JP2003035883A - Optical output device, pointer and image projection device - Google Patents

Optical output device, pointer and image projection device

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JP2003035883A
JP2003035883A JP2001222360A JP2001222360A JP2003035883A JP 2003035883 A JP2003035883 A JP 2003035883A JP 2001222360 A JP2001222360 A JP 2001222360A JP 2001222360 A JP2001222360 A JP 2001222360A JP 2003035883 A JP2003035883 A JP 2003035883A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical output device with which a luminous flux of which the divergent angle is sufficiently small is projected by using a light emitting diode. SOLUTION: A composite lens 25 of which the central part 27 is a concave lens and the peripheral part 26 is a convex lens is arranged as a second lens group 22 in front of a light emitting diode unit 10 provided with a convex lens 16 which serves as a first lens group 21 at the end of the unit. An A-mode luminous flux directly outputted from the light emitting diode 12 of the light emitting diode unit becomes a parallel luminous flux by means of the first lens group 21 and the peripheral part 26 of the second lens group, and a B-mode luminous flux which is outputted from the light emitting diode 12 and reflected on a rear cone-shaped reflection surface 14 also becomes a parallel luminous flux by means of the first lens group 21 and the central part 27 of the second lens group. Thus, a luminous flux 55 having a small divergent angle, which is composed of the A-mode and B-mode luminous fluxes, is outputted.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、発光ダイオードな
どの点光源を用いた光源装置などの光出力装置に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light output device such as a light source device using a point light source such as a light emitting diode.

【0002】[0002]

【従来の技術】出射された赤色などの光束で、スクリー
ンなどに表示された画像の一点を指示することができる
ポインターの光源として、半導体レーザが広く用いられ
ている。しかしながら、レーザ光は干渉性が高く、高出
力な光となるため、直に眼を照射されたときの危険性が
指摘されており、さらに安全な光源が求められている。
2. Description of the Related Art A semiconductor laser is widely used as a light source of a pointer that can point a point on an image displayed on a screen or the like by using an emitted light beam such as red light. However, since laser light has high coherence and becomes high-power light, it is pointed out that there is a danger when the eye is directly irradiated, and a safer light source is required.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】発光ダイオードから出
射される光は干渉性が低く、それほど高出力の光となら
ないために、眼に対する危険性が低い。しかしながら、
半導体レーザに比べて、発光量が小さく、光の発散角も
大きい。したがって、半導体レーザと比較すれば安全で
はあるが、ポインターの光源などの発光量が必要とされ
る光源としては有効とは考えられていない。近年、発光
ダイオードの開発の進展に伴い発光量は増加しつつある
が、光の発散角を効果的に小さくする技術は開発されて
いない。
The light emitted from the light emitting diode has a low coherence and does not become a high output light, so that the danger to the eye is low. However,
Compared with a semiconductor laser, the amount of emitted light is small and the divergence angle of light is large. Therefore, although it is safer than a semiconductor laser, it is not considered to be effective as a light source such as a pointer light source that requires a luminescence amount. In recent years, the amount of emitted light has been increasing with the development of light emitting diodes, but no technique has been developed for effectively reducing the divergence angle of light.

【0004】そこで、本発明は、発光ダイオードなどの
発散角の大きな光を出射する点光源を用いた光出力装置
において、発散角の十分小さい光束を投射することがで
きる装置を提供することを目的とする。そして、半導体
レーザの代わりにポインターの光源として十分に利用す
ることができる、発光ダイオードをベースとした光出力
装置を提供することを目的としている。
Therefore, an object of the present invention is to provide a light output device using a point light source that emits light with a large divergence angle, such as a light emitting diode, which can project a light beam with a sufficiently small divergence angle. And It is an object of the present invention to provide a light output device based on a light emitting diode, which can be sufficiently used as a light source for a pointer instead of a semiconductor laser.

【0005】このため、図1に示すような、ランプ型と
称される発光ダイオードユニット10から出射される光
束を本願の発明者らが検討したところ、以下に示すよう
な放射モードで発光ダイオードから出射される光束を表
現できることが分かった。図1に示した発光ダイオード
ユニット10は、ほぼ中央に配置された発光ダイオード
12と、発光ダイオード12の後面(背面)に配置され
たコーン状の反射面14を備えた反射体13と、発光ダ
イオード12に電力を供給する電極11とを有し、これ
らが透明な樹脂17によりモールドされたり、覆われる
ことにより一体となっている。そして、発光ダイオード
12の前面の樹脂は先端(前方)に凸となるように成型
されており、この部分が先端凸レンズ16として機能す
る。したがって、発光ダイオード12から出射された光
束は、反射面14の中心14aと発光ダイオード12と
を結ぶ光軸19に沿って前方に出射され、先端凸レンズ
16によりある程度集光された状態で供給される。
Therefore, when the inventors of the present application examined the luminous flux emitted from the light emitting diode unit 10 called a lamp type as shown in FIG. 1, the light emitting diode emits light in the following radiation mode. It was found that the emitted light flux can be expressed. The light emitting diode unit 10 shown in FIG. 1 includes a light emitting diode 12 arranged substantially in the center, a reflector 13 having a cone-shaped reflecting surface 14 arranged on the rear surface (back surface) of the light emitting diode 12, and a light emitting diode. 12 has an electrode 11 for supplying electric power, and these are integrated by being molded or covered with a transparent resin 17. The resin on the front surface of the light emitting diode 12 is molded so as to be convex at the tip (front), and this portion functions as the tip convex lens 16. Therefore, the light flux emitted from the light emitting diode 12 is emitted forward along the optical axis 19 connecting the center 14 a of the reflecting surface 14 and the light emitting diode 12, and is supplied to the tip convex lens 16 after being condensed to some extent. .

【0006】このランプ型の発光ダイオード(チップ)
12は大きさが0.1〜0.3mm程度の微小光源であ
り、発散角の大きな光を出力する。したがって、2mm
程度の反射鏡、5mm程度の先端レンズの光学系では発
散性の光源、すなわち、点光源となり、チップ12から
出射される光束は概ね次の4つのモードに分類すること
ができる。 (A) チップ12の前面から放射されコーン状の反射
面14にはあたらず直接先端凸レンズ16で屈折されて
前方に投射される光束に係る放射モード(Aモード)。 (B) チップ12の周囲から放射されコーン状の反射
面14で反射された後、先端凸レンズ16で屈折されて
前方に投射される光束に係る放射モード(Bモード)。 (C) 発光ダイオード光源10の樹脂部17の側面で
全反射された後、先端凸レンズ16で屈折されて外部に
放射される光に係る放射モード(Cモード)。 (D) 発光ダイオード光源10の樹脂部側面から外部
に放射される拡散光に係る放射モード(Dモード)。
This lamp type light emitting diode (chip)
Reference numeral 12 is a minute light source having a size of about 0.1 to 0.3 mm and outputs light having a large divergence angle. Therefore, 2 mm
In the optical system of the reflecting mirror of about 5 mm and the tip lens of about 5 mm, it becomes a divergent light source, that is, a point light source, and the light flux emitted from the chip 12 can be roughly classified into the following four modes. (A) A radiation mode (A mode) relating to a light beam that is emitted from the front surface of the chip 12 and does not hit the conical reflecting surface 14 but is directly refracted by the front convex lens 16 and projected forward. (B) A radiation mode (B mode) relating to a light beam that is emitted from the periphery of the chip 12 and is reflected by the conical reflecting surface 14 and then refracted by the tip convex lens 16 and projected forward. (C) A radiation mode (C mode) relating to light that is totally reflected by the side surface of the resin portion 17 of the light emitting diode light source 10 and then refracted by the tip convex lens 16 and emitted to the outside. (D) Radiation mode (D mode) relating to diffused light emitted from the side surface of the resin portion of the light emitting diode light source 10 to the outside.

【0007】上記の放射モードのうち、Cモードの光と
Dモードの光は、拡散度合が大きすぎてポインターや画
像投影装置などに使用するのはほとんど不可能である。
一方、AモードおよびBモードの光束は、光軸19に沿
って前方に出射されるので、これらは集光して利用でき
る可能性がある。まず、Aモードの光束は、図2に示す
ように、発光ダイオードユニット10の前方に凸レンズ
34を配置することにより、さらに発散角を小さくする
ことが可能である。しかしながら、凸レンズを配置する
と、Bモードの光束は発散してしまい、利用できない。
Of the above radiation modes, the C-mode light and the D-mode light are too diffuse to be used in a pointer or an image projection device.
On the other hand, since the A-mode and B-mode light beams are emitted forward along the optical axis 19, they may be condensed and can be used. First, as shown in FIG. 2, by arranging the convex lens 34 in front of the light emitting diode unit 10, the divergence angle of the A mode light beam can be further reduced. However, when the convex lens is arranged, the B-mode light beam diverges and cannot be used.

【0008】これに対し、Bモードの光束は、図3に示
すように、発光ダイオードユニット10の前方に凹レン
ズを配置することによって、発散角の小さい光束とする
ことが可能である。しかしながら、Aモードの光束は発
散してしまい、利用できない。したがって、Aモードま
たはBモードの光束だけであれば、発散角を抑えてビー
ム径の小さな光束として出力することが可能であるが、
半導体レーザと対抗するような発光量を求めようとする
と、AモードおよびBモードの両方の光束が必要とされ
る。その結果、図1に示すような、Aモードの発散を多
少抑制し、Bモードの発散を大きくは促進しない程度の
パワーのレンズ(先端凸レンズ)16を設けて光量を確
保する程度が発光ダイオードユニットを光源とした場合
の限界となっている。
On the other hand, the B-mode light beam can be made to have a small divergence angle by disposing a concave lens in front of the light emitting diode unit 10 as shown in FIG. However, the A-mode light flux diverges and cannot be used. Therefore, if only the A-mode or B-mode light beam can be output as a light beam with a small beam diameter while suppressing the divergence angle,
In order to obtain an emission amount that opposes the semiconductor laser, both A-mode and B-mode light fluxes are required. As a result, as shown in FIG. 1, the light emitting diode unit is provided with a lens (tip convex lens) 16 having a power that slightly suppresses the divergence of the A mode and does not significantly promote the divergence of the B mode. Is the limit when using as a light source.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明において
は、上記のBモードの光束、すなわち、反射光束が集光
される近傍に、BモードおよびAモードの光束を平行光
束化する第2のレンズ群を配置することにより、Aモー
ドおよびBモードの光束を含む平行な光束を出射できる
ようにしている。すなわち、点光源と、この点光源の後
面にコーン状の反射面を形成する反射体とを有する本発
明の光出力装置においては、反射面の中心と点光源とを
結ぶ光軸に沿って点光源の前方に配置された正の屈折力
の第1のレンズ群に加え、反射面から出射され、第1の
レンズ群を透過した反射光束が光軸近傍に集光される近
傍に、光軸近傍の屈折力が負またはゼロで、周辺の屈折
力が正である第2のレンズ群を配置している。
In view of the above, in the present invention, the second mode for converting the B-mode and A-mode light fluxes into parallel light fluxes in the vicinity of where the B-mode light flux, that is, the reflected light flux is condensed. By arranging the lens groups, it is possible to emit parallel light fluxes including light fluxes of A mode and B mode. That is, in the light output device of the present invention having a point light source and a reflector forming a cone-shaped reflecting surface on the rear surface of the point light source, a point is provided along the optical axis connecting the center of the reflecting surface and the point light source. In addition to the first lens group having a positive refractive power, which is arranged in front of the light source, the reflected light beam emitted from the reflecting surface and transmitted through the first lens group is condensed in the vicinity of the optical axis in the vicinity of the optical axis. A second lens group having negative or zero refractive power in the vicinity and positive refractive power in the periphery is arranged.

【0010】上述したように、Aモードの光束と、Bモ
ードの光束とは性質が異なるので1つのレンズで平行光
束化することは不可能である。また、2種類のレンズを
配置したとしても、AモードおよびBモードの双方の光
束に対して作用するので、状況を改善することはできな
い。これに対し、本発明においては、Bモードの光束が
光軸近傍に集光された位置に第2のレンズ群を配置して
いるので、Bモードの光束に対しては光軸近傍の屈折力
を負とすることにより凹レンズとしての作用を与え、ま
た、Aモードの光束に対しては周辺の屈折力を正とする
ことにより凸レンズとして作用を与えることができる。
すなわち、第1のレンズ群によりBモードの光束を光軸
の近傍に集光させることにより、その位置では、Aモー
ドの光束とBモードの光束とが空間的にほぼ分離され
る。そして、その位置に、光軸近傍の屈折力が負または
ゼロで、周辺の屈折力が正である第2のレンズ群を配置
することにより、Aモードの光束には凸レンズとしての
作用を与え、Bモードの光束には凹レンズとしての作用
を与えることが可能となる。その結果、第2のレンズ群
よりAモードおよびBモードの光束が合成された発散角
の小さな、ほぼ平行に近い光束として利用できる光を出
力することが可能となる。
As described above, since the A-mode light flux and the B-mode light flux have different properties, it is impossible to convert them into a parallel light flux with one lens. Even if two types of lenses are arranged, they act on both the A-mode and B-mode light fluxes, so the situation cannot be improved. On the other hand, in the present invention, since the second lens group is arranged at the position where the B-mode light beam is condensed near the optical axis, the B-mode light beam has a refractive power near the optical axis. Can be made to act as a concave lens, and the light flux of A mode can be made to act as a convex lens by making the peripheral refracting power positive.
That is, by converging the B-mode light flux near the optical axis by the first lens group, the A-mode light flux and the B-mode light flux are substantially spatially separated at that position. Then, by disposing at that position a second lens group having a negative or zero refractive power near the optical axis and a positive peripheral refractive power, the A-mode light beam acts as a convex lens, It is possible to give a function as a concave lens to the B-mode light beam. As a result, it becomes possible to output light that can be used as a substantially parallel light flux with a small divergence angle, which is a composite light flux of the A mode and the B mode, from the second lens group.

【0011】また、光軸近傍の屈折力をゼロ、すなわち
焦点が無限大のレンズとすることにより、Aモードの光
軸に沿った光束成分が凹レンズの効果により発散するの
を防止でき、また、Bモードの光束が光軸に集光して凸
レンズの効果によって発散するのを防止できる。特に、
第1のレンズ群のパワーをBモードの光束が平行光束に
なる程度に止め、第2のレンズ群のパワーにより主にA
モードの光束を平行光束化して、Bモードの光束が発散
するのを防止する構成とすることにより、Aモードおよ
びBモードの光束が合成された発散角の小さな光束を得
ることができる。すなわち、光軸に沿って点光源の前方
に配置され、反射面から出射された反射光束をほぼ平行
光束にする正の屈折力の第1のレンズ群と、この第1の
レンズ群の前方に配置され、光軸近傍の屈折力はなく、
周辺の屈折力が正である第2のレンズ群とを有する光出
力装置によっても、AモードおよびBモードの光束から
なる発散角の小さな光束を出力できる。
Further, by making the refractive power in the vicinity of the optical axis zero, that is, by making the lens have an infinite focus, it is possible to prevent the light flux component along the optical axis of the A mode from diverging due to the effect of the concave lens, and It is possible to prevent the B-mode light flux from converging on the optical axis and diverging due to the effect of the convex lens. In particular,
The power of the first lens group is stopped to such an extent that the B-mode light beam becomes a parallel light beam, and the power of the second lens group mainly causes A
By configuring the mode light fluxes to be parallel light fluxes and preventing the B mode light fluxes from diverging, it is possible to obtain a light flux with a small divergence angle that is a combination of the A mode and B mode light fluxes. That is, a first lens group, which is arranged along the optical axis in front of the point light source and has a positive refractive power that makes the reflected light beam emitted from the reflecting surface almost parallel light beam, and in front of this first lens group. It is arranged, there is no refractive power near the optical axis,
A light output device having a second lens group having a positive refractive power in the periphery can also output a light beam having a small divergence angle, which is a light beam of A mode and B mode.

【0012】したがって、本発明の光出力装置により、
点光源から直に出力された光束と、反射面で反射した光
束とが合成された発散角の小さな光束を出射することが
できる。このため、発光ダイオードのような発散角の大
きな光を出力する微小な光源を点光源として、十分に輝
度の高く、半導体レーザの代わりにポインターの光源と
して十分に利用することができる光出力装置を提供する
ことが可能となる。上述したランプ型の発光ダイオード
ユニットは、微小光源である発光ダイオードと、反射体
と、第1のレンズ群として機能する先端レンズ部とがユ
ニット化されたものである。そして、本発明により、発
光ダイオードからの出射光を2〜3m先のスクリーン上
で数cmの領域に効率的に集中させることが可能とな
る。
Therefore, according to the light output device of the present invention,
It is possible to emit a light flux having a small divergence angle, which is a combination of the light flux directly output from the point light source and the light flux reflected by the reflecting surface. Therefore, a light output device such as a light emitting diode, which emits light with a large divergence angle, can be used as a point light source with sufficiently high brightness and can be sufficiently used as a light source for a pointer instead of a semiconductor laser. It becomes possible to provide. The lamp type light emitting diode unit described above is a unit in which the light emitting diode which is a minute light source, the reflector, and the tip lens portion which functions as the first lens group are unitized. Further, according to the present invention, it becomes possible to efficiently concentrate the light emitted from the light emitting diode in a region of several cm on the screen 2-3 m away.

【0013】第2のレンズ群は、複数枚のレンズの組合
せによっても構成できるが、屈折力が負またはゼロの中
央部と、屈折率が正の周辺部とを具備する複合レンズを
採用することが最も経済的である。また、Aモードの光
束のうち、中央部に入射した光束は発散角が大きくなる
可能性があるので、中央部の大きさは十分小さくするこ
とが望ましい。したがって、中央部の径は、レンズ外径
の約30%以下であることが好ましく、約20%以下で
あることがさらに好ましい。その一方、中央部の径が小
さすぎると、Bモードの光束を十分に取り込めなくなる
可能性がある。したがって、中央部の径は、レンズ外径
の約1%以上であることが好ましく、約3%以上である
ことがさらに好ましい。
The second lens group can be constructed by combining a plurality of lenses, but it is preferable to employ a compound lens having a central portion having a negative or zero refractive power and a peripheral portion having a positive refractive index. Is the most economical. Further, of the A-mode light flux, the light flux incident on the central portion may have a large divergence angle, so it is desirable to make the size of the central portion sufficiently small. Therefore, the diameter of the central portion is preferably about 30% or less of the lens outer diameter, and more preferably about 20% or less. On the other hand, if the diameter of the central portion is too small, there is a possibility that the B-mode light flux cannot be sufficiently captured. Therefore, the diameter of the central portion is preferably about 1% or more of the lens outer diameter, and more preferably about 3% or more.

【0014】また、複合レンズの点光源側の面は平面と
することにより、さらに低コスト化できる。
Further, if the surface of the compound lens on the point light source side is a flat surface, the cost can be further reduced.

【0015】本発明の光出力装置は、発光ダイオードを
用いた投射光源でありながら発散角の十分小さい光束を
投射することができる。このため、ポインターに採用す
ることにより、スクリーン上での集光スポットが十分に
小さく、眼を損傷することのない、安全で性能の良いポ
インターを提供することができる。
The light output device of the present invention is a projection light source using a light emitting diode, but can project a light beam having a sufficiently small divergence angle. Therefore, when the pointer is used, a focused spot on the screen is sufficiently small, and it is possible to provide a safe and high-performance pointer that does not damage the eyes.

【0016】また、液晶プロジェクターなどの画像投影
装置においては、対角1インチ前後の液晶ライトバルブ
などの画像形成手段を照明するための光源として、発光
ダイオードを利用しようとする試みも行われている。こ
の場合、発光ダイオードの発光量が従来のバルブランプ
の発光量に比べて小さく、光の発散角も大きいという問
題があり、個々の発光ダイオードからの発散角が大きい
まま多数の発光ダイオードを寄せ集めて光源としても、
個々の発光ダイオードからの光を効率よく液晶ライトバ
ルブに伝達させることは容易ではない。さらに、液晶ラ
イトバルブから投射用のレンズシステムまで効率的に伝
達することも容易ではない。このため、発光ダイオード
を多数寄せ集めた光源を画像投影装置の光源として実用
化するのは容易ではないという問題があった。
In image projection apparatuses such as liquid crystal projectors, attempts have been made to use light emitting diodes as light sources for illuminating image forming means such as liquid crystal light valves having a diagonal of about 1 inch. . In this case, there is a problem that the light emission amount of the light emitting diodes is smaller than the light emission amount of the conventional bulb lamp and the divergence angle of light is large. As a light source,
It is not easy to efficiently transmit the light from each light emitting diode to the liquid crystal light valve. Further, it is not easy to efficiently transfer from the liquid crystal light valve to the lens system for projection. Therefore, there is a problem that it is not easy to put a light source, which is a collection of a large number of light emitting diodes, into practical use as a light source for an image projection apparatus.

【0017】これに対し、本発明の光出力装置は、発光
ダイオードを用いた投射光源でありながら発散角の十分
小さい光束を投射することができる。したがって、本発
明の光出力装置を画像投影装置に採用することにより、
上記の問題を解決することが可能となり、発光ダイオー
ドを用いて明るく鮮明な画像を投射できる画像投影装置
を提供できる。
On the other hand, the light output device of the present invention is a projection light source using a light emitting diode, but can project a light beam having a sufficiently small divergence angle. Therefore, by adopting the light output device of the present invention in the image projection device,
It becomes possible to solve the above problems, and it is possible to provide an image projection device capable of projecting a bright and clear image using a light emitting diode.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、本発明に
ついてさらに説明する。図4は、本発明にかかるポイン
ターを示している。本例のポインター60は、先端61
から細い光束(ビーム)62を出射し、スクリーン69
に光のポイント68を投射することができる。したがっ
て、プレゼンテーションなどにおいて説明個所を指し示
すためなどに用いられる。ポインター60は、細長い円
筒状のハウジング65を備えており、その外面にビーム
62を制御するスイッチ63が設けられている。ハウジ
ング65の内部には、ビーム62を出力する投射光源5
0と、電力源となるバッテリー(乾電池)64が収納さ
れている。さらに、ビーム62の出口には、不用な発散
光成分をカットするアパーチャ66が設けられている。
The present invention will be further described below with reference to the drawings. FIG. 4 shows a pointer according to the present invention. The pointer 60 of this example has a tip 61.
A thin light beam 62 is emitted from the screen 69
A point 68 of light can be projected on. Therefore, it is used to point to an explanation point in a presentation or the like. The pointer 60 has an elongated cylindrical housing 65, and a switch 63 for controlling the beam 62 is provided on the outer surface of the housing 60. Inside the housing 65, the projection light source 5 that outputs the beam 62
0 and a battery (dry cell) 64 as a power source are stored. Further, at the exit of the beam 62, an aperture 66 for cutting unnecessary divergent light components is provided.

【0019】図5に、投射光源50の概略構成を示して
ある。この投射光源は、本発明の光出力装置に該当する
ものであり、発光ダイオードユニット10と、その出射
側に配置された複合レンズ25とを備えている。発光ダ
イオードユニット10は、図1を参照しながら説明した
ものと同じであり、ほぼ中央に配置された発光ダイオー
ド12と、発光ダイオード12の後面(背面)に配置さ
れたコーン状の反射面14を備えた反射体13と、発光
ダイオード12に電力を供給する電極11とを有し、こ
れらが透明な樹脂17により覆われて一体となってい
る。そして、発光ダイオード12の前面の樹脂は先端
(前方)に凸となるように成型されており、この部分が
先端凸レンズ16、すなわち、第1のレンズ群21とし
て機能する。したがって、発散角の大きな光を出力する
微小光源である発光ダイオード12は点光源と見なすこ
とができ、その微小光源から出射されたAモードの光束
(直射光)およびBモードの光束(反射光)は、反射面
14の中心14aと発光ダイオード12とを結ぶ光軸1
9に沿って前方に出射され、先端凸レンズ16によりあ
る程度集光された状態で前方に配置された複合レンズ2
5に供給される。
FIG. 5 shows a schematic structure of the projection light source 50. This projection light source corresponds to the light output device of the present invention, and includes the light emitting diode unit 10 and the compound lens 25 arranged on the emitting side thereof. The light emitting diode unit 10 is the same as that described with reference to FIG. 1, and includes a light emitting diode 12 arranged substantially in the center and a cone-shaped reflecting surface 14 arranged on the rear surface (back surface) of the light emitting diode 12. It has a reflector 13 provided and an electrode 11 for supplying electric power to the light emitting diode 12, and these are covered with a transparent resin 17 to be integrated. The resin on the front surface of the light emitting diode 12 is molded so as to be convex at the tip (front), and this portion functions as the tip convex lens 16, that is, the first lens group 21. Therefore, the light emitting diode 12, which is a minute light source that outputs light with a large divergence angle, can be regarded as a point light source, and the A mode light beam (direct light) and the B mode light beam (reflected light) emitted from the minute light source. Is an optical axis 1 that connects the center 14a of the reflecting surface 14 and the light emitting diode 12.
A compound lens 2 which is emitted forward along 9 and is arranged in the front while being condensed to some extent by a convex lens 16 at the tip.
5 is supplied.

【0020】複合レンズ25は、発光ダイオードユニッ
ト10の先端から距離Lだけ前方のBモードの光束が光
軸19にほぼ集光される位置に配置されている。複合レ
ンズ25は、発光ダイオードユニット10に面した側
(後面)25aが平坦で、出射側、すなわち前面25b
が出射側に凸の面となり、全体としては平凸レンズの形
状である。しかしながら、光軸19が通過するレンズ2
0の中央部27は発光ダイオードユニット10の側に凸
となるように凹んでいる。このため、本例の複合レンズ
25は、周辺部26が出射側に凸で屈折力が正の凸レン
ズ領域となり、中央部27が発光ダイオードユニット1
0の側に凸で屈折力が負の凹レンズ領域となっており、
本発明の第2のレンズ群22としての機能を果たす。
The compound lens 25 is arranged at a position where a B-mode light beam forward by a distance L from the tip of the light emitting diode unit 10 is substantially focused on the optical axis 19. The compound lens 25 has a flat side (rear surface) 25a facing the light emitting diode unit 10, and an exit side, that is, a front surface 25b.
Becomes a convex surface on the exit side, and has a plano-convex lens shape as a whole. However, the lens 2 through which the optical axis 19 passes
The central portion 27 of 0 is recessed so as to be convex toward the light emitting diode unit 10. Therefore, in the compound lens 25 of this example, the peripheral portion 26 is a convex lens region having a convex surface on the emitting side and a positive refractive power, and the central portion 27 is the light emitting diode unit 1.
It is a concave lens region that is convex on the 0 side and has a negative refractive power,
It functions as the second lens group 22 of the present invention.

【0021】したがって、本例の光出力装置50におい
ては、チップ12の前面から放射されコーン状の反射面
14にはあたらず直に先端凸レンズ16で屈折されて前
方に投射されるAモードの光束は、複合レンズ25の凸
レンズ状の周辺部26によりさらに集光されて平行光束
となる。一方、チップ12の周囲から放射されコーン状
の反射面14で反射された後、先端凸レンズ16で屈折
されて前方に投射されるBモードの光束は、複合レンズ
25の凹レンズ状の中央部27により、光軸19に沿っ
た平行光束に変換される。このため、複合レンズ25か
らはAモードの成分と、Bモードの成分を含んだ、発散
角の小さな、ほぼ平行に近い光束55が出力される。し
たがって、放射状に光を出力する発光ダイオード12を
光源としながら、図4に示したポインター60から出射
される光束62として利用することができる程度の発散
角の小さな光束を得ることが可能となる。
Therefore, in the light output device 50 of this embodiment, the A-mode light beam emitted from the front surface of the chip 12 is not directly reflected by the cone-shaped reflecting surface 14 but is directly refracted by the front convex lens 16 and projected forward. Is further condensed by the convex lens-shaped peripheral portion 26 of the compound lens 25 to become a parallel light flux. On the other hand, the B-mode light beam emitted from the periphery of the chip 12 and reflected by the conical reflecting surface 14 and then refracted by the tip convex lens 16 and projected forward is caused by the concave lens-shaped central portion 27 of the compound lens 25. , Are converted into parallel light beams along the optical axis 19. Therefore, the compound lens 25 outputs a light flux 55 including the A-mode component and the B-mode component and having a small divergence angle and being almost parallel. Therefore, it is possible to obtain a light flux having a small divergence angle that can be used as the light flux 62 emitted from the pointer 60 shown in FIG. 4 while using the light emitting diode 12 that radially outputs light as a light source.

【0022】また、Aモードの光束のうち、光軸19に
沿って発光ダイオードユニット10から出射された光束
は、Bモードの光束と共に、複合レンズ25の中央部2
7に入射する。Aモードの光束のうち、光軸19の極め
て近傍の光束に対しては、複合レンズ25の中央部27
の負レンズの影響は少ない。しかしながら、その周辺の
光束は負レンズの作用により発散し、平行光束に集光す
ることが不可能になる。したがって、複合レンズ25を
Bモードの光束が光軸19に沿って集光する焦点位置近
傍に配置し、中央部27の径をできるだけ小さくするこ
とが望ましい。
Of the A-mode light flux, the light flux emitted from the light-emitting diode unit 10 along the optical axis 19 is, together with the B-mode light flux, the central portion 2 of the compound lens 25.
It is incident on 7. Of the A-mode light flux, a light flux that is very close to the optical axis 19 has a central portion 27 of the compound lens 25.
The negative lens has little effect. However, the light flux around it diverges due to the action of the negative lens, and it becomes impossible to focus it into a parallel light flux. Therefore, it is desirable to dispose the compound lens 25 in the vicinity of the focal position where the B-mode light beam is condensed along the optical axis 19 and make the diameter of the central portion 27 as small as possible.

【0023】たとえば、以下の第1のケースの条件の発
光ダイオードユニット(LED)10と複合レンズ25
とを組み合わせることにより、発散角が半角で1度以下
の光束55を出射する光出力装置50を構成することが
できる。 (第1のケース) LED10の径 5mm 先端凸レンズ16の形状 非球面 LED10の先端から複合レンズ25までの距離 5.5mm 複合レンズ25の外径 9.0mm 凸レンズ部26の焦点距離 24mm 凹レンズ部27の外径 1.5mm 凹レンズ部27の焦点距離 −1.3mm 有効発散角(半角) 1度以下 この第1のケースの光出力装置50から出力される光束
55の発散角は1度以下になるので、2m離れたスクリ
ーン69あるいはその他の壁面上に直径約7cmのスポ
ット68を投射できる。したがって、この光出力装置5
0を投射光源として採用し、さらに、不用光をカットす
るためのアパーチャ66を設置することにより、発光ダ
イオード12を光源としたポインター60を提供するこ
とができる。
For example, the light emitting diode unit (LED) 10 and the compound lens 25 under the conditions of the following first case.
By combining and, it is possible to configure the light output device 50 that emits the light flux 55 with a divergence angle of a half angle of 1 degree or less. (First Case) Diameter of LED 10 5 mm Shape of Tip Convex Lens 16 Distance from Tip of Aspherical LED 10 to Complex Lens 25 5.5 mm Outer Diameter of Complex Lens 25 9.0 mm Focal Length of Convex Lens Section 24 mm Concave Lens Section 27 Outer diameter 1.5 mm Focal length of concave lens portion -1.3 mm Effective divergence angle (half angle) 1 degree or less Since the divergence angle of the light beam 55 output from the light output device 50 of this first case is 1 degree or less, A spot 68 having a diameter of about 7 cm can be projected on the screen 69 or another wall surface 2 m away. Therefore, this light output device 5
It is possible to provide the pointer 60 using the light emitting diode 12 as a light source by adopting 0 as a projection light source and further installing an aperture 66 for cutting unnecessary light.

【0024】また、以下の第2のケースの条件の発光ダ
イオードユニット(LED)10と複合レンズ25とを
組み合わせることにより、発散角が半角で4度以下の光
束55を出射する光出力装置50を構成することができ
る。 (第2のケース) LED10の径 5mm 先端凸レンズ16の形状 非球面 LED10の先端から複合レンズ25までの距離 5.5mm 複合レンズ25の外径 7.0mm 凸レンズ部26の焦点距離 24mm 凹レンズ部27の外径 1.0mm 凹レンズ部27の焦点距離 −1.0mm 有効発散角(半角) 4度以下 この第2のケースの光出力装置50から出力される光束
55の発散角も4度以下と投射照明光源としては十分に
平行に近い光束となる。したがって、液晶プロジェクタ
ーなどの画像投影装置の光源として十分な性能を備えて
いる。
Further, by combining the light emitting diode unit (LED) 10 and the compound lens 25 under the condition of the second case below, a light output device 50 for emitting a light beam 55 having a divergence angle of a half angle of 4 degrees or less is obtained. Can be configured. (Second Case) Diameter of LED 10 5 mm Shape of Tip Convex Lens 16 Distance from Tip of Aspherical LED 10 to Complex Lens 25 5.5 mm Outer Diameter of Complex Lens 25 7.0 mm Focal Length of Convex Lens Section 24 mm Concave Lens Section 27 Outer diameter 1.0 mm Focal length of concave lens portion -1.0 mm Effective divergence angle (half angle) 4 degrees or less The divergence angle of the light beam 55 output from the light output device 50 of this second case is also 4 degrees or less and projection illumination. As a light source, the luminous flux is substantially parallel. Therefore, it has sufficient performance as a light source of an image projection device such as a liquid crystal projector.

【0025】図6に示した単板式のプロジェクター70
は、本例の光出力装置50を複数個アレイ状などに配置
して光量を確保した照明装置71と、照明装置71から
出力された光束を変調し画像を形成する液晶ライトバル
ブ72と、変調された光束をスクリーン79に投射する
レンズシステム73と、液晶ライトバルブ72をホスト
コンピュータからの画像データに基づき制御する制御装
置74とを備えている。
The single plate type projector 70 shown in FIG.
Is a lighting device 71 in which a plurality of light output devices 50 of this example are arranged in an array or the like to secure a light amount, a liquid crystal light valve 72 that modulates a light beam output from the lighting device 71 to form an image, and a modulation device. A lens system 73 for projecting the generated light flux onto a screen 79 and a control device 74 for controlling the liquid crystal light valve 72 based on image data from a host computer are provided.

【0026】本例の発散角の小さな光束を出力する光出
力装置50を採用することにより、複数の発光ダイオー
ドユニット10をアレイ状に並べて照明装置71を構成
したときに、照明装置71から出力される光束も発散角
が小さく、ほぼ平行に近い光束となる。したがって、発
光ダイオード12を光源として、発光量の大きな光束を
効率的に液晶ライトバルブ72に照射することができ
る。そして、照射する光束の発散角が小さいので、ライ
トバルブ72から出力される光束の発散角も小さく、効
率良く投射レンズ73に飲み込ませてスクリーン79に
照射することができる。したがって、発光ダイオード1
2を光源として明るく鮮明な画像をスクリーン79に投
射できるプロジェクターを提供することが可能となる。
単板式のプロジェクターに限らず、3板式のプロジェク
ターや、さらに反射式液晶素子であるLCoS、微小ミ
ラーを用いたDMDなどのライトバルブにおいても同様
である。
By adopting the light output device 50 for outputting a light beam with a small divergence angle of this example, when a plurality of light emitting diode units 10 are arranged in an array to form a lighting device 71, the light is output from the lighting device 71. The divergence angle of the luminous flux is small and the luminous flux is almost parallel. Therefore, it is possible to efficiently irradiate the liquid crystal light valve 72 with a light flux having a large light emission amount using the light emitting diode 12 as a light source. Further, since the divergence angle of the light flux to be applied is small, the divergence angle of the light flux output from the light valve 72 is also small, and the light can be swallowed efficiently by the projection lens 73 and applied to the screen 79. Therefore, the light emitting diode 1
It is possible to provide a projector that can project a bright and clear image on the screen 79 by using the light source 2 as the light source.
The same applies to not only a single-plate type projector but also a three-plate type projector, and further a light valve such as LCoS which is a reflective liquid crystal element and DMD using a micro mirror.

【0027】なお、上記の複合レンズ25の構成および
第1および第2のケースとして示した数値は例示にすぎ
ない。たとえば、上記では1枚の複合レンズ25により
第2のレンズ群22を構成しているが、複数枚のレンズ
により中央部27のパワーが負で周辺部26のパワーが
正のレンズシステムを構成することができる。しかしな
がら、上記のように複合レンズ25を採用することが経
済的であり、光源が発光ダイオードという単色光源の場
合は色消しも不要なので、単板の複合レンズを採用する
ことにより十分な光学的性能を得ることができる。ま
た、Aモードの光束のうち、複合レンズ25の中央部2
7に入射した光束は逆に発散角が大きくなるので、中央
部27の大きさは十分小さくすることが望ましく、上記
のケースでは、レンズ外径の約30%以下に収めるよう
にしている。中央部27のレンズ外径は小さいことが望
ましく、このため、レンズ外径の約20%以下であるこ
とがさらに好ましい。その一方、中央部27の径が小さ
すぎると、Bモードの光束を十分に取り込めなくなるの
で、レンズ外径の約1%以上、さらには約3%以上の範
囲とすることが望ましい。
The configuration of the compound lens 25 and the numerical values shown as the first and second cases are merely examples. For example, in the above description, one compound lens 25 constitutes the second lens group 22, but a plurality of lenses constitutes a lens system in which the central portion 27 has a negative power and the peripheral portion 26 has a positive power. be able to. However, it is economical to employ the compound lens 25 as described above, and when the light source is a monochromatic light source such as a light emitting diode, achromatization is not necessary. Therefore, by using the compound lens of a single plate, sufficient optical performance can be obtained. Can be obtained. Further, in the A-mode light flux, the central portion 2 of the compound lens 25
On the contrary, since the divergence angle of the light beam incident on 7 becomes large, it is desirable to make the size of the central portion 27 sufficiently small. In the above case, it is set to be about 30% or less of the lens outer diameter. It is desirable that the lens outer diameter of the central portion 27 be small, and therefore, it is more preferable that it is about 20% or less of the lens outer diameter. On the other hand, if the diameter of the central portion 27 is too small, the B-mode light flux cannot be sufficiently taken in. Therefore, it is desirable that the diameter is within the range of about 1% or more, and further about 3% or more of the lens outer diameter.

【0028】また、本例の複合レンズ25は発光ダイオ
ードユニット10の側の面(後面)25aは平面で構成
しているが、後面25aに凸および凹の周辺部26およ
び/または中央部27を備えた複合レンズを採用するこ
とも可能である。しかしながら、Aモードの光束をでき
るだけ効率良く前方投射するためには複合レンズ25の
位置はできるだけ発光ダイオードユニット10に近いほ
うが良く、さらに、中央部27の凹面のサイズはできる
だけ小さいほうがよい。一方、近すぎる場合は、Bモー
ドの光束の断面が十分に小さく絞り切れていないので、
Bモードの光束の中央部27への入射効率を高めるため
に中央部27の凹面の面積を大きくしなければならず、
これはAモードの光束にとっては周辺部26の面積が小
さくなることを意味し、効率の低下を招く。したがっ
て、複合レンズの位置および形状としては、Bモードの
光束が最も良く集光される位置に複合レンズの中央部2
7の凹面が配置されるようにして、図5に示すように、
その中央部27が発光ダイオードユニット10と反対側
に位置するように配置することが望ましい。
Further, in the compound lens 25 of this example, the surface (rear surface) 25a on the side of the light emitting diode unit 10 is constituted by a flat surface, but the rear surface 25a has a convex and concave peripheral portion 26 and / or a central portion 27. It is also possible to employ a compound lens provided. However, in order to project the A-mode light flux forward as efficiently as possible, the position of the compound lens 25 should be as close to the light emitting diode unit 10 as possible, and the size of the concave surface of the central portion 27 should be as small as possible. On the other hand, when the distance is too close, the cross section of the B-mode light beam is sufficiently small and is not completely stopped.
In order to increase the incidence efficiency of the B-mode light beam on the central portion 27, the area of the concave surface of the central portion 27 must be increased,
This means that the area of the peripheral portion 26 becomes small for the A-mode light flux, which causes a reduction in efficiency. Therefore, as the position and shape of the compound lens, the central portion 2 of the compound lens is located at the position where the B-mode light beam is best condensed.
As shown in FIG. 5, the concave surfaces of 7 are arranged.
It is desirable to arrange the central portion 27 so as to be located on the side opposite to the light emitting diode unit 10.

【0029】さらに、複合レンズ25の中央部27は屈
折力がゼロ、すなわち、焦点距離が無限大となるように
平面で構成することも可能である。その一例を図7に示
してある。この光出力装置50は、発光ダイオード12
と、発光ダイオード12の後面(背面)に配置されたコ
ーン状の反射面14を備えた反射体13と、発光ダイオ
ード12の前方に配置された第1のレンズ群21と、さ
らにその前方に配置された第2のレンズ群22を備えて
いる。第1のレンズ群21は、凸レンズ23の一枚構成
であり、Bモードの光束、すなわち、コーン状の反射面
で反射された光束を光軸19に沿って平行化する程度の
パワーを備えている。第2のレンズ群22も一枚の複合
レンズ25で構成されており、周辺部26は凸レンズ領
域であり第1のレンズ23で若干集光されたAモードの
光束を平行光束化する程度のパワーを備えている。これ
に対し、複合レンズ25の中央部27は光軸19に対し
て垂直な面で構成されておりパワーがなく、第1のレン
ズ23で平行化されたBモードの光束をそのまま通過さ
せるようになっている。
Further, the central portion 27 of the compound lens 25 can be constructed by a plane so that the refracting power is zero, that is, the focal length is infinite. An example thereof is shown in FIG. This light output device 50 includes a light emitting diode 12
A reflector 13 having a cone-shaped reflecting surface 14 arranged on the rear surface (back surface) of the light emitting diode 12, a first lens group 21 arranged in front of the light emitting diode 12, and further arranged in front of it. The second lens group 22 is provided. The first lens group 21 is composed of a single convex lens 23, and has a power for collimating a B-mode light beam, that is, a light beam reflected by a cone-shaped reflecting surface along the optical axis 19. There is. The second lens group 22 is also composed of a single compound lens 25, and the peripheral portion 26 is a convex lens area, and has a power for converting the A-mode light beam slightly condensed by the first lens 23 into a parallel light beam. Is equipped with. On the other hand, the central portion 27 of the compound lens 25 is composed of a surface perpendicular to the optical axis 19, has no power, and allows the B-mode light beam collimated by the first lens 23 to pass therethrough as it is. Has become.

【0030】したがって、この光出力装置50から出射
される光束55も、AモードおよびBモードの光束を含
み、さらに発散角の小さなものとなる。このため、上記
において説明した光出力装置と同様に、ポインター60
やプロジェクター70の光源として採用するのに適して
いる。
Therefore, the light beam 55 emitted from the light output device 50 also contains the A mode light beam and the B mode light beam and has a small divergence angle. Therefore, like the light output device described above, the pointer 60
It is suitable to be used as a light source of the projector 70.

【0031】さらに、以上では、発光ダイオードを点光
源とする光出力装置について説明しているが、光出力装
置が採用される光学系において光源が点光源として捉え
うるのであれば、点光源としてハロゲンランプなどの他
の拡散型の光源を採用した装置にも本発明を適用するこ
とができる。そして、反射板として構造の簡単なコーン
型を用いて、発散角が小さく、光量の大きな光束を出力
することが可能な光出力装置を提供できる。
Further, although the light output device using the light emitting diode as the point light source has been described above, if the light source can be regarded as the point light source in the optical system in which the light output device is adopted, the halogen light source is used as the point light source. The present invention can also be applied to a device that employs another diffused light source such as a lamp. Then, it is possible to provide a light output device capable of outputting a light beam having a small divergence angle and a large light amount, by using a cone type having a simple structure as the reflecting plate.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の光出力
装置は、発散角の大きな光を出射する点光源を用い、そ
の点光源から出力されるモードの異なる複数の光束をさ
らに束ねて発散角が小さく、ほぼ平行に近い光束を出力
することができる。したがって、半導体レーザのように
発散角が小さな発光素子の代わりに発光ダイオードのよ
うな本来発散角の大きな微小な光源である発光素子を光
源として発散角の小さな光束を供給する光出力装置を提
供できる。このため、眼に損傷を与える可能性のない小
さなポインターや、低消費電力型のプロジェクターの光
源などとして、多くの分野に適用できる光出力装置を本
発明により提供することが可能となる。
As described above, the light output device of the present invention uses a point light source that emits light having a large divergence angle, and further bundles a plurality of light beams of different modes output from the point light source. The divergence angle is small, and it is possible to output a nearly parallel light beam. Therefore, it is possible to provide a light output device that supplies a light flux with a small divergence angle using a light emitting element, which is a small light source with a large divergence angle, as a light source, instead of a light emitting element with a small divergence angle like a semiconductor laser. . Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a light output device applicable to many fields such as a small pointer that does not damage the eyes and a light source of a low power consumption type projector.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】発光ダイオードユニットから出力される幾つか
のモードの光束を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing luminous fluxes of several modes output from a light emitting diode unit.

【図2】図1に示す発光ダイオードユニットの前方に凸
レンズをセットした例である。
FIG. 2 is an example in which a convex lens is set in front of the light emitting diode unit shown in FIG.

【図3】図1に示す発光ダイオードユニットの前方に凹
レンズをセットした例である。
FIG. 3 is an example in which a concave lens is set in front of the light emitting diode unit shown in FIG.

【図4】本発明のポインターの概略構成を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a pointer of the present invention.

【図5】本発明の光出力装置の概要を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an outline of a light output device of the present invention.

【図6】本発明のプロジェクターの概略構成を示す図で
ある。
FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a projector of the invention.

【図7】本発明の光出力装置の異なる例を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing another example of the light output device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 発光ダイオード光源 12 発光ダイオード(チップ) 14 コーン状の反射鏡 16 先端凸レンズ 21 第1のレンズ群 22 第2のレンズ群 25 複合レンズ 26 レンズの周辺部(凸レンズ領域) 27 レンズの中央部(凹レンズ領域) 50 光出力装置 60 ポインター 70 プロジェクター 10 Light emitting diode light source 12 Light emitting diode (chip) 14 cone-shaped reflector 16 Tip convex lens 21 First lens group 22 Second lens group 25 compound lens 26 Lens periphery (convex lens area) 27 Center of lens (concave lens area) 50 light output device 60 pointer 70 Projector

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 33/00 H01L 33/00 M Fターム(参考) 2H087 KA06 LA24 RA01 RA45 TA01 TA03 5F041 AA06 DA12 DA18 DA26 DA43 DA55 DA57 DA77 EE12 EE16 FF11 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01L 33/00 H01L 33/00 MF term (reference) 2H087 KA06 LA24 RA01 RA45 TA01 TA03 5F041 AA06 DA12 DA18 DA26 DA43 DA55 DA57 DA77 EE12 EE16 FF11

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 点光源と、 この点光源の後面にコーン状の反射面を形成する反射体
と、 前記反射面の中心と前記点光源とを結ぶ光軸に沿って前
記点光源の前方に配置された正の屈折力の第1のレンズ
群と、 前記反射面から出射され、前記第1のレンズ群を透過し
た反射光束が前記光軸近傍に集光される近傍に配置され
た第2のレンズ群とを有し、 この第2のレンズ群は前記光軸近傍の屈折力が負または
ゼロで、周辺の屈折力が正である、光出力装置。
1. A point light source, a reflector that forms a cone-shaped reflecting surface on the rear surface of the point light source, and a point in front of the point light source along an optical axis connecting the center of the reflecting surface and the point light source. The first lens group having a positive refractive power, which is arranged, and the second lens group, which is emitted from the reflecting surface and is reflected by the first lens group and which is transmitted through the first lens group, is condensed in the vicinity of the optical axis. The second lens group has a negative or zero refractive power in the vicinity of the optical axis and a positive peripheral refractive power.
【請求項2】 請求項1において、前記点光源となる発
光ダイオードと、前記反射体と、前記第1のレンズ群と
して機能する先端レンズ部とがユニット化された発光ダ
イオードユニットとを備えている光出力装置。
2. The light emitting diode unit according to claim 1, comprising a light emitting diode serving as the point light source, the reflector, and a tip lens portion functioning as the first lens group. Light output device.
【請求項3】 請求項1において、前記第2のレンズ群
は、屈折力が負またはゼロの中央部と、屈折率が正の周
辺部とを具備する複合レンズを備えている光出力装置。
3. The light output device according to claim 1, wherein the second lens group includes a compound lens having a central portion having a negative or zero refractive power and a peripheral portion having a positive refractive index.
【請求項4】 請求項3において、前記中央部の径は、
前記複合レンズの外径の1%から30%程度である光出
力装置。
4. The diameter of the central portion according to claim 3,
A light output device having an outer diameter of about 1% to 30% of the compound lens.
【請求項5】 請求項3において、前記複合レンズの前
記点光源側の面は平面である光出力装置。
5. The light output device according to claim 3, wherein the surface of the compound lens on the side of the point light source is a flat surface.
【請求項6】 点光源と、 この点光源の後面にコーン状の反射面を形成する反射体
と、 前記反射面の中心と前記点光源とを結ぶ光軸に沿って前
記点光源の前方に配置され、前記反射面から出射された
反射光束をほぼ平行光束にする正の屈折力の第1のレン
ズ群と、 この第1のレンズ群の前方に配置され、前記光軸近傍の
屈折力がなく、周辺の屈折力が正である第2のレンズ群
とを有する光出力装置。
6. A point light source, a reflector that forms a cone-shaped reflecting surface on the rear surface of the point light source, and in front of the point light source along an optical axis connecting the center of the reflecting surface and the point light source. A first lens group having a positive refracting power, which is arranged to make a reflected light beam emitted from the reflecting surface into a substantially parallel light beam; and a first lens group arranged in front of the first lens group and having a refracting power in the vicinity of the optical axis. And a second lens group whose peripheral refractive power is positive.
【請求項7】 請求項6において、前記点光源は発光ダ
イオードである光出力装置。
7. The light output device according to claim 6, wherein the point light source is a light emitting diode.
【請求項8】 請求項2または7に記載の光出力装置を
有し、この光出力装置から出射された光束で一点を指示
することができるポインター。
8. A pointer having the light output device according to claim 2 or 7, and being capable of pointing to a single point with a light beam emitted from the light output device.
【請求項9】 請求項1または6に記載の光出力装置
と、この光出力装置から出力された光束を変調する画像
形成手段と、変調された光束をスクリーンに投射するレ
ンズシステムとを有する画像投影装置。
9. An image including the light output device according to claim 1 or 6, an image forming unit that modulates a light beam output from the light output device, and a lens system that projects the modulated light beam onto a screen. Projection device.
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