JP2016009158A - 光源装置、光源装置の製造方法およびプロジェクター - Google Patents
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Abstract
Description
この構成によれば、所定の回転軸の周りに偏角プリズムを回転させることにより、第1の固体光源から射出された光の主光線と第2の固体光源から射出された光の主光線とのなす角度を容易に小さく調整できる。
この構成によれば、第1のコリメーターレンズの光軸を中心に偏角プリズムを円滑に回転させることができる。
上記構成の光源装置であれば、第1のコリメーターレンズの光軸に垂直な方向での固体光源の位置ずれを補正できる。
上記構成の光源装置であれば、偏角プリズムが発散光を平行化する作用を発揮するため、第1のコリメーターレンズの光軸に平行な方向、特に第1のコリメーターレンズの焦点位置よりも第1のコリメーターレンズに近付く側への固体光源の位置ずれを補正できる。
上記構成の光源装置であれば、偏角プリズムが収束光を平行化する作用を発揮するため、第1のコリメーターレンズの光軸に平行な方向、特に第1のコリメーターレンズの焦点位置よりも第1のコリメーターレンズから遠ざかる側への固体光源の位置ずれを補正できる。
上記の構成によれば、光源装置は、光利用効率の低下を抑える効果を安定して維持することができる。
本発明の一つの態様のプロジェクターは、本発明の一つの態様の光源装置を備えたことにより、光利用効率に優れたプロジェクターを実現できる。
以下、本発明の第1実施形態について、図1〜図8を用いて説明する。
本実施形態のプロジェクターは、3つの透過型液晶ライトバルブを用いたプロジェクターの一例である。
図1は、本実施形態のプロジェクターを示す概略構成図である。図2は、本実施形態の照明装置を示す概略構成図である。図3は、本実施形態の光源装置を示す斜視図である。図4は、図3のA−A’線に沿う断面図である。
以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
図2に示すように、照明装置2は、光源装置15と、集光レンズ23と、蛍光体ホイール10と、ピックアップレンズ40と、インテグレーター光学系31と、偏光変換素子32と、重畳光学系33と、を備えている。光源装置15は、固体光源アレイ27と、コリメーター光学系28と、偏角プリズム25と、を備えている。光源装置15については、後で詳しく説明する。
図3に示すように、光源装置15は、筐体17と、複数の半導体レーザー21と、複数のコリメーターレンズ22と、偏角プリズム25と、を備えている。図2には図示していないが、複数の半導体レーザー21、複数のコリメーターレンズ22、および偏角プリズム25は、筐体17の内部に収容されている。筐体17は、複数の半導体レーザー21、複数のコリメーターレンズ22および偏角プリズム25を収容し得る大きさの箱である。筐体17には、複数の半導体レーザー21から射出される光を透過させる複数の孔17Hが設けられている。
なお、図6(A)において、主光線Lc2と第1のコリメーターレンズ22Aの光軸AX2とは互いに平行である。したがって、図6(A)においては、図示の都合上、主光線Lc1と主光線Lc2とのなす角度を、第1のコリメーターレンズ22Aの光軸AX2と主光線Lc1とのなす角度θとして図示する。
本実施形態のプリズム保持部36は、特許請求の範囲の保持部に対応する。
まず、偏角プリズム25を備えていない光源装置15を準備する。
次いで、半導体レーザー21から射出される光の主光線と、当該半導体レーザー21に対応するコリメーターレンズ22の光軸と、が一致しているか否かを全ての光源ユニット29について検査する。
図7に示すように、光源装置の製造者は、コリメーターレンズ22から一定の距離R、例えば1m離れた位置にスクリーン(被投射面)42を配置し、スクリーン42上に半導体レーザー21から射出された光Lを投射する。このとき、スクリーン42上に半導体レーザー21から射出された光Lによる投射像Gが形成される。
次いで、製造者は、投射像Gが許容範囲の内側に位置しているか、あるいは許容範囲の外側に位置しているかを目視で検査する。この検査を全ての光源ユニット29について行う。
主光線AX1がコリメーターレンズ22の光軸AX2と完全に一致していた場合に投射像が形成される位置を基準点Cとする。主光線AX1がコリメーターレンズ22の光軸AX2とずれていた場合、図8に示したように、投射像は基準点Cからずれた位置に形成される。符号Dの円は、投射像の形成位置の許容範囲を示す。許容範囲Dの内側に入射した光は、集光レンズ23によって所定の領域に集光されるが、許容範囲Dの外側に入射した光は、所定の領域に集光レンズ23によって集光されることができない。このように、その内側に入射した光が集光レンズ23によって所定の領域に集光されるような範囲が、一つの光源ユニット29に対する許容範囲Dとして設定される。
偏角プリズム25が設けられる前の状態では、図6(A)に示すように、主光線Lc1と主光線Lc2とは、所定の角度θをなしていた。これに対して、偏角プリズム25が設けられた光源装置においては、図6(B)に示すように、偏角プリズム25の前段での主光線Lc1は主光線Lc2と角度θをなすが、偏角プリズム25の後段での主光線Lc1(Lc1L)は主光線Lc2と平行になる。このように、主光線Lc1と主光線Lc2とのなす角度を、偏角プリズム25の前段よりも後段で小さくすることができる。
以下、本発明の第2実施形態について、図9を用いて説明する。
本実施形態の光源装置の基本構成は第1実施形態と同様であり、本実施形態の筐体の構成が第1実施形態と異なる。
図9は、本実施形態の光源装置を示す断面図である。
図9において、第1実施形態の図4と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
以下、本発明の第3実施形態について、図10を用いて説明する。
本実施形態の光源装置の基本構成は第1実施形態と同様であり、本実施形態の偏角プリズムの構成が第1実施形態と異なる。
図10は、本実施形態の光源装置を示す断面図である。
図10において、第1実施形態の図4と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
以下、本発明の第4実施形態について、図11を用いて説明する。
本実施形態の光源装置の基本構成は第1実施形態と同様であり、本実施形態の偏角プリズムの構成が第1実施形態と異なる。
図11は、本実施形態の光源装置を示す断面図である。
図11において、第1実施形態の図4と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
例えば上記実施形態の光源装置では、半導体レーザーから射出された光の投射像が許容範囲外に外れた光源ユニットにのみ偏角プリズムを配置する例を示したが、多少の光の損失が許容できるならば、半導体レーザーから射出された光の投射像が許容範囲外に外れた光源ユニットに加え、投射像が許容範囲内にある光源ユニットにも偏角プリズムを配置してもよい。その他、光源装置およびプロジェクターの各種構成要素の形状、数、配置、材料等については、上記実施形態に限らず、適宜変更が可能である。
Claims (9)
- 第1の固体光源と、
第2の固体光源と、
前記第1の固体光源に対応する第1のコリメーターレンズと、
前記第2の固体光源に対応する第2のコリメーターレンズと、
前記第1の固体光源から射出された第1の光の主光線と前記第2の固体光源から射出された第2の光の主光線とのなす角度が光入射側よりも光射出側で小さくなるように、前記第1のコリメーターレンズの光射出側に設けられた偏角プリズムと、
前記偏角プリズムを保持する保持部と、を備えたことを特徴とする光源装置。 - 前記偏角プリズムは、所定の回転軸の周りに回転可能に前記保持部に保持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。
- 前記回転軸の方向から見た前記偏角プリズムの形状は、円形であることを特徴とする請求項2に記載の光源装置。
- 前記偏角プリズムの光が入射する面は、平面であることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の光源装置。
- 前記偏角プリズムの光が入射する面は、回転対称の凸面であることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の光源装置。
- 前記偏角プリズムの光が入射する面は、回転対称の凹面であることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の光源装置。
- 第1の固体光源と、第2の固体光源と、前記第1の固体光源に対応する第1のコリメーターレンズと、前記第2の固体光源に対応する第2のコリメーターレンズと、偏角プリズムと、前記偏角プリズムを保持する保持部と、を備えた光源装置の製造方法であって、
前記第1のコリメーターレンズから離れた被投射面において前記第1の固体光源から射出された光の投射像が許容範囲の外側に位置しているか否かを検査する工程と、
前記第1の固体光源から射出された光の投射像が前記許容範囲の外側に位置する場合、前記第1のコリメーターレンズの光射出側に偏角プリズムを配置する工程と、
前記偏角プリズムを、前記第1のコリメーターレンズの光軸を中心に回転させることにより、前記許容範囲の外側に位置する投射像を前記許容範囲の内側に移動させ、前記第1の固体光源から射出された第1の光の主光線と前記第2の固体光源から射出された第2の光の主光線とのなす角度を、前記偏角プリズムの光入射側よりも光射出側で小さくする工程と、
を備えたことを特徴とする光源装置の製造方法。 - 前記偏角プリズムを、前記保持部に保持された状態で所定の軸の周りに回転させることにより、前記許容範囲の外側に位置する投射像を前記許容範囲の内側に移動させた後、前記偏角プリズムを前記保持部に固定することを特徴とする請求項7に記載の光源装置の製造方法。
- 光を射出する光源装置と、
前記光を画像情報に応じて変調することにより画像光を形成する光変調装置と、
前記画像光を投射する投射光学系と、を備え、
前記光源装置が、請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の光源装置であることを特徴とするプロジェクター。
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