以获得与根据上述实施例的光偏转器100的效果和根据实施示例1的光源设备110的效果相似的效果。
(实施示例1的变型示例2)
通过使用根据本发明的实施例中的实施示例1的变型示例2的光源设备130来对本发明的实施例进行描述。
(光源设备的结构)和(辐射光的操作)
图5和图10表示根据该变型示例的光源设备130的结构等。根据该变型示例的光源设备130的结构等与根据实施示例1的光源设备110的结构等基本上相同，因此将会主要地描述不同的部分。
如图10所示，根据该变型示例的光源设备130具有两个光偏转器100(光源装置11，聚光装置12，保持装置13，和支撑装置14)，两个反射装置21，两个温度调节装置22，和两个固定装置23。即，光源设备130可以采用两个光源装置11以使得可以辐射更高亮度的光(发射具有更高功率的光)。
特别地，该变型示例中的光源设备130设置为使得两个第二反射部件21b安置成倾斜预定角度，从而从两个光源装置11输出的光在辐射方向Px上会聚并且叠加以产生合成光。进而，光源设备130可以在辐射方向Px上辐射(发射)所合成的合成光作为辐射光。
如上所述，根据本发明的实施例中的实施示例1的变型示例2的光源设备130可以获得与根据上述实施例的光偏转器100、根据实施示例1的光源设备110和根据其变型示例的光源设备120的效果相似的效果。
进而，根据该变型示例的光源设备130可以通过使用两个光源装置11对多束输出光束进行合成，使得可以辐射更高功率的光(辐射光)。此外，根据该变型示例的光源设备130可以通过使用两个光源装置11对多束输出光束进行合成，使得与通过采用两个光偏转器(光源设备)合成光的情况相比较而言可以使得光源小型化。
(实施示例2)
将通过使用具有根据实施示例1的光源设备(110，120，或130)的图像投影装置140的实施示例来描述本发明的实施例。此处，在该实施示例中的图像投影装置是用于将图像(包括视频图像)投射(进行其投影)到投影对象(待投射到其上的对象)的装置。此外，可以将根据本发明的实施例的图像投影装置140用于任何投影装置，投射装置，投影仪和通过使用偏转光将图像投射(进行放大投影，投影，等等)到对象上的其他装置。
(图像投影装置的结构)
通过使用图11来对根据本发明的实施例中的实施示例2的图像投影装置140的结构进行描述。此外，根据该实施示例的图像投影装置140的结构包括根据实施示例1的光源设备(110等)的结构，因此在下文中将会主要地描述不同的部分。
如图11所示，根据该实施示例的图像投影装置140具有根据实施示例1的光源设备(110，120或130)。此外，图像投影装置140具有用于通过采用由光源设备(110等)所合成的合成光(辐射光)投影图像的投影光学系统31，和用于形成待投影的图像的图像形成装置32。此外，图像投影装置140进一步地具有用于存储图像投影装置140的工作状态、工作条件等的存储装置33和用于进行与图像显示装置140的外部之间的信息输入或输出的接口(I/F)装置34。
控制装置10是用于指示图像显示装置140的每个元件以进行操作的装置，以使得每个元件的操作是受到控制的。该实施示例中的控制装置10控制光源设备(110等)的操作，从而控制由光源装置11(图6中的多个光发射元件11a等)发射的多束光束的发光时序、光强(亮度)、光量等等。进而，控制装置10可以控制光源设备(110等)的操作，使得可以控制由光源设备(110等)输出的输出光的输出时序、光强(亮度)、光量等等。此外，控制装置10可以控制投影光学系统31和图像形成装置32的操作，使得可以控制关于待投影的图像的操作(例如，待投影的图像的亮度或尺寸)。
此外，控制装置10可以通过使用预先存储(例如，在存储装置33中)的程序(控制程序，应用，等等)来控制投影光学系统31、图像形成装置32等的操作。进而，控制装置10可以基于从I/F装置34(输入部件等等)输入的信息等来控制投影光学系统31、图像形成装置32等的操作。
投影光学系统31是用于通过采用由光源设备所合成的合成光将图像投影到投影对象上的装置。在该实施示例中的投影光学系统31具有用于对合成光的一束光线的光量进行均匀化的光量均匀化部件31a，用于将光量均匀化部件31a均匀化后的光辐射到图像形成装置32所形成的图像上的聚光透镜部件31b，以及用于投射已经传输通过图像的光的投影透镜部件31c。
光量均匀化部件31a是用于对合成光的一束光线的色彩合成、光量、亮度、明度等进行均匀化。可以采用例如，匀光杆(棱镜状透镜等)用于光量均匀化部件31a。此处，匀光杆是用于对入射到玻璃等制成的长方体(四棱镜等)的一端的光在长方体内部进行全反射，从而对从长方体的另一端发射的光的亮度分布(发光强度分布等)进行均匀化。
聚光透镜部件31b是用于将光量均匀化部件31a发射的光辐射到图像形成装置32所形成的图像上。该实施示例中的聚光透镜部件31b将光量均匀化部件31a均匀化后的光辐射到图像形成装置32(例如，图像面板)所形成的图像上。可以采用例如，中继透镜来用于聚光透镜部件31b。
投影透镜部件31c是用于投射已经传输通过图像的光(下文中将会称为“投影光，，)。该实施示例中的投影透镜部件31c将已经传输通过由图像形成装置32所形成的图像的投影光成像到投影对象的表面上。对于投影透镜部件31c，可通过使用多个透镜投射以及放大(或缩小)图像。
图像形成装置32是用于形成待投影的图像的装置。该实施示例中的图像形成装置32具有用于产生待投影的图像的生成部件32a和用于处理所产生的图像的处理部件32b。
生成部件32a基于存储在存储装置33中的信息和/或从I/F装置34输入的信息产生待投影的图像。进而，生成部件32a将所产生的图像显示在透射型图像面板上，所述面板根据调制信号进行图像形成。此外，生成部件32a也可以将所产生的图像显示在反射型面板或者微反射镜装置(DMD)型面板上而非图像面板上。
处理部件32基于投影条件(到投影对象的距离、相对位置关系，等等)处理(编辑，变换，调整，执行梯形失真校正等等)所产生图像。
存储装置33是用于存储关于图像投影装置140的信息(例如，“关于操作的信息”，“关于状态的信息”，或者“关于处理的信息”)等等的装置。可以采用公知的技术(硬盘，存储器，ROM，RAM等等)来用于存储装置33。
I/F装置34是用于进行在图像投影装置140和图像投影装置140的外部之间的信息(例如电信号)的输入或输出的装置。I/F装置34可以用于从外部装置(个人计算机(PC)等)输入待投影的图像的信息等。进而，I/F装置34可以输出图像投影装置140的信息等到外部装置(PC等等)。I/F装置34可以包括用于由用户从图像投影装置140的外部输入信息的输入部件(例如，诸如操作面板的用户界面)。此外，I/F装置34可以包括输出(显示)信息到图像投影装置140的外部的输出部件(例如，诸如触摸面板的显示部件)。
(投影图像的操作)
将采用图12来描述根据本发明的实施例中的实施示例2的图像投影装置140的操作。
首先，如图12所示，与实施示例1的情况类似，图像投影装置140通过使用光源设备(110等)合成从多个光发射元件(11a等)发射的光以产生合成光。接着，所产生的合成光(辐射光)入射到投影光学系统31中的光量均匀化部件31a上。
此处，该实施示例中的图像投影装置140可以通过使用光源设备(110等)合成来自于多个光源的多束光束，使得可以产生具有较小的光线束横截面的合成光。即，图像投影装置140可以通过使用光源设备(110等)产生具有较高密度(较高亮度)的合成光。
因此，根据该实施示例的图像投影装置140可以减小合成光入射到投影光学系统31(光量均匀化部件31a)上的入射角。此外，图像投影装置140可以减小合成光入射到投影光学系统31(光量均匀化部件31a)上的入射角，以使得可以减少辐射到图像形成装置32(图像面板)上的光的散射。此外，图像投影装置140可以减少辐射到图像形成装置32(图像面板)上的光的散射，以使得可以采用具有较小数值孔径(NA)(或较大F值)的投影透镜。即，对于图像投影装置140，可以有利于用于投影透镜部件31c的透镜的设计和制造并且也可以容易确保图像质量。
接着，图像投影装置140通过使用光量均匀化部件31a对入射到光量均匀化部件31a上的合成光的色彩合成等进行均匀化。然后，图像投影装置140将均匀化后的光输出到聚光透镜部件31b。
接着，在图像投影装置140中，均匀化后的光传输通过聚光部件31b并且传输后的光辐射到图像形成单元32(图像面板)上。此处，辐射到图像形成装置32(图像面板)上的传输后的光进一步传输通过图像面板(图像形成装置32)并且通过生成部件32a产生对应于图像的光(投影光)。接着，图像投影装置140将投影光输出到投影透镜部件31c。
接着，图像投影装置140通过使用投影透镜部件31c将投影光投影到投影对象上。因此，图像投影装置140可以将对应于图像形成装置32(生成部件32a)所产生的图像的图像投射到投影对象的表面上。
如上所述，根据本发明的实施例中的实施示例2的图像投影装置140可以获得与根据上述的实施例的光偏转器100、根据实施示例1的光源设备110及根据其变型示例的光源设备120或130的效果相似的效果。
进而，根据该实施示例的图像投影装置140可以减小入射到投影光学系统31(匀光杆等)上的合成光的入射角，以使得可以采用具有较小NA(或较大F值)等的投影透镜。即，根据该实施示例的图像投影装置140可以有利于投影光学系统的设计和制造，提高冷却效率以及提高光的利用效率。此外，根据该实施示例的图像投影装置140可以提高光的利用效率，以使得可以减少电功率消耗，并且可以得到更加紧凑、重量较轻和强度较高的装置。
(实施示例3)
通过使用具有根据实施示例1的光源设备(110，120或130)的显示装置的实施示例来描述本发明的实施例。此处，显示装置是用于显示图像(包括视频图像)的装置。
(显示装置的结构)
通过使用图13来描述根据本发明的实施例中的实施示例3的显示装置400的结构。此外，根据该实施示例的显示装置400的结构包括根据实施示例1的光源设备(110等)的结构，因此在下文中将主要地描述不同部分。
如图13所示，根据该实施示例的显示装置400具有根据实施示例1的光源设备(110，120，或130)。进而，显示装置400具有用于对从光源设备(110等)发射的光的光量进行均匀化的光量均匀化部件41，用于通过使用来自光源设备的光形成图像的图像形成装置42，和用于将采用光量均匀化部件41进行光量均匀化的输出光(合成光)传输到图像形成装置42的传输光学系统43。此外，显示装置400可以进一步具有用于存储显示装置400的工作状态、工作条件等的存储装置44，和用于进行与显示装置400的外部之间的信息输入或者输出的I/F装置45。
控制装置10是用于指示显示装置400的每个部件以进行操作的装置，从而使得每个部件的操作是可控的。该实施示例装置中的控制装置10控制光源设备(110等)的操作，从而控制由光源装置11(图6中的多个光发射元件11a等等)发射的多束光束的发光时序、光强(亮度)、光量等等。进而，控制装置10可以控制光源设备(110等)的操作，使得可以控制由光源设备(110等)输出的输出光的输出时序、光强(亮度)、光量等等。此外，控制装置110可以控制图像形成装置42的操作，使得可以控制关于待投影的图像的操作(例如，待投影图像的明度或尺寸)。
此外，控制装置10可以通过使用预先存储(例如，在存储装置44中)的程序(控制程序，应用，等等)控制图像形成装置42的操作等等。进而，控制装置10可以基于从I/F装置45(输入部件等等)输入的信息等来控制图像形成装置42的操作，等等。
光量均匀化部件41是用于对合成光的一束光线的色彩合成，光量，亮度，明度等进行均匀化。进而，该实施示例中的光量均匀化部件41使得均匀化后的光入射到传输光学系统43上。可以采用，例如，光管道(诸如标尺镜，万花筒，或光管的光传输元件)可以用于光量均匀化部件41。
图像形成装置42是用于形成待显示的图像的装置。该实施示例中的图像形成装置42基于存储在存储装置44中的信息和/或通过I/F装置45输入的信息产生待显示的图像。图像形成装置42可以具有通过使用例如以栅格状图案设置的图像形成元件(图像面板)以显示全彩色图像的结构。
传输光学系统43是用于将通过光量均匀化部件41进行光量均匀化的输出光传输到图像形成部件42。传输光学系统43可以具有，例如，将具有均匀化光量的输出光辐射到图像形成装置42(其图像面板)作为背光的结构。可以采用，例如，中继透镜用于传输光学系统43。
存储装置44是用于存储关于显示装置400的信息(例如，“关于操作的信息”，“关于状态的信息”，或者“关于处理的信息”)等等的装置。可以采用公知的技术(硬盘，存储器，ROM，RAM等等)用于存储装置44。
I/F装置45是用于进行在存储装置400和存储装置400的外部之间的信息(例如电信号)的输入或输出的装置。I/F装置45可以用于从外部装置(PC等)输入待投影的图像的信息等。进而，I/F装置45可以输出显示装置400等的信息到外部装置(PC等等)。I/F装置45可以包括用于由用户从显示装置400的外部输入信息的输入部件(例如，诸如操作面板的用户界面)。此外，I/F装置45可以包括用于输出(显示)信息到显示装置400的外部(例如，诸如触摸面板的显示部件)的输出部件。
(显示图像的操作)
将描述根据本发明的实施例中的实施示例3的显示装置400显示图像的操作。
首先，与实施示例1的情况相似，显示装置400通过使用光源设备(110等)合成从多个光发射元件(11a等)发射的光以产生合成光。接着，所产生的合成光(辐射光)入射到光量均匀化部件41上。
此处，该实施示例中的显示装置400可以通过使用光源设备(110等)合成来自多个光源发射的多个光束，以使得可以产生具有较小的光线束横截面的合成光。即，显示装置400可以通过使用光源(110等)产生较高密度(较高亮度)的合成光。
因此，根据该实施示例的显示装置400可以减小入射到光量均匀化部件41上的合成光的入射角。进而，显示装置400可以减小合成光入射到光量均匀化部件41上的入射角，使得可以减少辐射到图像形成装置42(图像面板)上的光的散射。此外，显示装置400可以减少辐射到图像形成装置42(图像面板)上的光的散射，使得可以提高待显示的图像的图像质量等。
接着，显示装置400通过使用光量均匀化部件41对入射到光量均匀化部件41的合成光的色彩合成等进行均匀化。然后，显示装置400使均匀化后的光束通过传输光学系统43入射到图像形成装置42(图像面板)上。因此，显示装置400可以通过采用入射到图形形成装置42上的辐射光(合成光)从而在图像装置42(图像面板)上显示图像。
如上所述，根据本发明的实施例中的实施示例3的显示装置400可以获得与根据上述实施例的光偏转器100、根据实施示例1的光源设备110、和根据其变型示例的光源设备120或130的效果相似的效果。即，根据该实施示例的显示装置400可以提高光的利用效率，使得可以减少电功率消耗，并且可以得到更加紧凑，重量较轻，和强度较高的显示装置。
尽管上文描述了本发明的优选实施例和实施示例，但本发明并不局限于上述的实施例和实施示例。此外，能够根据所附的权利要求，对本发明进行多种改变或修改。
[附录]
＜偏转器、光源设备、图像投影装置和显示装置的示例性实施例＞
本发明的至少一个示例性的实施例可以与光偏转器相关。
本发明的至少一个示例性的实施例的目标可以是提供一种能够在光发射元件被用于发射具有基本椭圆形横截面的光束的情况下，对具有基本椭圆形横截面的多束光束的每束进行偏转而产生合成光的光偏转器。
根据本发明的至少一方面，提供了一种具有用于发射具有基本椭圆形截面的光束的光发射元件和用于对光发射元件所发射的光束进行会聚的透镜的光偏转器，其中光偏转器的特征在于，光发射元件的光轴和透镜的光轴是偏心的，并且具有基本椭圆形横截面的光束的长轴设置在与透镜上偏心的方向正交的方向上。
示例性实施例(1)是具有用于发射具有基本椭圆形横截面的光束的光发射元件和用于对光发射元件所发射的光束进行会聚的透镜的光偏转器，其中光偏转器的特征在于，光发射元件的光轴和透镜的光轴是偏心的，并且具有基本椭圆形横截面的光束的长轴设置在与透镜上偏心的方向正交的方向上。
示例性实施例(2)是如示例性实施例(1)中所述的光偏转器，其特征在于，进一步具有用于保持光发射元件的保持装置，其中保持装置以基本圆形的形状设置并且保持多个光发射元件。
示例性实施例(3)是如示例性实施例(2)中所述的光偏转器，其特征在于，光发射元件具有定位部件以确定具有基本椭圆形横截面的光束的长轴的位置。
示例性实施例(4)是如示例性实施例(2)或示例性实施例(3)中所述的光偏转器，其特征在于，进一步具有用于支撑所述透镜的支撑装置，其中支撑装置具有多个用于支撑多个透镜的每一个的具有基本圆柱体形状的轮廓的支撑元件，并且其中多个支撑元件在基本柱体形状的一端支撑多个透镜中的每一个且多个光发射元件的每个设置在基本柱体形状的另一端。
示例性实施例(5)是如示例性实施例(2)到示例性实施例(4)中任一个所述的光偏转器，其特征在于，多个光发射元件是LED或LD。
示例性实施例(6)是光源设备，其特征是具有如示例性实施例(2)到示例性实施例(5)中任一个所述的光偏转器和用于对传输通过多个透镜的光进行反射的反射装置，其中反射装置具有设置在与多个光发射元件相对的位置的第一反射部件和设置在以基本圆形形状设置的多个光发射元件的基本圆形的中心部分的第二反射部件，其中第一反射部件将从多个光发射元件发射的多束光束向着第二反射部件的方向反射，并且其中第二反射部件在辐射方向上对第一反射部件所反射的多束光束的每一束进行反射以产生合成光。
示例性实施例(7)是如示例性实施例(6)所述的光源设备，其特征在于，第一反射部件是环形的反射镜和第二反射部件在第一反射部件的环形的中心部分的方向上输出第一反射部件所反射的多束光束。
示例性实施例(8)是如示例性实施例(6)或示例性实施例(7)所述的光源设备，其特征在于，进一步具有将冷却空气发送到多个光发射元件的温度调节装置，其中温度调节装置与以基本圆形形状设置的多个光发射元件相对应地发送具有基本环形形状的冷却空气。
示例性实施例(9)是图像投影装置，其特征是具有如示例性实施例(6)到示例性实施例(8)中任一个所述的光源设备，用于通过采用所合成的合成光投影图像的投影光学系统，和用于形成待投影的图像的图像形成装置。
示例性实施例(10)是如示例性实施例(9)所述的图像投影装置，其特征在于，投影光学系统具有对合成光的光线束的光量进行均匀化的光量均匀化部件，用于将由光量均匀化部件均匀化后的光辐射到图像形成装置所形成的图像上的聚光部件，和用于对传输通过图像的光进行投影的投影透镜部件。
示例性实施例(11)是显示装置，其特征是具有如示例性实施例(6)到示例性实施例(8)中任一个所述的光源设备，对来自于光源设备的光量进行均匀化的光量均匀化部件，用于通过采用来自于光源设备的光形成图像的图像形成装置，和用于将采用光量均匀化部件进行光量均匀化后的输出光传输到图像形成部件的传输光学系统。
根据本发明的至少一个示例性实施例，可以提供一种能够在光发射元件被用于发射具有基本椭圆形横截面的光束的情况下，对具有基本椭圆形横截面的多束光束的每束进行偏转以产生合成光的光偏转器。
尽管参照附图描述了本发明的示例性的实施例和特定示例，但本发明并不局限于任一示例性实施例和特定示例，并且可以在不背离本发明的范围的情况下，对示例性的实施例和特定示例进行改变，修改或者结合。
本申请要求基于2012年8月6日提交的No.2012-174429的日本专利申请和2013年5月22日提交的No.2013-108177的日本专利申请的优先权，该两个日本专利申请的全部内容以引用的方式合并于本文。

Claims (11)

1.一种光偏转器，包括用于发射具有基本椭圆形横截面的光束的光发射元件和用于对所述光发射元件所发射的光进行会聚的透镜，其特征在于，所述光发射元件的光轴和所述透镜的光轴是偏心的，并且具有基本椭圆形横截面的光束的纵轴设置在与所述透镜上偏心的方向正交的方向上。
2.如权利要求1所述的光偏转器，进一步包括用于保持所述光发射元件的保持装置，其中所述保持装置以基本圆形的形状安置并保持多个光发射元件。
3.如权利要求2所述的光偏转器，其中，所述光发射元件具有用于确定光束的基本椭圆形横截面形状的长轴的位置的定位部件。
4.如权利要求2或3所述的光偏转器，进一步包括用于支撑所述透镜的支撑装置，其中所述支撑装置具有用于支撑多个透镜的每一个的且具有基本柱体形状的轮廓的多个支撑元件，并且其中所述多个支撑元件在基本柱体形状的一端支撑所述多个透镜中的每一个且多个光发射元件的每个安置在基本柱体形状的另一端。
5.如权利要求2-4中任一个所述的光偏转器，其中，多个光发射元件是LED或LD。
6.一种光源设备，其特征在于，具有如权利要求2-5中任一个所述的光偏转器和用于对传输通过多个透镜的光进行反射的反射装置，其中所述反射装置具有设置在与多个光发射元件相对的位置的第一反射部件和设置在以基本圆形形状安置的多个光发射元件的基本圆形形状的中心部分的第二反射部件，其中所述第一反射部件将从多个光发射元件发射的多束光束向着所述第二反射部件的方向反射，并且其中所述第二反射部件在辐射方向上对由第一反射部件所反射的多束光束的每一束进行反射以产生合成光。
7.如权利要求6所述的光源设备，其中，所述第一反射部件是环形形状的反射镜，所述第二反射部件在所述第一反射部件的环形形状的中心部分的方向上输出由所述第一反射部件所反射的多束光束。
8.如权利要求6或7所述的光源设备，进一步包括将冷却空气发送到多个光发射元件的温度调节装置，其中所述温度调节装置与以基本圆形形状安置的多个光发射元件相对应地发送具有基本环形形状的冷却空气。
9.一种图像投影装置，其特征在于，具有如权利要求6-8中任一个所述的光源设备，用于通过采用由所述光源设备产生的合成光而投影图像的投影光学系统，和用于形成待投影的图像的图像形成装置。
10.如权利要求9所述的图像投影装置，其中，所述图像投影装置具有用于对合成光的光线束的光量进行均匀化的光量均匀化部件，用于将由所述光量均匀化部件均匀化后的光辐射到由所述图像形成装置所形成的图像上的聚光部件，和用于投射传输通过图像的光的投影透镜部件。
11.一种显示装置，其特征在于，具有如权利要求6-8中任一个所述的光源设备，用于对来自于所述光源设备的光量进行均匀化的光量均匀化部件，用于通过采用来自于所述光源设备的光而形成图像的图像形成装置，和用于将由所述光量均匀化部件进行光量均匀化后的输出光传输到图像形成装置的传输光学系统。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109557756A (zh) * 2017-09-27 2019-04-02 精工爱普生株式会社 照明装置以及投影仪
CN111033194A (zh) * 2017-06-22 2020-04-17 艾迈斯传感器新加坡私人有限公司 小型光谱仪模块

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6233687B2 (ja) 2013-08-12 2017-11-22 株式会社リコー 光源装置及びこれを備えた画像投射装置
JP6452027B2 (ja) 2013-10-23 2019-01-16 株式会社リコー 光源装置及びこれを備えた画像投射装置
JP6476667B2 (ja) 2013-11-01 2019-03-06 株式会社リコー 光源装置及びこれを用いたプロジェクタ
EP3109696B1 (en) 2014-02-17 2020-06-24 Ricoh Company, Ltd. Optical irradiation device and image display device equipped with same
EP3121649B1 (en) 2014-03-18 2019-12-18 Ricoh Company, Ltd. Light source device and image projection device having light source device
JPWO2015174312A1 (ja) * 2014-05-15 2017-04-20 株式会社小糸製作所 光源モジュールおよび車両用灯具
JP6547270B2 (ja) 2014-10-10 2019-07-24 株式会社リコー 光源装置及びこの光源装置を有する画像投影装置
JP6447081B2 (ja) 2014-12-15 2019-01-09 日亜化学工業株式会社 光源装置及び該光源装置を備えたプロジェクタ
WO2016186048A1 (ja) * 2015-05-21 2016-11-24 三菱電機株式会社 レーザ光源装置およびレーザ光源装置の組み立て方法
JP6206560B2 (ja) 2015-09-28 2017-10-04 株式会社リコー システム
JP2019212367A (ja) * 2018-05-31 2019-12-12 株式会社小糸製作所 灯具ユニット
JP7268421B2 (ja) 2019-03-18 2023-05-08 株式会社リコー 光源光学系、光源装置及び画像投射装置
JP2020153798A (ja) 2019-03-19 2020-09-24 株式会社リコー 光学装置、測距光学系ユニット、測距装置及び測距システム
CN111722465A (zh) 2019-03-20 2020-09-29 株式会社理光 光源装置、图像投影装置和光源光学系统
US11720010B2 (en) 2020-12-07 2023-08-08 Ricoh Company, Ltd. Light source device and projection device
JP2022142948A (ja) 2021-03-17 2022-10-03 株式会社リコー 光源装置及び画像投射装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1141563A (zh) * 1995-06-02 1997-01-29 松下电器产业株式会社 偏振方向变换照明装置和使用它的投影型图像显示装置
CN1180176A (zh) * 1996-09-06 1998-04-29 富士写真菲林株式会社 声光元件、光偏转器、光束扫描装置及图象记录装置
CN1264475A (zh) * 1997-06-23 2000-08-23 伊欧斯特有限公司 集成光束偏转器及其系统
WO2006027621A2 (en) * 2004-09-11 2006-03-16 Apticol Limited Light engine for projection application
US20070007439A1 (en) * 2005-07-05 2007-01-11 Sick Ag Optoelectronic sensor
CN1898968A (zh) * 2003-12-23 2007-01-17 3M创新有限公司 用于投影显示的组合光源

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4413111C2 (de) * 1994-04-15 2003-03-20 Weigert Dedo Film Gmbh Leuchte für eine gleichmäßige Beleuchtungsstärkeverteilung
JP2004013107A (ja) 2002-06-11 2004-01-15 Olympus Corp 照明光学素子
CA2458871C (en) * 2002-10-10 2011-03-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Lighting apparatus
JP4038136B2 (ja) 2003-01-13 2008-01-23 シーシーエス株式会社 パワーｌｅｄを利用したスポット照明装置
TWM259320U (en) * 2004-07-02 2005-03-11 Hon Hai Prec Ind Co Ltd LED illume device
US7390097B2 (en) * 2004-08-23 2008-06-24 3M Innovative Properties Company Multiple channel illumination system
US7303290B2 (en) * 2004-12-07 2007-12-04 Symbol Technologies, Inc. Laser beam focusing arrangement and method
JP2006163281A (ja) 2004-12-10 2006-06-22 Ricoh Co Ltd プロジェクタ装置
JP2008090016A (ja) 2006-10-03 2008-04-17 Canon Inc 照明装置及び投射型画像表示装置
JP4711155B2 (ja) 2009-06-30 2011-06-29 カシオ計算機株式会社 光源装置及びプロジェクタ
JP2012032691A (ja) 2010-08-02 2012-02-16 Seiko Epson Corp 光源装置及びプロジェクター
CN201836714U (zh) * 2010-11-03 2011-05-18 重庆三弓科技发展有限公司 风冷式led灯
JP2012174429A (ja) 2011-02-18 2012-09-10 Yazaki Corp ジョイントコネクタ
JP5783406B2 (ja) * 2011-03-31 2015-09-24 カシオ計算機株式会社 光源装置、及びプロジェクタ
KR101357595B1 (ko) 2011-11-17 2014-02-05 (주)디엔에프 알킬 징크 할라이드 산화아연 전구체 및 이를 이용한 산화아연계 박막 증착방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1141563A (zh) * 1995-06-02 1997-01-29 松下电器产业株式会社 偏振方向变换照明装置和使用它的投影型图像显示装置
CN1180176A (zh) * 1996-09-06 1998-04-29 富士写真菲林株式会社 声光元件、光偏转器、光束扫描装置及图象记录装置
CN1264475A (zh) * 1997-06-23 2000-08-23 伊欧斯特有限公司 集成光束偏转器及其系统
CN1898968A (zh) * 2003-12-23 2007-01-17 3M创新有限公司 用于投影显示的组合光源
WO2006027621A2 (en) * 2004-09-11 2006-03-16 Apticol Limited Light engine for projection application
US20070007439A1 (en) * 2005-07-05 2007-01-11 Sick Ag Optoelectronic sensor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111033194A (zh) * 2017-06-22 2020-04-17 艾迈斯传感器新加坡私人有限公司 小型光谱仪模块
CN109557756A (zh) * 2017-09-27 2019-04-02 精工爱普生株式会社 照明装置以及投影仪
CN109557756B (zh) * 2017-09-27 2021-02-19 精工爱普生株式会社 照明装置以及投影仪

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JP6007861B2 (ja) 2016-10-12
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