JP2012118110A - 光源装置、プロジェクター - Google Patents
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Abstract
【解決手段】励起光を射出する複数の固体光源を含み、励起光を平行な光線束として射出する光源部と、励起光を複数の部分光線束に分割するレンズインテグレーター30と、複数の部分光線束に分割された励起光を集光する重畳光学系50と、集光された励起光によって励起され蛍光を発する発光素子60と、を備える。
【選択図】図1
Description
この構成によれば複数の固体光源から射出され、離散的な光強度分布を有する励起光が、レンズアレイと集光光学系を介することで発光素子上にて重畳し、光強度分布が平均化される。そのため、発光素子全体に一様な光強度で励起光を照射することが可能となり、励起光を照射した領域内で光飽和を生じないように光量を制御することが容易となる。したがって、発光効率の低下を容易に抑制し、安定して強い光を射出することが可能な光源装置とすることができる。
この構成によれば、複数の部分光線束が発光素子の光照射面上で良好に重畳するため、光強度分布を平均化しやすく、発光素子の光飽和を生じないように光量を制御することが容易となる。
この構成によれば、励起光を発光素子に無駄なく照射することができるため、投入する励起光量に対する取り出す蛍光量を最大化することができる。
この構成によれば、レンズアレイに入射する励起光の平行度を向上させることができるため、レンズアレイおよび集光光学系を用いた励起光の平均化を設計通りに制御しやすく、発光効率の低下を容易に抑制することができる。
この構成によれば、レンズアレイに入射する励起光に、平行化レンズを透過することによる強度分布が発生されにくく、レンズアレイおよび集光光学系を用いた励起光の平均化を行い易い。そのため、光飽和を抑制して発光素子に発光させることが容易となる。
この構成によれば、集光光学系とレンズアレイとの相対位置を精緻に設定しなくても、集光光学系と発光素子との相対位置を設定することにより、発光素子への励起光を重畳させることができる。また、焦点位置においては励起光が結像していないため、励起光の像がぼやけ光強度を平均化しやすい。そのため、発光素子において光飽和を生じないように光量を制御することが容易となる。
この構成によれば、励起光を発光素子に無駄なく照射することができるため、投入する励起光量に対する取り出す蛍光量を最大化することができる。
この構成によれば、レンズアレイに入射する励起光の平行度を向上させることができるため、レンズアレイおよび集光光学系を用いた励起光の平均化を設計通りに制御しやすく、発光効率の低下を容易に抑制することができる。
この構成によれば、平行化レンズを透過する励起光の平行度をより向上させることができるため、レンズアレイおよび集光光学系を用いた励起光の平均化を行い易く、光飽和を抑制して発光素子に発光させることが容易となる。
この構成によれば、上述の光源装置を有するため、発光素子における光飽和現象の発生が抑制されることにより光源装置から射出される光量が安定し、明るさムラが抑制されて高品質な画像表示が可能なプロジェクターを提供することができる。
以下、図1〜図13を参照しながら、本発明の第1実施形態に係る光源装置およびプロジェクターについて説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせてある。
以下、プロジェクターPJの各構成要素について説明する。
本実施形態のプロジェクターPJでは、以上のようにして画像表示を行う。
図14は、本発明の第2実施形態に係る光源装置の説明図である。以下の説明においては、第1実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
Claims (11)
- 励起光を射出する複数の固体光源を含み、前記励起光を平行な光線束として射出する光源部と、
前記励起光を複数の部分光線束に分割するレンズアレイと、
前記複数の部分光線束に分割された前記励起光を集光する集光光学系と、
集光された前記励起光によって励起され蛍光を発する発光素子と、を備えることを特徴とする光源装置。 - 前記集光光学系は、前記レンズアレイと対になり、前記部分光線束が入射する第2レンズアレイと、前記第2レンズアレイから射出される前記部分光線束を前記発光素子上で重畳させる重畳光学系と、を有し、
前記レンズアレイのレンズ面と、前記発光素子の光照射面とが、前記集光光学系を介して共役関係にあることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。 - 前記レンズアレイを構成する複数の小レンズの平面視形状は、前記光照射面の平面視形状と相似形であり、
前記光照射面の平面視面積と、前記光照射面と同じ空間位置において前記光照射面と平行な平面を照射する前記励起光の照射面積と、が略等しいことを特徴とする請求項2に記載の光源装置。 - 前記光源部は、前記複数の固体光源から射出された前記励起光を集光する集光レンズと、前記集光レンズから射出される前記励起光を平行化する平行化レンズと、を有し、
前記平行化レンズは、入射面または射出面のいずれか一方に、回転二次曲面形状の凹面を有することを特徴とする請求項2または3に記載の光源装置。 - 前記平行化レンズは、前記入射面が球面状の凸面であり、前記射出面が前記凹面であることを特徴とする請求項4に記載の光源装置。
- 前記発光素子は、光照射面が前記集光光学系の焦点位置に重なって設けられ、
前記レンズアレイと前記集光光学系とを両端とするインテグレート光学系は、前記光照射面と共役する面が無限遠に設定されていることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。 - 前記レンズアレイを構成する複数の小レンズの平面視形状は、前記発光素子の光照射面の平面視形状と相似形であり、
前記発光素子の光照射面の平面視面積は、前記インテグレート光学系の射出瞳の大きさと略等しいことを特徴とする請求項6に記載の光源装置。 - 前記光源部は、前記複数の固体光源から射出された前記励起光を集光する集光レンズと、前記集光レンズから射出される前記励起光を平行化する平行化レンズと、を有し、
前記平行化レンズは、入射面または射出面のいずれか一方に、回転二次曲面形状の凹面を有することを特徴とする請求項6または7に記載の光源装置。 - 前記平行化レンズは、前記入射面が前記凹面であり、前記射出面が平面であることを特徴とする請求項8に記載の光源装置。
- 前記凹面は、前記凹面と前記光線束の中心軸との交点を原点、前記中心軸をZ軸、前記中心軸と直交する軸をr軸としたrθZ円柱座標系における座標値をrおよびZとし、近軸曲率をcとし、円錐定数をKとしたとき、
- 請求項1から10のいずれか1項の光源装置と、前記光源装置から射出される光を変調する光変調素子と、前記光変調素子によって変調された光を投写する投写光学系と、を備えることを特徴とするプロジェクター。
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