JP2016096109A - Light source device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光を出射する複数の光源部を備える光源装置に関する。 The present invention relates to a light source device including a plurality of light source units that emit light.
従来、光を出射する複数の光源部を備える光源装置として、出射する光の強度分布を均一化するために、光源部から出射される光を拡散する拡散素子を備える光源装置が、知られている(例えば、特許文献1)。斯かる光源装置によれば、出射する光の強度分布を均一化できる一方で、光が拡散素子により損失してしまうため、光の利用効率が低下してしまう。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a light source device including a plurality of light source units that emit light, a light source device including a diffusing element that diffuses light emitted from the light source unit is known in order to make the intensity distribution of the emitted light uniform. (For example, Patent Document 1). According to such a light source device, while the intensity distribution of the emitted light can be made uniform, the light is lost by the diffusing element, so that the light utilization efficiency is lowered.
よって、本発明は、斯かる事情に鑑み、光の利用効率が低下することを抑制しつつ、出射される光の強度分布を均一化できる光源装置を提供することを課題とする。 Therefore, in view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a light source device capable of making the intensity distribution of emitted light uniform while suppressing a decrease in light use efficiency.
光源装置は、光を出射する複数の光源部と、前記複数の光源部から出射された光が入射され、当該光を、導光体の入射面に向けて出射する光学系と、を備え、前記複数の光源部及び光学系は、各光源部から出射される光が前記導光体に入射される際の入射角の範囲である入射角範囲が、他の光源部からの光の入射角範囲と重なるように、構成される。 The light source device includes a plurality of light source units that emit light, and an optical system that receives the light emitted from the plurality of light source units and emits the light toward the incident surface of the light guide, In the plurality of light source units and the optical system, an incident angle range that is an incident angle range when light emitted from each light source unit is incident on the light guide is an incident angle of light from another light source unit. Configured to overlap the range.
また、光源装置は、光を出射する複数の光源部と、前記複数の光源部から出射される光が入射される入射面を有する導光体と、を備え、前記各光源部から出射される光が前記導光体に入射される際の入射角の範囲である入射角範囲は、他の光源部からの光の入射角範囲と重なる。 The light source device includes a plurality of light source units that emit light, and a light guide having an incident surface on which light emitted from the plurality of light source units is incident, and is emitted from each of the light source units. An incident angle range that is an incident angle range when light is incident on the light guide overlaps with an incident angle range of light from other light source units.
また、光源装置においては、前記各光源部からの光の入射角範囲を重ね合せた範囲は、0°から所定角度まで連続する範囲となる、という構成でもよい。 Further, the light source device may be configured such that a range in which the incident angle ranges of the light from each light source unit are overlapped is a range that continues from 0 ° to a predetermined angle.
また、光源装置において、前記各光源部からの光を合成した合成光においては、前記導光体に入射される際の入射角を、大きさごとで複数の区分に分けた際に、入射角が大きい区分ほど、入射角の単位角度当たりの光強度が大きい、という構成でもよい。 In the light source device, in the combined light obtained by combining the light from each light source unit, the incident angle when entering the light guide is divided into a plurality of sections according to size. A configuration in which the light intensity per unit angle of the incident angle is higher as the section is larger.
また、光源装置において、前記各光源部からの光を合成した合成光においては、入射角が大きくなるほど、光強度が大きい、という構成でもよい。 In the light source device, the combined light obtained by combining the light from each of the light source units may be configured such that the light intensity increases as the incident angle increases.
以上の如く、本発明に係る光源装置は、光の利用効率が低下することを抑制しつつ、出射される光の強度分布を均一化できるという優れた効果を奏する。 As described above, the light source device according to the present invention has an excellent effect that the intensity distribution of emitted light can be made uniform while suppressing a decrease in light use efficiency.
<第1実施形態>
以下、本発明に係る光源装置における第1の実施形態について、図1〜図15を参酌して説明する。なお、各図(図16及び図17も同様)において、図面の寸法比と実際の寸法比とは、必ずしも一致していない。
<First Embodiment>
Hereinafter, a first embodiment of a light source device according to the present invention will be described with reference to FIGS. In each figure (the same applies to FIGS. 16 and 17), the dimensional ratio in the drawing does not necessarily match the actual dimensional ratio.
図1に示すように、本実施形態に係る光源装置2は、画像投影装置(例えば、プロジェクタ)1に用いられている。画像投影装置1は、それぞれ異なる色の光を出射する複数(本実施形態においては3つ)の光源装置2(2R,2G,2B)と、光源装置2からの光で光画像を生成し、スクリーン100に投影する画像投影部10とを備えている。
As shown in FIG. 1, a
光源装置2は、第1の色(例えば、赤色)の光を出射する第1の光源装置2Rと、第2の色(例えば、緑色)の光を出射する第2の光源装置2Gと、第3の色(例えば、青色)の光を出射する第3の光源装置2Bとを備えている。本実施形態においては、複数の光源装置2は、第1〜第3の色の光を分離した状態で画像投影部10に向けて出射している。
The
画像投影部10は、各光源装置2から出射された光が入射されて光画像を生成する画像光学系11と、画像光学系11から出射された光画像を入射してスクリーン100に投影する投影光学系(例えば、投影レンズ)12とを備えている。また、画像投影部10は、各光学系11,12を収容する画像投影本体部13を備えている。
The
画像光学系11は、光源装置2から出射された光のうち所定の偏光成分のみを透過する偏光ビームスプリッタ11aと、偏光ビームスプリッタ11aから出射された光を変調することで光画像にする空間変調素子11bとを備えている。また、画像光学系11は、各空間変調素子11bで透過された光を合成するダイクロイックプリズム11cと、第1及び第3の光源装置2R,2Bから出射されたレーザ光を反射する反射ミラー11dとを備えている。
The image
本実施形態においては、各空間変調素子11bは、透過型液晶素子としている。なお、画像光学系11は、反射型液晶素子又はデジタルマイクロミラーデバイスである空間変調素子11bを備える、という構成でもよい。
In the present embodiment, each
光源装置2は、光を出射する複数の光源部3と、複数の光源部3から出射された光が入射され、当該光が入射される光学系4と、複数の光源部3及び光学系4を収容する本体部5とを備えている。また、光源装置2は、光学系4から出射された光が入射面61に入射される導光体6を備えている。なお、本体部5は、導光体6の一端部と接続される接続部51を備えていると共に、画像投影本体部13は、導光体6の他端部と接続される接続部13aを備えている。
The
導光体6は、図2に示すように、光が入射される入射面61と、光を出射する出射面62とを備えている。また、導光体6の一端部が本体部5の接続部51に固定されることにより、導光体6の入射面61は、複数の光源部3及び光学系4に対して所定の位置に位置決めされる。そして、複数の光源部3から出射される光は、光学系4を経由して、導光体6の入射面61に入射されている。
As shown in FIG. 2, the
光源部3は、レーザ光を出射する半導体レーザ3aと、半導体レーザ3aから出射される光を略平行光にするコリメートレンズ3bとを備えている。本実施形態においては、各光源装置2において、光源部3は、六つ備えられており、それぞれ第1〜第6の光源部31〜36という。複数の光源部31〜36は、出射する光の光軸L10〜L60が少なくとも光学系4に入射される際に互いに平行となるように、配置されている。
The
図3は、光学系4の光学入射面41に対する、各光L1〜L6の入射位置を示している。図3に示すように、複数の光源部31〜36は、光学系4の光学入射面41において、出射する光の光軸L10〜L60の位置と光学入射面41の中心位置P1との距離W1〜W6(W1<W2<W3<W4<W5<W6)が異なるように、配置されている。
FIG. 3 shows the incident positions of the lights L <b> 1 to L <b> 6 with respect to the
また、図3において、実線L1〜L6は、各光源部31〜36から出射される光L1〜L6(ビーム径)を示している。斯かる光L1〜L6(ビーム径)の外縁は、光強度がビーム断面内の最大値に対してe-2(=0.1353)となる位置である。本実施形態においては、「光源部から出射される光」とは、光源部3から出射される光のうち、光強度が当該光の最大値に対してe-2(=0.1353)以上である領域の光をいう。
In FIG. 3, solid lines L <b> 1 to L <b> 6 indicate light L <b> 1 to L <b> 6 (beam diameter) emitted from the
光学系4は、図4に示すように、複数の光源部31〜36から出射された光L1〜L6を導光体6の入射面61の中心に向けて集束させる集束レンズとしている。即ち、光学系4は、各光源部31〜36から出射された光L1〜L6の光軸L10〜L60を導光体6の入射面61の中心に向くように変えている(屈折させている)。
As shown in FIG. 4, the optical system 4 is a focusing lens that focuses the light L <b> 1 to L <b> 6 emitted from the plurality of
ここで、光学系4の光学入射面41において、各光L1〜L6の光軸L10〜L60の入射位置と光学入射面41の中心位置P1との距離W1〜W6がそれぞれ異なっている。これにより、導光体6の入射面61に対する各光L1〜L6の光軸L10〜L60の入射角θ10〜θ60(θ10<θ20<θ30<θ40<θ50<θ60)は、異なっている。具体的には、光軸L10〜L60の入射位置と光学入射面41の中心位置P1との距離W1〜W6が大きい光L1〜L6ほど、導光体6の入射面61に対する光軸L10〜L60の入射角θ10〜θ60は、大きくなっている。
Here, in the
ところで、各光L1〜L6は、所定の領域(ビーム径)を有しているため、導光体6の入射面61に入射する入射角に範囲(以下、「入射角範囲」という)R1〜R6を有している。例えば、図4は、第6の光源部36から出射された第6の光L6についてのみ詳細を示している。図4において、破線L61は、第6の光L6のうち最内部分を示し、破線L62は、第6の光L6のうち最外部分を示している。
By the way, since each light L1-L6 has a predetermined area | region (beam diameter), it is the range (henceforth "incident angle range") R1-into the incident angle which injects into the
そして、第6の光L6の最内部分L61は、最小入射角θ61で、導光体6の入射面61に入射し、第6の光L6の最外部分L62は、最大入射角θ62で、導光体6の入射面61に入射している。したがって、第6の光L6が導光体6に入射される際の入射角範囲R6は、最小入射角θ61から最大入射角θ62となる(θ61≦R6≦θ62)。
The innermost portion L61 of the sixth light L6 is incident on the
図4に図示していないが、他の光L2〜L5も同様であり、各光L2〜L5の入射角範囲R2〜R5は、最内部分L21〜L51の最小入射角θ21〜θ51から最外部分L22〜L52の最大入射角θ22〜θ52となる。なお、第1の光L1は、光学系4の中心位置P1を含んでいるため、第1の光の入射角範囲R1は、0°から最外部分L12の最大入射角θ12となる(0°≦R1≦θ12)。 Although not shown in FIG. 4, the other lights L2 to L5 are the same, and the incident angle ranges R2 to R5 of the lights L2 to L5 are outermost from the minimum incident angles θ21 to θ51 of the innermost portions L21 to L51. The maximum incident angles θ22 to θ52 of the portions L22 to L52 are obtained. Since the first light L1 includes the center position P1 of the optical system 4, the incident angle range R1 of the first light is from 0 ° to the maximum incident angle θ12 of the outermost portion L12 (0 ° ≦ R1 ≦ θ12).
本実施形態に係る光源装置2の構成については以上の通りである。次に、本実施形態に係る光源装置2の作用について説明するに先立って、導光体6の作用について説明する。
The configuration of the
本実施形態においては、導光体6は、芯となるコアと、コアの外側に配置され、コアよりも低い屈折率であるクラッドと、クラッドを覆う被覆とからなる光ファイバとしている。なお、導光体6は、光ファイバに限られず、例えば、ロッドインテグレータ等でもよい。
In the present embodiment, the
導光体6は、その側面で光を全反射することにより、入射面61に入射された光の進行する角度を保持しつつ、軸方向に沿って光を伝搬するように構成されている。斯かる作用について、図5〜図13を参酌して説明する。
The
まず、導光体6の入射面61に、一つの光L7が入射された場合について、図5〜図7を参酌して説明する。
First, the case where one light L7 is incident on the
図5に示すように、光L7の光軸L70は、所定の入射角θ70で、導光体6の入射面61に入射されている。また、光L7の最内部分L71は、最小入射角θ71で入射面61に入射し、光L7の最外部分L72は、最大入射角θ72で入射面61に入射している。したがって、光L7の入射角範囲R7は、最小入射角θ71から最大入射角θ72(θ71≦R7≦θ72)である。
As shown in FIG. 5, the optical axis L70 of the light L7 is incident on the
そして、入射面61に入射された光L7は、導光体6の側面で繰り返し反射する際に、導光体6の周方向に均一化して広がりながら、導光体6の軸方向に進む。したがって、入射面61において所定形状(例えば円形状や矩形状等の所定領域を有する形状)で入射された光L7は、出射面62から出射された後において、導光体6の断面形状と相似形の光となる。本実施形態においては、入射角範囲R7に0°を含まないため、円環状の光となるが、入射角範囲に0°を含む場合は、円状の光となる。
The light L7 incident on the
そして、光L7が導光体6の側面で反射する際に、入射角が維持されるため、出射面62から出射する光L7の出射角の範囲(以下、「出射角範囲」という)は、入射角範囲R7(θ71≦R7≦θ72)と同じになる。なお、図5において、光L7は、出射面62の中心から出射するように示しているが、出射面62の様々な位置から、入射角範囲R7と同じ範囲である出射角範囲R7で出射されている。
Then, since the incident angle is maintained when the light L7 is reflected by the side surface of the
ここで、図6は、入射面61に入射される入射角に対する光強度分布(以下、「入射角光強度分布」)を示し、実線S7iは、入射面61に入射される入射角に対する当該光L7の光強度分布を示している。また、図7は、出射面62から出射される出射角に対する光強度分布(以下、「出射角光強度分布」ともいう)を示し、実線S7oは、出射面62から出射される出射角に対する当該光L7の光強度分布を示している。
Here, FIG. 6 shows a light intensity distribution with respect to an incident angle incident on the incident surface 61 (hereinafter, “incident angle light intensity distribution”), and a solid line S7i indicates the light with respect to the incident angle incident on the
なお、入射面61に所定形状で入射された光が、出射面62から出射された後において、環状になるため、図7に示すような出射角光強度分布においては、入射時の「光強度」と「入射角」とのみが影響し、入射面61に入射される「位置」及び「方向」には影響しない。即ち、入射時の光強度と入射角とが同じ光であれば、入射面61に入射される位置及び方向が異なっていても、その出射角光強度分布は、同じになる。
In addition, since the light incident on the
したがって、図6(図9、図12、図14、及び図17も同様)の入射角光強度分布においては、光強度分布は、入射角ごとに積分した光強度を示している。それに対して、図7(図10、図13、図15、及び図19も同様)の出射角光強度分布は、全体の光の均一化を確認するために、所定の線上における出射角ごとの光強度を示している。なお、図6及び図7(図9及び図10、図12及び図13、図14及び図15、図19及び図20も同様)の縦軸の光強度の尺度は、同じではない。 Therefore, in the incident angle light intensity distribution of FIG. 6 (the same applies to FIGS. 9, 12, 14, and 17), the light intensity distribution indicates the integrated light intensity for each incident angle. On the other hand, the emission angle light intensity distribution of FIG. 7 (the same applies to FIGS. 10, 13, 15, and 19) is obtained for each emission angle on a predetermined line in order to confirm the uniformity of the entire light. The light intensity is shown. 6 and 7 (FIGS. 9 and 10, FIG. 12 and FIG. 13, FIG. 14 and FIG. 15, FIG. 19 and FIG. 20) are not the same.
次に、導光体6の入射面61に、入射角の範囲が重ならない二つの光L7,L8が入射された場合について、図8〜図10を参酌して説明する。
Next, the case where two lights L7 and L8 whose incident angle ranges do not overlap with each other on the
図8に示すように、各光L7,L8の最内部分L71,L81は、最小入射角θ71,θ81で入射面61に入射し、各光L7,L8の最外部分L72,L82は、最大入射角θ72,θ82で入射面61に入射している。したがって、各光L7,L8の入射角範囲R7,R8は、最小入射角θ71,θ81から最大入射角θ72,θ82(θ71≦R7≦θ72,θ81≦R8≦θ82)である。そして、入射面61において所定形状で入射された各光L7,L8は、入射角範囲R7,R8と同じ出射角範囲R7,R8で出射面62から出射され、その後、円環状の光となる。
As shown in FIG. 8, the innermost portions L71 and L81 of the lights L7 and L8 are incident on the
このとき、二つの光L7,L8の入射角範囲R7,R8が重なっていない。具体的には、一方の光L7の最大入射角θ72は、他方の光L8の最小入射角θ81よりも小さい(θ71<θ72<θ81<θ82)。これにより、図9に示すように、入射角光強度分布において、二つの光L7,L8の光強度分布S7i,S8iは、重なっておらず、離れている。なお、二つの光L7,L8の光強度は、同じとしている。 At this time, the incident angle ranges R7 and R8 of the two lights L7 and L8 do not overlap. Specifically, the maximum incident angle θ72 of one light L7 is smaller than the minimum incident angle θ81 of the other light L8 (θ71 <θ72 <θ81 <θ82). As a result, as shown in FIG. 9, in the incident angle light intensity distribution, the light intensity distributions S7i and S8i of the two lights L7 and L8 do not overlap and are separated. The light intensities of the two lights L7 and L8 are the same.
斯かる場合、図10に示すように、出射角光強度分布においては、二つの光L7,光L8の光強度分布S7o,S8oは、重なっておらず、離れている。このように、入射角範囲R7,R8が重ならない二つの光L7,L8が入射された場合、出射角光強度分布において、二つの光L7,L8の光強度分布S7o,S8oが重ならない。これにより、二つの光L7,L8の光強度分布S7o,S8oの間に、光強度のない範囲ができるため、光強度がばらつくことになる。 In such a case, as shown in FIG. 10, in the emission angle light intensity distribution, the light intensity distributions S7o and S8o of the two lights L7 and L8 do not overlap and are separated. Thus, when the two lights L7 and L8 that do not overlap the incident angle ranges R7 and R8 are incident, the light intensity distributions S7o and S8o of the two lights L7 and L8 do not overlap in the emission angle light intensity distribution. As a result, a range having no light intensity is formed between the light intensity distributions S7o and S8o of the two lights L7 and L8, so that the light intensity varies.
なお、図9に示すように、入射時の光強度が同じであった二つの光L7,L8は、図10に示すように、出射角光強度分布において、異なる光強度になっている。これは、出射面62から出射された各光L7,L8が、円環状の光となるため、入射角が大きい光ほど、大きな径の円環状の光になり、光がより分散される。したがって、入射角が大きい光ほど、出射角光強度分布において、光強度が小さくなる。
As shown in FIG. 9, the two lights L7 and L8 having the same incident light intensity have different light intensities in the emission angle light intensity distribution as shown in FIG. This is because each of the lights L7 and L8 emitted from the
次に、導光体6の入射面61に、入射角の範囲が一部で重なる二つの光L7,L9が入射された場合について、図11〜図13を参酌して説明する。
Next, a case where two light beams L7 and L9 whose incident angle ranges partially overlap the
図11に示すように、各光L7,L9の最内部分L71,L91は、最小入射角θ71,θ91で入射面61に入射し、各光L7,L9の最外部分L72,L92は、最大入射角θ72,θ92で入射面61に入射している。したがって、各光L7,L9の入射角範囲R7,R9は、最小入射角θ71,θ91から最大入射角θ72,θ92(θ71≦R7≦θ72,θ91≦R9≦θ92)である。そして、入射面61において所定形状で入射された各光L7,L9は、入射角範囲R7,R9と同じ出射角範囲R7,R9で出射面62から出射され、その後、円環状の光となる。
As shown in FIG. 11, the innermost portions L71 and L91 of the lights L7 and L9 are incident on the
このとき、二つの光L7,L9の入射角範囲R7,R9は、一部で重なっている。具体的には、一方の光L7の最大入射角θ72は、他方の光L9の最小入射角θ91よりも大きい(θ71<θ91<θ72<θ92)。即ち、一方の光L7の最大入射角θ72は、他方の光L9の入射角範囲R9に含まれ、他方の光L9の最小入射角θ91は、一方の光L7の入射角範囲R7に含まれている。これにより、図12に示すように、入射角光強度分布において、二つの光L7,L9の光強度分布S7i,S9iは、一部で重なっている。 At this time, the incident angle ranges R7 and R9 of the two lights L7 and L9 partially overlap each other. Specifically, the maximum incident angle θ72 of one light L7 is larger than the minimum incident angle θ91 of the other light L9 (θ71 <θ91 <θ72 <θ92). That is, the maximum incident angle θ72 of one light L7 is included in the incident angle range R9 of the other light L9, and the minimum incident angle θ91 of the other light L9 is included in the incident angle range R7 of the one light L7. Yes. Thereby, as shown in FIG. 12, in the incident angle light intensity distribution, the light intensity distributions S7i and S9i of the two lights L7 and L9 partially overlap each other.
斯かる場合、図13に示すように、出射角光強度分布において、二つの光L7,光L9の光強度分布S7o,S9oは、一部で重なっている。このように、入射角範囲R7,R9が重なる二つの光L7,L9が入射された場合、出射角光強度分布において、二つの光L7,L9の光強度分布S7o,S9oの一部が重なるため、二つの光L7,L9を合成した光強度分布S10oは、二つの光強度分布S7o,S9oの間の光強度を均一化した光強度分布となる。 In such a case, as shown in FIG. 13, in the emission angle light intensity distribution, the light intensity distributions S7o and S9o of the two lights L7 and L9 partially overlap each other. As described above, when the two lights L7 and L9 that are incident on the incident angle ranges R7 and R9 are incident, the light intensity distributions S7o and S9o of the two lights L7 and L9 are partially overlapped in the emission angle light intensity distribution. The light intensity distribution S10o obtained by combining the two lights L7 and L9 becomes a light intensity distribution in which the light intensity between the two light intensity distributions S7o and S9o is made uniform.
そこで、本実施形態に係る光源装置2の導光体6に入射される光について、図14を参酌して説明する。
Then, the light which injects into the
図14に示すように、各光源部31〜36から出射される光L1〜L6の入射角範囲R1〜R6は、他の光源部31〜36からの光L1〜L6の入射角範囲R1〜R6と重なっている。これにより、入射角光強度分布において、各光L1〜L6の光強度分布S1i〜S6iは、他の光L1〜L6の光強度分布S1i〜S6iと一部で重なっている。具体的には、以下の通りである。
As shown in FIG. 14, the incident angle ranges R1 to R6 of the lights L1 to L6 emitted from the respective
第1の光L1の入射角範囲R1と、第2の光L2の入射角範囲R2とは、一部で重なっている。第2の光L2の入射角範囲R2と、第3の光L3の入射角範囲R3とは、一部で重なっている。第3の光L3の入射角範囲R3と、第4の光L4の入射角範囲R4とは、一部で重なっている。第4の光L4の入射角範囲R4と、第5の光L5の入射角範囲R5とは、一部で重なっている。第5の光L5の入射角範囲R5と、第6の光L6の入射角範囲R6とは、一部で重なっている。 The incident angle range R1 of the first light L1 and the incident angle range R2 of the second light L2 partially overlap each other. The incident angle range R2 of the second light L2 and the incident angle range R3 of the third light L3 partially overlap. The incident angle range R3 of the third light L3 and the incident angle range R4 of the fourth light L4 partially overlap. The incident angle range R4 of the fourth light L4 and the incident angle range R5 of the fifth light L5 partially overlap each other. The incident angle range R5 of the fifth light L5 and the incident angle range R6 of the sixth light L6 partially overlap.
また、各光源部31〜36からの光L1〜L6の入射角範囲R1〜R6のうち、最小入射角θ21,θ31,θ41,θ51,θ61と最大入射角θ12,θ22,θ32,θ42,θ52とは、他の光源部31〜36からの光L1〜L6の入射角範囲R1〜R6にそれぞれ含まれている。具体的には、以下の通りである。但し、全ての入射角範囲R1〜R6のうち、最も小さい最小入射角θ11と最も大きい最大入射角θ62は、除かれる。
Of the incident angle ranges R1 to R6 of the light beams L1 to L6 from the
第2の光L2の最小入射角θ21は、第1の光の入射角範囲R1に含まれている。第1の光L1の最大入射角θ12と、第3の光L3の最小入射角θ31とは、第2の光の入射角範囲R2に含まれている。第2の光L2の最大入射角θ22と、第4の光L4の最小入射角θ41とは、第3の光の入射角範囲R3に含まれている。 The minimum incident angle θ21 of the second light L2 is included in the incident angle range R1 of the first light. The maximum incident angle θ12 of the first light L1 and the minimum incident angle θ31 of the third light L3 are included in the incident angle range R2 of the second light. The maximum incident angle θ22 of the second light L2 and the minimum incident angle θ41 of the fourth light L4 are included in the incident angle range R3 of the third light.
第3の光L3の最大入射角θ32と、第5の光L5の最小入射角θ51とは、第4の光の入射角範囲R4に含まれている。第4の光L4の最大入射角θ42と、第6の光L6の最小入射角θ61とは、第5の光の入射角範囲R5に含まれている。第5の光L5の最大入射角θ52は、第6の光の入射角範囲R6に含まれている。 The maximum incident angle θ32 of the third light L3 and the minimum incident angle θ51 of the fifth light L5 are included in the incident angle range R4 of the fourth light. The maximum incident angle θ42 of the fourth light L4 and the minimum incident angle θ61 of the sixth light L6 are included in the incident angle range R5 of the fifth light. The maximum incident angle θ52 of the fifth light L5 is included in the incident angle range R6 of the sixth light.
これにより、各光源部31〜36からの光L1〜L6の入射角範囲R1〜R6を重ね合せた範囲は、0°から所定角度θ62まで連続する範囲となっている。具体的には、当該範囲は、0°から、全ての入射角範囲R1〜R6のうち最も大きい最大入射角θ62までの範囲となっている。これにより、入射角光強度分布において、各光L1〜L6の光強度分布S1i〜S6iを合成した光強度分布S10iは、0°から最も大きい最大入射角θ62まで連続して強度を有する光強度分布となっている。 Thereby, the range which overlapped incident angle range R1-R6 of light L1-L6 from each light source part 31-36 is a range which continues from 0 degree to predetermined angle (theta) 62. Specifically, the range is a range from 0 ° to the largest maximum incident angle θ62 among all the incident angle ranges R1 to R6. Thereby, in the incident angle light intensity distribution, the light intensity distribution S10i obtained by synthesizing the light intensity distributions S1i to S6i of the respective lights L1 to L6 has a light intensity distribution continuously having an intensity from 0 ° to the largest maximum incident angle θ62. It has become.
また、各光源部31〜36は、それぞれ異なる光強度の光L1〜L6を出射している。具体的には、各光源部31〜36から出射される光L1〜L6においては、入射角が大きい光ほど、光強度が大きくなっている。即ち、第6の光の光強度L6が一番大きく、第1の光L1の光強度が一番小さい。
Moreover, each light source part 31-36 is radiate | emitted light L1-L6 of different light intensity, respectively. Specifically, in the lights L1 to L6 emitted from the
これにより、各光L1〜L6を合成した光においては、入射角が大きくなるほど、光強度が大きくなっている。したがって、入射角光強度分布において、各光L1〜L6の光強度分布S1i〜S6iを合成した光強度分布S10iは、入射角が大きくなるほど、光強度が大きい光強度分布となっている。 Thereby, in the light which combined each light L1-L6, light intensity becomes large, so that an incident angle becomes large. Therefore, in the incident angle light intensity distribution, the light intensity distribution S10i obtained by synthesizing the light intensity distributions S1i to S6i of the respective lights L1 to L6 is a light intensity distribution in which the light intensity increases as the incident angle increases.
そして、導光体6に入射される際の入射角を、大きさごとで複数(本実施形態においては2つ)の区分D1,D2に分けた際に、入射角が大きい区分ほど、入射角の単位角度当たりの光強度(=光強度の合計/入射角の範囲)が大きくなっている。即ち、入射角が大きい側の範囲D1における入射角の単位角度当たりの光強度は、入射角が小さい側の範囲D2における入射角の単位角度当たりの光強度よりも、大きくなっている。
Then, when the incident angle when entering the
次に、本実施形態に係る光源装置2の導光体6から出射される光について、図15を参酌して説明する。
Next, light emitted from the
まず、導光体6に入射される光においては、各光源部31〜36から出射される光L1〜L6の入射角範囲R1〜R6は、他の光源部31〜36からの光L1〜L6の入射角範囲R1〜R6と重なっている。これにより、導光体6から出射される光においては、図15に示すように、出射角光強度分布において、各光L1〜L6の光強度分布S1o〜S6oは、他の光L1〜L6の光強度分布S1o〜S6oと重なっている。
First, in the light incident on the
また、導光体6に入射される光においては、各光源部31〜36からの光L1〜L6の入射角範囲R1〜R6を重ね合せた範囲は、0°から所定角度θ62まで連続する範囲となっている。これにより、導光体6から出射される光においては、出射角光強度分布において、合成した光の光強度分布S10oは、出射角が0°から所定角度θまで、光強度を連続して有する光強度分布となっている。
Moreover, in the light which injects into the
また、導光体6に入射される光において、各光L1〜L6を合成した光においては、入射角が大きくなるほど、光強度が大きくなっている。これにより、導光体6から出射される光においては、出射角光強度分布において、合成した光の光強度分布S10oは、出射角に関わらず、一定の光強度である光強度分布になっている。
Further, in the light incident on the
以上より、本実施形態に係る光源装置2は、光L1〜L6を出射する複数の光源部31〜36と、前記複数の光源部31〜36から出射された光L1〜L6が入射され、当該光L1〜L6を、導光体6の入射面61に向けて出射する光学系4と、を備え、前記複数の光源部31〜36及び光学系4は、各光源部31〜36から出射される光L1〜L6が前記導光体6に入射される際の入射角の範囲である入射角範囲R1〜R6が、他の光源部31〜36からの光L1〜L6の入射角範囲R1〜R6と重なるように、構成される。
As described above, the
また、本実施形態に係る光源装置2は、光L1〜L6を出射する複数の光源部31〜36と、前記複数の光源部31〜36から出射される光L1〜L6が入射される入射面61を有する導光体6と、を備え、前記各光源部31〜36から出射される光L1〜L6が前記導光体6に入射される際の入射角の範囲である入射角範囲R1〜R6は、他の光源部31〜36からの光L1〜L6の入射角範囲R1〜R6と重なる。
Moreover, the
斯かる構成によれば、各光源部31〜36からの光L1〜L6の入射角範囲R1〜R6は、他の光源部31〜36からの光L1〜L6の入射角範囲R1〜R6と重なっている。これにより、導光体6から出射される出射角に対する光強度分布において、各光源部31〜36からの光L1〜L6の光強度分布S1o〜S6oは、他の光源部31〜36からの光L1〜L6の光強度分布S1o〜S6oと重なることになる。したがって、複数の光源部31〜36からの光を合成した合成光の光強度分布S10oを、均一化することができる。
According to such a configuration, the incident angle ranges R1 to R6 of the lights L1 to L6 from the respective
また、本実施形態に係る光源装置2においては、前記各光源部31〜36からの光L1〜L6の入射角範囲R1〜R6を重ね合せた範囲は、0°から所定角度θ62まで連続する範囲となる。
In the
斯かる構成によれば、導光体6から出射される出射角に対する光強度分布において、複数の光源部31〜36からの光L1〜L6を合成した合成光の光強度分布S10oは、出射角が0°から所定角度θ62に亘って、連続して光強度を有する光強度分布になる。これにより、複数の光源部31〜36からの光を合成した合成光の光強度分布S10oを、さらに均一化することができる。
According to such a configuration, in the light intensity distribution with respect to the emission angle emitted from the
また、本実施形態に係る光源装置2は、前記各光源部31〜36からの光を合成した合成光においては、前記導光体6に入射される際の入射角を、大きさごとで複数の区分D1,D2に分けた際に、入射角が大きい区分ほど、入射角の単位角度当たりの光強度が大きい。
In the
ここで、導光体6に入射された光は、入射角が大きい光ほど形の大きい出射光となり分散されるため、入射角が大きい光ほど、出射角光強度分布において、光強度が小さくなる。したがって、斯かる構成によれば、入射角が大きい区分ほど、入射角の単位角度当たりの光強度が大きいため、導光体6から出射される出射角に対する光強度分布において、出射角の大きい範囲の光強度が小さくなり過ぎることを抑制している。したがって、複数の光源部31〜36から出射される光L1〜L6を合成した合成光の光強度分布S10oを、さらに均一化することができる。
Here, the light incident on the
また、本実施形態に係る光源装置2は、前記各光源部31〜36からの光L1〜L6を合成した合成光においては、入射角が大きくなるほど、光強度が大きい。
In the
斯かる構成によれば、光源部31〜36からの光L1〜L6を合成した合成光においては、入射角が大きくなるほど、光強度が大きいため、導光体6から出射される出射角に対する光強度分布において、出射角の大きい範囲の光強度が小さくなり過ぎることを抑制している。したがって、複数の光源部31〜36から出射される光L1〜L6を合成した合成光の光強度分布S10oを、さらに均一化することができる。
According to such a configuration, in the combined light obtained by combining the lights L1 to L6 from the
<第2実施形態>
次に、光源装置における第2の実施形態について、図16及び図17を参酌して説明する。なお、図16及び図17において、図1〜図15の符号と同一の符号を付した部分は、第1実施形態と略同様の構成又は略同様の機能(作用)を有する要素を表し、その説明は、繰り返さない。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the light source device will be described with reference to FIGS. In FIGS. 16 and 17, the parts denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 15 represent elements having substantially the same configuration or substantially the same function (action) as the first embodiment. The description will not be repeated.
本実施形態に係る光源装置2は、複数の光源部3がそれぞれ同じ(略同じ)光強度の光L1〜L6を出射している点で、第1実施形態に係る光源装置2と相違している。なお、図16及び図17において、光源部3は、図示されていないが、本実施形態においては、光源部3は、36つ備えられている。
The
図16は、光学系4の光学入射面41に対する、各光L1〜L6の入射位置を示している。なお、各光L1〜L6のビーム径が同じ(略同じ)であるため、各光L1〜L6の光軸が、光学入射面41において、中心P1から同じ距離(図16における破線の位置)に位置する場合は、各光L1〜L6の入射角度範囲は、同じとなる。
FIG. 16 shows the incident positions of the lights L <b> 1 to L <b> 6 with respect to the
図16及び図17に示すように、入射角範囲R1(θ11≦R1≦R12)である第1の光L1を出射する光源部3は、1つ備えられ、入射角範囲R2(θ21≦R2≦R22)である第2の光L2を出射する光源部3は、3つ備えられ、入射角範囲R3(θ31≦R3≦R32)である第3の光L3を出射する光源部3は、5つ備えられ、入射角範囲R4(θ41≦R4≦R42)である第4の光L4を出射する光源部3は、7つ備えられ、入射角範囲R5(θ51≦R5≦R52)である第5の光L5を出射する光源部3は、9つ備えられ、入射角範囲R6(θ61≦R6≦R62)である第6の光L6を出射する光源部3は、11つ備えられている。
As shown in FIGS. 16 and 17, one
具体的には、入射角が大きい光を出射する光源部3ほど、多く備えられている。これにより、各光L1〜L6を合成した光においては、入射角が大きくなるほど、光強度が大きくなっている。したがって、図17に示すように、入射角光強度分布において、各光L1〜L6の光強度分布S1i〜S6iを合成した光強度分布S10iは、入射角が大きくなるほど、光強度が大きい光強度分布となっている。
Specifically, the
なお、本実施形態に係る各光L1〜L6の光強度分布S1i〜S6iを合成した光強度分布S10iは、上記第1実施形態に係る各光L1〜L6の光強度分布S1i〜S6iを合成した光強度分布S10i(図14参照)と同じになっている。これにより、導光体6から出射される光においては、出射角光強度分布において、合成した光の光強度分布S10oは、出射角に関わらず、一定の光強度である光強度分布となる(図15参照)。
The light intensity distribution S10i obtained by combining the light intensity distributions S1i to S6i of the lights L1 to L6 according to the present embodiment is combined with the light intensity distributions S1i to S6i of the lights L1 to L6 according to the first embodiment. It is the same as the light intensity distribution S10i (see FIG. 14). Thereby, in the light emitted from the
なお、光源装置は、上記した実施形態の構成に限定されるものではなく、また、上記した作用効果に限定されるものではない。また、光源装置は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記した複数の実施形態の各構成や各方法等を任意に採用して組み合わせてもよく(1つの実施形態に係る各構成や各方法等を他の実施形態に係る構成や方法等に適用してもよく)、さらに、下記する各種の変更例に係る構成や方法等を任意に選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。 Note that the light source device is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and is not limited to the above-described effects. It goes without saying that the light source device can be variously modified without departing from the gist of the present invention. For example, the configurations and methods of the plurality of embodiments described above may be arbitrarily adopted and combined (the configurations and methods according to one embodiment may be combined with the configurations and methods according to the other embodiments). Further, it is of course possible to arbitrarily select configurations, methods, and the like according to various modifications described below and adopt them in the configurations, methods, and the like according to the above-described embodiments.
上記実施形態に係る光源装置2は、複数備えられ、第1〜第3の色の光を分離した状態で画像投影部10に向けて出射している、という構成である。しかしながら、光源装置は、斯かる構成に限られない。例えば、光源装置は、第1〜第3の色の光を合成した状態で画像投影部10に向けて出射する、という構成でもよい。
A plurality of
また、上記実施形態に係る光源装置2は、三つ備えられている、という構成である。しかしながら、光源装置は、斯かる構成に限られない。例えば、光源装置は、一つ、二つ、又は四つ以上備えられている、という構成でもよい。
Moreover, it is the structure that the three
また、上記実施形態に係る光源装置2は、画像投影装置1に用いられるという構成である。しかしながら、光源装置は、斯かる構成に限られない。例えば、光源装置は、光を用いて露光を行う露光装置に用いられる、という構成でもよく、光を放射する照明装置(例えば、スポットライト)に用いられる、という構成でもよく、また、対象物に光を照射することで加熱する加熱装置に用いられる、という構成でもよい。
In addition, the
また、上記実施形態に係る光源装置2は、光学系4を備えている、という構成である。しかしながら、光源装置は、斯かる構成に限られない。例えば、光源装置は、光学系4を備えておらず、光源部3から出射された光が導光体6の入射面61に直接入射される、という構成でもよい。
Further, the
また、上記実施形態に係る光源装置2は、導光体6は、本体部5に着脱可能に構成されている、という構成である。しかしながら、光源装置は、斯かる構成に限られない。例えば、光源装置は、導光体6は、本体部5に着脱できないように固定される、例えば、本体部5と一体的に構成されている、という構成でもよい。
Moreover, the
1…画像投影装置、2,2R,2G,2B…光源装置、3,31〜36…光源部、3a…半導体レーザ、3b…コリメートレンズ、4…光学系、5…本体部、6…導光体、10…画像投影部、11…画像光学系、11a…偏光ビームスプリッタ、11b…空間変調素子、11c…ダイクロイックプリズム、11d…反射ミラー、12…投影光学系、13…画像投影本体部、13a…接続部、41…光学入射面、51…接続部、61…入射面、62…出射面、100…スクリーン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image projector, 2, 2R, 2G, 2B ... Light source device, 3, 31-36 ... Light source part, 3a ... Semiconductor laser, 3b ... Collimating lens, 4 ... Optical system, 5 ... Main part, 6 ...
Claims (5)
前記複数の光源部から出射された光が入射され、当該光を、導光体の入射面に向けて出射する光学系と、を備え、
前記複数の光源部及び光学系は、各光源部から出射される光が前記導光体に入射される際の入射角の範囲である入射角範囲が、他の光源部からの光の入射角範囲と重なるように、構成される光源装置。 A plurality of light source units that emit light;
The light emitted from the plurality of light source units is incident, and an optical system that emits the light toward the incident surface of the light guide, and
In the plurality of light source units and the optical system, an incident angle range that is an incident angle range when light emitted from each light source unit is incident on the light guide is an incident angle of light from another light source unit. A light source device configured to overlap the range.
前記複数の光源部から出射される光が入射される入射面を有する導光体と、を備え、
前記各光源部から出射される光が前記導光体に入射される際の入射角の範囲である入射角範囲は、他の光源部からの光の入射角範囲と重なる光源装置。 A plurality of light source units that emit light;
A light guide having an incident surface on which light emitted from the plurality of light source units is incident,
A light source device in which an incident angle range, which is an incident angle range when light emitted from each light source unit is incident on the light guide, overlaps with an incident angle range of light from another light source unit.
5. The light source device according to claim 1, wherein the combined light obtained by combining the light from each of the light source units has a higher light intensity as the incident angle increases.
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