JP2014123518A - 光源装置及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 レーザー発光素子を用いた光源装置では、光の照射面に干渉縞が生じるため、干渉縞を単純な構造で目立たなくする。
【解決手段】 レーザー光を発する光源素子121と前記光源素子121からの出射光を集光するコリメータレンズ125とが組み合わされた光源120の複数個を備え、前記光源120からの出射光である光線束における光の平行度が前記光源120によって異なる光源装置とする。
【選択図】 図７

Description

本発明は、光源装置及びプロジェクタに関するものである。

今日、パーソナルコンピュータの画面やビデオ画像、さらにメモリカード等に記憶されている画像データによる画像等をスクリーンに投影する画像投影装置としてのデータプロジェクタが多用されている。このプロジェクタは、光源から出射された光をＤＭＤと呼ばれるマイクロミラー表示素子、又は、液晶板に集光させ、スクリーン上にカラー画像を表示させるものである。

このようなプロジェクタにおいて、従来は高輝度の放電ランプを光源とするものが主流であったが、近年、光源として赤色、緑色、青色の発光ダイオードやレーザーダイオード、或いは、有機ＥＬ等の固体発光素子を用いるための開発がなされており多くの提案がなされている。

そして、レーザーダイオードを使用する光源装置は、小型化が容易であり、プロジェクタに適した小型高輝度の光源装置とすることができるも、レーザー光による投影画像では、干渉縞が生じ、投影画像の画質を低下させることがあった。

このため、光源から出射される波面を分割する分割部や、分割されて波面の光束の偏光面を回転させる変換部、及び、偏光面の向きが異なる光束の波面を重ね合わせる合成部をレーザー発光素子と組み合わせた光源装置も提案されている（例えば特許文献１）。

特開２００８―１８５６２８号公報

しかしながら、特許文献１では、光源からの出射光を一旦分割し、分割した光の偏光面を回転させた後に重ねるようにして所定の面に照射するため、光源装置として複雑であり、製造が容易でなかった。

上述の欠点を排し、本発明は、複数の光源を用い、単純な構造により小型高輝度の光源とし、プロジェクタに適した光源装置、及び、小型高輝度の投影を可能とするプロジェクタを提供するものである。

本発明の光源装置は、レーザー光を発する光源素子と前記光源素子からの出射光を集光するコリメータレンズとが組み合わされた複数個の光源を備え、前記光源からの出射光の光線束の集光度が前記光源によって異なることを特徴とする

本発明のプロジェクタは、光源装置と、前記光源装置からの光が照射されることにより光学像を形成する表示素子と、表示素子により形成された光学像をスクリーンに投影する投影側光学系と、前記光源装置の光源制御手段や表示素子制御手段を有するプロジェクタ制御手段と、を備え前記光源装置は、上記本発明の光源装置であることを特徴とする。

本発明によれば、半導体レーザー発光素子である各光源からの出射光の集光度を各光源光毎に異ならせ、レーザー光における干渉縞のピッチが異なる光源光とするため、各光源光を重ねたとき、干渉縞を目立たなくさせるレーザー光源装置及びプロジェクタを提供することができる。

本発明の実施の形態に係るプロジェクタを示す外観斜視図である。 本発明の実施の形態に係るプロジェクタの機能ブロック図である。 本発明の実施の形態に係るプロジェクタの内部構造を示す平面模式図である。 本発明の実施の形態に係るプロジェクタの光学系を示す平面模式図である。 本発明の実施の形態に係るマイクロレンズアレーを示す平面模式図及び側面模式図である。 本発明の実施の形態に係るマイクロレンズアレーにおけるレンズ単体を説明する側面模式図である。 本発明の実施の形態に係るプロジェクタの光源装置における光源光の一状態を説明する模式図である。 本発明の実施の形態に係るプロジェクタの光源装置におけるレーザー光源の照射領域に関する説明図である。 本発明の実施の形態に係るプロジェクタの光源装置におけるレーザー光源の構造の一例を示す断面模式図である。 本発明の実施の形態に係る各光源装置からの光によって光像に生じる干渉縞を例示的に示す説明図である。

以下、本発明を実施するための形態について述べる。図１は、プロジェクタ10の外観斜視図である。なお、本実施形態において、プロジェクタ10における左右とは投影方向に対しての左右方向を示し、前後とはプロジェクタ10のスクリーン側方向及び光線束の進行方向に対しての前後方向を示す。

そして、プロジェクタ10は、図１に示すように、略直方体形状であって、プロジェクタ筐体の前方の側板とされる正面パネル12の側方に投影口を覆うレンズカバー19を有するとともに、この正面パネル12には複数の吸気孔18を設けている。さらに、図示しないがリモートコントローラからの制御信号を受信するＩｒ受信部を備えている。

また、筐体の上面パネル11にはキー／インジケータ部37が設けられ、このキー／インジケータ部37には、電源スイッチキーや電源のオン又はオフを報知するパワーインジケータ、投影のオン、オフを切り替える投影スイッチキー、光源装置や表示素子又は制御回路等が過熱したときに報知をする過熱インジケータ等のキーやインジケータが配置されている。

さらに、筐体の背面には、背面パネルにＵＳＢ端子や画像信号入力用のＤ−ＳＵＢ端子、Ｓ端子、ＲＣＡ端子、音声出力端子等を設ける入出力コネクタ部及び電源アダプタプラグ等の各種端子20が設けられている。また、背面パネルには、複数の吸気孔が形成されている。なお、図示しない筐体の側板である右側パネル、及び、図１に示した側板である左側パネル15には、各々複数の排気孔17が形成されている。また、左側パネル15の背面パネル近傍の隅部には、吸気孔18も形成されている。

次に、プロジェクタ10のプロジェクタ制御手段について図２の機能ブロック図を用いて述べる。プロジェクタ制御手段は、制御部38、入出力インターフェース22、画像変換部23、表示エンコーダ24、表示駆動部26等から構成される。この制御部38は、プロジェクタ10内の各回路の動作制御を司るものであって、ＣＰＵや各種セッティング等の動作プログラムを固定的に記憶したＲＯＭ及びワークメモリとして使用されるＲＡＭ等により構成されている。

そして、このプロジェクタ制御手段により、入出力コネクタ部21から入力された各種規格の画像信号は、入出力インターフェース22、システムバス（ＳＢ）を介して画像変換部23で表示に適した所定のフォーマットの画像信号に統一するように変換された後、表示エンコーダ24に出力される。

また、表示エンコーダ24は、入力された画像信号をビデオＲＡＭ25に展開記憶させた上でこのビデオＲＡＭ25の記憶内容からビデオ信号を生成して表示駆動部26に出力する。

表示駆動部26は、表示素子制御手段として機能するものであり、表示エンコーダ24から出力された画像信号に対応して適宜フレームレートで空間的光変調素子（ＳＯＭ）である表示素子51を駆動するものであり、光源装置60から出射された光線束を表示素子51に照射することにより、表示素子51の反射光で光像を形成し、後述する投影側光学系を介して図示しないスクリーンに画像を投影表示する。なお、この投影側光学系の可動レンズ群235は、レンズモータ45によりズーム調整やフォーカス調整のための駆動が行われる。

また、画像圧縮伸長部31は、画像信号の輝度信号及び色差信号をＡＤＣＴ及びハフマン符号化等の処理によりデータ圧縮して着脱自在な記録媒体とされるメモリカード32に順次書き込む記録処理を行う。さらに、画像圧縮伸長部31は、再生モード時にメモリカード32に記録された画像データを読み出し、一連の動画を構成する個々の画像データを１フレーム単位で伸長し、この画像データを、画像変換部23を介して表示エンコーダ24に出力し、メモリカード32に記憶された画像データに基づいて動画等の表示を可能とする処理を行う。

そして、筐体の上面パネル11に設けられるメインキー及びインジケータ等により構成されるキー／インジケータ部37の操作信号は、直接に制御部38に送出され、リモートコントローラからのキー操作信号は、Ｉｒ受信部35で受信され、Ｉｒ処理部36で復調されたコード信号が制御部38に出力される。

なお、制御部38にはシステムバス（ＳＢ）を介して音声処理部47が接続されている。この音声処理部47は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備えており、投影モード及び再生モード時には音声データをアナログ化し、スピーカー48を駆動して拡声放音させる。

また、制御部38は、光源制御手段としての光源制御回路41を制御しており、この光源制御回路41は、画像生成時に要求される所定波長帯域光が光源装置60から出射されるように、光源装置60を制御する。この光源装置60は、青色レーザーダイオードを備えた励起光源部70及び蛍光体板を備えた蛍光発光部80による緑色光源と、赤色光源装置120と、青色光源装置130と、を備える。

さらに、制御部38は、冷却ファン駆動制御回路43に光源装置60等に設けた複数の温度センサによる温度検出を行わせ、この温度検出の結果から冷却ファンの回転速度を制御させている。また、制御部38は、冷却ファン駆動制御回路43にタイマー等によりプロジェクタ本体の電源ＯＦＦ後も冷却ファンの回転を持続させる、或いは、温度センサによる温度検出の結果によってはプロジェクタ本体の電源をＯＦＦにする等の制御も行う。

次に、このプロジェクタ10の内部構造について述べる。図３は、プロジェクタ10の内部構造を示す平面模式図である。プロジェクタ10は、図３に示すように、右側パネル14の近傍に図示しない制御回路基板を備えている。この制御回路基板は、電源回路ブロックや光源制御ブロック等を備えてなる。また、プロジェクタ10は、制御回路基板の側方、つまり、プロジェクタ筐体の略中央部分に光源装置60を備えている。

この光源装置60は、プロジェクタ筐体の左右方向における略中央部分であって背面パネル13近傍に配置される励起光源部70及びこの励起光源部70から出射される光線束の光軸上であって正面パネル12の近傍に配置される蛍光発光部80からなる緑色光源装置と、励起光源部70と蛍光発光部80との間に配置されるダイクロイックミラー173と、励起光源部70と蛍光発光部80との間に配置される赤色光源装置120及び青色光源装置130と、更に、照射光学系170としての、マイクロレンズアレー175や集光レンズ178及び照射ミラー185を備える。

緑色光源装置の励起光源部70は、背面パネル13と光軸が平行になるよう配置された半導体発光素子による励起光源71と、各励起光源71からの出射光の光軸を正面パネル12方向に９０度変換する反射ミラー群75と、励起光源71と右側パネル14との間に配置されたヒートシンク78と、を備える。

励起光源71は、２行３列の計６個の半導体レーザー発光素子である青色レーザーダイオードがマトリクス状に配列されており、各青色レーザーダイオードの光軸上には、各青色レーザーダイオードからの出射光の集光度を調整する集光レンズであるコリメータレンズ73が夫々配置されている。また、反射ミラー群75は、複数の反射ミラーが階段状に配列されてなり、励起光源部70から出射される光線束の断面積を一方向に縮小して蛍光発光部80に出射する。

励起光源部70から出射された励起光は、青色及び赤色を透過して緑色を反射させるダイクロイックミラー173を透過し、更に集光レンズ群85を透過して発光板である蛍光体83に照射される。そして、励起光が蛍光体83に照射されることにより蛍光体83において励起されて出射される緑色波長帯域光は、全方位に出射され、直接ダイクロイックミラー173側へ、或いは、後に詳述するが、前方のヒートシンク110側の反射面で反射した後にダイクロイックミラー173側へ出射される。そして、蛍光体83から出射される緑色波長帯域光は、ダイクロイックミラー173により反射されてマイクロレンズアレー175に入射される。

ヒートシンク78と背面パネル13との間には冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261とヒートシンク78とによって励起光源部70や赤色光源装置120、青色光源装置130が冷却される。さらに、反射ミラー群75と背面パネル13との間にも冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261によって反射ミラー群75が冷却される。

緑色光源装置の蛍光発光部80は、正面パネル12と平行となるように、つまり、励起光源部70からの出射光の光軸と直交するように配置された蛍光体83のプレートと、この蛍光体83のプレートに照射する励起光及び蛍光体83から出射された蛍光光を集光する集光レンズ群85と、ヒートシンク110とを備える。尚、ヒートシンク110には銀蒸着等によってミラー加工がされることで光を反射する反射面が形成され、その反射面に蛍光体83のプレートが形成される。また、蛍光体83のプレートは例えば焼結体であってもよい。また例えば、ヒートシンク110に反射面を形成せずに、蛍光体83のプレートは、反射面が形成された金属板の上に蛍光体83を設置したものであってもよい。さらに、蛍光発光部80の正面パネル12側には冷却手段である冷却ファン244が配置されており、この冷却ファン244によって蛍光発光部80のヒートシンク110が冷却される。

赤色光源装置120は、蛍光発光部80に入射する励起光の光軸と光軸が垂直に交わるように配置された赤色光源素子121と、赤色光源素子121からの出射光を集光するコリメータレンズ125と、による光源を備える。また、赤色光源素子121は、赤色の波長帯域光を発する半導体レーザー発光素子としての赤色レーザーダイオードであり、上下左右に４個を並べて配置している。

そして、赤色光源装置120により照射される赤色波長帯域光は、ダイクロイックミラー173を透過し蛍光発光部80から出射された緑色波長帯域光と同様に、照射光学系170のマイクロレンズアレー175に入射されることとなる。

また、青色光源装置130も蛍光発光部80に入射する励起光の光軸と光軸が垂直に交わるように配置された青色光源素子131と、青色光源素子131からの出射光を集光するコリメータレンズ135と、による光源を備え、赤色光源装置120と並べるようにして配置されている。また、青色光源素子131は、青色の波長帯域光を発する半導体レーザー発光素子としての青色レーザーダイオードであり、上下に２個を並べて配置している。

そして、青色光源装置130により照射される青色波長帯域光は、ダイクロイックミラー173を透過し蛍光発光部80から出射された緑色波長帯域光と同様に、照射光学系170のマイクロレンズアレー175に入射されることとなる。

表示素子51と背面パネル13との間にはヒートシンク190が配置されており、このヒートシンク190によって表示素子51が冷却される。また、表示素子51の正面近傍には、照射光学系170の照射ミラー185からの光をＤＭＤである表示素子51に適正な角度で入射し、表示素子51により反射されて表示素子51から出射されるオン光を投影側光学系220に入射させるコンデンサレンズ195が配置されている。

投影側光学系220のレンズ群は、表示素子51で反射されたオン光をスクリーンに放出する。この投影側光学系220としては、固定鏡筒に内蔵する固定レンズ群225と可動鏡筒に内蔵する可動レンズ群235とを備えてズーム機能を備えた可変焦点型レンズとされ、レンズモータにより可動レンズ群235を移動させることによりズーム調整やフォーカス調整を可能としている。

この光源装置60における光学系の光の状態を図４乃至図６を用いて詳述する。
図４は本発明の実施の形態に係るプロジェクタの光学系を示す平面模式図である。
緑色光源装置では、励起光源部70における励起光源71からのレーザー光は、各光線束が各々コリメータレンズ73を透過し、ダイクロイックミラー173を透過し、集光レンズ群85により集光されて蛍光体83に照射され、蛍光体83から蛍光光を発生させる。

そして、蛍光体83から出射された蛍光光は、集光レンズ群85により略平行な状態の光線束とされてダイクロイックミラー173で反射され、マイクロレンズアレー175に垂直に入射されるものである。

図５は本発明の実施の形態に係るマイクロレンズアレーを示す平面模式図及び側面模式図である。このマイクロレンズアレー175は、図５（ａ）に示すように、厚肉透明板の両面において対応する位置に球面状凸部176,177を形成する。そしてマイクロレンズアレー175は、図５（ｂ）に示すように、厚肉両凸レンズの周縁を切断して矩形とした球面状凸部176,177を備える凸レンズであるマイクロレンズ179を縦横に隣接させて多数個配列した状態としている。このマイクロレンズアレー175によって、各光源から照射された光を分割し、夫々分割された光の形状を、所定面とされる表示素子51の表示領域の形状に合わせた形に変換する。

図６は本発明の実施の形態に係るマイクロレンズアレー175におけるマイクロレンズ単体を説明する側面模式図である。図６に示すように、このマイクロレンズ179の面に対して垂直から所定の範囲内の角度で入射面の凸部に入射した光の出射方向は、各マイクロレンズ179に入射する位置、及び角度に応じて決定される。

そして、各マイクロレンズ179に入射された光を、所定面とされる表示素子51の表面に結像させるように集光レンズ178が設けられている。つまり、各マイクロレンズから光が、集光レンズ178により所定面とされる表示素子51の表面において重なるように集光されるものである。

図７は、本発明の実施の形態に係るプロジェクタの光源装置における光源光の一状態を説明する模式図である。赤色光源装置120とされる４個の赤色光源素子121である赤色レーザーダイオード（図７は設置された４個の赤色レーザーダイオードのうち同一列上の２個を表示している）からの赤色光は、コリメータレンズ125により、集光度に多少の相違を有した光線束とされてマイクロレンズアレー175に入射される。

尚、青色光源装置130とされる２個の青色光源素子131である青色レーザーダイオード（図７は設置された２個の青色レーザーダイオードのうち上述した赤色レーザーダイオードと同一列の１個を表示している）からの青色光も、コリメータレンズ135により各々集光度に多少の相違を有した光線束とされてマイクロレンズアレー175に入射される。

図８は本発明の実施の形態に係るプロジェクタの光源装置におけるレーザー光源の照射領域に関する説明図である。図８に示すように、各赤色光源素子121及び各青色光源素子131からのレーザー光は、ダイクロイックミラー173を透過し、各光源からの光線束が各々各光源の配置に合わせてマイクロレンズアレー175の異なる領域に対してマイクロレンズアレー175に垂直な光軸として集光度に差異を有しつつ照射される。
図８の３００の領域が赤色光源素子121から照射される光のスポットを示し、図８の３０１の領域が青色光源素子131から照射される光のスポットを示す。

さらに、この照射光学系170のマイクロレンズアレー175にレーザー光を入射したとき、集光レンズ178等により所定面となる表示素子51の表面へ照射された光には干渉縞が発生し、複数の半導体レーザー発光素子を光源とするとき、レーザー光の波長により一定の幅の干渉縞となる。そのため照射光学系170は、複数個の赤色レーザーダイオードや青色レーザーダイオードを用いても、同色のレーザー光の干渉縞は同一ピッチであり、同一ピッチの干渉縞が重なると、所定ピッチで一定配列となる干渉縞によって投影画像の画質を低下させることになる。特に波長が長く、素子の個数が多い赤色光が青色の光に比べて人の目に不快を及ぼす傾向が高い。

本実施の形態では、４個の赤色光源素子121からのレーザー光をコリメータレンズ125で集光させるに際し、集光度の異なる光とし、各赤色光源素子121から出射されたレーザー光の光線束には、集光度に差異を持たせることによって、干渉縞のピッチを変化させている。図１０は、本発明の実施の形態に係る各光源装置からの光によって光像に生じる干渉縞を例示的に示す説明図である。光像４００、４０１、４０２、４０３は、４個の各赤色光源素子121から出射されたレーザー光によって、表示素子51の表面に形成された光像に生じる干渉縞を夫々示している。図１０は光像中に等間隔で明るい領域と暗い領域ができ、画像に干渉縞が形成されることを表している。図１０（Ａ）〜（Ｄ）に示すように光像４００、４０１、４０２、４０３は夫々緩衝縞のピッチが異なる。

従って、集光度の異なる出射光を照射光学系170により所定面で重ねる、即ち図１０に示すような光像４０１、４０２、４０３、４０４を重ねると、４個の赤色光源素子121による各干渉縞の濃淡差の変化が複数段階の変化となると共に各縞模様の線幅が細くなり、投影画像面において縞の識別が困難となって投影画像の画質を向上させることができる。

また、２個の青色光源素子131からのレーザー光も、集光度を異ならせることにより、２個の青色光源素子131からのレーザー光による干渉縞にもピッチ差を設けている。

この集光度の異なる光源としては、平板状のダイオード保持体103における所定の窪みに赤色光源素子121や青色光源素子131のフランジ部91を挿入して各光源素子からの出射光の光軸を相互に平行としつつ所定間隔の所定位置とする。図９は本発明の実施の形態に係るプロジェクタの光源装置におけるレーザー光源の構造の一例を示す断面模式図である。図９に示すように、ダイオード収納部107を有するレンズ保持体105をダイオード保持体103に取り付け、赤色光源素子121や青色光源素子131のシリンダ部93をダイオード収納部107に収納してフランジ部91の周縁前面をレンズ保持体105により押圧して各光源素子を固定しているものである。

また、このレンズ保持体105にはコリメータレンズ125,135を挿入固定しているものであり、段差部109の位置により各光源素子であるレーザーダイオードとコリメータレンズとの距離を所定とし、レンズ固定穴の位置により各コリメータレンズの光軸と各光源素子からの出射光の光軸とを一致させてコリメータレンズと光源素子との組み合わせによる光源としているものである。

尚、赤色光源素子121及び青色光源素子131である各光源素子のリード線95は、レンズ保持体105を貫通させてレンズ保持体105のヒートシンク78側において図示しないフレキシブル基板により光源制御回路41に接続されている。

そして、本実施の形態では、４個の赤色光源素子121に対応した４個のコリメータレンズ125において、レーザー光の入射面又は出射面における曲率半径を異ならせ、４個のコリメータレンズ125の焦点距離を各々異ならせているものである。曲率半径が大きくなると集光度は小さくなり。曲率半径が小さくなると集光度は大きくなる。

尚、コリメータレンズ125における入射面及び出射面の両面の曲率半径を個々のコリメータレンズ125によって変更することもある。

従って、同一発光特性の赤色光源素子121に対し、同一位置関係のコリメータレンズ125と組み合わせた光源であっても、各光源におけるコリメータレンズ125を透過した各光源からの出射レーザー光における集光度又は拡散度が異なることになる。

そして、この各光源からの光を照射光学系170であるマイクロレンズアレー175及び集光レンズ178等を介して所定面である表示素子51のミラー面に照射したとき、各光源からの出射の際の集光拡散の度合いの相違により、所定面での干渉縞のピッチが異なるものである。

尚、各コリメータレンズ125の材質を変更し、屈折率が異なる硝材として同一形状同一大きさのコリメータレンズ125であっても、焦点距離が異なるコリメータレンズ125とし、同一構造の光源であっても出射光の集光度に僅かな変化を有する光源とすることもある。例えば、材料としては、硝子、ＫＴ（ＫＴａＯ３）結晶等がある。

更に、同一硝材または異なる硝材のコリメータレンズ125において、レンズの厚みを変更することによりコリメータレンズ125の焦点距離を変化させ、光源からの出射光の集光度に差異を設けることもあり、また、同一焦点距離または異なる焦点距離のコリメータレンズ125を使用し、レンズ保持体105の段差部109の位置を変更することによりコリメータレンズ125を透過した光の集光度に差異を設けることもある。レンズの厚みを厚くすれば集光度は大きくなり、レンズの厚みを薄くすれば集光度は小さくなる。また、コリメータレンズ125と光源素子との間の距離が離れれば、集光度は大きくなり、コリメータレンズ125と光源素子との間の距離が近づけば、集光度は小さくなる。

同様に、２個の青色光源素子131においても、各光源とすると各青色光源素子131と組み合わせるコリメータレンズ135の焦点距離又は青色光源素子131との距離を変更して各青色光源素子131から出射されコリメータレンズ135を透過してマイクロレンズアレー175に入射される各光線束の集光度に差異を設けるものである。

もっとも、この集光度の変化は、マイクロレンズアレー175における各マイクロレンズに入射された光が当該マイクロレンズから出射される範囲である数度の範囲内とされ、マイクロレンズの特性に合わせた範囲で定められるものである。

具体的には、コリメータレンズ135の曲率半径は２．１５ｍｍ〜６．１５ｍｍと設定され、コリメータレンズ135の厚みは２．２ｍｍ〜４．５ｍｍと設定され、コリメータレンズ125と光源素子との間の距離は１．３ｍｍ〜４．２ｍｍ程度に設定される。

このように、赤色光源装置120又は青色光源装置130の各光源からの出射光における各光線束の集光度を変化させてマイクロレンズアレー175を透過した光を集光レンズ178などを介して所定面である表示素子51の表面に集光させたとき、異なる光源から出射されたレーザー光の干渉縞のピッチが変化することになる。

従って、各光源から出射されるレーザー光の干渉縞のパターンに変化を与え、各光源からのレーザー光を所定位置の平面に重ねたとき、干渉縞の濃淡の段階数を増加させ、且つ、縞の間隔を細かくして干渉縞を目立たなくさせることができる。

そして、この光源装置60を用いたプロジェクタ10は、投影画像における縞模様を目立たなくさせることにより、投影画像の画質を高めることができる。

また、コリメータレンズの厚み又はレンズ表面の曲率半径が異なるコリメータレンズを用いれば、光源素子と組み合わせるコリメータレンズを選択するのみで容易に光源からの光線束における集光度に差異を設けて干渉縞を目立たなくすることができる。

そして、材質により屈折率の異なるコリメータレンズを用いれば、同一形状同一構造の部材の組み合わせであっても各光源からの光線束における集光度に差異を設けて干渉縞を目立たなくすることができ、光源の組み立ても同一形状の部材の組み合わせであるために容易となる。

更に、光源とコリメータレンズとの距離に差異を設けた光源は、光源の組み立て等における調整により容易に製造することができる。

そして、同一波長帯域の光を出射する光源を組み合わせれば、各光源からの光を重ねて明るい照射面としつつ各光源からの異なるピッチの干渉縞により干渉縞を目立たなくすることができる。

また、マイクロレンズアレー及び集光レンズを備えるので、重ね合わせた光を所定面とされる表示素子51の表面に集光することができ、干渉縞の目立たない明るい照射面、ひいては投影画像を形成することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

以下に、本願出願の最初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[１] レーザー光を発する光源素子と前記光源素子からの出射光を集光するコリメータレンズとが組み合わされた複数個の光源を備え、前記光源からの出射光の光線束の集光度が前記光源によって異なることを特徴とする光源装置。
[２] 前記コリメータレンズは、レンズの曲率半径が前記コリメータレンズにより異なることを特徴とする前記[１]に記載の光源装置。
[３] 前記コリメータレンズは、レンズの厚みが前記コリメータレンズにより異なることを特徴とする前記[１]又は前記[２]に記載の光源装置。
[４] 前記コリメータレンズは、レンズの材質が前記コリメータレンズにより異なることを特徴とする前記[１]乃至前記[３]の何れかに記載の光源装置。
[５] 前記光源における光源素子とコリメータレンズとの距離が前記コリメータレンズにより異なる、ことを特徴とする前記[１]乃至前記[４]の何れかに記載の光源装置。
[６] 前記複数個の光源における各光源素子は、同一波長帯域の光を出射することを特徴とする前記[１]乃至前記[５]の何れかに記載の光源装置。
[７] 前記複数個の光源からの光を重ね合わせ、当該重ね合わせた光を所定面とされる表示素子の表面に集光するマイクロレンズアレー及び集光レンズを、備えることを特徴とする前記[１]乃至前記[６]の何れかに記載の光源装置。
[８] 光源装置と、
前記光源装置からの光が照射されることにより光学像を形成する表示素子と、
前記表示素子により形成された光学像をスクリーンに投影する投影側光学系と、
前記光源装置の光源制御手段や表示素子制御手段を有するプロジェクタ制御手段と、を備え
前記光源装置は、前記[１]乃至前記[７]の何れかに記載した光源装置であることを特徴とするプロジェクタ。

１０ プロジェクタ １１ 上面パネル
１２ 正面パネル
１３ 背面パネル １４ 右側パネル
１５ 左側パネル １７ 排気孔
１８ 吸気孔 １９ レンズカバー
２０ 各種端子 ２１ 入出力コネクタ部
２２ 入出力インターフェース ２３ 画像変換部
２４ 表示エンコーダ ２５ ビデオＲＡＭ
２６ 表示駆動部 ３１ 画像圧縮伸長部
３２ メモリカード ３５ Ｉｒ受信部
３６ Ｉｒ処理部 ３７ キー／インジケータ部
３８ 制御部 ４１ 光源制御回路
４３ 冷却ファン駆動制御回路 ４５ レンズモータ
４７ 音声処理部 ４８ スピーカー
５１ 表示素子 ６０ 光源装置
７０ 励起光源部 ７１ 励起光源
７３ コリメータレンズ ７５ 反射ミラー群
７８ ヒートシンク ８０ 蛍光発光部
８３ 蛍光体 ８５ 集光レンズ群
９１ フランジ部 ９３ シリンダ部
９５ リード線
１００ 光源取付け体 １０３ ダイオード保持体
１０５ レンズ保持体 １０７ ダイオード収納部
１０９ 段差部
１１０ ヒートシンク
１２０ 赤色光源装置 １２１ 赤色光源素子
１２５ コリメータレンズ
１３０ 青色光源装置 １３１ 青色光源素子
１３５ コリメータレンズ
１７０ 照射光学系 １７３ ダイクロイックミラー
１７５ マイクロレンズアレー １７６、１７７ 球面状凸部
１７８ 集光レンズ １７９ マイクロレンズ
１８５ 照射ミラー １９０ ヒートシンク
２２０ 投影側光学系 ２２５ 固定レンズ群
２３５ 可動レンズ群
２４４ 冷却ファン
３００ 赤色光照射領域 ３０１ 青色光照射領域
４００、４０１、４０２、４０３ 光像

Claims (8)

1. レーザー光を発する光源素子と前記光源素子からの出射光を集光するコリメータレンズとが組み合わされた複数個の光源を備え、前記光源からの出射光の光線束の集光度が前記光源によって異なることを特徴とする光源装置。
2. 前記コリメータレンズは、レンズの曲率半径が前記コリメータレンズにより異なることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記コリメータレンズは、レンズの厚みが前記コリメータレンズにより異なることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光源装置。
4. 前記コリメータレンズは、レンズの材質が前記コリメータレンズにより異なることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の光源装置。
5. 前記光源における光源素子とコリメータレンズとの距離が前記コリメータレンズにより異なる、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の光源装置。
6. 前記複数個の光源における各光源素子は、同一波長帯域の光を出射することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の光源装置。
7. 前記複数個の光源からの光を重ね合わせ、当該重ね合わせた光を所定面とされる表示素子の表面に集光するマイクロレンズアレー及び集光レンズを、備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の光源装置。
8. 光源装置と、
   前記光源装置からの光が照射されることにより光学像を形成する表示素子と、
   前記表示素子により形成された光学像をスクリーンに投影する投影側光学系と、
   前記光源装置の光源制御手段や表示素子制御手段を有するプロジェクタ制御手段と、を備え
   前記光源装置は、請求項１乃至請求項７の何れかに記載した光源装置であることを特徴とするプロジェクタ。

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