JP2008107521A - Light source device, illuminating device and image display device - Google Patents

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Takashi Takeda
高司 武田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light source device capable of reducing speckle and supplying high-quality coherent light. <P>SOLUTION: The light source device is equipped with: a light source part 11 supplying light which is the coherent light and which includes a first polarized light component having a first vibration direction; a polarizing beam splitter 12 which is a polarized light separation part transmitting the light of the first polarized light component and reflecting the light of a second polarized light component having a second vibrating direction nearly orthogonal to the first vibrating direction, thereby separating the first polarized light component and the second polarized light component; and a first mirror 13, a second mirror 14 and a third mirror 15 which are reflection parts provided in the optical path of light from the polarized light separation part and reflecting the light from the polarized light separation part, thereby making it incident on the polarized light separation part. The reflection parts make an optical path difference between the light transmitted through the polarized light separation part out of the light made incident on the polarized light separation part from the reflection parts and the light transmitted through the polarized light separation part out of the light reflected by the polarized light separation part and further made incident on the polarized light separation part through the reflection parts. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、光源装置、照明装置及び画像表示装置、特に、画像表示装置に用いられる光源装置の技術に関する。   The present invention relates to a light source device, an illumination device, and an image display device, and more particularly to a technology of a light source device used for an image display device.

コヒーレント光であるレーザ光を拡散面に照射させると、明点及び暗点がランダムに分布するスペックルパターンと呼ばれる干渉模様が現れることがある。スペックルパターンは、拡散面の各点で拡散した光同士がランダムに干渉し合うことにより発生する。画像を表示する際にスペックルパターンが認識されると、ぎらぎらとするちらつき感を観察者へ与えるため、画像観賞へ悪影響を及ぼすこととなる。また、画像表示装置に用いられる液晶表示装置は、入射光の偏光状態を変換することで変調を行う。液晶表示装置を用いる場合、光源部からの光を特定の振動方向の直線偏光に変換して供給することで、光源部からの光を効率良く利用できる。スペックルを低減し、かつ特定の振動方向の直線偏光を効率良く供給するために、例えば特許文献1には、光ファイバと偏光ビームスプリッタとを組み合わせて用いる技術が提案されている。   When a laser beam, which is coherent light, is irradiated onto a diffusion surface, an interference pattern called a speckle pattern in which bright spots and dark spots are randomly distributed may appear. The speckle pattern is generated when light diffused at each point on the diffusion surface interferes randomly. When a speckle pattern is recognized when an image is displayed, a glimmering flickering feeling is given to the observer, which adversely affects image viewing. In addition, a liquid crystal display device used for an image display device performs modulation by converting a polarization state of incident light. When a liquid crystal display device is used, the light from the light source unit can be efficiently used by converting the light from the light source unit into linearly polarized light having a specific vibration direction and supplying the converted light. In order to reduce speckles and efficiently supply linearly polarized light in a specific vibration direction, for example, Patent Document 1 proposes a technique using a combination of an optical fiber and a polarizing beam splitter.

特開2000−89160号公報JP 2000-89160 A

特許文献1の技術によると、偏光ビームスプリッタを経て光ファイバへ入射した光は、光ファイバを伝播した後再度偏光ビームスプリッタへ入射する。光ファイバ内において反射を繰り返しながら光を伝播させることで、互いに異なる光路長を経た光を出射させることができる。互いに異なる光路長を経た光を出射させることでスペックルの低減を図れる。また、光ファイバからの光を偏光ビームスプリッタへ入射させることで、特定の振動方向の直線偏光を供給することが可能となる。光ファイバ内においてレーザ光の反射を繰り返させると、レーザ光の波面を乱雑にさせてしまう。光ファイバへ光を入射させるときに略一点に集光されたレーザ光は、光ファイバ内を伝播することにより光ファイバの断面全体に広げられることとなる。ある面積を持った面から光が出射される場合、略一点から光が出射される場合よりも、照明光学系等により光を平行化させる際の平行度が低下してしまう。光の平行度が低下するほど照明対象へ効率良く照明光を供給することが困難となる。特に、光ファイバ内において光を伝播させる回数が多くなるほどスペックルを効果的に低減できる一方、レーザ光の品質の低下が著しくなるため問題である。本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、スペックルを低減でき、かつ高品質なコヒーレント光を供給するための光源装置、照明装置、及び画像表示装置を提供することを目的とする。   According to the technique of Patent Document 1, the light that has entered the optical fiber via the polarizing beam splitter propagates through the optical fiber and then enters the polarizing beam splitter again. By propagating light while repeating reflection in the optical fiber, it is possible to emit light having different optical path lengths. Speckle can be reduced by emitting light having different optical path lengths. Further, by making the light from the optical fiber enter the polarization beam splitter, it becomes possible to supply linearly polarized light in a specific vibration direction. If the reflection of the laser beam is repeated in the optical fiber, the wavefront of the laser beam will be messy. When the light is incident on the optical fiber, the laser light condensed at substantially one point is spread over the entire cross section of the optical fiber by propagating through the optical fiber. When light is emitted from a surface having a certain area, the parallelism when the light is collimated by an illumination optical system or the like is lower than when light is emitted from substantially one point. As the parallelism of light decreases, it becomes difficult to efficiently supply illumination light to the illumination target. In particular, speckle can be effectively reduced as the number of times light is propagated in the optical fiber, while the quality of laser light is significantly deteriorated. The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a light source device, an illumination device, and an image display device that can reduce speckles and supply high-quality coherent light. To do.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、コヒーレント光であって、第1の振動方向を有する第1偏光成分を含む光を供給する光源部と、第1偏光成分の光を透過させ、第1の振動方向に略直交する第2の振動方向を有する第2偏光成分の光を反射させることで、第1偏光成分と第2偏光成分とを分離させる偏光分離部と、偏光分離部からの光の光路中に設けられ、偏光分離部からの光を反射させることにより偏光分離部へ入射させる反射部と、を有し、反射部は、反射部から偏光分離部へ入射した光のうち偏光分離部を透過した光と、偏光分離部で反射しさらに反射部を経て偏光分離部へ入射した光のうち偏光分離部を透過した光との間で光路差を生じさせることを特徴とする光源装置を提供することができる。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, according to the present invention, a light source unit that supplies coherent light including light having a first polarization component having a first vibration direction, and first polarization Polarization separation that separates the first polarization component and the second polarization component by transmitting the component light and reflecting the light of the second polarization component having the second vibration direction substantially orthogonal to the first vibration direction And a reflection unit that is provided in the optical path of the light from the polarization separation unit and is incident on the polarization separation unit by reflecting the light from the polarization separation unit, and the reflection unit separates the polarization from the reflection unit. The light path difference between the light that has passed through the polarization splitting unit and the light that has been reflected by the polarization splitting unit and has entered the polarization splitting unit through the reflecting unit is transmitted through the polarization splitting unit. It is possible to provide a light source device that is characterized by being generated.

反射部から偏光分離部へ入射した第1偏光成分の光は、偏光分離部を透過する。反射部から偏光分離部へ入射した第2偏光成分の光は、偏光分離部で反射し反射部の方向へ進行する。そして反射部から偏光分離部へ再び入射した光のうち第1偏光成分の光は、偏光分離部を透過する。偏光分離部で反射した第2偏光成分の光は、さらに上述の循環を繰り返す。互いに異なる光路長を経た光を出射させることでスペックルの低減を図れる。偏光分離部を用いることにより、特定の振動方向の直線偏光である第1偏光成分の光を出射させることができる。偏光分離部からの光の光路中に設けられた反射部を用いることで波面の乱れを少なくでき、高品質なコヒーレント光を供給することが可能となる。これにより、スペックルを低減でき、かつ高品質なコヒーレント光を供給するための光源装置を得られる。   The light of the first polarization component incident on the polarization separation unit from the reflection unit is transmitted through the polarization separation unit. The light of the second polarization component that has entered the polarization separation unit from the reflection unit is reflected by the polarization separation unit and travels in the direction of the reflection unit. And the light of the 1st polarization component among the light which entered the polarization separation part again from the reflection part permeate | transmits a polarization separation part. The light of the second polarization component reflected by the polarization separation unit further repeats the above circulation. Speckle can be reduced by emitting light having different optical path lengths. By using the polarization separation unit, it is possible to emit light of the first polarization component that is linearly polarized light in a specific vibration direction. By using the reflection unit provided in the optical path of the light from the polarization separation unit, the disturbance of the wavefront can be reduced, and high-quality coherent light can be supplied. Thereby, a speckle can be reduced and the light source device for supplying high quality coherent light can be obtained.

また、本発明の好ましい態様としては、反射部は、偏光分離部で反射しさらに反射部を経て偏光分離部へ入射するまでの光路長が、コヒーレント光が持つコヒーレント長と同等又はそれ以上となるように配置されることが望ましい。かかる構成により、偏光分離部を透過した光と、偏光分離部で反射しさらに反射部を経た後偏光分離部を透過した光との間で、コヒーレント長と同等又はそれ以上に相当する光路差を生じさせる。これにより、効果的にスペックルを低減することができる。   Further, as a preferred aspect of the present invention, the reflection part reflects at the polarization separation part, and further passes through the reflection part and enters the polarization separation part, so that the optical path length is equal to or longer than the coherent length of the coherent light. It is desirable to be arranged as follows. With this configuration, there is an optical path difference equivalent to or greater than the coherent length between the light transmitted through the polarization separation unit and the light reflected by the polarization separation unit, further passing through the reflection unit, and then transmitted through the polarization separation unit. Cause it to occur. Thereby, speckle can be reduced effectively.

また、本発明の好ましい態様としては、反射部は、反射部から偏光分離部へ入射した光のうち偏光分離部を透過した光の光路と、偏光分離部で反射しさらに反射部を経て偏光分離部へ入射した光のうち偏光分離部を透過した光の光路とを略一致させることが望ましい。これにより、光の広がりが少ない高品質なコヒーレント光を供給することができる。光の広がりを少なくできるため、反射部、偏光分離部を小型にすることもできる。   Further, as a preferred aspect of the present invention, the reflection unit includes an optical path of light that has been transmitted from the reflection unit to the polarization separation unit and transmitted through the polarization separation unit, and is reflected by the polarization separation unit and further separated through the reflection unit. It is desirable that the light path of the light incident on the part and transmitted through the polarization separation part is substantially matched. As a result, high-quality coherent light with little spread of light can be supplied. Since the spread of light can be reduced, the reflecting part and the polarization separating part can be made small.

また、本発明の好ましい態様としては、反射部は、偏光分離部からの光を反射させる第1反射部と、第1反射部からの光を反射させる第2反射部と、第2反射部からの光を反射させる第3反射部と、を有することが望ましい。これにより、偏光分離部からの光を反射させることにより偏光分離部へ入射させることができる。また、第1反射部、第2反射部、第3反射部、偏光分離部の位置及び傾きを調整することで、偏光分離部を透過した光の光路を略一致させることができる。   Moreover, as a preferable aspect of the present invention, the reflection unit includes a first reflection unit that reflects light from the polarization separation unit, a second reflection unit that reflects light from the first reflection unit, and a second reflection unit. It is desirable to have the 3rd reflection part which reflects the light of. Thereby, it can be made to inject into a polarization separation part by reflecting the light from a polarization separation part. In addition, by adjusting the positions and inclinations of the first reflection unit, the second reflection unit, the third reflection unit, and the polarization separation unit, the optical paths of the light transmitted through the polarization separation unit can be made substantially coincident.

また、本発明の好ましい態様としては、偏光分離部からの光の光路中に設けられ、偏光分離部からの光の偏光状態を変化させる偏光素子を有することが望ましい。偏光分離部は、直線偏光を出射させる。偏光素子により光の偏光状態を適宜変化させることにより、偏光分離部から反射部へ多くの光を循環させることが可能となる。偏光分離部から反射部へ循環させる光を多くするほど、互いに異なる光路差を経た光を多く出射させることが可能となる。これにより、効果的にスペックルを低減できる。   Moreover, as a preferable aspect of the present invention, it is desirable to have a polarizing element that is provided in the optical path of the light from the polarization separation unit and changes the polarization state of the light from the polarization separation unit. The polarization separation unit emits linearly polarized light. By appropriately changing the polarization state of the light by the polarizing element, it becomes possible to circulate a lot of light from the polarization separation unit to the reflection unit. The more light that is circulated from the polarization separation unit to the reflection unit, the more light that has passed through different optical path differences can be emitted. Thereby, speckle can be reduced effectively.

また、本発明の好ましい態様としては、偏光素子は、波長板を備えることが望ましい。波長板を用いて位相差を与えることにより、光の偏光状態を変化させることができる。   Moreover, as a preferable aspect of the present invention, it is desirable that the polarizing element includes a wave plate. By applying a phase difference using a wave plate, the polarization state of light can be changed.

また、本発明の好ましい態様としては、反射部は、ミラーを備えることが望ましい。これにより、簡易な構成により偏光分離部からの光を反射させることができる。   Moreover, as a preferable aspect of the present invention, it is desirable that the reflecting portion includes a mirror. Thereby, the light from the polarization separation unit can be reflected with a simple configuration.

また、本発明の好ましい態様としては、反射部は、プリズムを備えることが望ましい。これにより、偏光分離部からの光を反射させることができる。また、プリズムの全反射を用いる場合には光の損失を低減できる。   Moreover, as a preferable aspect of the present invention, it is desirable that the reflecting portion includes a prism. Thereby, the light from a polarization separation part can be reflected. Further, when total reflection of the prism is used, light loss can be reduced.

また、本発明の好ましい態様としては、光源部からの光を透過させる光学素子を有し、偏光分離部及び反射部は、光学素子に形成されることが望ましい。これにより、偏光分離部及び反射部を経ることによる光の損失を低減できる。さらに、光学素子の形成と引き換えに、偏光分離部及び反射部の精緻な位置調整を不要にできることから、光源装置の製造を容易にできる。   Moreover, as a preferable aspect of the present invention, it is desirable to have an optical element that transmits light from the light source unit, and the polarization separation unit and the reflection unit are preferably formed in the optical element. Thereby, it is possible to reduce the loss of light due to passing through the polarization separation unit and the reflection unit. Further, since the precise position adjustment of the polarization separation unit and the reflection unit can be eliminated in exchange for the formation of the optical element, the light source device can be easily manufactured.

また、本発明の好ましい態様としては、光学素子の屈折率より小さい屈折率を持つ低屈折率層を有することが望ましい。低屈折率層は、反射部同士、又は反射部と偏光分離部との間を進行する光を全反射させることで、所望の方向へ光を導く。これにより、偏光分離部及び反射部を経ることによる光の損失を低減できる。   Moreover, as a preferable aspect of the present invention, it is desirable to have a low refractive index layer having a refractive index smaller than that of the optical element. The low refractive index layer guides light in a desired direction by totally reflecting light traveling between the reflecting portions or between the reflecting portion and the polarization separating portion. Thereby, it is possible to reduce the loss of light due to passing through the polarization separation unit and the reflection unit.

さらに、本発明によれば、上記の光源装置と、光源装置からの光束の強度分布を均一化させる均一化光学系と、を有することを特徴とする照明装置を提供することができる。上記の光源装置を備えることにより、スペックルを低減でき、かつ高品質なコヒーレント光を供給することができる。これにより、スペックルを低減でき、かつ高品質なコヒーレント光を供給するための照明装置を得られる。   Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide an illuminating device including the light source device described above and a uniformizing optical system that makes the intensity distribution of the light flux from the light source device uniform. By providing the light source device described above, speckle can be reduced and high-quality coherent light can be supplied. Thereby, the speckle can be reduced and the illuminating device for supplying high quality coherent light can be obtained.

さらに、本発明によれば、上記の光源装置からの光を用いて画像を表示することを特徴とする画像表示装置を提供することができる。上記の光源装置を備えることにより、スペックルを低減でき、かつ高品質なコヒーレント光を供給することができる。これにより、スペックルの低減により高品質で明るい画像を表示可能な画像表示装置を得られる。   Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide an image display device that displays an image using light from the light source device. By providing the light source device described above, speckle can be reduced and high-quality coherent light can be supplied. Thereby, an image display apparatus capable of displaying a high-quality and bright image by reducing speckles can be obtained.

以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。   Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施例1に係る光源装置10の概略構成を示す。光源装置10は、光源部11を有する。光源部11は、コヒーレント光であるレーザ光を供給する。光源部11により供給されるレーザ光は、例えばp偏光である。p偏光は、第1の振動方向を有する第1偏光成分の光である。光源部11としては、半導体レーザ、半導体レーザ励起固体(Diode Pumped Solid State、DPSS)レーザや、固体レーザ、液体レーザ、ガスレーザ等を用いることができる。光源部11は、レーザ光の波長を変換する波長変換素子、例えば、第二高調波発生(Second−Harmonic Generation、SHG)素子を用いても良い。   FIG. 1 shows a schematic configuration of a light source device 10 according to Embodiment 1 of the present invention. The light source device 10 includes a light source unit 11. The light source unit 11 supplies laser light that is coherent light. The laser beam supplied from the light source unit 11 is, for example, p-polarized light. The p-polarized light is light of the first polarization component having the first vibration direction. As the light source unit 11, a semiconductor laser, a semiconductor laser pumped solid state (DPSS) laser, a solid laser, a liquid laser, a gas laser, or the like can be used. The light source unit 11 may use a wavelength conversion element that converts the wavelength of the laser light, for example, a second-harmonic generation (SHG) element.

偏光ビームスプリッタ12は、光源部11からのレーザ光が入射する位置に設けられている。偏光ビームスプリッタ12は、p偏光を透過させ、s偏光を反射させることで、p偏光成分とs偏光成分とを分離させる偏光分離部である。s偏光は、第1の振動方向に略直交する第2の振動方向を有する第2偏光成分の光である。偏光ビームスプリッタ12は、例えば、ガラス等の平行平板に誘電体多層膜をコーティングすることにより構成されている。偏光ビームスプリッタ12は、光源部11からの入射光、及び第3ミラー15からの入射光のいずれに対しても略45度の角度をなすように傾けて配置されている。偏光ビームスプリッタ12は、誘電体多層膜に代えて、ワイヤグリッドを用いても良い。   The polarization beam splitter 12 is provided at a position where the laser light from the light source unit 11 enters. The polarization beam splitter 12 is a polarization separation unit that separates the p-polarized component and the s-polarized component by transmitting the p-polarized light and reflecting the s-polarized light. The s-polarized light is light of a second polarization component having a second vibration direction that is substantially orthogonal to the first vibration direction. The polarization beam splitter 12 is configured, for example, by coating a parallel flat plate such as glass with a dielectric multilayer film. The polarization beam splitter 12 is disposed so as to be inclined at an angle of approximately 45 degrees with respect to both the incident light from the light source unit 11 and the incident light from the third mirror 15. The polarization beam splitter 12 may use a wire grid instead of the dielectric multilayer film.

第1ミラー13、第2ミラー14、第3ミラー15は、偏光ビームスプリッタ12からの光の光路中に設けられている。第1ミラー13、第2ミラー14、第3ミラー15は、偏光ビームスプリッタ12からの光を反射させることにより偏光ビームスプリッタ12へ入射させる反射部である。第1ミラー13は、偏光ビームスプリッタ12を透過した光源部11からのレーザ光が入射する位置に設けられている。第1ミラー13は、偏光ビームスプリッタ12からの光を反射させるミラーであって、第1反射部である。   The first mirror 13, the second mirror 14, and the third mirror 15 are provided in the optical path of the light from the polarization beam splitter 12. The first mirror 13, the second mirror 14, and the third mirror 15 are reflecting portions that enter the polarizing beam splitter 12 by reflecting light from the polarizing beam splitter 12. The first mirror 13 is provided at a position where the laser light from the light source unit 11 transmitted through the polarization beam splitter 12 enters. The first mirror 13 is a mirror that reflects the light from the polarization beam splitter 12 and is a first reflection unit.

第2ミラー14は、第1ミラー13で反射した光が入射する位置に設けられている。第2ミラー14は、第1ミラー13からの光を反射させるミラーであって、第2反射部である。第3ミラー15は、第2ミラー14で反射した光が入射する位置に設けられている。第3ミラー15は、第2ミラー14からの光を偏光ビームスプリッタ12の方向へ反射させるミラーであって、第3反射部である。第1ミラー13、第2ミラー14、第3ミラー15は、反射により入射光を略90度折り曲げる。   The second mirror 14 is provided at a position where the light reflected by the first mirror 13 enters. The second mirror 14 is a mirror that reflects the light from the first mirror 13 and is a second reflecting portion. The third mirror 15 is provided at a position where the light reflected by the second mirror 14 enters. The third mirror 15 is a mirror that reflects the light from the second mirror 14 in the direction of the polarization beam splitter 12, and is a third reflection unit. The first mirror 13, the second mirror 14, and the third mirror 15 bend incident light by 90 degrees by reflection.

第1ミラー13、第2ミラー14、第3ミラー15は、平行平板に高反射性部材、例えば金属膜や誘電体多層膜をコーティングすることにより構成されている。ミラー13、14、15を用いることで、簡易な構成により偏光ビームスプリッタ12からの光を反射させることができる。第1ミラー13、第2ミラー14、第3ミラー15は、いずれも、光源部11からのレーザ光が持つ波長に対して高い反射率、例えば100%に近い反射率であるような反射特性とすることが望ましい。これにより、第1ミラー13、第2ミラー14、第3ミラー15での反射による光の損失を低減することができる。偏光ビームスプリッタ12及び第1ミラー13、第3ミラー15及び第2ミラー14は、いずれも同じ間隔d1で配置されている。偏光ビームスプリッタ12及び第3ミラー15、第1ミラー13及び第2ミラー14は、いずれも同じ間隔d2で配置されている。なお、間隔d1及びd2の大小関係は任意である。   The first mirror 13, the second mirror 14, and the third mirror 15 are configured by coating parallel flat plates with a highly reflective member, such as a metal film or a dielectric multilayer film. By using the mirrors 13, 14, and 15, the light from the polarization beam splitter 12 can be reflected with a simple configuration. Each of the first mirror 13, the second mirror 14, and the third mirror 15 has a reflection characteristic that has a high reflectance with respect to the wavelength of the laser light from the light source unit 11, for example, a reflectance close to 100%. It is desirable to do. Thereby, the loss of light due to the reflection at the first mirror 13, the second mirror 14, and the third mirror 15 can be reduced. The polarization beam splitter 12, the first mirror 13, the third mirror 15 and the second mirror 14 are all arranged at the same interval d1. The polarization beam splitter 12, the third mirror 15, the first mirror 13, and the second mirror 14 are all arranged at the same interval d2. The magnitude relationship between the intervals d1 and d2 is arbitrary.

光源部11からの光L1は、p偏光であるから、偏光ビームスプリッタ12を透過する。偏光ビームスプリッタ12を透過した光L1は、第1ミラー13、第2ミラー14、第3ミラー15を順次反射した後、偏光ビームスプリッタ12へ入射する。光L1は、第1ミラー13、第2ミラー14、第3ミラー15での反射により、直線偏光であるp偏光から楕円偏光への変化が生じる。第3ミラー15から偏光ビームスプリッタ12へ入射した光のうちp偏光L3は、偏光ビームスプリッタ12を透過し、光源装置10から出射する。   Since the light L1 from the light source unit 11 is p-polarized light, it passes through the polarization beam splitter 12. The light L1 transmitted through the polarizing beam splitter 12 is sequentially reflected by the first mirror 13, the second mirror 14, and the third mirror 15, and then enters the polarizing beam splitter 12. The light L <b> 1 changes from p-polarized light, which is linearly polarized light, to elliptically-polarized light due to reflection by the first mirror 13, the second mirror 14, and the third mirror 15. Of the light incident on the polarizing beam splitter 12 from the third mirror 15, the p-polarized light L <b> 3 passes through the polarizing beam splitter 12 and is emitted from the light source device 10.

第3ミラー15から偏光ビームスプリッタ12へ入射した光のうちs偏光は、偏光ビームスプリッタ12で反射し、光路を略90度折り曲げられる。光路が略90度折り曲げられることにより、偏光ビームスプリッタ12で反射した光L2は、第1ミラー13の方向へ進行する。光L2は、第1ミラー13、第2ミラー14、第3ミラー15にて順次反射した後、偏光ビームスプリッタ12へ再び入射する。第3ミラー15から偏光ビームスプリッタ12へ入射した光のうちp偏光L4は、偏光ビームスプリッタ12を透過し、光源装置10から出射する。偏光ビームスプリッタ12へ入射した光のうちs偏光は、偏光ビームスプリッタ12で反射し、上述の循環を繰り返す。   Of the light incident on the polarization beam splitter 12 from the third mirror 15, the s-polarized light is reflected by the polarization beam splitter 12, and the optical path is bent by approximately 90 degrees. When the optical path is bent by approximately 90 degrees, the light L2 reflected by the polarization beam splitter 12 travels in the direction of the first mirror 13. The light L <b> 2 is sequentially reflected by the first mirror 13, the second mirror 14, and the third mirror 15, and then enters the polarization beam splitter 12 again. Of the light incident on the polarizing beam splitter 12 from the third mirror 15, the p-polarized light L <b> 4 passes through the polarizing beam splitter 12 and is emitted from the light source device 10. Of the light incident on the polarizing beam splitter 12, s-polarized light is reflected by the polarizing beam splitter 12, and the above-described circulation is repeated.

偏光ビームスプリッタ12で反射しさらに第1ミラー13、第2ミラー14、第3ミラー15を経て偏光ビームスプリッタ12へ入射する光L2は、長さが2×(d1+d2)である光路を経ることとなる。光源部11からのレーザ光が持つコヒーレント長は、2×(d1+d2)と略同一である。第1ミラー13、第2ミラー14、第3ミラー15は、偏光ビームスプリッタ12で反射しさらに第1ミラー13、第2ミラー14、第3ミラー15を経て偏光ビームスプリッタ12へ入射するまでの光路長が、コヒーレント長と同等となるように配置されている。かかる構成により、光L1から分離されたp偏光L3と、光L2から分離されたp偏光L4との間には、コヒーレント長と同等の光路差が生じる。   The light L2 that is reflected by the polarizing beam splitter 12 and then enters the polarizing beam splitter 12 via the first mirror 13, the second mirror 14, and the third mirror 15 passes through an optical path having a length of 2 × (d1 + d2). Become. The coherent length of the laser light from the light source unit 11 is substantially the same as 2 × (d1 + d2). The first mirror 13, the second mirror 14, and the third mirror 15 are optical paths that are reflected by the polarization beam splitter 12 and then enter the polarization beam splitter 12 through the first mirror 13, the second mirror 14, and the third mirror 15. The length is arranged to be equal to the coherent length. With this configuration, an optical path difference equivalent to the coherent length is generated between the p-polarized light L3 separated from the light L1 and the p-polarized light L4 separated from the light L2.

偏光ビームスプリッタ12、第1ミラー13、第2ミラー14、第3ミラー15の各入射位置は、矩形形状の四隅に略一致している。偏光ビームスプリッタ12、第1ミラー13、第2ミラー14、第3ミラー15は、入射光に対していずれも略45度の角度をなしている。高い指向性を持つレーザ光を光源部11から出射させると、偏光ビームスプリッタ12、第1ミラー13、第2ミラー14、第3ミラー15を経る間におけるレーザ光の発散をできるだけ少なくすることができる。   The incident positions of the polarization beam splitter 12, the first mirror 13, the second mirror 14, and the third mirror 15 substantially coincide with the four corners of the rectangular shape. The polarization beam splitter 12, the first mirror 13, the second mirror 14, and the third mirror 15 are all at an angle of approximately 45 degrees with respect to the incident light. When laser light having high directivity is emitted from the light source unit 11, the divergence of the laser light while passing through the polarization beam splitter 12, the first mirror 13, the second mirror 14, and the third mirror 15 can be reduced as much as possible. .

レーザ光の発散を少なくすることで、光源装置10から出射するp偏光L3の光路とp偏光L4の光路とを略一致させることができる。このように、第1ミラー13、第2ミラー14、第3ミラー15、偏光ビームスプリッタ12の位置及び傾きを調整することで、偏光ビームスプリッタ12を透過したp偏光L3、L4の光路を略一致させることができる。これにより、光の広がりが少ない高品質なレーザ光を供給することができる。光の広がりを少なくできるため、小型なミラー13、14、15、偏光ビームスプリッタ12を用いることができる。   By reducing the divergence of the laser light, the optical path of the p-polarized light L3 emitted from the light source device 10 can be made substantially coincident with the optical path of the p-polarized light L4. In this way, by adjusting the positions and tilts of the first mirror 13, the second mirror 14, the third mirror 15, and the polarization beam splitter 12, the optical paths of the p-polarized light L3 and L4 transmitted through the polarization beam splitter 12 are substantially matched. Can be made. As a result, it is possible to supply high-quality laser light with less light spread. Since the spread of light can be reduced, the small mirrors 13, 14, 15 and the polarization beam splitter 12 can be used.

光源装置10は、偏光ビームスプリッタ12を用いることにより、特定の振動方向の直線偏光であるp偏光を出射させることができる。光源装置10は、コヒーレント長に相当する光路差の光L3、L4を出射させることで効果的にスペックルの低減を図れる。偏光ビームスプリッタ12からの光の光路中に設けられた第1ミラー13、第2ミラー14、第3ミラー15を用いることで波面の乱れを少なくでき、高品質なレーザ光を供給することが可能となる。これにより、スペックルを低減でき、かつ高品質なコヒーレント光を供給することができるという効果を奏する。   The light source device 10 can emit p-polarized light that is linearly polarized light in a specific vibration direction by using the polarization beam splitter 12. The light source device 10 can effectively reduce speckle by emitting light L3 and L4 having an optical path difference corresponding to the coherent length. By using the first mirror 13, the second mirror 14, and the third mirror 15 provided in the optical path of the light from the polarization beam splitter 12, the disturbance of the wave front can be reduced, and high-quality laser light can be supplied. It becomes. Thereby, there is an effect that speckle can be reduced and high-quality coherent light can be supplied.

第1ミラー13、第2ミラー14、第3ミラー15は、偏光ビームスプリッタ12で反射しさらに第1ミラー13、第2ミラー14、第3ミラー15を経て偏光ビームスプリッタ12へ入射するまでの光路長がコヒーレント長と同等であるように配置される場合に限られない。かかる光路長がコヒーレント長以上となる構成であっても良い。この場合、さらに効果的にスペックルを低減できる。また、かかる光路差は、コヒーレント長以下であっても良い。偏光ビームスプリッタ12を透過した光と、偏光ビームスプリッタ12、第1ミラー13、第2ミラー14、第3ミラー15を複数回経た光との間でコヒーレント長以上の光路差を生じさせることが可能であれば、スペックルを低減できる。   The first mirror 13, the second mirror 14, and the third mirror 15 are optical paths that are reflected by the polarization beam splitter 12 and then enter the polarization beam splitter 12 through the first mirror 13, the second mirror 14, and the third mirror 15. The arrangement is not limited to the case where the length is equal to the coherent length. Such an optical path length may be a coherent length or more. In this case, speckle can be more effectively reduced. Further, the optical path difference may be equal to or less than the coherent length. It is possible to generate an optical path difference of a coherent length or more between the light transmitted through the polarizing beam splitter 12 and the light that has passed through the polarizing beam splitter 12, the first mirror 13, the second mirror 14, and the third mirror 15 a plurality of times. If so, speckle can be reduced.

図2は、本実施例の変形例に係る光源装置20の概略構成を示す。本変形例の光源装置20は、偏光ビームスプリッタ12、第1ミラー13、第2ミラー14、第3ミラー15は上記の光源装置10と同様に配置されている。上記の光源装置10では偏光ビームスプリッタ12及び第1ミラー13が配置される直線の延長上に光源部11が配置されるのに対して、本変形例の光源装置20は、偏光ビームスプリッタ12及び第3ミラー15が配置される直線の延長上に光源部11が配置される。   FIG. 2 shows a schematic configuration of a light source device 20 according to a modification of the present embodiment. In the light source device 20 of this modification, the polarization beam splitter 12, the first mirror 13, the second mirror 14, and the third mirror 15 are arranged in the same manner as the light source device 10 described above. In the light source device 10 described above, the light source unit 11 is disposed on the straight line on which the polarizing beam splitter 12 and the first mirror 13 are disposed. On the other hand, the light source device 20 of the present modification includes the polarizing beam splitter 12 and The light source unit 11 is arranged on the extension of the straight line on which the third mirror 15 is arranged.

偏光ビームスプリッタ12を透過した光L1は、第3ミラー15、第2ミラー14、第1ミラー13にて順次反射した後、偏光ビームスプリッタ12へ入射する。偏光ビームスプリッタ12で反射した光L2は、第3ミラー15、第2ミラー14、第1ミラー13にて順次反射した後、偏光ビームスプリッタ12へ再び入射する。本変形例の場合も、スペックルを低減でき、かつ高品質なコヒーレント光を供給することができる。なお、偏光ビームスプリッタ12は、s偏光を透過させ、p偏光を反射させるものであっても良い。この場合、光源装置は、s偏光を出射させる。光源部11としては、s偏光を供給するものを用いることができる。本発明の光源装置は、特定の振動方向の直線偏光を供給可能であることから、液晶表示装置と組み合わせて用いる場合に有用である。   The light L1 transmitted through the polarizing beam splitter 12 is sequentially reflected by the third mirror 15, the second mirror 14, and the first mirror 13, and then enters the polarizing beam splitter 12. The light L2 reflected by the polarization beam splitter 12 is sequentially reflected by the third mirror 15, the second mirror 14, and the first mirror 13, and then enters the polarization beam splitter 12 again. Also in this modification, speckle can be reduced and high-quality coherent light can be supplied. The polarization beam splitter 12 may transmit s-polarized light and reflect p-polarized light. In this case, the light source device emits s-polarized light. As the light source part 11, what supplies s polarized light can be used. Since the light source device of the present invention can supply linearly polarized light in a specific vibration direction, it is useful when used in combination with a liquid crystal display device.

図3は、本発明の実施例2に係る光源装置30の概略構成を示す。本実施例の光源装置30は、1/4波長板31を有することを特徴とする。上記実施例1と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。1/4波長板31は、p偏光成分とs偏光成分との間で90度(π/2)の位相差を生じさせる波長板であって、偏光ビームスプリッタ12からの光の偏光状態を直線偏光から円偏光へ変化させる偏光素子である。1/4波長板31は、偏光ビームスプリッタ12からの光の光路中であって、偏光ビームスプリッタ12及び第1ミラー13の間の光路中に設けられている。   FIG. 3 shows a schematic configuration of the light source device 30 according to the second embodiment of the present invention. The light source device 30 of the present embodiment has a ¼ wavelength plate 31. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. The quarter-wave plate 31 is a wave plate that generates a phase difference of 90 degrees (π / 2) between the p-polarized component and the s-polarized component, and the polarization state of the light from the polarizing beam splitter 12 is linear. It is a polarizing element that changes from polarized light to circularly polarized light. The quarter wave plate 31 is provided in the optical path of the light from the polarizing beam splitter 12 and between the polarizing beam splitter 12 and the first mirror 13.

1/4波長板31は、偏光ビームスプリッタ12からの光L1、L2を略垂直に入射させるように配置されている。また、1/4波長板31は、直線偏光であるp偏光の偏光軸に対して光学軸が45度をなすように配置されている。光源部11からの光L1は、偏光ビームスプリッタ12を透過した後、1/4波長板31へ入射する。光L1は、1/4波長板31を透過することにより、p偏光から円偏光へ変換される。1/4波長板31にて円偏光に変換された光L1は、第1ミラー13、第2ミラー14、第3ミラー15を順次反射した後、偏光ビームスプリッタ12へ入射する。偏光ビームスプリッタ12へ入射した光L1のうちp偏光L3は、偏光ビームスプリッタ12を透過し、光源装置30から出射する。   The quarter wavelength plate 31 is disposed so that the lights L1 and L2 from the polarization beam splitter 12 are incident substantially vertically. The quarter-wave plate 31 is arranged such that the optical axis forms 45 degrees with respect to the polarization axis of p-polarized light that is linearly polarized light. Light L <b> 1 from the light source unit 11 passes through the polarization beam splitter 12 and then enters the quarter-wave plate 31. The light L1 is converted from p-polarized light to circularly-polarized light by passing through the quarter-wave plate 31. The light L1 converted into circularly polarized light by the quarter wavelength plate 31 is sequentially reflected by the first mirror 13, the second mirror 14, and the third mirror 15, and then enters the polarizing beam splitter 12. Of the light L 1 that has entered the polarization beam splitter 12, the p-polarized light L 3 is transmitted through the polarization beam splitter 12 and emitted from the light source device 30.

偏光ビームスプリッタ12へ入射した光L1のうちs偏光は、偏光ビームスプリッタ12で反射する。偏光ビームスプリッタ12で反射した光L2は、1/4波長板31を透過することにより、s偏光から円偏光へ変換される。1/4波長板31にて円偏光に変換された光L2は、第1ミラー13、第2ミラー14、第3ミラー15を順次反射した後、偏光ビームスプリッタ12へ入射する。偏光ビームスプリッタ12へ入射した光L2のうちp偏光L4は、偏光ビームスプリッタ12を透過し、光源装置30から出射する。偏光ビームスプリッタ12へ入射した光のうちs偏光は、偏光ビームスプリッタ12で反射し、上述の循環を繰り返す。   Of the light L1 incident on the polarization beam splitter 12, the s-polarized light is reflected by the polarization beam splitter 12. The light L2 reflected by the polarizing beam splitter 12 is converted from s-polarized light to circularly-polarized light by passing through the quarter-wave plate 31. The light L2 converted into circularly polarized light by the quarter wavelength plate 31 is sequentially reflected by the first mirror 13, the second mirror 14, and the third mirror 15, and then enters the polarization beam splitter 12. Of the light L2 incident on the polarization beam splitter 12, the p-polarized light L 4 is transmitted through the polarization beam splitter 12 and emitted from the light source device 30. Of the light incident on the polarizing beam splitter 12, s-polarized light is reflected by the polarizing beam splitter 12, and the above-described circulation is repeated.

1/4波長板31にて直線偏光を円偏光へ変換させることで、光L1の略半分を占めるp偏光を偏光ビームスプリッタ12へ透過させ、また光L1の略半分を占めるs偏光を第1ミラー13の方向へ進行させる。これにより、各ミラー13、14、15を一度のみ経た後偏光ビームスプリッタ12を素通りする光を少なくし、偏光ビームスプリッタ12から各ミラー13、14、15へ循環させる光を多くすることができる。偏光ビームスプリッタ12から各ミラー13、14、15へ循環させる光を多くするほど、互いに異なる光路差を経た光を多く出射させることが可能となる。これにより、効果的にスペックルを低減できる。   By converting linearly polarized light into circularly polarized light by the quarter wavelength plate 31, the p-polarized light that occupies approximately half of the light L1 is transmitted to the polarization beam splitter 12, and the s-polarized light that occupies approximately half of the light L1 is the first. Proceed in the direction of the mirror 13. As a result, the light passing through the polarization beam splitter 12 after passing through each mirror 13, 14, 15 only once can be reduced, and the light circulated from the polarization beam splitter 12 to each mirror 13, 14, 15 can be increased. The more light that is circulated from the polarization beam splitter 12 to each of the mirrors 13, 14, 15, the more light that has passed through different optical path differences can be emitted. Thereby, speckle can be reduced effectively.

1/4波長板31は、偏光ビームスプリッタ12及び第1ミラー13の間の光路中に配置される場合に限られない。偏光ビームスプリッタ12からの光の光路中に設けられていれば良く、第1ミラー13から第2ミラー14、第3ミラー15を経て偏光ビームスプリッタ12へ至る光路中のいずれかの位置に設けることとしても良い。また、本実施例では、偏光ビームスプリッタ12からの光の偏光状態を変化させることが可能であれば良く、適宜構成を変更しても良い。   The quarter wave plate 31 is not limited to being disposed in the optical path between the polarization beam splitter 12 and the first mirror 13. It is only necessary to be provided in the optical path of the light from the polarizing beam splitter 12, and it is provided at any position in the optical path from the first mirror 13 to the polarizing beam splitter 12 via the second mirror 14 and the third mirror 15. It is also good. Further, in this embodiment, it is only necessary that the polarization state of the light from the polarization beam splitter 12 can be changed, and the configuration may be changed as appropriate.

1/4波長板31は、直線偏光の偏光軸に対して光学軸が45度をなすように配置される場合に限られない。直線偏光の偏光軸に対して光学軸が45度以外の角度、例えば30度をなすように1/4波長板31を配置することで、直線偏光を楕円偏光へ変換させる構成としても良い。波長板は、1/4波長板31を用いる場合に限られない。例えば、1/2波長板を用いても良い。1/2波長板は、直線偏光の偏光軸に対して光学軸が45度をなすように配置することにより、直線偏光の振動方向を変換させる。1/2波長板を用いる場合も、直線偏光の偏光軸に対して光学軸が45度以外の角度、例えば30度をなすように1/2波長板を配置することで、直線偏光を楕円偏光へ変換させる構成とすることができる。   The quarter wave plate 31 is not limited to the case where the optical axis is arranged at 45 degrees with respect to the polarization axis of linearly polarized light. A configuration may be adopted in which the linearly polarized light is converted into elliptically polarized light by arranging the ¼ wavelength plate 31 so that the optical axis forms an angle other than 45 degrees with respect to the polarization axis of the linearly polarized light, for example, 30 degrees. The wave plate is not limited to the case where the quarter wave plate 31 is used. For example, a ½ wavelength plate may be used. The half-wave plate is arranged so that the optical axis is 45 degrees with respect to the polarization axis of the linearly polarized light, thereby changing the vibration direction of the linearly polarized light. Even when a half-wave plate is used, linearly polarized light is elliptically polarized by placing the half-wave plate so that the optical axis is at an angle other than 45 degrees, for example, 30 degrees, with respect to the polarization axis of the linearly polarized light. It can be set as the structure converted into.

偏光素子は、偏光ビームスプリッタ12からの光の偏光状態を変化させることが可能であれば良く、波長板を備える構成に限られない。偏光素子は、例えば、液晶素子を備える構成としても良い。液晶素子は、液晶分子の配向状態に応じて光の位相を変化させる。液晶素子は、液晶分子の配向状態に応じて偏光ビームスプリッタ12からの光の偏光状態を変化させる。偏光素子として用いられる液晶素子は、後述の空間光変調装置に用いられる液晶表示装置とは異なり、特定の直線偏光のみを出射させるための偏光板は不要である。   The polarizing element only needs to be able to change the polarization state of the light from the polarizing beam splitter 12, and is not limited to a configuration including a wave plate. For example, the polarizing element may include a liquid crystal element. The liquid crystal element changes the phase of light according to the alignment state of liquid crystal molecules. The liquid crystal element changes the polarization state of the light from the polarization beam splitter 12 according to the alignment state of the liquid crystal molecules. Unlike a liquid crystal display device used in a spatial light modulator described later, a liquid crystal element used as a polarizing element does not need a polarizing plate for emitting only specific linearly polarized light.

液晶素子は、電圧の制御により液晶分子の配向状態を容易に変化させることが可能である。また、複数に分割されたセルごとに電圧の印加を制御可能な構成とすることにより、液晶素子の領域ごとに液晶分子の配向状態を変化させることも可能である。このように、液晶素子を用いる場合、偏光ビームスプリッタ12からの光の偏光状態を容易かつランダムに変化させることを可能とし、さらにスペックルを低減できる。   The liquid crystal element can easily change the alignment state of liquid crystal molecules by controlling the voltage. In addition, by adopting a configuration in which voltage application can be controlled for each of the divided cells, the alignment state of the liquid crystal molecules can be changed for each region of the liquid crystal element. As described above, when the liquid crystal element is used, the polarization state of the light from the polarization beam splitter 12 can be easily and randomly changed, and speckle can be further reduced.

図4は、本発明の実施例3に係る光源装置40の概略構成を示す。本実施例の光源装置40は、ミラーに代えて設けられたプリズム42、43、44を有することを特徴とする。上記実施例1と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。偏光ビームスプリッタ41は、2つの直角プリズムを貼り合わせて構成されている。2つの直角プリズムの間には、誘電体多層膜45がコーティングされている。   FIG. 4 shows a schematic configuration of a light source device 40 according to Embodiment 3 of the present invention. The light source device 40 of this embodiment includes prisms 42, 43, and 44 provided in place of the mirror. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. The polarization beam splitter 41 is configured by bonding two right-angle prisms. A dielectric multilayer film 45 is coated between the two right-angle prisms.

偏光ビームスプリッタ41は、p偏光を透過させ、s偏光を反射させることで、p偏光成分とs偏光成分とを分離させる偏光分離部である。偏光ビームスプリッタ41の入射面及び出射面には、反射防止膜(ARコート)をコーティングしても良い。なお、上記実施例1と同様に、平板形状の偏光ビームスプリッタ12(図1参照)を用いても良い。また、上記実施例1において、本実施例と同様の偏光ビームスプリッタを用いても良い。   The polarization beam splitter 41 is a polarization separation unit that separates the p-polarized component and the s-polarized component by transmitting the p-polarized light and reflecting the s-polarized light. The incident surface and the exit surface of the polarization beam splitter 41 may be coated with an antireflection film (AR coating). As in the first embodiment, a plate-shaped polarizing beam splitter 12 (see FIG. 1) may be used. Moreover, in the said Example 1, you may use the polarization beam splitter similar to a present Example.

第1プリズム42、第2プリズム43、第3プリズム44は、いずれも直角プリズムである。第1プリズム42、第2プリズム43、第3プリズム44は、例えばガラス部材や石英部材を用いて構成できる。各プリズム42、43、44は、直角プリズムのうちの直角部に対向する斜面において入射光を全反射させることにより、入射光の光路を略90度折り曲げる。第1プリズム42は、偏光ビームスプリッタ41からの光を反射させるプリズムであって、第1反射部である。第1プリズム42は、全反射により偏光ビームスプリッタ41からの光を略90度折り曲げる。第2プリズム43は、第1プリズム42からの光を反射させるプリズムであって、第2反射部である。第2プリズム43は、全反射により第1プリズム42からの光を略90度折り曲げる。   The first prism 42, the second prism 43, and the third prism 44 are all right-angle prisms. The first prism 42, the second prism 43, and the third prism 44 can be configured using, for example, a glass member or a quartz member. Each of the prisms 42, 43, and 44 bends the optical path of the incident light by approximately 90 degrees by totally reflecting the incident light on the slope facing the right-angled portion of the right-angle prism. The first prism 42 is a prism that reflects light from the polarization beam splitter 41, and is a first reflecting portion. The first prism 42 bends light from the polarization beam splitter 41 by approximately 90 degrees by total reflection. The second prism 43 is a prism that reflects the light from the first prism 42 and is a second reflecting portion. The second prism 43 bends light from the first prism 42 by approximately 90 degrees by total reflection.

第3プリズム44は、第2プリズム43からの光を反射させるプリズムであって、第3反射部である。第3プリズム44は、全反射により第2プリズム43からの光を略90度折り曲げる。各プリズム42、43、44の入射面及び出射面には、ARコートをコーティングしても良い。第3プリズム44から偏光ビームスプリッタ41へ入射した光のうちs偏光は、誘電体多層膜45で反射し、第1プリズム42の方向へ進行する。第1プリズム42、第2プリズム43、第3プリズム44は、偏光ビームスプリッタ41で反射しさらに第1プリズム42、第2プリズム43、第3プリズム44を経て偏光ビームスプリッタ41へ入射するまでの光路長が、コヒーレント長と同等となるように配置されている。   The third prism 44 is a prism that reflects the light from the second prism 43 and is a third reflecting portion. The third prism 44 bends the light from the second prism 43 by about 90 degrees by total reflection. The incident surface and the exit surface of each prism 42, 43, 44 may be coated with an AR coat. Of the light incident on the polarization beam splitter 41 from the third prism 44, the s-polarized light is reflected by the dielectric multilayer film 45 and travels in the direction of the first prism 42. The first prism 42, the second prism 43, and the third prism 44 are optical paths that are reflected by the polarization beam splitter 41 and enter the polarization beam splitter 41 through the first prism 42, the second prism 43, and the third prism 44. The length is arranged to be equal to the coherent length.

本実施例の場合も、スペックルを低減でき、かつ高品質なコヒーレント光を供給することができる。各プリズム42、43、44において光を全反射させる構成とすることで、光の損失を低減することができる。また、反射膜の蒸着を不要とすることができる。なお、各プリズム42、43、44は、入射光を全反射させる構成に限られない。各プリズム42、43、44は、斜面に形成された反射膜を用いて入射光を反射させる構成であっても良い。   Also in this embodiment, speckles can be reduced and high-quality coherent light can be supplied. By adopting a configuration in which light is totally reflected in each of the prisms 42, 43, and 44, light loss can be reduced. Further, it is possible to dispense with the deposition of the reflective film. In addition, each prism 42, 43, 44 is not restricted to the structure which totally reflects incident light. Each prism 42, 43, 44 may be configured to reflect incident light using a reflective film formed on a slope.

図5は、本実施例の変形例1に係る光源装置50の概略構成を示す。光学素子51は、光源部11からの光を透過させる。光学素子51は、例えばガラス部材や石英部材を用いて構成できる。光学素子51は、直方体形状の直角部分を切断してできる八角形形状を持つ構造体である。八角形形状のうち光源部11に近い位置の斜面には、直角プリズム52が貼り合わされている。光学素子51と直角プリズム52との間には、誘電体多層膜45がコーティングされている。光学素子51のうち誘電体多層膜45が設けられた部分、及び直角プリズム52は、上記の偏光ビームスプリッタ41(図4参照)に相当する。   FIG. 5 shows a schematic configuration of the light source device 50 according to the first modification of the present embodiment. The optical element 51 transmits light from the light source unit 11. The optical element 51 can be configured using, for example, a glass member or a quartz member. The optical element 51 is a structure having an octagonal shape that is formed by cutting a rectangular portion of a rectangular parallelepiped shape. A right-angle prism 52 is bonded to the slope of the octagonal shape near the light source unit 11. A dielectric multilayer film 45 is coated between the optical element 51 and the right-angle prism 52. The portion of the optical element 51 provided with the dielectric multilayer film 45 and the right-angle prism 52 correspond to the polarizing beam splitter 41 (see FIG. 4).

光学素子51のうち誘電体多層膜45が設けられた斜面に隣接する第1斜面53が設けられた部分は、上記の第1プリズム42(図4参照)に相当する。光学素子51のうち第1斜面53に隣接する第2斜面54が設けられた部分は、上記の第2プリズム43に相当する。光学素子51のうち第2斜面53に隣接する第3斜面55が設けられた部分は、上記の第3プリズム44に相当する。第1斜面53、第2斜面54、第3斜面55は、入射光を全反射させることにより、入射光の光路を略90度折り曲げる。   The portion of the optical element 51 where the first slope 53 adjacent to the slope where the dielectric multilayer film 45 is provided corresponds to the first prism 42 (see FIG. 4). The portion of the optical element 51 where the second slope 54 adjacent to the first slope 53 is provided corresponds to the second prism 43 described above. The portion of the optical element 51 where the third slope 55 adjacent to the second slope 53 is provided corresponds to the third prism 44 described above. The first inclined surface 53, the second inclined surface 54, and the third inclined surface 55 bend the optical path of the incident light by approximately 90 degrees by totally reflecting the incident light.

第1斜面53は、誘電体多層膜45からの光を反射させる第1反射部である。第1斜面53は、全反射により誘電体多層膜45からの光を略90度折り曲げる。第2斜面54は、第1斜面53からの光を反射させる第2反射部である。第2斜面54は、全反射により第1斜面53からの光を略90度折り曲げる。第3斜面55は、第2斜面54からの光を反射させる第3反射部である。第3斜面55は、全反射により第2斜面54からの光を略90度折り曲げる。このように、光学素子51には、偏光分離部及び反射部が形成されている。   The first inclined surface 53 is a first reflecting portion that reflects light from the dielectric multilayer film 45. The first slope 53 bends light from the dielectric multilayer film 45 by approximately 90 degrees by total reflection. The second slope 54 is a second reflector that reflects light from the first slope 53. The second slope 54 bends light from the first slope 53 by approximately 90 degrees by total reflection. The third slope 55 is a third reflecting portion that reflects light from the second slope 54. The third slope 55 bends light from the second slope 54 by approximately 90 degrees by total reflection. Thus, the optical element 51 is formed with the polarization separation unit and the reflection unit.

本変形例の場合も、異なる光路差の光を次々に出射させ、スペックルを低減できる。なお、光学素子51は、第1斜面53、第2斜面54、第3斜面55に形成された反射膜を用いて入射光を反射させる構成であっても良い。本変形例は、光学素子51の形成と引き換えに、偏光分離部、第1反射部、第2反射部、第3反射部の精緻な位置調整を不要にできることから、光源装置の製造を容易にできる利点がある。また、光学素子51内において光を循環させる構成とすることで、各構成と空気との界面にて光を通過させる回数を減少させることができる。このため、各構成と空気との界面にて光を通過させることによる光の損失を低減することも可能である。   Also in the case of this modification, the speckle can be reduced by emitting light of different optical path differences one after another. Note that the optical element 51 may be configured to reflect incident light using a reflective film formed on the first slope 53, the second slope 54, and the third slope 55. In this modification, in addition to the formation of the optical element 51, it is possible to eliminate the need for precise position adjustment of the polarization separation unit, the first reflection unit, the second reflection unit, and the third reflection unit. There are advantages you can do. Further, by adopting a configuration in which light is circulated in the optical element 51, the number of times light is allowed to pass at the interface between each configuration and air can be reduced. For this reason, it is also possible to reduce the loss of light caused by passing light at the interface between each component and air.

光学素子は、八角形形状を持つ構造体である場合に限られない。光学素子の界面における反射を利用して光を循環させることが可能であれば良い。例えば、図6に示す光源装置57は、六角形形状の光学素子58を備える。光学素子58における光の進行については、上記の光学素子51(図5参照)の場合と同様である。この場合も、スペックルを低減できる。   The optical element is not limited to a structure having an octagonal shape. It is sufficient if light can be circulated using reflection at the interface of the optical element. For example, the light source device 57 shown in FIG. 6 includes a hexagonal optical element 58. The progress of light in the optical element 58 is the same as in the case of the optical element 51 (see FIG. 5). Also in this case, speckle can be reduced.

図7は、本実施例の変形例2に係る光源装置60の概略構成を示す。光源装置60は、第1光学素子62及び第2光学素子63の間に設けられた低屈折率層61を有する。第1光学素子62及び第2光学素子63は、光源部11からの光を透過させる光学素子である。第1光学素子62及び第2光学素子63は、上記の光学素子58(図6参照)を二等分したような形状を備える。第1光学素子62は、誘電体多層膜45及び第3斜面55を有する。第2光学素子63は、第1斜面53及び第2斜面54を有する。低屈折率層61は、第1光学素子62、第2光学素子63の屈折率より小さい屈折率を持つ。   FIG. 7 shows a schematic configuration of a light source device 60 according to the second modification of the present embodiment. The light source device 60 includes a low refractive index layer 61 provided between the first optical element 62 and the second optical element 63. The first optical element 62 and the second optical element 63 are optical elements that transmit light from the light source unit 11. The first optical element 62 and the second optical element 63 have a shape that bisects the optical element 58 (see FIG. 6). The first optical element 62 has a dielectric multilayer film 45 and a third inclined surface 55. The second optical element 63 has a first slope 53 and a second slope 54. The low refractive index layer 61 has a refractive index smaller than that of the first optical element 62 and the second optical element 63.

誘電体多層膜45から第1斜面53の方向へ進行する光は、第1光学素子62側から低屈折率層61を透過した後、第2光学素子63側の第1斜面53へ入射する。第2斜面54から第3斜面55の方向へ進行する光は、第2光学素子63側から低屈折率層61を透過した後、第1光学素子62側の第3斜面55へ入射する。   The light traveling from the dielectric multilayer film 45 toward the first slope 53 passes through the low refractive index layer 61 from the first optical element 62 side and then enters the first slope 53 on the second optical element 63 side. The light traveling in the direction from the second inclined surface 54 to the third inclined surface 55 passes through the low refractive index layer 61 from the second optical element 63 side and then enters the third inclined surface 55 on the first optical element 62 side.

例えば、第1斜面53で反射した光のうちの一部が図中破線で示すように第3斜面55に向けて進行したとする。第3斜面55に向けて進行した光は、低屈折率層61における全反射により、第2斜面54の方向へ進行する。この他、第3斜面55から第1斜面53に向けて進行した光についても、低屈折率層61における全反射により誘電体多層膜45の方向へ進行させる。このように、低屈折率層61を設けることで、誘電体多層膜45、第1斜面53、第2斜面54、第3斜面55、誘電体多層膜45の順序で正確に光を進行させることが可能となる。正確に光を進行させることにより、偏光分離部及び反射部を経ることによる光の損失を低減することができる。   For example, it is assumed that a part of the light reflected by the first slope 53 travels toward the third slope 55 as indicated by a broken line in the figure. The light traveling toward the third slope 55 travels in the direction of the second slope 54 due to total reflection at the low refractive index layer 61. In addition, the light traveling from the third inclined surface 55 toward the first inclined surface 53 is also advanced toward the dielectric multilayer film 45 by total reflection at the low refractive index layer 61. As described above, by providing the low refractive index layer 61, light can be accurately advanced in the order of the dielectric multilayer film 45, the first slope 53, the second slope 54, the third slope 55, and the dielectric multilayer film 45. Is possible. By causing the light to travel accurately, it is possible to reduce light loss due to passing through the polarization separation unit and the reflection unit.

光源装置60の構成の場合、低屈折率層61に対しては比較的大きな入射角の光が入射する。このため、光学素子62、63の屈折率と低屈折率層61の屈折率との差が比較的小さい、例えば0.2程度の差であっても全反射条件を十分満足可能な構成にできる。例えば光学素子62、63の屈折率が1.5である場合、低屈折率層61は、例えば1.3程度の屈折率の部材、例えば透明接着剤により構成できる。透明接着剤により構成された低屈折率層61を用いることにより、第1光学素子62及び第2光学素子63を接着させるとともに、光を全反射可能な構成にできる。低屈折率層61は、光学素子62、63内を進行する光を効率良く全反射可能であれば良く、固体、液体、気体のいずれにより構成しても良い。例えば、第1光学素子62及び第2光学素子63の間に空隙を設けることにより形成される空気層を低屈折率層として用いても良い。   In the case of the configuration of the light source device 60, light having a relatively large incident angle enters the low refractive index layer 61. Therefore, even if the difference between the refractive indexes of the optical elements 62 and 63 and the refractive index of the low refractive index layer 61 is relatively small, for example, a difference of about 0.2, the total reflection condition can be sufficiently satisfied. . For example, when the refractive index of the optical elements 62 and 63 is 1.5, the low refractive index layer 61 can be constituted by a member having a refractive index of about 1.3, for example, a transparent adhesive. By using the low refractive index layer 61 made of a transparent adhesive, the first optical element 62 and the second optical element 63 can be bonded and the light can be totally reflected. The low refractive index layer 61 may be any solid, liquid, or gas as long as the light traveling in the optical elements 62 and 63 can be efficiently totally reflected. For example, an air layer formed by providing a gap between the first optical element 62 and the second optical element 63 may be used as the low refractive index layer.

図8は、本発明の実施例4に係る画像表示装置であるプロジェクタ70の概略構成を示す。プロジェクタ70は、スクリーン75に光を供給し、スクリーン75で反射する光を観察することで画像を鑑賞するフロント投写型のプロジェクタである。プロジェクタ70は、照明装置72を有する。照明装置72は、光源装置71を有する。プロジェクタ70は、光源装置71からの光を用いて画像を表示する。   FIG. 8 shows a schematic configuration of a projector 70 that is an image display apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. The projector 70 is a front projection type projector that views light by supplying light to the screen 75 and observing light reflected by the screen 75. The projector 70 has a lighting device 72. The illumination device 72 has a light source device 71. The projector 70 displays an image using light from the light source device 71.

図9は、照明装置72の概略構成を示す。図10は、光源装置71の概略構成を示す。光源装置71は、上記の光源装置57(図6参照)と同様の構成を有する。光源装置71の光源部76は、複数のレーザ光源を有する。光源部76は、赤色(R)レーザ光を供給するレーザ光源と、緑色(G)光を供給するレーザ光源と、青色(B)光を供給するレーザ光源とを並列させて構成されている。レーザ光源は、コヒーレント光であるレーザ光を供給する。光源部76は5つのレーザ光源を一方向へ並列させる場合に限られず、5つ以上又は5つ以下のレーザ光源をアレイ状に並列させても良い。上記各実施例の光源装置においても、複数のレーザ光源をアレイ状に並列させる構成としても良い。   FIG. 9 shows a schematic configuration of the illumination device 72. FIG. 10 shows a schematic configuration of the light source device 71. The light source device 71 has the same configuration as the light source device 57 (see FIG. 6). The light source unit 76 of the light source device 71 has a plurality of laser light sources. The light source unit 76 includes a laser light source that supplies red (R) laser light, a laser light source that supplies green (G) light, and a laser light source that supplies blue (B) light in parallel. The laser light source supplies laser light that is coherent light. The light source unit 76 is not limited to the case where five laser light sources are arranged in parallel in one direction, and five or more or five or less laser light sources may be arranged in an array. In the light source devices of the above embodiments, a plurality of laser light sources may be arranged in an array.

光源装置71からの光は、第1レンズ77及び第2レンズ78で収束された後、回折光学素子79へ入射する。第1レンズ77、第2レンズ78は、それぞれ凸レンズ、凹レンズである。回折光学素子79は、レーザ光を回折させることにより、光源装置71からの光束の強度分布を均一化させる均一化光学系である。また、回折光学素子79は、空間光変調装置73の矩形形状に合わせてレーザ光の照明領域を整形及び拡大する。回折光学素子79としては、例えば、計算機合成ホログラム(Computer Generated Hologram、CGH)を用いることができる。なお、照明装置72は、光源装置71から回折光学素子79までの各部により構成される。   The light from the light source device 71 is converged by the first lens 77 and the second lens 78 and then enters the diffractive optical element 79. The first lens 77 and the second lens 78 are a convex lens and a concave lens, respectively. The diffractive optical element 79 is a homogenizing optical system that diffracts the laser light to make the intensity distribution of the light beam from the light source device 71 uniform. The diffractive optical element 79 shapes and enlarges the illumination area of the laser light according to the rectangular shape of the spatial light modulator 73. As the diffractive optical element 79, for example, a computer generated hologram (CGH) can be used. The illuminating device 72 is constituted by each part from the light source device 71 to the diffractive optical element 79.

第1レンズ77及び第2レンズ78により光を収束させることにより、回折光学素子79を小型にすることができる。回折光学素子79を小型にすることで、回折光学素子79から空間光変調装置73へ入射させる光の角度範囲を小さくし、光の損失を低減することができる。照明装置72は、第1レンズ77、第2レンズ78を設ける構成に限られず、適宜変更しても良い。   By converging the light by the first lens 77 and the second lens 78, the diffractive optical element 79 can be reduced in size. By reducing the size of the diffractive optical element 79, the angle range of light incident on the spatial light modulator 73 from the diffractive optical element 79 can be reduced, and light loss can be reduced. The illumination device 72 is not limited to the configuration in which the first lens 77 and the second lens 78 are provided, and may be changed as appropriate.

図8に戻って、照明装置72は、R光、G光、B光を順次供給する。空間光変調装置73は、順次供給される各色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。透過型液晶表示装置としては、例えば高温ポリシリコンTFT液晶パネル(High Temperature Polysilicon;HTPS)を用いることができる。空間光変調装置73で変調された光は、投写レンズ74によってスクリーン75へ投写される。光源装置71を用いることで、スペックルを低減でき、かつ高品質なレーザ光を供給することができる。これにより、スペックルの低減により高品質で明るい画像を表示できるという効果を奏する。   Returning to FIG. 8, the illumination device 72 sequentially supplies R light, G light, and B light. The spatial light modulator 73 is a transmissive liquid crystal display device that modulates sequentially supplied color lights according to an image signal. As the transmissive liquid crystal display device, for example, a high temperature polysilicon TFT liquid crystal panel (HTPS) can be used. The light modulated by the spatial light modulator 73 is projected onto the screen 75 by the projection lens 74. By using the light source device 71, speckle can be reduced and high-quality laser light can be supplied. This produces an effect that a high-quality and bright image can be displayed by reducing speckles.

図11は、本実施例の変形例1に係る照明装置80の概略構成を示す。本変形例の照明装置80は、上記のプロジェクタ70に適用することができる。本変形例の照明装置80は、フライアイレンズ81を有する。フライアイレンズ81は、光源装置71からの光束の強度分布を均一化させる均一化光学系である。フライアイレンズ81は、二次元方向へアレイ状に並列されたレンズ素子82を有する。フライアイレンズ81は、各レンズ素子82からの光を空間光変調装置73上で重畳させることにより、光束の強度分布を均一化させる。各レンズ素子82は空間光変調装置73の矩形形状と略相似している。かかる構成により、フライアイレンズ81は、空間光変調装置73の矩形形状に合わせてレーザ光の照明領域を整形及び拡大する。本変形例の場合も、スペックルの低減により高品質で明るい画像を表示することができる。   FIG. 11 shows a schematic configuration of the illumination device 80 according to the first modification of the present embodiment. The illumination device 80 of this modification can be applied to the projector 70 described above. The illumination device 80 of this modification has a fly-eye lens 81. The fly-eye lens 81 is a uniformizing optical system that uniformizes the intensity distribution of the light beam from the light source device 71. The fly-eye lens 81 has lens elements 82 arranged in an array in the two-dimensional direction. The fly-eye lens 81 makes the intensity distribution of the light beam uniform by superimposing the light from each lens element 82 on the spatial light modulator 73. Each lens element 82 is substantially similar to the rectangular shape of the spatial light modulator 73. With this configuration, the fly-eye lens 81 shapes and enlarges the illumination area of the laser light in accordance with the rectangular shape of the spatial light modulator 73. Also in the case of this modification, a high-quality and bright image can be displayed by reducing speckles.

図12は、本実施例の変形例2に係る照明装置90の概略構成を示す。本変形例の照明装置90は、上記のプロジェクタ70に適用することができる。本変形例の照明装置90は、ロッドインテグレータ92を有する。ロッドインテグレータ92は、光源装置71からの光束の強度分布を均一化させる均一化光学系である。集光レンズ91は、光源装置71からの光をロッドインテグレータ92の入射面にて集光させる。ロッドインテグレータ92は、直方体形状のガラス部材や石英部材を用いて構成できる。ロッドインテグレータ92へ入射した光は、ロッドインテグレータ92の界面における全反射を繰り返しながらロッドインテグレータ92内部を伝播する。   FIG. 12 shows a schematic configuration of the illumination device 90 according to the second modification of the present embodiment. The illumination device 90 of this modification can be applied to the projector 70 described above. The lighting device 90 of this modification includes a rod integrator 92. The rod integrator 92 is a homogenizing optical system that makes the intensity distribution of the light beam from the light source device 71 uniform. The condensing lens 91 condenses the light from the light source device 71 on the incident surface of the rod integrator 92. The rod integrator 92 can be configured using a rectangular parallelepiped glass member or quartz member. The light incident on the rod integrator 92 propagates inside the rod integrator 92 while repeating total reflection at the interface of the rod integrator 92.

ロッドインテグレータ92内における反射を繰り返すことにより、ロッドインテグレータ92の出射面において光束の強度分布は略均一化される。ロッドインテグレータ92の出射面は、空間光変調装置73の矩形形状と略相似している。ロッドインテグレータ92を用いることで、強度分布の均一化と矩形変換とが同時になされる。照明レンズ93は、ロッドインテグレータ92からの光を拡大して空間光変調装置73へ入射させる。本変形例の場合も、スペックルの低減により高品質で明るい画像を表示することができる。ロッドインテグレータ92は、光ファイバを用いる場合と比較して、進行方向が制御された光を出射させることができる。ロッドインテグレータとしては、高反射性部材を用いて構成された中空構造のロッドインテグレータを用いても良い。   By repeating the reflection in the rod integrator 92, the intensity distribution of the light flux is made substantially uniform on the exit surface of the rod integrator 92. The exit surface of the rod integrator 92 is substantially similar to the rectangular shape of the spatial light modulator 73. By using the rod integrator 92, the uniform intensity distribution and the rectangular transformation are performed at the same time. The illumination lens 93 enlarges the light from the rod integrator 92 and makes it incident on the spatial light modulator 73. Also in the case of this modification, a high-quality and bright image can be displayed by reducing speckles. The rod integrator 92 can emit light whose traveling direction is controlled as compared with the case where an optical fiber is used. As the rod integrator, a hollow structure rod integrator configured using a highly reflective member may be used.

プロジェクタは、複数の透過型液晶表示装置を用いる構成としても良い。例えば3つの透過型液晶表示装置を用いる場合、プロジェクタは、R光用、G光用、B光用の各照明装置を備える構成とすることができる。また、空間光変調装置としては透過型液晶表示装置を用いる場合に限られず、反射型液晶表示装置(Liquid Crystal On Silicon;LCOS)を用いても良い。プロジェクタは、スクリーンの一方の面にレーザ光を供給し、スクリーンの他方の面から出射される光を観察することで画像を鑑賞する、いわゆるリアプロジェクタであっても良い。   The projector may be configured to use a plurality of transmissive liquid crystal display devices. For example, when three transmissive liquid crystal display devices are used, the projector can be configured to include lighting devices for R light, G light, and B light. Further, the spatial light modulator is not limited to a transmissive liquid crystal display device, and a reflective liquid crystal display device (Liquid Crystal On Silicon: LCOS) may be used. The projector may be a so-called rear projector that supplies laser light to one surface of the screen and observes an image by observing light emitted from the other surface of the screen.

図13は、本実施例の変形例3に係る画像表示装置である液晶ディスプレイ100の概略構成を示す。液晶ディスプレイ100は、光源装置71からの光を用いて画像を表示する。光源装置71からの光は、導光板101へ入射する。導光板101は、光源装置71からの光束の強度分布を均一化させ、表示パネル102の方向へ進行させる均一化光学系である。表示パネル102は、導光板101からの光を透過させることで画像を表示する透過型液晶表示装置である。本変形例の場合も、スペックルの低減により高品質で明るい画像を表示することができる。   FIG. 13 shows a schematic configuration of a liquid crystal display 100 which is an image display device according to the third modification of the present embodiment. The liquid crystal display 100 displays an image using light from the light source device 71. Light from the light source device 71 enters the light guide plate 101. The light guide plate 101 is a uniformizing optical system that makes the intensity distribution of the light flux from the light source device 71 uniform and travels in the direction of the display panel 102. The display panel 102 is a transmissive liquid crystal display device that displays an image by transmitting light from the light guide plate 101. Also in the case of this modification, a high-quality and bright image can be displayed by reducing speckles.

以上のように、本発明に係る光源装置は、コヒーレント光を用いて画像を表示する場合に適している。   As described above, the light source device according to the present invention is suitable for displaying an image using coherent light.

本発明の実施例1に係る光源装置の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the light source device which concerns on Example 1 of this invention. 実施例1の変形例に係る光源装置の概略構成を示す図。FIG. 6 is a diagram illustrating a schematic configuration of a light source device according to a modification of the first embodiment. 本発明の実施例2に係る光源装置の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the light source device which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例3に係る光源装置の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the light source device which concerns on Example 3 of this invention. 実施例3の変形例1に係る光源装置の概略構成を示す図。FIG. 10 is a diagram illustrating a schematic configuration of a light source device according to a first modification of the third embodiment. 六角形形状の光学素子を備える構成を説明する図。The figure explaining a structure provided with a hexagonal optical element. 実施例3の変形例2に係る光源装置の概略構成を示す図。FIG. 10 is a diagram illustrating a schematic configuration of a light source device according to a second modification of the third embodiment. 本発明の実施例4に係るプロジェクタの概略構成を示す図。FIG. 10 is a diagram illustrating a schematic configuration of a projector according to a fourth embodiment of the invention. 照明装置の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of an illuminating device. 光源装置の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of a light source device. 実施例4の変形例1に係る照明装置の概略構成を示す図。FIG. 10 is a diagram illustrating a schematic configuration of a lighting device according to a first modification of the fourth embodiment. 実施例4の変形例2に係る照明装置の概略構成を示す図。FIG. 10 is a diagram illustrating a schematic configuration of a lighting device according to a second modification of the fourth embodiment. 実施例4の変形例3に係る液晶ディスプレイの概略構成を示す図。FIG. 10 is a diagram illustrating a schematic configuration of a liquid crystal display according to a third modification of the fourth embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10 光源装置、11 光源部、12 偏光ビームスプリッタ、13 第1ミラー、14 第2ミラー、15 第3ミラー、20 光源装置、30 光源装置、31 1/4波長板、40 光源装置、41 偏光ビームスプリッタ、42 第1プリズム、43 第2プリズム、44 第3プリズム、50 光源装置、51 光学素子、52 直角プリズム、53 第1斜面、54 第2斜面、55 第3斜面、57 光源装置、58 光学素子、60 光源装置、61 低屈折率層、62 第1光学素子、63 第2光学素子、70 プロジェクタ、71 光源装置、72 照明装置、73 空間光変調装置、74 投写レンズ、75 スクリーン、76 光源部、77 第1レンズ、78 第2レンズ、79 回折光学素子、80 照明装置、81 フライアイレンズ、82 レンズ素子、90 照明装置、91 集光レンズ、92 ロッドインテグレータ、93 照明レンズ、100 液晶ディスプレイ、101 導光板、102 表示パネル   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Light source device, 11 Light source part, 12 Polarization beam splitter, 13 1st mirror, 14 2nd mirror, 15 3rd mirror, 20 Light source device, 30 Light source device, 31 1/4 wavelength plate, 40 Light source device, 41 Polarized beam Splitter, 42 First prism, 43 Second prism, 44 Third prism, 50 Light source device, 51 Optical element, 52 Right angle prism, 53 First slope, 54 Second slope, 55 Third slope, 57 Light source device, 58 Optical Element, 60 light source device, 61 low refractive index layer, 62 first optical element, 63 second optical element, 70 projector, 71 light source device, 72 illumination device, 73 spatial light modulator, 74 projection lens, 75 screen, 76 light source Part, 77 first lens, 78 second lens, 79 diffractive optical element, 80 illumination device, 81 fly eye lens 82 lens elements, 90 lighting apparatus, 91 a condenser lens, 92 a rod integrator, 93 illumination lens, 100 a liquid crystal display, 101 light guide plate, 102 display panel

Claims (12)

コヒーレント光であって、第1の振動方向を有する第1偏光成分を含む光を供給する光源部と、
前記第1偏光成分の光を透過させ、前記第1の振動方向に略直交する第2の振動方向を有する第2偏光成分の光を反射させることで、前記第1偏光成分と前記第2偏光成分とを分離させる偏光分離部と、
前記偏光分離部からの光の光路中に設けられ、前記偏光分離部からの光を反射させることにより前記偏光分離部へ入射させる反射部と、を有し、
前記反射部は、前記反射部から前記偏光分離部へ入射した光のうち前記偏光分離部を透過した光と、前記偏光分離部で反射しさらに前記反射部を経て前記偏光分離部へ入射した光のうち前記偏光分離部を透過した光との間で光路差を生じさせることを特徴とする光源装置。
A light source unit that supplies coherent light and includes light including a first polarization component having a first vibration direction;
The first polarized component and the second polarized light are transmitted by transmitting the first polarized component light and reflecting the second polarized component light having a second vibration direction substantially orthogonal to the first vibration direction. A polarization separation unit that separates components;
A reflection unit that is provided in an optical path of light from the polarization separation unit, and that is incident on the polarization separation unit by reflecting light from the polarization separation unit;
The reflection unit includes light that has passed through the polarization separation unit out of light incident on the polarization separation unit from the reflection unit, and light that has been reflected by the polarization separation unit and further incident on the polarization separation unit through the reflection unit. A light path device that generates an optical path difference with the light transmitted through the polarization separation unit.
前記反射部は、前記偏光分離部で反射しさらに前記反射部を経て前記偏光分離部へ入射するまでの光路長が、前記コヒーレント光が持つコヒーレント長と同等又はそれ以上となるように配置されることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。   The reflection unit is arranged so that an optical path length from the reflection by the polarization separation unit to the incidence to the polarization separation unit through the reflection unit is equal to or longer than the coherent length of the coherent light. The light source device according to claim 1. 前記反射部は、前記反射部から前記偏光分離部へ入射した光のうち前記偏光分離部を透過した光の光路と、前記偏光分離部で反射しさらに前記反射部を経て前記偏光分離部へ入射した光のうち前記偏光分離部を透過した光の光路とを略一致させることを特徴とする請求項1又は2に記載の光源装置。   The reflection unit reflects the light that has passed through the polarization separation unit out of the light incident on the polarization separation unit from the reflection unit, and is reflected by the polarization separation unit and then enters the polarization separation unit through the reflection unit. 3. The light source device according to claim 1, wherein an optical path of light transmitted through the polarization separation unit is substantially matched with the light that has been transmitted. 前記反射部は、前記偏光分離部からの光を反射させる第1反射部と、前記第1反射部からの光を反射させる第2反射部と、前記第2反射部からの光を反射させる第3反射部と、を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の光源装置。   The reflection unit includes a first reflection unit that reflects light from the polarization separation unit, a second reflection unit that reflects light from the first reflection unit, and a second reflection unit that reflects light from the second reflection unit. The light source device according to any one of claims 1 to 3, further comprising three reflecting portions. 前記偏光分離部からの光の光路中に設けられ、前記偏光分離部からの光の偏光状態を変化させる偏光素子を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の光源装置。   5. The light source according to claim 1, further comprising: a polarizing element that is provided in an optical path of light from the polarization separation unit and changes a polarization state of light from the polarization separation unit. apparatus. 前記偏光素子は、波長板を備えることを特徴とする請求項5に記載の光源装置。   The light source device according to claim 5, wherein the polarizing element includes a wave plate. 前記反射部は、ミラーを備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の光源装置。   The light source device according to claim 1, wherein the reflection unit includes a mirror. 前記反射部は、プリズムを備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の光源装置。   The light source device according to claim 1, wherein the reflection unit includes a prism. 前記光源部からの光を透過させる光学素子を有し、
前記偏光分離部及び前記反射部は、前記光学素子に形成されることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の光源装置。
An optical element that transmits light from the light source unit;
The light source device according to claim 1, wherein the polarization separation unit and the reflection unit are formed in the optical element.
前記光学素子の屈折率より小さい屈折率を持つ低屈折率層を有することを特徴とする請求項9に記載の光源装置。   The light source device according to claim 9, further comprising a low refractive index layer having a refractive index smaller than that of the optical element. 請求項1〜10のいずれか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置からの光束の強度分布を均一化させる均一化光学系と、を有することを特徴とする照明装置。
The light source device according to any one of claims 1 to 10,
And a homogenizing optical system for homogenizing the intensity distribution of the luminous flux from the light source device.
請求項1〜10のいずれか一項に記載の光源装置からの光を用いて画像を表示することを特徴とする画像表示装置。   An image display device that displays an image using light from the light source device according to claim 1.
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