JP2014085432A - Laser beam emission device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のレーザ光源を搭載したレーザ光出射装置に関する。 The present invention relates to a laser beam emitting apparatus equipped with a plurality of laser light sources.
従来から、複数のレーザ光源を搭載したレーザ光出射装置が開発されている。特許文献1には、当該レーザ光出射装置において、バンドルファイバの出射端から放出される光束を光源として用いる技術(以下、関連技術Aともいう)が開示されている。バンドルファイバとは、各レーザ光源から出射されるレーザ光を光ファイバに集光し、各々の光ファイバを束ねたものである。
Conventionally, a laser beam emitting device equipped with a plurality of laser light sources has been developed.
また、特許文献2には、光源のバンドルファイバのエタンデューが、照明するデジタル・マイクロミラー・デバイスのエタンデューより小さいことを特徴とする露光装置が開示されている。以下においては、特許文献2に開示されている技術を、関連技術Bともいう。
具体的には、関連技術Aでは、複数のレーザ光出射ユニットを並べて配設し、各レーザ光出射ユニットにファイバを接続する。これらのファイバを束ねてバンドル部を形成することでレーザ光を並列に出射させ、高出力のレーザ光を得ている。 Specifically, in Related Art A, a plurality of laser light emission units are arranged side by side, and a fiber is connected to each laser light emission unit. By bundling these fibers to form a bundle portion, laser beams are emitted in parallel to obtain a high-power laser beam.
また、関連技術Bでは、ランプ光源と接続されたバンドルファイバの光出射部の形状を、オプティカルインテグレータの射出面の輪郭形状と略相似形となるように構成される。当該オプティカルインテグレータは、デジタル・マイクロミラー・デバイスを照明する。これにより、高い照明効率で結合できるように構成されている。 In Related Technology B, the shape of the light emitting portion of the bundle fiber connected to the lamp light source is configured to be substantially similar to the contour shape of the exit surface of the optical integrator. The optical integrator illuminates the digital micromirror device. Thereby, it is comprised so that it can couple | bond with high illumination efficiency.
しかしながら、関連技術A,Bでは、以下のような問題点がある。具体的には、関連技術Aによれば、光ファイバを束ねることで、光の高出力化を図ることが可能である。また、関連技術Bによれば、光出射部の形状を、オプティカルインテグレータの射出面の輪郭形状と略相似形にすることにより、照明効率の改善を図ることが可能である。 However, the related technologies A and B have the following problems. Specifically, according to Related Technology A, it is possible to increase the output of light by bundling optical fibers. Further, according to the related art B, it is possible to improve the illumination efficiency by making the shape of the light emitting portion substantially similar to the contour shape of the exit surface of the optical integrator.
しかしながら、関連技術A,Bをレーザプロジェクタ装置に適用した場合、光強度分布の面内均一性が十分でないという問題点がある。 However, when the related technologies A and B are applied to the laser projector device, there is a problem that the in-plane uniformity of the light intensity distribution is not sufficient.
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、光強度分布の面内均一性の不十分さを改善したレーザ光出射装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a laser beam emitting apparatus that improves the in-plane uniformity of the light intensity distribution.
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るレーザ光出射装置は、映像を投射するプロジェクタの光学デバイスで利用されるための光束をロッドへ出射する。前記レーザ光出射装置は、光を出射する複数のレーザ光源と、前記複数のレーザ光源が出射する光を伝播させる複数の光ファイバを束ねて構成されるバンドルファイバと、前記バンドルファイバの出射端で構成される光出射部と、を備え、前記ロッドの出射端面での光強度の面内均一性が予め定められた基準値以上となるように前記光出射部において前記複数の光ファイバは配列され、前記光出射部のエタンデューは、前記光学デバイスのエタンデューより小さい。 In order to achieve the above object, a laser beam emitting apparatus according to an aspect of the present invention emits a light beam for use in an optical device of a projector that projects an image to a rod. The laser light emitting device includes a plurality of laser light sources that emit light, a bundle fiber configured by bundling a plurality of optical fibers that propagate light emitted from the plurality of laser light sources, and an emission end of the bundle fiber. A plurality of optical fibers arranged in the light emitting section so that the in-plane uniformity of the light intensity at the emitting end face of the rod is equal to or greater than a predetermined reference value. The etendue of the light emitting part is smaller than the etendue of the optical device.
本発明によれば、前記ロッドの出射端面での光強度の面内均一性が予め定められた基準値以上となるように前記光出射部において前記複数の光ファイバは配列される。すなわち、前記ロッドの出射端面での光強度の面内均一性が基準値以上となるように前記複数の光ファイバは配列される。これにより、ロッドの出射端面における光強度分布の面内均一性の不十分さを改善することができる。 According to the present invention, the plurality of optical fibers are arranged in the light emitting portion so that the in-plane uniformity of the light intensity at the emitting end face of the rod is equal to or greater than a predetermined reference value. That is, the plurality of optical fibers are arranged so that the in-plane uniformity of the light intensity at the exit end face of the rod is equal to or greater than a reference value. Thereby, the insufficiency of the in-plane uniformity of the light intensity distribution at the exit end face of the rod can be improved.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same components are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof may be omitted.
なお、実施の形態において例示される各構成要素の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるものであり、本発明はそれらの例示に限定されるものではない。また、各図における各構成要素の寸法は、実際の寸法と異なる場合がある。 It should be noted that the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the constituent elements exemplified in the embodiments are appropriately changed depending on the configuration of the apparatus to which the present invention is applied and various conditions. It is not limited to those examples. Moreover, the dimension of each component in each figure may differ from an actual dimension.
<実施の形態1>
図1は、本発明の実施の形態1に係るレーザ光出射装置100を用いたプロジェクタ1000の構成を示す図である。プロジェクタ1000は、レーザ光源を利用したプロジェクタである。プロジェクタ1000は、例えば、フロント投射型プロジェクタである。なお、プロジェクタ1000は、フロント投射型プロジェクタに限定されず、例えば、背面投影型プロジェクタであってもよい。
<
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a
図1を参照して、プロジェクタ1000は、レーザ光出射装置100と、ロッド110と、光学デバイス120と、レンズ130とを含む。
Referring to FIG. 1,
レーザ光出射装置100は、詳細は後述するが、プロジェクタ1000の光学デバイス120で利用されるための光束をロッド110へ出射する。
The laser
ロッド110は、筒状の形状を有する。ロッド110は、レーザ光出射装置100が出射した光束を通過させる。また、ロッド110は、該ロッド110を通過する光束を均一化させる。ロッド110を通過した光束は、光学デバイス120に照射される。
The
光学デバイス120は、該光学デバイス120に照射された光束の強度を変調し、変調後の光束を、レンズ130へ導く。当該変調後の光束は、映像を構成する光束である。光学デバイス120は、例えば、DMD(Digital Micromirror Device)である。
The
レンズ130は、当該投射レンズ30に入射された光束(映像)を、スクリーン200へ導く。以上により、プロジェクタ1000は、映像をスクリーン200へ投射する。
The
なお、プロジェクタ1000が背面投影型プロジェクタである場合、プロジェクタ1000は、スクリーン200を含む。
When
図2は、本発明の実施の形態1に係るレーザ光出射装置100の構成を示す図である。図2を参照して、レーザ光出射装置100は、筐体1と、複数のレーザ光源2と、複数の光ファイバ3と、光ファイババンドル部4と、バンドルファイバ5と、光出射部7とを備える。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the laser
なお、図2では、レーザ光出射装置100の筐体1の内部から筐体1の外部へバンドルファイバ5が引き出されている状態を示す。
FIG. 2 shows a state in which the
各レーザ光源2は、レーザ光(光束)を出射する。以下においては、レーザ光源2が出射するレーザ光(光束)を、単に、光ともいう。各レーザ光源2には、光ファイバ3が接続される。すなわち、レーザ光源2が出射した光束(光)は、光ファイバ3へ結合される。
Each
各レーザ光源2に接続される光ファイバ3は、該レーザ光源2が出射する光を、該光ファイバ3内で伝播させる。すなわち、複数の光ファイバ3は、複数のレーザ光源が出射する光を伝播させる。
The
また、光ファイバ3は、伝播させた光を出射する。複数の光ファイバ3は、光ファイババンドル部4により束ねられている。バンドルファイバ5は、光ファイババンドル部4により、複数の光ファイバ3を束ねて構成される。
The
バンドルファイバ5の端部には、光出射部7が設けられる。本実施の形態では、光出射部7は、1個の出射端保持部6(バンドルファイバ5)で構成される。すなわち、光出射部7は、出射端保持部6(バンドルファイバ5)を利用して構成される。出射端保持部6は、バンドルファイバ5のうち、光束を出射する端部(出射端)を保持する部分である。つまり、光出射部7は、バンドルファイバ5の出射端で構成される。
A
光出射部7(出射端保持部6)は、各光ファイバ3を伝播する光で構成される光束(レーザ光)を出射する。以下においては、光束を出射する光出射部7の端を、光出射端または出射端ともいう。また、以下においては、光束を出射する光出射部7の端面を、光出射端面または出射端面ともいう。
The light emitting unit 7 (the emitting end holding unit 6) emits a light beam (laser light) composed of light propagating through each
図3は、ロッド110のうち、光出射部7からの光束が入射される端面の構成を示す図である。図3に示すように、ロッド110は、開口H1を有する。開口H1の形状は、矩形状である。そのため、ロッド110の端面の形状は、矩形状である。レーザ光出射装置100が出射する光束は、ロッド110の開口H1に入射される。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of an end surface of the
以下においては、筒状のロッド110の両端の開口H1のうち、光束(光)が入射される開口H1を、入射開口、ロッド入射開口またはロッド入射面ともいう。また、以下においては、筒状のロッド110の両端の開口H1のうち、光束(光)を出射する開口H1を、ロッド出射開口、ロッド出射端またはロッド出射端面ともいう。
Hereinafter, of the openings H1 at both ends of the
図4および図5は、比較例として、光出射部7(出射端保持部6)の光出射端に複数の光ファイバ3が配列された状態を示す図である。図4または図5において、複数の光ファイバ3により、ファイバ群が形成される。
4 and 5 are views showing a state in which a plurality of
以下においては、複数の光ファイバ3から構成されるファイバ群において光束を出射する端面を、光ファイバ出射端面ともいう。図4または図5において、領域R11は、光ファイバ出射端面の最外形(外縁)の領域を示す。また、以下においては、当該ファイバ群において光束を出射する端を、光ファイバ出射端ともいう。
In the following, an end face that emits a light beam in a fiber group composed of a plurality of
図3に示すロッド110の外形(端面の形状)と、図4および図5に示す光出射部7(出射端保持部6)の外形(光出射端の形状)は、相似形をなしている。そのため、光出射部7(出射端保持部6)が出射する光束は、ロッド110の開口H1へ効率よく結合(入射)される。
The external shape (end face shape) of the
なお、図4は、各光ファイバ3が正方形配列で配置されている状態を示す。図5は、各光ファイバ3が正三角形配列で配置されている状態を示す。
FIG. 4 shows a state in which the
このとき、光ファイバ出射端からのエタンデューが、ロッド入射開口のエタンデュー以下となっていることが、光学結合損失の無い条件となる。ここで、エタンデューは、光学システムの特性である。エタンデューは、光の伝播方向に対して垂直な平面における光錐の断面積と光が定める立体角との積である。 At this time, it is a condition with no optical coupling loss that the etendue from the optical fiber exit end is equal to or less than the etendue of the rod incident aperture. Here, etendue is a characteristic of the optical system. Etendue is the product of the cross-sectional area of the light cone in a plane perpendicular to the light propagation direction and the solid angle defined by the light.
具体的には、エタンデューEは、光束の断面積と放射立体角との積で表現される。エタンデューEは、開口数NAと、光束の断面積Aを用いて、以下の式1で表される。光束の断面積Aとは、光ファイバ出射端面の最外形(外縁)の面積である。
Specifically, etendue E is expressed by the product of the cross-sectional area of the light beam and the radiation solid angle. The etendue E is expressed by the
E=π×A×NA2 ・・・(式1)
図4、および図5のいずれの場合も、光ファイバ出射端面の最外形が、光出射部7(出射端保持部6)の出射端の外形より小さくなっており、エタンデューの条件を満足している。
E = π × A × NA 2 (Formula 1)
4 and 5, the outermost shape of the optical fiber emitting end face is smaller than the outer shape of the emitting end of the light emitting portion 7 (the emitting end holding portion 6), and satisfies the etendue conditions. Yes.
一方で、図5の正三角形の配置では、単位面積当たりの光束密度は高いが、総光束は図4の正方形配置より少ない。つまり、図4および図5により、外形に応じて、光ファイバの最適な配置が異なることが示されている。 On the other hand, in the arrangement of equilateral triangles in FIG. 5, the luminous flux density per unit area is high, but the total luminous flux is smaller than that in the square arrangement in FIG. That is, FIG. 4 and FIG. 5 show that the optimal arrangement of the optical fibers differs depending on the outer shape.
なお、決められた所望の明るさおよびホワイトバランスを得ようとする場合、各レーザ光源の光出力(光の強度)を規定する。これにより、必要となる各色のレーザ光源の数が決まる。次いで、レーザ光の重畳方法を規定することで、必要な光ファイバの本数が決定される。 In order to obtain the desired desired brightness and white balance, the light output (light intensity) of each laser light source is defined. This determines the number of laser light sources of each color that are required. Next, the number of necessary optical fibers is determined by defining a laser beam superimposing method.
一方で、光ファイバの本数が決まった場合、図3のロッド110の開口H1(ロッド入射開口)に対して、最大のエタンデューとなる、図4または図5に示したような出射端における光ファイバの配列を、必ずしも取る必要は無い。
On the other hand, when the number of optical fibers is determined, the optical fiber at the exit end as shown in FIG. 4 or 5 becomes the maximum etendue with respect to the opening H1 (rod incident opening) of the
つまり、光ファイバ出射端面の最外形(外縁)の面積とNAから、式1で導かれるエタンデューEが、ロッド入射開口のエタンデュー以下を満足していれば、光学的結合損失を生じさせることが無い。この場合、光ファイバの本数および光ファイバの配列に柔軟性を持たせることができる。
That is, if the etendue E derived from the
なお、レーザ光源は単色のレーザ光を発生させているが、レーザ光が投射される画面(スクリーン200)上では、各色のレーザ光が重畳されている必要がある。このレーザ光の波長重畳方法については、以下の方法がある。 Although the laser light source generates monochromatic laser light, the laser light of each color needs to be superimposed on the screen (screen 200) on which the laser light is projected. As the wavelength superimposing method of the laser light, there are the following methods.
波長重畳方法は、例えば、各色の光ファイバをコンバイナで結合する方法である。また、波長重畳方法は、例えば、ダイクロイックミラーで空間的に重畳する方法である。また、波長重畳方法は、例えば、描画デバイスまで各色の光をバラバラに伝播させて投射時に重畳させる方法である。上記のそれぞれの方法に応じて、光ファイバ中を伝播する光の波長構成が異なるとともに、図1の構成も変形されることとなるが、本発明においては、断りの無い限りいずれの方法でもよい。 The wavelength superimposing method is, for example, a method of combining optical fibers of respective colors with a combiner. The wavelength superimposing method is a method of spatially superimposing with a dichroic mirror, for example. In addition, the wavelength superimposing method is, for example, a method in which light of each color is propagated to the drawing device and superimposed at the time of projection. Depending on each of the above methods, the wavelength configuration of the light propagating in the optical fiber is different and the configuration of FIG. 1 is also modified. In the present invention, any method may be used unless otherwise noted. .
一方、ロッド出射端面での光強度の面内均一性は、ロッド入射面(ロッド入射開口)での光強度分布、および、ロッドの入射開口のサイズと該ロッドの長さとの比と、入射開口数との関係で決定されることが知られている。ここで、光強度の面内均一性とは、光を出射する面における、光の強度の均一度である。以下においては、光強度の面内均一性を、単に、面内均一性ともいう。 On the other hand, the in-plane uniformity of the light intensity at the rod exit end surface includes the light intensity distribution at the rod entrance surface (rod entrance aperture), the ratio between the size of the rod entrance aperture and the length of the rod, and the entrance aperture. It is known to be determined in relation to numbers. Here, the in-plane uniformity of light intensity is the uniformity of light intensity on the surface from which light is emitted. Hereinafter, the in-plane uniformity of light intensity is also simply referred to as in-plane uniformity.
これは、以下の事実により理解される。当該事実は、ロッドへ入射した光束が、ロッドの側面で反射を繰り返しロッドの出射端面へ転送されるとき、ロッドの出射端面での光強度分布が、入射強度分布が光束の拡がりに応じて折り返されて重畳された分布となるということである。 This is understood by the following facts. The fact is that when the light flux incident on the rod is repeatedly reflected on the side surface of the rod and transferred to the exit end face of the rod, the light intensity distribution on the exit end face of the rod is folded back according to the spread of the light flux. This means that the distribution is superposed.
つまり、面内均一性の良い分布を得ようとする場合、光束拡がりに対して相対的に細いロッドを用いることが好ましい。また、一般的に横長の映像を投射するための投射デバイスの形状に合わせて、ロッドの入射開口における縦および横の辺のサイズは異なっている。 That is, in order to obtain a distribution with good in-plane uniformity, it is preferable to use a rod that is relatively thin with respect to the beam spread. In general, the sizes of the vertical and horizontal sides of the entrance opening of the rod are different in accordance with the shape of the projection device for projecting a horizontally long image.
それに対し、一般的な光ファイバでは、出射開口の数は等方的である。そのため、ロッドへの入射開口の数は縦方向と横方向で同一として考えることができる。つまり、ロッドの入射開口の数は縦方向と横方向で同一であるが、入射開口の辺のサイズが縦方向と横方向で異なる、そのため。光強度の面内均一性は縦方向と横方向で異なり、入射開口の長辺方向の均一性が相対的に悪くなる。なお、設計段階において、均一性が悪くなる長辺方向においても、実用上問題が無いようにロッドの長さは決められている。 On the other hand, in a general optical fiber, the number of exit apertures is isotropic. Therefore, the number of incident apertures on the rod can be considered to be the same in the vertical direction and the horizontal direction. That is, the number of incident apertures on the rod is the same in the vertical and horizontal directions, but the size of the sides of the incident aperture differs in the vertical and horizontal directions. The in-plane uniformity of the light intensity differs between the vertical direction and the horizontal direction, and the uniformity in the long side direction of the incident aperture is relatively poor. In the design stage, the length of the rod is determined so that there is no practical problem even in the long side direction where the uniformity is deteriorated.
ここで、プロジェクタの構成上の課題を解決するため、ロッドの入射面に一様ではない分布で光が入射する場合を考える。このとき、ロッド出射端での実用的な面内均一性を維持するためには、次に述べる条件に従って、出射端面の配列を定義する必要があることが導かれる。 Here, in order to solve the problem in the configuration of the projector, consider a case where light is incident on the incident surface of the rod with a non-uniform distribution. At this time, in order to maintain practical in-plane uniformity at the rod exit end, it is derived that it is necessary to define the array of exit end surfaces according to the following conditions.
ここで、x方向の入射分布関数をPi(x)とし、ロッド出射端への転写関数をT(f,x)とすると、出射分布関数はT(Pi(x),x)となる。有限個nの光ファイバの集積を考えるので、出射端で得られる分布関数は、以下の式2で表せる。 Here, if the incident distribution function in the x direction is Pi (x) and the transfer function to the rod exit end is T (f, x), the exit distribution function is T (Pi (x), x). Considering the integration of a finite number of optical fibers, the distribution function obtained at the exit end can be expressed by the following equation (2).
ΣT(Pi(x),x) ・・・(式2)
なお、T(f,x)のfは分布関数であり、式2のΣは、i=1〜n(自然数)である場合におけるT(Pi(x),x)の総和である。
ΣT (Pi (x), x) (Expression 2)
Note that f in T (f, x) is a distribution function, and Σ in
ここで、引数Tの最小値を示す関数をMin(T)と表すとする。また、引数Tの最大値を示す関数をMax(T)と表すとする。この場合、光強度の均一性の判定基準値U(1≧U≧0)に対して、以下の式3が満たされる場合は、一つの光ファイバ出射端から放射される光束のみでは出射端での面内均一性が不足していることを示している。ここで、判定基準値Uとは、光(光束)を出射する面における光強度の面内均一性が十分である(優れている)か否かを判定するための基準値である。
Here, it is assumed that a function indicating the minimum value of the argument T is expressed as Min (T). A function indicating the maximum value of the argument T is represented as Max (T). In this case, when the following
Min(T(Pi(x),x)/Max(T(Pi(x),x)<U ・・・(式3)
式3において、Min(T(Pi(x),x)/Max(T(Pi(x),x)は、光(光束)を出射する面における光強度(光強度分布)の面内均一性(均一度)に相当する。
Min (T (Pi (x), x) / Max (T (Pi (x), x) <U) (Equation 3)
In
式3が満たされる場合は、ロッド入射面での光強度分布P(x)が急峻な場合、あるいは、十分な繰り返し反射が得られない場合の条件となる。
When
なお、式2で得られる出射端での強度分布の均一性を改善し、以下の式4が満たされるためには、T(f,x)がfに依存せず、xに対して一様であることが求められる。
In addition, in order to improve the uniformity of the intensity distribution at the emission end obtained by
Min(ΣT(Pi(x),x)/Max(ΣT(Pi(x),x)≧U・・・(式4)
式4において、Min(ΣT(Pi(x),x)/Max(ΣT(Pi(x),x)は、光を出射する面(例えば、ロッド出射端面)における光強度の面内均一性(均一度)に相当する。ある光強度の面内均一性が判定基準値U以上である場合は、当該光強度の面内均一性が十分に高い(優れている)場合である。
Min (ΣT (Pi (x), x) / Max (ΣT (Pi (x), x) ≧ U) (Expression 4)
In
そこで、本実施の形態および後述の実施の形態2では、ロッド110の出射端面での光強度の面内均一性が予め定められた基準値(判定基準値U)以上となるように光出射部7において複数の光ファイバ3は配列される。すなわち、ロッド110の出射端面での光強度の均一度が、判定基準値U以上になるように、複数の光ファイバ3は配列される。また、本実施の形態および後述の実施の形態2では、さらに、光出射部7のエタンデューが、光学デバイス120のエタンデューより小さくなるように、複数の光ファイバ3は配列される。
Therefore, in the present embodiment and the second embodiment to be described later, the light emitting section is such that the in-plane uniformity of the light intensity at the emitting end face of the
具体的には、光ファイバ出射端における光ファイバ3の配列は、図6に示すように、ロッド110の入射面内で入射光が広く分布するように、光ファイバ3を配列させている。
Specifically, as shown in FIG. 6, the
より具体的には、図6に示すように、光出射部7の出射端面は、複数の光ファイバ3と、複数の充填物3Zとから構成される。充填物3Zは、間隔を空けて各光ファイバ3を配列させるための、光ファイバ3の代替となるものである。すなわち、充填物3Zは、各光ファイバ3の間隔を空けながら、該各光ファイバ3を保持するためのものである。すなわち、出射端保持部6(光出射部7)は、各光ファイバ3の出射端と、各出射端間の空隙を埋める充填物3Zを平面状に並べて保持する。
More specifically, as shown in FIG. 6, the emission end face of the
充填物3Zの形状は、例えば、光ファイバ3の形状と同様な円柱状である。充填物3Zは、例えば、ゴムで構成される。なお、充填物3Zは、ゴムに限定されず、光を伝播させない材料であれば、どのような材料で構成されてもよい。
The shape of the filling 3Z is, for example, a cylindrical shape similar to the shape of the
図6のように、各光ファイバ3と、各充填物3Zを配置することにより、複数の光ファイバ3は、光出射部7の端面(出射端面)全体にわたって間隔を空けて配列される。この場合、当該間隔は、充填物3Zの直径のs(自然数)倍になる。
As shown in FIG. 6, by arranging each
図6の構成によれば、光束は、出射端面内で点在していながらも、一様な分布で出射される。各光束単独では、面内均一性は十分ではないが、空間的に一様に各光束が重畳されることで、光強度の均一性が改善される。その結果、総和としての面内均一性は、所望の判定基準値Uを満たすようになる。また、図6の構成によれば、光出射部7のエタンデューは、光学デバイス120のエタンデューより小さい。
According to the configuration of FIG. 6, the luminous flux is emitted with a uniform distribution while being scattered in the emission end face. In-plane uniformity is not sufficient with each light beam alone, but uniformity of light intensity is improved by spatially uniformly superimposing each light beam. As a result, the in-plane uniformity as the sum satisfies the desired determination reference value U. Further, according to the configuration of FIG. 6, the etendue of the
一方、以下の式5が満たされる場合、ロッド出射端での面内均一性の最低条件は満足されていることになる。式4が満たされる場合は、
Min(T(Pi(x),x)/Max(T(Pi(x),x)≧U ・・・(式5)
式5が満たされる場合は、前述の式4も満たされている。この場合、光ファイバ3は集中させて配列させることが可能となり、エタンデューを小さく維持できる利点がある。
On the other hand, when the following
Min (T (Pi (x), x) / Max (T (Pi (x), x) ≧ U) (Expression 5)
When
しかしながら、一般的には、ロッドの開口の縦方向および横方向の辺のサイズが異なる。そのため、仮に、縦方向および横方向を、それぞれx方向およびy方向と定義した場合、転写関数T(f,x)とT(f,y)は異なる。すなわち、ロッドの長辺方向の転写関数の一様性が相対的に悪い。そのため、一部に光束を集める場合、ロッド入射面の形状と相似形を保つよりは、ロッドの長辺方向の入射光のサイズの縮小を抑制することが有効であることが導かれる。 However, in general, the sizes of the sides in the vertical and horizontal directions of the opening of the rod are different. Therefore, if the vertical direction and the horizontal direction are defined as the x direction and the y direction, respectively, the transfer functions T (f, x) and T (f, y) are different. That is, the uniformity of the transfer function in the long side direction of the rod is relatively poor. Therefore, when collecting the light flux in a part, it is derived that it is more effective to suppress the reduction in the size of the incident light in the long side direction of the rod than to maintain the shape similar to the shape of the rod incident surface.
そのため、本実施の形態における光ファイバ出射端における光ファイバ3の配列は、図7に示すような配列としてもよい。図7に示す当該配列は、ロッド入射面内の一部に、光束を集中させて、エタンデューを小さくする配列である。
Therefore, the arrangement of the
また、図7に示す当該配列は、さらに、ロッド入射面の外形の相似形とはせずに、長辺方向の光の開口率を相対的に大きくし、短辺方向の光の開口率を相対的に小さくする配列である。以下においては、光の開口率を、単に、開口率ともいう。 In addition, the arrangement shown in FIG. 7 does not have a similar shape of the outer shape of the rod incident surface, but relatively increases the aperture ratio of light in the long side direction, and increases the aperture ratio of light in the short side direction. This is a relatively small array. Hereinafter, the aperture ratio of light is also simply referred to as an aperture ratio.
具体的には、エタンデューを満たす光ファイバ出射端の最外形(外縁)に収まる光ファイバ3の本数は、図4では、光ファイバ3の本数は、13×7=91本としている。すなわち、91本の光ファイバ3は、7行13列に配列される。
Specifically, the number of
一方、図7では、光ファイバ3の本数は21本としている。具体的には、図7に示すように、21本の光ファイバ3は、3行7列に配列される。この配列により、図7において、光ファイバ出射端面の長辺側は7/13(0.54)の比率で縮小され、光ファイバ出射端面の短辺側は3/7(0.43)の比率で縮小されている。これにより、光ファイバ出射端面の短辺方向の開口率を相対的に小さくしている。
On the other hand, in FIG. 7, the number of
すなわち、図7の構成では、複数の光ファイバ3は、光出射部7の端面(光出射端面)の一部に集まるよう配列される。
That is, in the configuration of FIG. 7, the plurality of
図7の構成によれば、光束は出射端面内で局在化していることにより、エタンデューが小さくなる。また、さらには、光の面内均一性を低下させないように開口の外形が定めることで、面内均一性は、所望の判定基準値Uを満たすようになる。すなわち、ロッド出射端面の光強度の面内均一性(均一度)は、判定基準値U以上である。また、図7の構成によれば、光出射部7のエタンデューは、光学デバイス120のエタンデューより小さい。
According to the configuration of FIG. 7, the etendue is reduced because the light flux is localized in the exit end face. Furthermore, by defining the outer shape of the opening so as not to reduce the in-plane uniformity of light, the in-plane uniformity satisfies the desired determination reference value U. That is, the in-plane uniformity (uniformity) of the light intensity at the rod exit end face is equal to or greater than the determination reference value U. Further, according to the configuration of FIG. 7, the etendue of the
以上、本実施の形態によれば、ロッド110の出射端面での光強度の面内均一性が予め定められた基準値以上となるように光出射部7において複数の光ファイバ3は配列される。すなわち、ロッド110の出射端面での光強度の均一度が基準値(判定基準値U)以上となるように複数の光ファイバ3は配列される。これにより、ロッド110の出射端面における光強度分布の面内均一性の不十分さを改善することができる。
As described above, according to the present embodiment, the plurality of
また、本実施の形態によれば、光強度分布の面内均一性に優れた光出射部を備えるレーザ光出射装置を提供することができる。すなわち、本実施の形態によれば、光強度分布の面内均一性の高いレーザ光出射装置を提供することができる。 In addition, according to the present embodiment, it is possible to provide a laser beam emitting apparatus including a light emitting unit having excellent in-plane uniformity of light intensity distribution. That is, according to the present embodiment, it is possible to provide a laser beam emitting apparatus with high in-plane uniformity of light intensity distribution.
<実施の形態2>
次に、図7の条件を満たす場合に、ロッド110への入射エタンデューが許容される範囲で、プロジェクタ1000の明るさを調整するための光ファイバ3の配列の例について説明する。本実施の形態では、光出射部7を複数の出射端保持部6で構成する。
<
Next, an example of the arrangement of the
本実施の形態では、詳細は後述するが、レーザ光源の各色の光出力の設定に応じてバンドルファイバ5の配列を変更する。なお、本実施の形態における光出射部7は、当該光出射部7のエタンデューが、プロジェクタの光学デバイスのエタンデューより小さくなるよう、構成される。当該光学デバイスは、図1のプロジェクタ1000における、ロッド110、光学デバイス120等である。
Although details will be described later in the present embodiment, the arrangement of the
図8は、本発明の実施の形態2に係る光出射部7の構成を示す図である。図8に示すように、光出射部7は、3つの出射端保持部6(バンドルファイバ5)で構成される。図8では、例えば、光出射部7の出射端面における複数の光ファイバ3を、該出射端面の短辺方向において3分割している。なお、光出射部7を構成する3つの出射端保持部6の各々は、光出射部7から自由に外せるように構成される。すなわち、光出射部7を構成する出射端保持部6(バンドルファイバ5)の数が変更可能なように、光出射部7は構成される。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of the
このような構成により、光出射部7を構成するバンドルファイバ5の数を変更することができる。これにより、光出射部7が出射する光束の明るさ(強度)を、1つのバンドルファイバ5を用いた構成の1倍、2倍、3倍と調整することができる。
With such a configuration, the number of
なお、光出射部7を構成する出射端保持部6(バンドルファイバ5)の数は、3に限定されず、2または4以上であってもよい。
In addition, the number of the output end holding parts 6 (bundle fibers 5) constituting the
図9は、本発明の実施の形態2に係る光出射部7の構成の他の例を示す図である。図9に示すように、光出射部7は、5つの出射端保持部6(バンドルファイバ5)で構成される。図9では、光出射部7の出射端面における複数の光ファイバ3を、該出射端面において5分割している。すなわち、光出射部7は、縦方向および横方向に各光ファイバ3を配置される。
FIG. 9 is a diagram illustrating another example of the configuration of the
なお、光出射部7を構成する5つの出射端保持部6(バンドルファイバ5)の各々は、光出射部7から自由に外せるように構成される。すなわち、光出射部7を構成する出射端保持部6(バンドルファイバ5)の数が変更可能なように、光出射部7は構成される。図9の構成により、光出射部7が出射する光束の明るさ(強度)の設定範囲を、1つのバンドルファイバ5を用いた構成の1〜5倍と広げることができる。
Each of the five emission end holding parts 6 (bundle fiber 5) constituting the
図9の構成によれば、光ファイバ出射端の分割方向を1方向に限定することなく、出射開口の小さな出射端保持部6を組み合わせる構成とする。これにより、明るさの設定範囲を拡大することができる。
According to the configuration of FIG. 9, the splitting direction of the optical fiber output end is not limited to one direction, and the output
一般に、従来のレーザ光出射装置では、光出射部の構成を変更することができない。そのため、光源装置の増設あるいは削減による明るさの調整はできないという課題がある。 Generally, in the conventional laser beam emitting device, the configuration of the light emitting unit cannot be changed. Therefore, there is a problem that the brightness cannot be adjusted by adding or reducing the light source device.
そこで、上記のような本実施の形態によれば、エタンデューを満足するだけでなく、光強度分布の面内均一性を維持しつつ、バンドルファイバ5の数の増減により、明るさを調整することが可能となる。
Therefore, according to this embodiment as described above, not only the etendue is satisfied, but the brightness is adjusted by increasing or decreasing the number of
次に、本実施の形態に係る光出射部7の構成を実現するための構成について説明する。本実施の形態に係る光出射部7は、例えば、以下のレーザ光出射装置300により構成される。
Next, a configuration for realizing the configuration of the
図10は、レーザ光出射装置300の構成の一例を示す図である。図10に示すように、レーザ光出射装置300は、一例として、光出射部7が共有される2台のレーザ光出射装置100を含む。なお、レーザ光出射装置300に含まれるレーザ光出射装置100の数は、2に限定されず、3以上であってもよい。すなわち、レーザ光出射装置300は、光出射部7が共有される複数台のレーザ光出射装置100を含む。また、レーザ光出射装置300は、本実施の形態に係る光出射部7を備える。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the configuration of the laser
本実施の形態に係る光出射部7は、2台のレーザ光出射装置100が、それぞれ備える2つのバンドルファイバ5(出射端保持部6)により構成される。すなわち、本実施の形態に係る光出射部7は、複数のレーザ光出射装置100のバンドルファイバ5により構成される。つまり、複数のバンドルファイバ5の各々の出射端が、各レーザ光出射装置100に共有される光出射部7に配置される。
The
具体的には、本実施の形態に係る光出射部7は、各レーザ光出射装置100の筐体1から引き出されたバンドルファイバ5(出射端保持部6)により構成される。すなわち、本実施の形態に係る光出射部7を構成する各バンドルファイバ5は、複数のレーザ光出射装置100から提供される。
Specifically, the
なお、本実施の形態に係る光出射部7を構成するバンドルファイバ5の数は、2に限定されず、3以上であってもよい。
The number of
<実施の形態2の変形例>
本実施の形態の変形例に係る光出射部7は、例えば、以下のレーザ光出射装置100Aにより構成される。
<Modification of
The
図11は、本発明の実施の形態2の変形例に係るレーザ光出射装置100Aの構成の一例を示す図である。図11に示すように、レーザ光出射装置100Aは、図2のレーザ光出射装置100と比較して、光ファイババンドル部4が2つ設けられる点と、バンドルファイバ5が2本設けられる点と、出射端保持部6が2つ設けられる点とが異なる。レーザ光出射装置100Aのそれ以外の構成は、レーザ光出射装置100と同様なので詳細な説明は繰り返さない。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a configuration of a laser
図11では、1台のレーザ光出射装置100Aの筐体1の内部から筐体1の外部へ2本のバンドルファイバ5(出射端保持部6)が引き出されている状態を示す。なお、レーザ光出射装置100Aが備える、光ファイババンドル部4、バンドルファイバ5、出射端保持部6の数は、2に限定されず、3以上であってもよい。すなわち、レーザ光出射装置100Aは、複数のバンドルファイバ5を備える。
FIG. 11 shows a state in which two bundle fibers 5 (exit end holding portions 6) are drawn from the inside of the
以下においては、図1のプロジェクタ1000において、レーザ光出射装置100をレーザ光出射装置100Aと置き換えたプロジェクタを、プロジェクタAとも表記する。レーザ光出射装置100Aは、複数のプロジェクタAで使用される。この場合、複数のバンドルファイバ5は、それぞれ、複数のプロジェクタAで使用される。なお、これに限定されず、複数のバンドルファイバ5は、1台のプロジェクタAで使用されてもよい。すなわち、複数のバンドルファイバ5は、複数のプロジェクタAの少なくとも1つで使用される。
Hereinafter, in the
本実施の形態の変形例に係る光出射部7は、レーザ光出射装置100Aが備える複数のバンドルファイバ5(出射端保持部6)により構成される。
The
一般に、従来のレーザ光出射装置では、1以上のバンドルファイバを有するレーザ光源と1台以上のプロジェクタを組み合わせた投射システムにおいて、レーザ光源とプロジェクタ内のロッドとの間の接続の柔軟性を確保されていない。これにより、コストの低減が妨げられるという課題がある。 Generally, in a conventional laser beam emitting device, in a projection system in which a laser light source having one or more bundle fibers and one or more projectors are combined, the flexibility of connection between the laser light source and the rod in the projector is ensured. Not. Thereby, there exists a subject that cost reduction is prevented.
一方、本実施の形態の変形例では、図11の構成により、1台のレーザ光出射装置100Aから複数のバンドルファイバ5を提供することが可能となる。具体的には、一台のレーザ光出射装置の筐体1から複数のバンドルファイバ5を引き出し、それぞれを異なる複数台のプロジェクタに接続することができる。
On the other hand, in the modification of the present embodiment, a plurality of
すなわち、図11の構成により、バンドルファイバをプロジェクタに適した所望の構成に変更することができる。これにより、レーザ光出射装置100Aと、各プロジェクタ内のロッドとの間の接続の柔軟性が向上させることができる。その結果、導入コストや運用コストの低減を図ることが可能となる。 That is, with the configuration of FIG. 11, the bundle fiber can be changed to a desired configuration suitable for the projector. Thereby, the flexibility of the connection between 100 A of laser beam emitting apparatuses and the rod in each projector can be improved. As a result, it is possible to reduce the introduction cost and the operation cost.
さらには、レーザ光出射装置100Aを集中管理とすることによる導入コスト、およびランニングコストの低減を図る効果を奏する。
Furthermore, there is an effect of reducing the introduction cost and the running cost by centrally managing the laser
上記の実施の形態2、およびその変形例によれば、レーザプロジェクタの入射光学系に適した出射パターンを有する光出射部7を構成することができる。その結果、面内均一性の高い光強度分布を提供できる効果を奏する。すなわち、本実施の形態によれば、光強度分布の面内均一性の高いレーザ光出射装置を提供することができる。
According to the second embodiment and the modification thereof, it is possible to configure the
また、上記の実施の形態2、およびその変形例によれば、複数のバンドルファイバ5を組み合わせて光射出部を構成することができる。そのため、レーザ光源を増設、あるいは、削減することを手段としたプロジェクタの明るさの調整が可能となり、運用上の柔軟性を向上させる効果を奏する。
In addition, according to the second embodiment and the modification thereof, the light emitting unit can be configured by combining a plurality of
また、以上により、プロジェクタで使用されるレーザ光出射装置の構成は、図2、図10または図11で示した構成とすることができる。すなわち、図6〜図9の構成を有するレーザ光射出装置と、プロジェクタとは、図2、図10または図11に示すバンドルファイバ5を用いて接続することができる。
Further, as described above, the configuration of the laser beam emitting apparatus used in the projector can be the configuration shown in FIG. 2, FIG. 10, or FIG. That is, the laser beam emitting apparatus having the configuration shown in FIGS. 6 to 9 and the projector can be connected using the
<実施の形態3>
前述の関連技術A,Bをレーザプロジェクタ装置に適用した場合、レーザ光源の光出力に応じた光源の配色比率が、予め定められた基準値を満足させることが困難になるという問題点がある。本実施の形態では、上記問題点を解決する。
<
When the related technologies A and B described above are applied to a laser projector device, there is a problem in that it is difficult for the color arrangement ratio of the light source corresponding to the light output of the laser light source to satisfy a predetermined reference value. In the present embodiment, the above problems are solved.
本実施の形態では、光ファイバ3を伝播させる光が単色であり、かつ、同一出射面上に異なる色の光を並べた場合に、エタンデューと光強度分布の面内均一性に加えて、ホワイトバランスを確保する構成を示す。すなわち、本実施の形態では、光源の配色比率と光強度分布の面内均一性の双方を満足するように、光ファイバ3を配列する構成とする。
In the present embodiment, when the light propagating through the
図12は、本発明の実施の形態3に係る光ファイバ出射端における光ファイバ3の配列を示す図である。具体的には、図12は、図7の構成において、3色の異なる色の光として、赤色、緑色および青色のレーザ光を光出射部7から出射させる構成を示す。図12に示す光ファイバの配列では、図2のレーザ光出射装置100が利用される。
FIG. 12 is a diagram showing the arrangement of the
以下においては、赤色のレーザ光(赤色光)を伝播させ、該赤色光を出射する光ファイバ3を、光ファイバ3Rとも表記する。また、以下においては、緑色のレーザ光(緑色光)を伝播させ、該緑色光を出射する光ファイバ3を、光ファイバ3Gとも表記する。また、以下においては、青色のレーザ光(青色光)を伝播させ、該青色光を出射する光ファイバ3を、光ファイバ3Bとも表記する。
Hereinafter, the
すなわち、実施の形態3に係るレーザ光出射装置100が備える複数の光ファイバ3の各々は、複数の色の光のいずれかを伝播させる。また、レーザ光出射装置100が備える複数のレーザ光源2の各々は、映像を生成するための複数の色の光のいずれかを出射する。また、レーザ光出射装置100が備える光出射部7は、複数の光ファイバ3R,3G,3Bで構成される。
That is, each of the plurality of
ホワイトバランスに必要な各色の光出力(光の強度)と、各色のレーザ光源から得られる光出力(光の強度)とから、必要な光ファイバ3の本数が導かれる。本実施の形態では、光出射部7が出射する光束のうち、複数の光ファイバ3R,3G,3Bが伝播させる複数の色の光の各々の比率である配色比率は、基準配色比率と一致するように、各光ファイバ3が配列される。当該基準配色比率とは、プロジェクタ1000が正規な色の映像を投射するための予め定められた配色比率である。具体的には、以下のように、各光ファイバ3(光ファイバ3R,3G,3B)が配列される。
The required number of
図12では、一例として、8本の光ファイバ3Rと9本の光ファイバ3Gと4本の光ファイバ3Bとから構成される21本の光ファイバ3を使用した構成を示す。この構成において、図6および図7で述べた面内均一性の考え方と同様のことが各色の光毎に当てはまる。そのため、光ファイバ3R,3G,3Bの配置(配列)は、例えば、図12に示す配置(配列)が好ましい。
In FIG. 12, as an example, a configuration using 21
具体的には、21本の光ファイバは、面内均一性を維持するよう、3行7列に配列される。また、図12では、面内均一性に加えて、3色の光(赤色光、緑色光、青色光)ともに面内均一性を維持する構成とする。具体的には、図7と同様に、光ファイバ出射端面の短辺方向の開口率を相対的に小さくしながら、配列面(光ファイバ出射端面)内での均一な光ファイバの分布(配列)を設計した。 Specifically, the 21 optical fibers are arranged in 3 rows and 7 columns so as to maintain in-plane uniformity. In FIG. 12, in addition to in-plane uniformity, in-plane uniformity is maintained for all three colors of light (red light, green light, and blue light). Specifically, as in FIG. 7, the distribution (arrangement) of the uniform optical fibers in the arrangement surface (optical fiber emission end face) while relatively reducing the aperture ratio in the short side direction of the optical fiber emission end face. Designed.
以下においては、3行7列の配列のうち最も上の行を最上行または最上列ともいう。また、以下においては、3行7列の配列のうち真ん中の行を中央行または中央列ともいう。また、以下においては、3行7列の配列のうち最も下の行を、最下行または最下列ともいう。 In the following, the uppermost row in the 3 × 7 array is also referred to as the uppermost row or the uppermost column. In the following, the middle row of the 3 × 7 array is also referred to as a central row or a central column. In the following, the lowest row in the 3 × 7 array is also referred to as the bottom row or the bottom column.
具体的には、図12に示すように、中央行(中央列)において、4本の光ファイバ3Bを、1本の光ファイバ3の間隔ごとに配置する。また、最上行および最下行において、7本の光ファイバ3Rと7本の光ファイバ3Gとを、千鳥状に配列する。また、中央行(中央列)において、光ファイバ3Bが配置されていない3箇所のうちの中央に1本の光ファイバ3Rを配置する。また、中央行(中央列)において、当該3箇所のうちの左右の2箇所にそれぞれ2本の光ファイバ3Gを配置する。
Specifically, as shown in FIG. 12, four
この構成により、光出射部7が出射する光束のうち、複数の光ファイバ3R,3G,3Bが伝播させる複数の色の光の各々の配色比率は、前述の基準配色比率と一致する。
With this configuration, among the light beams emitted from the
なお、均一に分散させる配列は、図12の配列に限定されず、他の配列であってもよい。 Note that the uniformly dispersed array is not limited to the array shown in FIG. 12, and may be another array.
図12の構成によれば、ホワイトバランスを保ちつつ、光ファイバ出射端において、複数の光ファイバ3を一部に纏めて小さなエタンデューを維持し、光ファイバを各色の出射光束が広く分布するように配列させる。これにより、各色光毎の光強度分布の面内均一性の高いレーザ光出射装置を提供することができる。
According to the configuration of FIG. 12, while maintaining the white balance, a small etendue is maintained by collecting a plurality of
なお、本実施の形態に係る、光ファイバ3R,3G,3Bの配列は、図8または図9の構成に適用してもよい。
The arrangement of the
図13は、一例として、図9で示す各出射端保持部6(バンドルファイバ5)に、光ファイバ3R,3G,3Bを利用した構成を示す。具体的には、図13は、図9で示す各出射端保持部6(バンドルファイバ5)において、光ファイバ3R,3G,3Bを配列した状態を示す図である。
FIG. 13 shows, as an example, a configuration in which
図13では、一例として、5本の光ファイバ3Rと、6本の光ファイバ3Gと、3本の光ファイバ3Bとを利用した配列構成を示す。図12と同様に、面内均一性の考え方から、例えば、図13に示す、光ファイバの配列(配置)が好ましい。
In FIG. 13, as an example, an arrangement configuration using five
図13に示す光ファイバの配列では、図10のレーザ光出射装置300または図11のレーザ光出射装置100Aが利用される。この構成により、光出射部7が出射する光束のうち、複数の光ファイバ3R,3G,3Bが伝播させる複数の色の光の各々の配色比率は、基準配色比率と一致する。
In the arrangement of the optical fibers shown in FIG. 13, the laser
図13の構成によれば、ホワイトバランスを保ちつつ、出射端保持部6(バンドルファイバ5)を組み合わせることが可能な、小さなエタンデューと光強度分布の面内均一性をの高いレーザ光出射装置を提供することができる。 According to the configuration of FIG. 13, a laser beam emitting device that can combine the emission end holding unit 6 (bundle fiber 5) while maintaining white balance and has high in-plane uniformity of small etendue and light intensity distribution. Can be provided.
以上、本実施の形態によれば、各色の光ファイバ3の本数の比率を変化させることができる。つまり、レーザ光源の光強度比率に応じてレーザ光源の数を増減させる。これにより、プロジェクタの配色比率を適切に設定することが可能となる。これは、余剰のレーザ光源を内蔵することのない効率的で安価なレーザ光出射装置を提供できる効果を奏する。
As mentioned above, according to this Embodiment, the ratio of the number of the
また、本実施の形態によれば、配色比率と光強度分布の面内均一性とに優れた光出射部を備えるレーザ光出射装置を提供することができる。 In addition, according to the present embodiment, it is possible to provide a laser beam emitting apparatus including a light emitting unit that is excellent in coloration ratio and in-plane uniformity of light intensity distribution.
なお、異なる波長の単色の光を出射するレーザ光源を組み合わせた従来のレーザ光出射装置では、各色の光に対応する光ファイバの本数が異なる。そのため、配色比率、および、画面の光強度分布の面内均一性を一定に維持することが困難であった。 In a conventional laser light emitting device that combines laser light sources that emit monochromatic light of different wavelengths, the number of optical fibers corresponding to light of each color is different. For this reason, it has been difficult to keep the color ratio and the in-plane uniformity of the light intensity distribution of the screen constant.
そこで、上記の各実施の形態では、プロジェクタのエタンデューの許容範囲内で、光強度分布の面内均一性を向上させるファイバ配列設計を行う。これにより、配色比率と光強度分布の面内均一性に優れた画面を提供することができる。 Therefore, in each of the above-described embodiments, a fiber array design that improves the in-plane uniformity of the light intensity distribution within the allowable range of the etendue of the projector is performed. Thereby, it is possible to provide a screen having excellent in-plane uniformity of the color arrangement ratio and the light intensity distribution.
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態、該実施の形態の変形例を自由に組み合わせたり、各実施の形態、該実施の形態の変形例を適宜、変形、省略することが可能である。 In addition, within the scope of the present invention, the present invention can be freely combined with each embodiment and modifications of the embodiment, or can be appropriately modified and omitted with each embodiment and modification of the embodiment. It is possible.
本発明にかかわるレーザ光出射装置は、光強度分布の面内均一性が必要なレーザプロジェクタ装置に活用できる。さらには、本発明は、明るさおよび運用性に柔軟性が必要なレーザプロジェクタ装置に活用できる。 The laser beam emitting apparatus according to the present invention can be used for a laser projector apparatus that requires in-plane uniformity of the light intensity distribution. Furthermore, the present invention can be utilized for a laser projector apparatus that requires flexibility in brightness and operability.
2 レーザ光源、3,3B,3G,3R 光ファイバ、4 光ファイババンドル部、5 バンドルファイバ、6 出射端保持部、7 光出射部、100,100A,300 レーザ光出射装置、110 ロッド、120 光学デバイス、130 レンズ、200 スクリーン、1000 プロジェクタ。 2 Laser light source, 3, 3B, 3G, 3R optical fiber, 4 optical fiber bundle section, 5 bundle fiber, 6 exit end holding section, 7 light exit section, 100, 100A, 300 laser light exit apparatus, 110 rod, 120 optics Device, 130 lenses, 200 screens, 1000 projectors.
Claims (7)
光を出射する複数のレーザ光源と、
前記複数のレーザ光源が出射する光を伝播させる複数の光ファイバを束ねて構成されるバンドルファイバと、
前記バンドルファイバの出射端で構成される光出射部と、を備え、
前記ロッドの出射端面での光強度の面内均一性が予め定められた基準値以上となるように前記光出射部において前記複数の光ファイバは配列され、
前記光出射部のエタンデューは、前記光学デバイスのエタンデューより小さい
レーザ光出射装置。 A laser beam emitting device that emits a light beam to a rod for use in an optical device of a projector that projects an image,
A plurality of laser light sources emitting light;
A bundle fiber configured by bundling a plurality of optical fibers for propagating light emitted from the plurality of laser light sources;
A light emitting portion constituted by an emission end of the bundle fiber,
The plurality of optical fibers are arranged in the light emitting portion so that the in-plane uniformity of the light intensity at the emitting end face of the rod is equal to or greater than a predetermined reference value,
Etendue of the light emitting unit is smaller than etendue of the optical device.
請求項1に記載のレーザ光出射装置。 The laser light emitting device according to claim 1, wherein the plurality of optical fibers are arranged at intervals over the entire end face of the light emitting unit.
請求項1に記載のレーザ光出射装置。 The laser light emitting device according to claim 1, wherein the plurality of optical fibers are arranged so as to gather on a part of an end face of the light emitting unit.
複数の前記バンドルファイバの各々の出射端が、共有される前記光出射部に配置される
請求項3に記載のレーザ光出射装置。 A plurality of the laser beam emitting devices according to claim 3, wherein the light emitting unit is shared,
The laser beam emitting device according to claim 3, wherein the emission ends of the plurality of bundle fibers are arranged in the shared light emitting unit.
前記複数の光ファイバの各々は、前記複数の色の光のいずれかを伝播させる
請求項1〜3のいずれか1項に記載のレーザ光出射装置。 2. Each of the plurality of laser light sources emits one of a plurality of colors of light for generating an image, and each of the plurality of optical fibers propagates one of the plurality of colors of light. The laser beam emitting device according to any one of?
請求項5に記載のレーザ光出射装置。 6. A color arrangement ratio, which is a ratio of each of the plurality of colors of light propagated by the plurality of optical fibers out of the luminous flux, coincides with a predetermined color arrangement ratio for the projector to project an image. The laser beam emitting device described in 1.
前記バンドルファイバは、複数設けられ、
複数の前記バンドルファイバは、複数の前記プロジェクタで使用される
請求項1〜6のいずれか1項に記載のレーザ光出射装置。 The laser beam emitting device is used in a plurality of the projectors,
A plurality of the bundle fibers are provided,
The laser beam emitting device according to claim 1, wherein the plurality of bundle fibers are used in the plurality of projectors.
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