JP2008112623A - Light source device and projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源装置および光源装置を備えるプロジェクタに関する。 The present invention relates to a light source device and a projector including the light source device.
ライトバルブやデジタルミラーデバイス(DMD:Digital Mirror Device)等の空間光変調機器を、光源装置の照明光で照射して映像を表示するプロジェクタが利用されている。プロジェクタには、スクリーンの前方から投射するフロント投射型プロジェクタと、スクリーンの後方から投射するリア投射型プロジェクタがある。 2. Description of the Related Art Projectors that display images by irradiating spatial light modulation devices such as light valves and digital mirror devices (DMD) with illumination light from a light source device are used. The projector includes a front projection type projector that projects from the front of the screen and a rear projection type projector that projects from the rear of the screen.
フロント投射型プロジェクタ、リア投射型プロジェクタは、例えば、光源装置としてレーザ光源を用いている。レーザ光源は、エネルギー効率や色再現性がランプ光源に対して高いためめという利点がある。 For example, a front projection type projector and a rear projection type projector use a laser light source as a light source device. The laser light source has an advantage of higher energy efficiency and color reproducibility than the lamp light source.
しかしながら、レーザ光源のように、光源装置から射出された光線の位相が揃っている場合、スクリーンへの投射時に近傍の光線同士が干渉するため、スクリーンの手前の空間にスペックルパターンと呼ばれる干渉縞や斑が現れる。鑑賞者は、スクリーン面とスペックルパターンとの二重の像を観ることとなり、スクリーン面とスペックルパターンのそれぞれに焦点を合わせようとするため、鑑賞者には不快感が生じ、鑑賞者の疲労の増大という問題が生じることがある。 However, when the phases of the light beams emitted from the light source device are aligned as in the case of a laser light source, neighboring light beams interfere with each other when projected onto the screen, so that interference fringes called speckle patterns are formed in the space in front of the screen. And spots appear. The viewer sees a double image of the screen surface and the speckle pattern, and tries to focus on each of the screen surface and the speckle pattern. The problem of increased fatigue can occur.
上述の課題は、位相が揃っているレーザ光で特に生じることが多いが、超高圧水銀ランプなどのランプ光源でも生じることがある。そのため、光源装置を用いたプロジェクタでは、スペックルパターンの発生の抑制が望まれている。 The above-mentioned problems often occur particularly with laser beams having the same phase, but may also occur with a lamp light source such as an ultrahigh pressure mercury lamp. Therefore, in a projector using a light source device, it is desired to suppress the generation of speckle patterns.
本願はこのような課題に鑑みてなされたものであり、光源装置から出力される光による画像の投影時に生じるスペックルパターンの発生の抑制を目的とする。 The present application has been made in view of such a problem, and an object thereof is to suppress generation of a speckle pattern generated when an image is projected by light output from a light source device.
上述した課題の少なくとも一部を解決するために、本発明の第1の態様は光源装置を提供する。第1の態様の光源装置は、
光を射出する発光手段と、
入射光の一部を反射するとともに、残りを透過する分岐手段と、
前記分岐手段を経て入射する入射光を内部で循環させて、前記分岐手段に再び入射させる導光手段と、を備え、
前記分岐手段は、前記発光手段から射出され、前記導光手段を経ずに入射する入射光の一部を第1の反射光として照射面に向けて出力するとともに、残りを第1の透過光として前記導光手段に入射させ、かつ、前記導光手段からの入射光の一部を第2の反射光として前記導光手段へ再度入射させるとともに、残りを第2の透過光として前記照射面に向けて出力する、ことを要旨とする。
In order to solve at least a part of the problems described above, a first aspect of the present invention provides a light source device. The light source device of the first aspect is
A light emitting means for emitting light;
A branching means for reflecting a part of the incident light and transmitting the rest,
A light guiding means for circulating incident light incident through the branching means and making the light incident on the branching means again.
The branching unit outputs a part of incident light which is emitted from the light emitting unit and enters through the light guiding unit as first reflected light toward the irradiation surface, and the rest is the first transmitted light. The incident surface is incident on the light guide means, and a part of the incident light from the light guide means is incident again on the light guide means as second reflected light, and the remaining light is incident on the irradiation surface as second transmitted light. The output is output to
上述の態様によれば、発光手段からの射出光の一部を反射し、他の一部を導光手段内で循環させて、反射された光と循環された光とを出力することができ、同一照射面に向けて光路長の異なる複数種類の光を出力できる。よって、上述の態様の後編装置によれば、干渉性の低い光を出力でき、照射面への光の照射時に発生するスペックルパターンを低減できる。 According to the above-described aspect, a part of the light emitted from the light emitting means can be reflected, and the other part can be circulated in the light guiding means to output the reflected light and the circulated light. A plurality of types of light having different optical path lengths can be output toward the same irradiation surface. Therefore, according to the sequel apparatus of the above-mentioned aspect, light with low coherence can be output, and speckle patterns generated when light is irradiated onto the irradiation surface can be reduced.
第1の態様の光源装置において、
前記導光手段は、前記分岐手段からの入射光が再び前記分岐手段へ入射するまでの光路長が、前記発光手段から射出される光の可干渉距離以上となるように構成されていてもよい。
In the light source device of the first aspect,
The light guiding unit may be configured such that an optical path length until incident light from the branching unit again enters the branching unit is equal to or longer than a coherent distance of light emitted from the light emitting unit. .
上述の態様によれば、導光手段への入射光に射出光の可干渉距離以上の光路を付与できる。従って、上述の態様も光源装置は、可干渉距離以上の光路差を有する複数種類の光を出力でき、照射面への照射時に発生するスペックルパターンを低減できる。 According to the above-described aspect, an optical path longer than the coherence distance of the emitted light can be given to the incident light to the light guide unit. Therefore, also in the above-described aspect, the light source device can output a plurality of types of light having an optical path difference equal to or greater than the coherence distance, and can reduce speckle patterns generated when the irradiation surface is irradiated.
第1の態様の光源装置において、
前記導光手段は、複数の反射面を有し、入射光を前記複数の反射面で反射することにより前記循環させてもよい。
In the light source device of the first aspect,
The light guiding means may have a plurality of reflecting surfaces, and circulate the incident light by reflecting the light with the plurality of reflecting surfaces.
上述の態様によれば、反射の繰り返しによって導光手段の内部で光を循環させることができるため、簡易な構成で、光路長の異なる複数種類の光を出力できる。従って、干渉性の低い光を出力でき、スペックルパターンの発生を抑制できる。 According to the above-described aspect, since light can be circulated inside the light guide unit by repeating reflection, a plurality of types of light having different optical path lengths can be output with a simple configuration. Accordingly, it is possible to output light with low coherence and suppress the generation of speckle patterns.
第1の態様の光源装置において、
前記導光手段は、底面の形状が直角三角形である三角プリズムを4つ有しており、前記4つの三角プリズムのうち、3つの三角プリズムの底面の斜辺を含む側面が前記反射面となるように配置され、かつ、前記4つの三角プリズムのうちの残りの1つの三角プリズムの底面の斜辺を含む側面が前記発光手段に対向するように配置されており、
前記分岐手段は、前記残りの1つの三角プリズムの底面の斜辺を含む側面に接するように配置されていてもよい。
In the light source device of the first aspect,
The light guide means includes four triangular prisms whose bottom surface is a right triangle, and of the four triangular prisms, the side surface including the hypotenuse of the bottom surface of the three triangular prisms is the reflective surface. And the side surface including the hypotenuse of the bottom surface of the remaining one of the four triangular prisms is disposed to face the light emitting means.
The branching unit may be arranged so as to contact a side surface including a hypotenuse of the bottom surface of the remaining one triangular prism.
三角プリズムは容易に準備できるため、上述の態様によれば、簡易に、かつ、低コストで光源装置を製造できる。 Since the triangular prism can be easily prepared, according to the above aspect, the light source device can be manufactured easily and at low cost.
第1の態様の光源装置において、更に、
前記三角プリズムを形成する部材の屈折率とほぼ同じ屈折率を有し、光を透過する部材で形成され、前記分岐手段と前記発光手段との間に前記分岐手段に接するように配置されている第1の透過部材、を備えていてもよい。
In the light source device of the first aspect,
The triangular prism is formed of a member that has a refractive index substantially the same as the refractive index of the member that transmits light and is in contact with the branching unit between the branching unit and the light emitting unit. You may provide the 1st permeation | transmission member.
上述の態様によれば、分岐手段の片側に三角プリズムが配置され、もう片側に三角プリズムとほぼ同じ屈折率を有する透過部材が配置できる。従って、分岐手段への入射光の入射角と、分岐手段から導光手段への入射光の入射角とをほぼ同じ角度とできるため、導光手段内で安定して光を循環させることができる。よって、上述の態様の光源装置は、干渉性の低い光を照射対象面に向けて出力でき、スペックルパターンの発生を抑制できる。 According to the above-described aspect, the triangular prism can be disposed on one side of the branching unit, and the transmission member having substantially the same refractive index as that of the triangular prism can be disposed on the other side. Therefore, since the incident angle of the incident light to the branching unit and the incident angle of the incident light from the branching unit to the light guiding unit can be made substantially the same angle, the light can be circulated stably in the light guiding unit. . Therefore, the light source device of the above-described aspect can output light with low coherence toward the irradiation target surface, and can suppress generation of speckle patterns.
第1の態様の光源装置において、
前記第1の透過部材は、前記4つの三角プリズムとほぼ同じ形状、大きさを有する三角プリズムであり、底面の斜辺を含む側面が前記分岐手段に接するように配置されてもよい。
In the light source device of the first aspect,
The first transmitting member may be a triangular prism having substantially the same shape and size as the four triangular prisms, and may be disposed so that a side surface including a hypotenuse of a bottom surface is in contact with the branching unit.
上述の態様の光源装置によれば、導光手段の三角プリズムと第1の透過部材である三角プリズムとはほぼ同型の三角プリズムであり、分岐手段の両側に、各三角プリズムの同一面が接するように配置できる。従って、上述の態様によれば、干渉性の低い光を照射対象面に向けて出力可能な光源装置を容易に製造できる。 According to the light source device of the above-described aspect, the triangular prism of the light guiding unit and the triangular prism as the first transmission member are substantially the same type of triangular prism, and the same surface of each triangular prism is in contact with both sides of the branching unit. Can be arranged as follows. Therefore, according to the above-described aspect, it is possible to easily manufacture a light source device that can output light with low coherence toward the irradiation target surface.
第1の態様の光源装置において、
前記4つの三角プリズムの任意の第1の三角プリズムと、前記第1の三角プリズムに隣接する第2の三角プリズムは、前記第1の三角プリズムの底面の直角三角形の対辺を含む第1の側面と、前記第2の三角プリズムの底面の直角三角形の対辺を含む側面とで接合されており、前記第1の三角プリズムと、前記第1の三角プリズムに隣接し、前記第2の三角プリズムとは異なる第3の三角プリズムとは、前記第1の三角プリズムの底面の直角三角形の隣辺を含む第2の側面と、前記第3の三角プリズムの底面の直角三角形の隣辺を含む側面とで接合されており、かつ、全ての前記三角プリズムの底面の直角三角形の前記対辺と前記隣辺との間の頂点が一致するように配置されていてもよい。
In the light source device of the first aspect,
An arbitrary first triangular prism of the four triangular prisms and a second triangular prism adjacent to the first triangular prism include a first side surface including opposite sides of a right triangle on the bottom surface of the first triangular prism. And a side surface including the opposite side of a right triangle on the bottom surface of the second triangular prism, the first triangular prism, and the second triangular prism adjacent to the first triangular prism, Different third triangular prisms include a second side surface including a right triangle adjacent to the bottom surface of the first triangular prism, and a side surface including a right triangle adjacent side to the bottom surface of the third triangular prism. And the apexes between the opposite sides of the right triangles on the bottom surfaces of all the triangular prisms and the adjacent sides may coincide with each other.
上述の態様によれば、導光手段を構成する各三角プリズムは、底面の対辺を含む側面で隣接する三角プリズムと接合されているため、導光手段の構造の安定性を向上できる。また、上述の態様によれば、各三角プリズムの側面接合して導光手段を形成できるため、簡易に導光手段を製造できる。また、三角プリズムの斜辺でない辺を含む側面を、導光手段の内部で反射面として利用できる。よって、上述の態様の光源装置を利用することにより、導光手段における迷光の発生を抑制でき、光の利用効率を向上できる。 According to the above-described aspect, each triangular prism constituting the light guide means is joined to the adjacent triangular prism on the side surface including the opposite side of the bottom surface, so that the stability of the structure of the light guide means can be improved. Moreover, according to the above-mentioned aspect, since the light guide means can be formed by joining the side surfaces of the respective triangular prisms, the light guide means can be easily manufactured. Moreover, the side surface including the side which is not the hypotenuse of the triangular prism can be used as a reflection surface inside the light guide means. Therefore, by using the light source device of the above aspect, the generation of stray light in the light guide means can be suppressed, and the light use efficiency can be improved.
第1の態様の光源装置において、
前記各三角プリズムの底面の形状は、直角二等辺三角形であってもよい。
In the light source device of the first aspect,
The shape of the bottom surface of each triangular prism may be a right-angled isosceles triangle.
上述の態様によれば、導光手段の構造の安定性を向上できる。また、直角二等辺三角形の形状の底面を有する三角プリズムを用いることにより、導光手段内を循環後に照射面に出力される光と、導光手段内を循環せずに照射面に出力される光とをほぼ同じ角度で出力できるため、光の利用効率低下を抑制できる。 According to the above aspect, the stability of the structure of the light guide means can be improved. In addition, by using a triangular prism having a bottom surface in the shape of a right isosceles triangle, light output to the irradiation surface after circulating in the light guide means and output to the irradiation surface without circulating in the light guide means Since light can be output at substantially the same angle, it is possible to suppress a decrease in light utilization efficiency.
第1の態様の光源装置において、
前記4つの三角プリズムのうちの任意の第1の三角プリズムと、前記第1の三角プリズムに隣接する第2の三角プリズムと、前記第2の三角プリズムに隣接し、かつ、前記第1の三角プリズムとは異なる第3の三角プリズムと、前記第3の三角プリズムに隣接し、かつ、前記第2の三角プリズムとは異なる第4の三角プリズムとを有しており、前記第1の三角プリズム、前記第2の三角プリズム、前記第3の三角プリズムおよび前記第4の三角プリズムは、少なくとも、前記第1の三角プリズムと前記第2の三角プリズムの間隔と、前記第3の三角プリズムと前記第4の三角プリズムの間隔とが、ほぼ等しくなるように配置されていてもよい。
In the light source device of the first aspect,
Arbitrary first triangular prism among the four triangular prisms, a second triangular prism adjacent to the first triangular prism, an adjacent first triangular prism, and the first triangular prism A first triangular prism having a third triangular prism different from the prism, and a fourth triangular prism adjacent to the third triangular prism and different from the second triangular prism. , The second triangular prism, the third triangular prism, and the fourth triangular prism include at least an interval between the first triangular prism and the second triangular prism, and the third triangular prism and the The intervals between the fourth triangular prisms may be substantially equal.
上述の態様の光源装置によれば、第1の三角プリズムと第2の三角プリズム間、および、第3の三角プリズムと第4の三角プリズムの間に空隙を形成でき、空隙の距離を調整することにより、導光手段内を循環する光の光路長を任意に調整できる。 According to the light source device of the above aspect, a gap can be formed between the first triangular prism and the second triangular prism, and between the third triangular prism and the fourth triangular prism, and the distance of the gap is adjusted. Thereby, the optical path length of the light circulating in the light guide means can be arbitrarily adjusted.
第1の態様の光源装置において、更に、
前記第1の三角プリズムと前記第2の三角プリズムの間、および、前記第3の三角プリズムと前記第4の三角プリズムの間に配置され、光を透過する第2の透過部材を備えてもよい。
In the light source device of the first aspect,
A second transmitting member that is disposed between the first triangular prism and the second triangular prism and between the third triangular prism and the fourth triangular prism and that transmits light; Good.
上述の態様の光源装置によれば、第1の三角プリズムと前記第2の三角プリズムの間、および、前記第3の三角プリズムと前記第4の三角プリズムの間の空隙に透過部材を配置できるため、導光手段の構造の安定性を向上できるとともに、第1の反射光に対して、入射光の光路長に任意の光路差を付与できる。 According to the light source device of the above-described aspect, it is possible to dispose a transmission member in the gap between the first triangular prism and the second triangular prism and between the third triangular prism and the fourth triangular prism. Therefore, the stability of the structure of the light guide means can be improved, and an arbitrary optical path difference can be given to the optical path length of the incident light with respect to the first reflected light.
第1の態様の光源装置において、
前記第2の透過部材は、ロッドインテグレータを含んでもよい。
In the light source device of the first aspect,
The second transmission member may include a rod integrator.
上述の態様の光源装置によれば、三角プリズムの反射面で反射された反射光の反射角度が所望の角度からずれた場合にも、反射光は、ロッドインテグレータ内で反射して隣接する三角プリズムに入射する。従って、上述の態様によれば、入射光の損失を抑制しながら、入射光の光路長を任意に設定できる。 According to the light source device of the above aspect, even when the reflection angle of the reflected light reflected by the reflecting surface of the triangular prism deviates from a desired angle, the reflected light is reflected in the rod integrator and adjacent to the triangular prism. Is incident on. Therefore, according to the above aspect, the optical path length of the incident light can be arbitrarily set while suppressing the loss of the incident light.
第1の態様の光源装置において、更に、
前記射出光の前記導光手段内部の光路に配置され、所定の条件の変化に応じて屈折率が変化する少なくとも1つ以上の屈折率可変素子と、
前記所定の条件を変化させる条件変化手段と、を備えてもよい。
In the light source device of the first aspect,
At least one refractive index variable element that is arranged in an optical path inside the light guide means of the emitted light and whose refractive index changes according to a change in a predetermined condition;
And a condition changing means for changing the predetermined condition.
導光手段内を通過する光の光路長は、導光手段の内部に配置された屈折率可変素子の屈折率の変化に応じて変化する。従って、上述の態様の光源装置によれば、種々の光路長を有する光を同一面から出力できるため、干渉性の低い光を出力できる。 The optical path length of the light passing through the light guide means changes according to the change in the refractive index of the refractive index variable element arranged inside the light guide means. Therefore, according to the light source device of the above-described aspect, since light having various optical path lengths can be output from the same surface, light with low coherence can be output.
第1の態様の光源装置において、
記所定の条件は、前記屈折率可変素子が配置されている部位の磁場および電場、ならびに、前記屈折率可変素子に与えられる温度および応力のうち少なくとも一つを含んでもよい。
In the light source device of the first aspect,
The predetermined condition may include at least one of a magnetic field and an electric field at a portion where the refractive index variable element is disposed, and a temperature and stress applied to the refractive index variable element.
上述の態様の光源装置によれば、簡易に屈折率を変化できるため、容易に干渉性の低い光を出力できる。 According to the light source device of the above aspect, since the refractive index can be easily changed, light with low coherence can be easily output.
第2の態様として、プロジェクタを提供する。第2の態様のプロジェクタは、第1の態様のいずれかの光源装置を備える。 As a second aspect, a projector is provided. The projector according to the second aspect includes the light source device according to any one of the first aspect.
上述の態様のプロジェクタによれば、複数種類の光路長の光を合成した合成光を用いて画像を形成し、スクリーンに投影できるため、スペックルノイズの発生を低減できる。従って、スクリーンに投影されている画像を鑑賞する鑑賞者の不快感を解消でき、鑑賞者の疲労を軽減できる。 According to the projector of the above-described aspect, since an image can be formed using the combined light obtained by combining light of a plurality of types of optical path lengths and projected onto the screen, generation of speckle noise can be reduced. Therefore, the discomfort of the viewer who views the image projected on the screen can be eliminated, and the viewer's fatigue can be reduced.
本発明において、上述した種々の態様は、適宜、組み合わせたり、一部を省略したりできる。 In the present invention, the various aspects described above can be appropriately combined or partially omitted.
A1.システム構成:
第1実施例では、フロント投写型プロジェクタについて説明する。図1は、第1実施例におけるフロント投射型プロジェクタ10の概略構成を例示する説明図である。フロント投射型プロジェクタ10は、赤色光を射出する半導体レーザ装置20a、青色光を射出する半導体レーザ装置20b、および、緑色光を射出する半導体レーザ装置20cと各色専用の液晶パネルとを用いて画像を生成し、図1に示すように、スクリーン50に投影する。以降、第1実施例ではフロント投射型プロジェクタ10を、単に、プロジェクタ10と呼ぶ。
A1. System configuration:
In the first embodiment, a front projection type projector will be described. FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a front
図1に示すように、プロジェクタ10は、半導体レーザ装置20、光循環ユニット100、インテグレータレンズ21a〜21c(照明光学系)、ライトバルブ37〜39、ダイクロイックプリズム40および投射レンズ41を備える。以降、第1実施例では、半導体レーザ装置20aと光循環ユニット100を合わせて光源装置11と呼ぶ。同様に、レーザ装置20bと光循環ユニット100とを合わせて光源装置11と呼び、半導体レーザ光源20cと光循環ユニット100とを合わせて光源装置11と呼ぶ。
As shown in FIG. 1, the
各半導体レーザ装置20a〜20cは、図示しない第2高調波発生素子および共振器を備えており、図示しない光源からの光を第2高調波発生素子および共振器を用いて「レーザ光」に変換して出力する。半導体レーザ装置20a〜20cは、半導体レーザ装置毎に波長および位相の揃ったレーザ光を出力し、プロジェクタ10の光源として機能する。例えば、半導体レーザ装置20aは約650nmの波長を有する赤色レーザ光を出力し、半導体レーザ装置20bは約540nmの波長を有する緑色レーザ光を出力し、半導体レーザ装置20cは約430nmの波長を有する青色レーザ光を出力する。
Each of the
半導体レーザ装置20a〜20cは、また、図示しない高周波重畳機構を備えている。高周波重畳機構は、レーザーダイオードのバイアス電流に外部から高周波信号を印加する事で光変調を行う。位相の揃ったレーザ光はランプ光源に比べて干渉性が高いが、所定の光路差を経た光同士は干渉しないことが知られている。干渉が生じない光路差を「コヒーレント長」と言う。レーザ光のコヒーレント長は、数メートル以上のものもあるが、高周波重畳機構による変調を行うことにより、コヒーレント長を数ミリメートル程度に短くできる。
The
光循環ユニット100は、入射光を内部で循環させ、循環回数に応じた光路長を有する光として出力する。よって、光循環ユニット100から出力される光には、複数種類の光路長を有する光が含まれることとなり、出力光の合成光は干渉性の低い光となる。こうして出力された干渉性の低い合成光を用いることにより、光の干渉を抑制できるため、スペックルパターンの発生を低減でき、鑑賞者の疲労と不快感を軽減できる。光循環ユニット100については、後に詳述する。
The
インテグレータレンズ21は、入射する照射光を重畳して輝度ムラを平均化し、スクリーンの端部と中央部との光量差を低減する。インテグレータレンズ21を配置することにより、スクリーン全体に明るい画像を投射できる。
The
ライトバルブ37〜39は、高温ポリシリコン(HTPS:High Temperature Poly−Silicon)TFTを用いて形成されている。アクティブマトリクス駆動方式の透過型液晶パネルと偏光板を有している。ライトバルブ37〜39は、入射光を制御して画像を描画する。
The
ダイクロイックプリズム40は、三角プリズムを4つ組み合わせて直方体とした構成を有しており、ライトバルブ37〜39を通過した赤色レーザ光、緑色レーザ光、および青色レーザ光を合成して画像を形成し、投射レンズ41に投射する。
The
投射レンズ41は、ダイクロイックプリズム40から投射された画像を、スクリーン50に投影する。
The
以上説明したように、プロジェクタ10は、半導体レーザ装置20a〜20cからの射出光を各色専用のライトバルブに入射させて画像を形成後、合成しスクリーン50に投影する。鑑賞者は、スクリーン50に投影された画像を視認する。
As described above, the
A2.光循環ユニットの詳細構成:
光循環ユニットの詳細構成について、図2および図3を参照して説明する。第1実施例における光循環ユニット100の詳細構成を例示する説明図である。図3は、第1実施例における光循環ユニット100の組み付けについて説明する説明図である。図2に示すように、光循環ユニット100は、三角プリズム200,210,220,230からなる導光部150と、ハーフミラー250と、三角プリズム240とを備える。
A2. Detailed configuration of the optical circulation unit:
The detailed configuration of the optical circulation unit will be described with reference to FIG. 2 and FIG. It is explanatory drawing which illustrates the detailed structure of the
導光部150を形成する各三角プリズム200〜230は、矩形形状の3つの面と三角形形状の2つの面を有する三角柱である。以降、三角形形状の面を底面と、矩形形状の面を側面と呼ぶ。各三角プリズム200〜230は、底面の形状が直角二等辺三角形であり、ほぼ同一の大きさおよび形状を有し、光を透過する部材で形成されている。第1実施例では、各三角プリズムは、ガラスを材料として形成されている。三角プリズム210,220および230の底面を形成する二等辺三角形の斜辺を含む側面は、それぞれ、反射面410,420、430として機能する。なお、本明細書では、「ほぼ〜」、「約〜」という記載は、製造過程や使用による劣化に起因する誤差の範囲内に含まれ、誤差の範囲は、例えば、±5%程度であり、作用および効果に影響の無いことを表す。
Each of the
ハーフミラー250は、三角プリズム200の底面の斜辺を含む側面に蒸着された銀薄膜により形成されている。ハーフミラー250は、入射光の一部を反射するとともに、入射光の他の一部を透過する。第1実施例では、反射率:透過率が約「1:1」となるように形成されている。すなわち、ハーフミラー250は、ハーフミラー250への入射光の約50%を反射し、入射光の約50%を透過する。なお、反射も透過もされない入射光の残りは、ハーフミラー250による散乱や吸収等される。
The
ハーフミラー250は、半導体レーザ装置20bの射出光に対して垂直な平面に対して約45度の角度となるように、かつ、インテグレータレンズ21の受光面に対して約45度の角度となるように配置されている。こうすることにより、半導体レーザ装置20bから射出されハーフミラー250を介してのインテグレータレンズ21に向けて出力される光の、インテグレータレンズ21における単位面積あたりの照射効率を向上できる。
The
三角プリズム240は、三角プリズム200と同じ媒質(すなわち、同じ屈折率を有する)で形成されており、ハーフミラー250と半導体レーザ装置20bとの間に、ハーフミラー250に接するように配置されている。このように構成することにより、ハーフミラー250に入射する光の入射角と、ハーフミラー250から三角プリズム200に入射する光の入射角とをほぼ同じにできる。従って、三角プリズム200に所望の入射角で光を入射させることができ、光循環ユニット100内で安定して光を循環させることができる。
The
ここで、光循環ユニット100の組み付けについて、図3を参照して説明する。図3は、光循環ユニット100を三角プリズムの底面側から見た分解平面図である。図3に示すように、各三角プリズム200〜230は、底面を形成する直角三角形の対辺を含む側面と、隣接する三角プリズムの底面の隣辺を含む側面とが張り合わされ、一体的に形成されている。具体的には、例えば、三角プリズム200の一方の対辺201は、三角プリズム210の隣辺212を含む側面と張り合わされており、三角プリズム200の隣辺202は、三角プリズム210とは逆側に隣接する三角プリズム230の対辺232を含む側面と張り合わされている。
Here, the assembly of the
ハーフミラー250として機能する銀薄膜250は、三角プリズム200の底面の斜辺203を含む側面上に蒸着されている。
The silver
三角プリズム240は、三角プリズム200の斜辺203を含む側面と三角プリズム240の斜辺243を含む側面とが重なり合うように、三角プリズム240の斜辺243を含む側面でハーフミラー250と張り合わされている。
The
第1実施例において、三角プリズム同士、または、三角プリズムとハーフミラー250とは、三角プリズムの屈折率よりも低い屈折率を有する接着剤により接合されている。こうすれば、接着剤への光の入射角と接着剤から三角プリズムへの光の入射角とがほぼ同じ角度となるため、光循環ユニット100に入射した光を光循環ユニット100内で安定して循環させることができる。また、三角プリズムの斜辺でない辺を含む側面を、導光手段の内部で反射面として利用できる。よって、導光部における迷光の発生を抑制でき、光の利用効率を向上できる。
In the first embodiment, the triangular prisms or the triangular prism and the
図2に戻り、光循環ユニット100内における光の循環について説明する。なお、本実施例では、図2に示すように、三角プリズム200〜240の底面の対辺、隣辺の長さを「L」とする。また、本実施例では、三角プリズム200〜240の屈折率を「n」と表す。
Returning to FIG. 2, the light circulation in the
図2に示すように、半導体レーザ装置20bから射出された射出光300は、三角プリズム240の側面に対してほぼ垂直に入射し、三角プリズム240を透過してハーフミラー250に入射する。
As shown in FIG. 2, the emitted light 300 emitted from the
ハーフミラー250に入射した射出光300(破線)は、約50%が反射されて(反射光301:破線)インテグレータレンズ21に入射し、射出光300の残りの約50%は、ハーフミラー250を透過して(透過光302:一点鎖線)、三角プリズム200に入射する。
About 50% of the emitted light 300 (broken line) incident on the
透過光302は、三角プリズム210の反射面410で反射され、三角プリズム220に入射する。一般的に、三角プリズムを形成する媒質であるガラスと空気との境界面の臨界角は約41°であり、臨界角より大きい角度でガラスと空気と境界面に入射した光は、全反射される。図2に示すように、透過光302は、三角プリズム210の対辺を含む側面に対してほぼ垂直に三角プリズム210に入射するため、透過光302は約45°の入射角で反射面410に入射する。よって、透過光302は反射面410で全反射され、三角プリズム220の反射面420に入射し、三角プリズム220の反射面420,および三角プリズム230の反射面430で、反射面410と同様に全反射され、導光部150内を循環し、導光部150の内側から再びハーフミラー250に入射する。
The transmitted
ハーフミラー250に入射した透過光302の約50%がハーフミラー250を透過して(透過光303:一点鎖線)インテグレータレンズ21に入射し、透過光302の残りの約50%が、三角プリズム210の反射面410に向かって反射される(反射光304:二点鎖線)。反射光304は、透過光302と同様に、反射面410,420および430で全反射され、導光部150内を循環して再びハーフミラー250に入射する。
About 50% of the transmitted light 302 incident on the
ハーフミラー250に入射した反射光304の約50%はハーフミラー250を透過して(透過光305:二点鎖線)インテグレータレンズ21に入射し、反射光304の残りの約50%が、三角プリズム210の反射面410に向かって反射される(反射光306:細鎖線)。反射光306は反射光304と同様に、導光部150内を循環してハーフミラー250に再び入射し、反射および透過される。以降、同様に、ハーフミラー250で反射され導光部150に入射した光は導光部150内を循環し、ハーフミラー250で反射および透過される。
About 50% of the reflected light 304 incident on the
図2に示すように、導光部150内の1循環の光路長は「d」である。光路長「d」は約「2L*n」と表すことができる。なお、第1実施例では、導光部150は、光路長「d」がコヒーレント長より長くなるように形成されている。すなわち、光循環ユニット100は、互いにコヒーレント長以上の光路差を有する複数種類の光を、同一面(ハーフミラー250)から、同一の照射面(インテグレータレンズ21)に出力する。具体的には、透過光303の光路長は、反射光301の光路長より光路差「d」だけ長く、透過光305の光路長は、反射光301の光路長より光路差「2d」(すなわち、透過光303の光路長より光路差「d」)長い。
As shown in FIG. 2, the optical path length of one circulation in the
インテグレータレンズ21に入射した複数種類の光(反射光301,透過光303,305)は、インテグレータレンズ21で照射面内での光量のバラツキが平坦になるように合成されて、ライトバルブ38に入射する。インテグレータレンズ21に入射する反射光301,透過光303,305は、互いにコヒーレント長以上の光路差のある光であるため、インテグレータレンズ21により合成された反射光301、透過光303、305の合成光は、干渉性の低い光となる。
A plurality of types of light (reflected light 301, transmitted light 303, 305) incident on the
プロジェクタ10は、このように再合成された干渉性の低い光を利用して画像をスクリーンに投影する。
The
以上説明した第1実施例のプロジェクタ10によれば、半導体レーザ装置から射出された干渉性の高いレーザ光を、光循環ユニット100によりコヒーレント長以上の光路差がある複数の光に分岐し、インテグレータレンズ21で重畳して干渉性の低いレーザ光を出力できる。従来では、スペックルパターンを低減するためにスクリーンを振動させる等の手法を取っていたため音や振動が発生していたが、第1実施例のプロジェクタ10によれば、干渉性の低いレーザ光を利用して画像をスクリーンへ投影できるため、音や振動の発生を軽減しながら、スペックルパターンの発生を低減できる。よって、スクリーン鑑賞者はスクリーンに投影される画像を快適に鑑賞でき、鑑賞者の不快感の軽減および鑑賞者の疲労の増大を抑制できる。
According to the
また、第1実施例のプロジェクタ10によれば、導光部150を三角プリズムの貼り合わにより形成できるため、容易にかつ低コストで導光部を形成できる。
Further, according to the
B.第2実施例:
第2実施例では、所定の条件の変化に応じて屈折率が変化する屈折率可変素子を導光部内に備える光循環ユニットについて説明する。
B. Second embodiment:
In the second embodiment, an optical circulation unit provided with a refractive index variable element whose refractive index changes according to a change in a predetermined condition in the light guide unit will be described.
B1.光循環ユニットの詳細構成:
図4は、第2実施例における光源装置について説明する説明図である。第2実施例の光源装置11aは、図4に示すように。導光部150,ハーフミラー250、屈折率可変手段500からなる光循環ユニット110および半導体レーザ装置20bを備える。導光部150は、第1実施例と同様に4つの三角プリズム200、210,220および230から構成されている。なお、三角プリズム200、210,220、230、240,ハーフミラー250、および、半導体レーザ装置20bは、第1実施例と同様の機能、構成であるため、説明を省略する。
B1. Detailed configuration of the optical circulation unit:
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a light source device according to the second embodiment. The light source device 11a of the second embodiment is as shown in FIG. An
屈折率可変手段500は、屈折率可変素子510と電極シート520,530とを備える。屈折率可変素子510は、図4に示すように、三角プリズム200と三角プリズム230の側面間に配置されている。電極シート520,530は、屈折率可変素子510の両側に配置されている。
The refractive index varying means 500 includes a refractive
屈折率可変素子とは、所定の条件の変化に応じて、屈折率が変化する素子である。所定の条件とは、例えば、屈折率可変素子が置かれている電場または磁場や、屈折率可変素子に与えられる温度、応力が挙げられる。屈折率可変素子は、磁場の変化による磁気光学効果により物質の電子スピンの偏極や電子の軌道運動が変化して屈折率が変化する物質や、電場の変化による電気光学効果により分子の配向が変化して屈折率が変化する物質を用いて形成できる。また、屈折率可変素子は、例えば、応力が加えられることにより、イオンや電子の密度が変化して屈折率が変化する物質を用いて形成できる。 The refractive index variable element is an element whose refractive index changes according to a change in a predetermined condition. Examples of the predetermined condition include an electric field or a magnetic field in which the refractive index variable element is placed, temperature and stress applied to the refractive index variable element. The refractive index variable element is a material whose refractive index changes due to the change of the electron spin polarization or electron orbital motion due to the magneto-optic effect due to the change of the magnetic field, or the molecular orientation due to the electro-optic effect due to the change of the electric field. It can be formed using a substance that changes and changes its refractive index. The refractive index variable element can be formed using a material whose refractive index changes by changing the density of ions and electrons when stress is applied, for example.
本実施例では、屈折率可変素子510は薄膜状に形成され、電場の変化により屈折率が変化する液晶の層である。屈折率可変素子510は、配置されている部位の電場の変化により屈折率可変素子を構成する液晶分子の配向が変化し、屈折率が変化する。そのため、電極シート520,530間に電圧を印加することにより、屈折率可変素子510の屈折率を変化できる。
In this embodiment, the refractive index
屈折率可変素子510を通過する光の光路長は、屈折率可変素子510の層厚を「d1」、屈折率n’とすると、「d1×n’」と表すことができる。すなわち、屈折率n’を変化させることにより屈折率可変素子510を通過する光の光路長を柔軟に設定できる。
The optical path length of light passing through the refractive index
上述した第2実施例の光源装置によれば、電極シート間に電圧を印加して電場を変化させることにより、屈折率可変素子の屈折率を変化させられるため、導光部内を通過する光の光路長を所望のタイミングで種々に変化させることができる。よって、光路長の異なる複数種類の光を光循環ユニット110から出力できる。よって、第2実施例の光源装置を備えるプロジェクタを用いることにより、スペックルパターンの発生が抑制され、鑑賞者の不快感および鑑賞者の疲労を軽減できる。
According to the light source device of the second embodiment described above, since the refractive index of the refractive index variable element can be changed by changing the electric field by applying a voltage between the electrode sheets, the light passing through the light guide portion can be changed. The optical path length can be variously changed at a desired timing. Therefore, a plurality of types of light having different optical path lengths can be output from the
また、上述した第2実施例の光循環ユニットによれば、屈折率可変素子510の屈折率を高くすることによりコヒーレント長が長くなるため、導光部150内を光が通過する際の物理的な距離を短くできる、すなわち、光循環ユニットを小型化できる。
In addition, according to the optical circulation unit of the second embodiment described above, the coherent length is increased by increasing the refractive index of the refractive index
C.第3実施例:
第3実施例では、隣接する三角プリズムの間に、ロッドインテグレータを配置した光循環ユニットを有する光源装置について説明する。
C. Third embodiment:
In the third embodiment, a light source device having an optical circulation unit in which a rod integrator is disposed between adjacent triangular prisms will be described.
C1.光循環ユニットの詳細構成:
図5は、第3実施例における光源装置を例示する説明図である。図5は、光源装置11bを、光循環ユニット120の底面側からの平面図である。図5に示すように、光源装置11bは、導光部150aとハーフミラー250と三角プリズム240とからなる光循環ユニット120と、半導体レーザ装置20bとを備える。導光部150aは、三角プリズム200〜230,および、ロッドインテグレータ600,601とからなる。半導体レーザ装置20b、三角プリズム200〜240,ハーフミラー250は、第1実施例と同様の機能、構造であるため、説明を省略する。
C1. Detailed configuration of the optical circulation unit:
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating the light source device in the third embodiment. FIG. 5 is a plan view of the light source device 11b from the bottom surface side of the
導光部150aは、図5に示すように、三角プリズム210と三角プリズム220との間にロッドインテグレータ600が配置され、三角プリズム230と三角プリズム200との間にロッドインテグレータ610が配置されている。ロッドインテグレータ600、610は、三角プリズムと同じ媒質で形成されている。本実施例では、三角プリズム、ロッドインテグレータ共に透明なガラスにより形成されている。
As shown in FIG. 5, in the
本実施例では、三角プリズム210と三角プリズム220との間隔、言い換えれば、対向する側面間の距離、すなわち、ロッドインテグレータ600の長さ、および、三角プリズム230と三角プリズム200との間隔、言い換えれば、三角プリズム230と三角プリズム200との対向する側面間の距離、(ロッドインテグレータ610の長さ)はほぼ等しい。また、導光部150aを一循環した光の光路長を「d2」と表す。本実施例では、光路長「d2」がコヒーレント長より長くなるように構成されている。
In the present embodiment, the distance between the
図5に示すように、半導体レーザ装置20bから射出された射出光は700は、射出光700の約50%がハーフミラー250により図示しないインテグレータレンズに向かって反射され(反射光701)、射出光700の約50%がハーフミラー250を透過して導光部150aに入射する(透過光702)。透過光702は、三角プリズム210の反射面410で反射されロッドインテグレータ600内を通り、三角プリズム220の反射面420、三角プリズム230の反射面430で反射されてロッドインテグレータ610を通って再びハーフミラー250に入射する。ハーフミラー250に入射した透過光702は、約50%がハーフミラー250を透過して図示しないインテグレータレンズに向かい(透過光703)、約50%がハーフミラー250によって反射され(反射光704)再び導光部150aを循環する。
As shown in FIG. 5, in the emitted light emitted from the
透過光703は、反射光701よりも、光路長「d2」長い。従って、従って、ハーフミラー250からは、互いにコヒーレント長以上の光路差を有する複数種類の光が、ハーフミラー250から図示しないインテグレータレンズに向かって出力される。
The transmitted
以上説明した第3実施例の光源装置によれば、三角プリズム間にロッドインテグレータを配置することにより、光路長を簡易に伸長できる。また、第3実施例の光源装置によれば、半導体レーザ装置20bからの射出光の進行方向に対して略垂直方向にロッドインテグレータを配置して光路長を伸長できる。そのため、第3実施例の光源装置は、三角プリズムを4つ貼り合わせた導光部と同じようにコヒーレント長以上の光路長を有し、半導体レーザ装置20bからの射出光の進行方向についての大きさを、三角プリズムを4つ貼り合わせた導光部より小さくできる。
According to the light source device of the third embodiment described above, the optical path length can be easily extended by arranging the rod integrator between the triangular prisms. Further, according to the light source device of the third embodiment, the optical path length can be extended by arranging the rod integrator in a direction substantially perpendicular to the traveling direction of the light emitted from the
また、上述の第3実施例の光源装置によれば、ハーフミラー250や各三角プリズムの反射面410〜430の劣化や損傷などにより、図5に示すように、反射光705が導光部の外部に向けて進んだ場合にも、反射光705をロッドインテグレータで反射し、次の三角プリズムに向けて進めることができる。従って、光の損失を抑制できる。
Further, according to the light source device of the third embodiment described above, the reflected
D.第4実施例:
第4実施例では、所定の距離を空けて配置された4つの三角プリズムにより構成される導光部を有する光循環ユニットを備える光源装置について説明する。
D. Fourth embodiment:
In the fourth embodiment, a light source device including an optical circulation unit having a light guide unit constituted by four triangular prisms arranged at a predetermined distance will be described.
D1.光循環ユニットの詳細構成:
図6は、第4実施例の光源装置11cを例示する説明図である。図6は、光源装置11cの底面側からの平面図である。図6に示すように、光源装置11cは、光循環ユニット130と半導体レーザ装置20bを備える。光循環ユニット130は、4つの三角プリズム200〜230からなる導光部150b、ハーフミラー250および三角プリズム240を備える。光循環ユニット130は、三角プリズム200と三角プリズム210との間、三角プリズム210と三角プリズム220との間、三角プリズム220と三角プリズム230との間、および、三角プリズム230と三角プリズム200との間に空隙800〜830を有するように構成されている。各三角プリズム200〜230は、空隙800と空隙820の距離がほぼ等しく、かつ、空隙810と空隙830の距離がほぼ等しくなるように配置されている。
D1. Detailed configuration of the optical circulation unit:
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating the
図6に示すように、半導体レーザ装置20bから射出された射出光は710は、射出光710の約50%がハーフミラー250により図示しないインテグレータレンズに向けて反射され(反射光711)、射出光700の約50%がハーフミラー250を透過し、導光部150bに入射する(透過光712)。透過光712は、空隙800を通過して三角プリズム210の反射面410で反射され、空隙810を通過して三角プリズム220の反射面420で反射される。そして、透過光712は、空隙820を通過して三角プリズム230の反射面430で反射され、空隙830を通過して再びハーフミラー250に入射する。ハーフミラー250に入射した透過光712は、約50%がハーフミラー250を透過して図示しないインテグレータレンズに向かい(透過光713)、約50%がハーフミラー250によって反射され(反射光714)再び導光部150bを循環する。以降、導光部内の循環、ならびに、ハーフミラー250による反射および透過を繰り返して、ハーフミラー250から光路長の異なる光を出力する。
As shown in FIG. 6, about 50% of the emitted light 710 emitted from the
透過光713は、反射光711よりも、光路長「d3」長い。本実施例では、導光部150bは、光路長「d3」がコヒーレント長より長くなるように構成されている。従って、ハーフミラー250からは、互いにコヒーレント長以上の光路差を有する複数種類の光が、ハーフミラー250から図示しないインテグレータレンズに向かって出力される。
The transmitted
以上説明した第4実施例によれば、複数の三角プリズムの配置を調整することにより、導光部を通過する光の光路長を柔軟に設定できる。 According to the fourth embodiment described above, the optical path length of the light passing through the light guide can be flexibly set by adjusting the arrangement of the plurality of triangular prisms.
E.変形例:
(1)上述の第1実施例〜第4実施例では、導光部を複数の三角プリズムを用いて構成しているが、例えば、図7に示すように、光ファイバを用いて導光部を形成してもよい。
E. Variation:
(1) In the first to fourth embodiments described above, the light guide unit is configured using a plurality of triangular prisms. For example, as shown in FIG. 7, the light guide unit is configured using an optical fiber. May be formed.
図7は、変形例における光源装置の概略構成を例示する説明図である。変形例の光源装置11dは、半導体レーザ装置20bと、光循環ユニット140とを備える。光循環ユニット140は、三角プリズム200と光ファイバ900とから構成される導光部150cと、ハーフミラー250と三角プリズム240とを備える。
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a light source device according to a modification. The modified
光ファイバ900は、石英ガラスやプラスチックで細い繊維状に形成されており、中心部のコア周囲をクラッドで覆った二重構造を有する。光ファイバ900は、コアがクラッドに比較して高い屈折率を有するように形成されているため、光ファイバ900への入射光は、コアとクラッドとの境界で全反射してコア内に閉じこめられた状態で伝搬する。光ファイバ900は、光ファイバ900を通過する光の光路長は、少なくとも、半導体レーザ装置20bから射出される射出光のコヒーレント長以上の長さとなるように、形成されている。
The
図7に示すように、半導体レーザ装置20bから射出された射出光は950の約50%はハーフミラー250により図示しないインテグレータレンズに向けて反射され(反射光951)、射出光950の約50%がハーフミラー250を透過し、導光部150cに入射する(透過光952)。透過光952は、光ファイバ900内で全反射しながら伝搬し再びハーフミラー250に入射する。ハーフミラー250に入射した透過光952の約50%はハーフミラー250を透過して図示しないインテグレータレンズに向かい(透過光953)、透過光952の約50%はハーフミラー250によって反射され(反射光954)再び導光部150cを循環する。このように、光源装置11dは、入射光に対して、ハーフミラー250での反射および透過および導光部150c内での循環を繰り返し、図示しないインテグレータレンズに向けて光路長の異なる光を出力する。
As shown in FIG. 7, about 50% of the emitted light emitted from the
上述の変形例によれば、光ファイバを用いることにより、簡易な構成で光を循環させることができる。従って、変形例の光源装置によれば、互いコヒーレント長以上の光路差を有する複数種類の光を出力できるため、スペックルパターンの発生を抑制できる。 According to the above-described modification, light can be circulated with a simple configuration by using an optical fiber. Therefore, according to the light source device of the modified example, since it is possible to output a plurality of types of light having optical path differences that are equal to or greater than the coherent length, the generation of speckle patterns can be suppressed.
(2)上述の第1実施例では、光源装置を、3つの空間変調器(ライトバルブ)を用いた三板方式と呼ばれる構成のプロジェクタに採用しているが、2つの空間変調器を用いた二板方式、1つの空間変調器を用いた単板方式と呼ばれる構成のプロジェクタに採用してもよい。上述の光源装置を、二板方式、単板方式のプロジェクタに採用する場合には、適宜、ダイクロイックミラーや反射レンズ等を用いることにより構成できる。 (2) In the first embodiment described above, the light source device is employed in a projector having a configuration called a three-plate system using three spatial modulators (light valves), but two light sources using two spatial modulators are used. You may employ | adopt for the projector of the structure called the board system and the single board system using one spatial modulator. When the light source device described above is employed in a two-plate type or single-plate type projector, it can be configured by using a dichroic mirror, a reflection lens, or the like as appropriate.
(3)上述の各実施例では、透過率を約50%、反射率を約50%に調整されたハーフミラー250を利用しているが、例えば、透過率および反射率が任意に調整された部分反射ミラーを用いても良い。
(3) In each of the above-described embodiments, the
(4)上述の各実施例では、光源装置から出力される複数種類の光が、互いにコヒーレント長以上の光路差を有するように光循環ユニットを構成しているが、光源装置から出力される複数種類の光は、互いにコヒーレント長以上の光路差を有していなくてもよい。光源装置から出力される複数種類の光が、互いに光路長の異なる光であればスペックルパターンの発生は低減される。 (4) In each of the embodiments described above, the optical circulation unit is configured so that a plurality of types of light output from the light source device have optical path differences that are equal to or greater than the coherent length. The types of light may not have an optical path difference equal to or greater than the coherent length. If a plurality of types of light output from the light source device have different optical path lengths, the generation of speckle patterns is reduced.
(5)上述の各実施例では、三角プリズムを用いて導光部を形成しているが、例えば、角柱の透明部材を用いて導光部を形成してもよい。 (5) In each of the above-described embodiments, the light guide is formed using a triangular prism. However, for example, the light guide may be formed using a prismatic transparent member.
(6)上述の第2実施例では、屈折率可変素子510を三角プリズム230と三角プリズム200との間に配置しているが、例えば、図4に示すように、三角プリズムの間のいずれの位置に配置してもかまわない(屈折率可変素子511,512,513)。また、屈折率可変素子を複数配置してもよい。こうすれば、屈折率を柔軟に設定できる。
(6) In the second embodiment described above, the refractive index
以上、本発明の種々の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成をとることができる。 As mentioned above, although the various Example of this invention was described, this invention is not limited to these Examples, A various structure can be taken in the range which does not deviate from the meaning.
10…プロジェクタ
11…光源装置
11a…光源装置
11b…光源装置
11c…光源装置
11d…光源装置
20…半導体レーザ装置
20a〜20c…半導体レーザ装置
…半導体レーザ装置
21a〜21c…インテグレータレンズ
37〜39…ライトバルブ
40…ダイクロイックプリズム
41…投射レンズ
50…スクリーン
100、110,120,130、140…光循環ユニット
150…導光部
150a〜150c…導光部
200、210,220,230,240…三角プリズム
250…ハーフミラー
410、420,430…反射面
500…屈折率可変手段
510…屈折率可変素子
520、530…電極シート
600、610…ロッドインテグレータ
800、810,820,830…空隙
900…光ファイバ
DESCRIPTION OF
Claims (14)
光を射出する発光手段と、
入射光の一部を反射するとともに、残りを透過する分岐手段と、
前記分岐手段を経て入射する入射光を内部で循環させて、前記分岐手段に再び入射させる導光手段と、を備え、
前記分岐手段は、前記発光手段から射出され、前記導光手段を経ずに入射する入射光の一部を第1の反射光として照射面に向けて出力するとともに、残りを第1の透過光として前記導光手段に入射させ、かつ、前記導光手段からの入射光の一部を第2の反射光として前記導光手段へ再度入射させるとともに、残りを第2の透過光として前記照射面に向けて出力する、光源装置。 A light source device,
A light emitting means for emitting light;
A branching means for reflecting a part of the incident light and transmitting the rest,
A light guiding means for circulating incident light incident through the branching means and making the light incident on the branching means again.
The branching unit outputs a part of incident light which is emitted from the light emitting unit and enters through the light guiding unit as first reflected light toward the irradiation surface, and the rest is the first transmitted light. The incident surface is incident on the light guide means, and a part of the incident light from the light guide means is incident again on the light guide means as second reflected light, and the remaining light is incident on the irradiation surface as second transmitted light. Light source device that outputs to
前記導光手段は、前記分岐手段からの入射光が再び前記分岐手段へ入射するまでの光路長が、前記発光手段から射出される光の可干渉距離以上となるように構成されている、光源装置。 The light source device according to claim 1,
The light guide means is configured such that an optical path length until the incident light from the branching means enters the branching means again is equal to or longer than a coherent distance of light emitted from the light emitting means. apparatus.
前記導光手段は、複数の反射面を有し、入射光を前記複数の反射面で反射することにより前記循環させる、光源装置。 The light source device according to claim 1,
The light guide device has a plurality of reflecting surfaces, and circulates the incident light by reflecting the light with the plurality of reflecting surfaces.
前記導光手段は、底面の形状が直角三角形である三角プリズムを4つ有しており、前記4つの三角プリズムのうち、3つの三角プリズムの底面の斜辺を含む側面が前記反射面となるように配置され、かつ、前記4つの三角プリズムのうちの残りの1つの三角プリズムの底面の斜辺を含む側面が前記発光手段に対向するように配置されており、
前記分岐手段は、前記残りの1つの三角プリズムの底面の斜辺を含む側面に接するように配置されている、光源装置。 The light source device according to claim 3,
The light guide means includes four triangular prisms whose bottom surface is a right triangle, and of the four triangular prisms, the side surface including the hypotenuse of the bottom surface of the three triangular prisms is the reflective surface. And the side surface including the hypotenuse of the bottom surface of the remaining one of the four triangular prisms is disposed to face the light emitting means.
The light source device, wherein the branching unit is disposed so as to contact a side surface including a hypotenuse of the bottom surface of the remaining one triangular prism.
前記三角プリズムを形成する部材の屈折率とほぼ同じ屈折率を有し、光を透過する部材で形成され、前記分岐手段と前記発光手段との間に前記分岐手段に接するように配置されている第1の透過部材、を備える、光源装置。 The light source device according to claim 4, further comprising:
The triangular prism is formed of a member that has substantially the same refractive index as that of the member forming the prism and transmits light, and is disposed between the branching unit and the light emitting unit so as to be in contact with the branching unit. A light source device comprising a first transmission member.
前記第1の透過部材は、前記4つの三角プリズムとほぼ同じ形状、大きさを有する三角プリズムであり、底面の斜辺を含む側面が前記分岐手段に接するように配置された、光源装置。 The light source device according to claim 5,
The light source device, wherein the first transmission member is a triangular prism having substantially the same shape and size as the four triangular prisms, and a side surface including a hypotenuse of a bottom surface is disposed in contact with the branching unit.
前記4つの三角プリズムの任意の第1の三角プリズムと、前記第1の三角プリズムに隣接する第2の三角プリズムは、前記第1の三角プリズムの底面の直角三角形の対辺を含む第1の側面と、前記第2の三角プリズムの底面の直角三角形の対辺を含む側面とで接合されており、前記第1の三角プリズムと、前記第1の三角プリズムに隣接し、前記第2の三角プリズムとは異なる第3の三角プリズムとは、前記第1の三角プリズムの底面の直角三角形の隣辺を含む第2の側面と、前記第3の三角プリズムの底面の直角三角形の隣辺を含む側面とで接合されており、かつ、全ての前記三角プリズムの底面の直角三角形の前記対辺と前記隣辺との間の頂点が一致するように配置されている、光源装置。 The light source device according to claim 4,
An arbitrary first triangular prism of the four triangular prisms and a second triangular prism adjacent to the first triangular prism include a first side surface including opposite sides of a right triangle on the bottom surface of the first triangular prism. And a side surface including the opposite side of a right triangle on the bottom surface of the second triangular prism, the first triangular prism, and the second triangular prism adjacent to the first triangular prism, Different third triangular prisms include a second side surface including a right triangle adjacent to the bottom surface of the first triangular prism, and a side surface including a right triangle adjacent side to the bottom surface of the third triangular prism. And arranged so that the vertices between the opposite sides of the right triangles on the bottom surfaces of all the triangular prisms and the adjacent sides coincide with each other.
前記各三角プリズムの底面の形状は、直角二等辺三角形である、光源装置。 The light source device according to claim 7,
The light source device in which the shape of the bottom surface of each triangular prism is a right-angled isosceles triangle.
前記4つの三角プリズムのうちの任意の第1の三角プリズムと、前記第1の三角プリズムに隣接する第2の三角プリズムと、前記第2の三角プリズムに隣接し、かつ、前記第1の三角プリズムとは異なる第3の三角プリズムと、前記第3の三角プリズムに隣接し、かつ、前記第2の三角プリズムとは異なる第4の三角プリズムとを有しており、前記第1の三角プリズム、前記第2の三角プリズム、前記第3の三角プリズムおよび前記第4の三角プリズムは、少なくとも、前記第1の三角プリズムと前記第2の三角プリズムの間隔と、前記第3の三角プリズムと前記第4の三角プリズムの間隔とが、ほぼ等しくなるように配置されている、光源装置。 The light source device according to claim 4,
Arbitrary first triangular prism among the four triangular prisms, a second triangular prism adjacent to the first triangular prism, an adjacent first triangular prism, and the first triangular prism A first triangular prism having a third triangular prism different from the prism, and a fourth triangular prism adjacent to the third triangular prism and different from the second triangular prism. , The second triangular prism, the third triangular prism, and the fourth triangular prism include at least an interval between the first triangular prism and the second triangular prism, and the third triangular prism and the The light source device is arranged so that the interval between the fourth triangular prisms is substantially equal.
前記第1の三角プリズムと前記第2の三角プリズムの間、および、前記第3の三角プリズムと前記第4の三角プリズムの間に配置され、光を透過する第2の透過部材を備える、光源装置。 The light source device according to claim 9, further comprising:
A light source including a second transmission member that is disposed between the first triangular prism and the second triangular prism and between the third triangular prism and the fourth triangular prism and transmits light. apparatus.
前記第2の透過部材は、ロッドインテグレータを含む、光源装置。 The light source device according to claim 9,
The second transmissive member is a light source device including a rod integrator.
前記射出光の前記導光手段内部の光路に配置され、所定の条件の変化に応じて屈折率が変化する少なくとも1つ以上の屈折率可変素子と、
前記所定の条件を変化させる条件変化手段と、を備える光源装置。 The light source device according to claim 1, further comprising:
At least one refractive index variable element that is arranged in an optical path inside the light guide means of the emitted light and whose refractive index changes according to a change in a predetermined condition;
A light source device comprising: condition changing means for changing the predetermined condition.
前記所定の条件は、前記屈折率可変素子が配置されている部位の磁場および電場、ならびに、前記屈折率可変素子に与えられる温度および応力のうち少なくとも一つを含む、光源装置。 The light source device according to claim 11,
The light source device, wherein the predetermined condition includes at least one of a magnetic field and an electric field at a portion where the refractive index variable element is disposed, and a temperature and stress applied to the refractive index variable element.
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