JP2017151145A - Light source device and projection device - Google Patents

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Manabu Matsuo
学 松尾
伸弘 白井
Nobuhiro Shirai
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light source device that can improve a degree of a design freedom or transmittance of a light beam.SOLUTION: A light source device 1 comprises: a transmission side light emitting unit 10 and reflection side light emitting unit 20 that output a light beam, respectively; a light synthesis unit 30 that makes the light beam to be transmitted or reflected in accordance with a polarization direction the incident light beam, and overlaps a plurality of light beams; and a light output detection unit 50 that detects an output of the incident light beam. The transmission side light emitting unit 10 and reflection side light emitting unit 20 are configured to output the light beam inclining with respect to the polarization direction. The light beam reflected by the light synthesis unit 30 of the light beams output from the transmission side light emitting unit 10, and the light beam transmitting the light synthesis unit 30 of the light beams output from the reflection side light emitting unit 20 are configured to be incident upon the light output detection unit 50.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、光ビームをそれぞれ出力する複数の発光部を備えた光源装置および投影装置に関する。   The present invention relates to a light source device and a projection device including a plurality of light emitting units that respectively output light beams.

近年、半導体レーザは、産業用、民生用を問わず盛んに利用されるようになっており、例えば、レーザ光を走査することで、画像を投影するプロジェクタなどが知られている。このようなプロジェクタにおいては、様々なものに搭載されており、車両のウインドシールドなどをスクリーンとした車両用表示装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。   2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor lasers have been actively used regardless of industrial use or consumer use. For example, a projector that projects an image by scanning laser light is known. Such projectors are mounted on a variety of projectors, and vehicle display devices using a vehicle windshield or the like as a screen have been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特開2015−56600号公報JP2015-56600A

特許文献1に記載の車両用表示装置は、レーザ光源と、レーザ光源を加熱する温度調整素子と、レーザ光源の温度情報を取得する温度情報取得手段と、レーザ光源自身を加熱させ、温度調整素子にレーザ光源を加熱させて、所定条件成立を判定した際、レーザ光源を通常駆動させる温度制御手段とを備えており、レーザ光源から出射されるレーザ光を空間光変調して生成した画像を表示している。上述した車両用表示装置では、合波手段を用いてレーザ光を合成し、光の強度を検出するカラーセンサの方向へ、反射透過膜を用いてレーザ光の一部を反射させている。ところで、プロジェクタなどにおいては、様々な光学部品を用いて、レーザ光の反射や透過などを行っているが、装置の小型化や光利用効率を考慮すると、光学部品の数を減らすことが望ましい。   A vehicle display device described in Patent Document 1 includes a laser light source, a temperature adjustment element that heats the laser light source, temperature information acquisition means that acquires temperature information of the laser light source, and the laser light source itself to heat the temperature adjustment element. When the laser light source is heated and a predetermined condition is determined to be satisfied, temperature control means for normally driving the laser light source is provided, and an image generated by spatial light modulation of the laser light emitted from the laser light source is displayed. doing. In the vehicle display device described above, the laser light is synthesized using the combining means, and a part of the laser light is reflected using the reflective / transmissive film in the direction of the color sensor that detects the intensity of the light. By the way, in a projector or the like, various optical components are used to reflect or transmit laser light. However, considering the miniaturization of the apparatus and the light utilization efficiency, it is desirable to reduce the number of optical components.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、設計の自由度や光ビームの透過率を向上させることができる光源装置および投影装置を提供することを目的とする。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a light source device and a projection device that can improve the degree of freedom in design and the transmittance of a light beam.

本発明に係る光源装置は、光ビームをそれぞれ出力する複数の発光部と、入射した光ビームの偏光方向に応じて、前記複数の発光部から出力された光ビームを透過または反射させて、複数の光ビームを重ね合わせる光合成部と、入射した光ビームの出力を検知する光出力検知部とを備えた光源装置であって、前記光合成部を透過する光ビームの偏光方向を透過方向とし、前記光合成部で反射する光ビームの偏光方向を反射方向としたとき、前記複数の発光部は、前記透過方向に対して傾いた光ビームを出力する透過側発光部と、前記反射方向に対して傾いた光ビームを出力する反射側発光部とを含む構成とされ、前記光出力検知部は、前記透過側発光部から出力された光ビームのうち、前記光合成部で反射された光ビームと、前記反射側発光部から出力された光ビームのうち、前記光合成部を透過した光ビームとが入射する構成とされていることを特徴とする。   A light source device according to the present invention includes a plurality of light emitting units that respectively output light beams and a plurality of light beams that are transmitted or reflected according to the polarization direction of the incident light beams. A light combining unit that superimposes the light beams and a light output detection unit that detects the output of the incident light beam, wherein the polarization direction of the light beam transmitted through the light combining unit is a transmission direction, When the polarization direction of the light beam reflected by the light combining unit is the reflection direction, the plurality of light emitting units are inclined with respect to the transmission side light emitting unit that outputs a light beam inclined with respect to the transmission direction and with respect to the reflection direction. A reflection side light emitting unit that outputs the light beam, and the light output detection unit includes the light beam reflected by the light combining unit among the light beams output from the transmission side light emitting unit, Reflection side light emission Of the output light beam from a light beam transmitted through the optical coupling section is characterized in that it is configured to be incident.

本発明に係る光源装置では、前記発光部は、赤色の光ビームを出力する赤色発光素子と、緑色の光ビームを出力する緑色発光素子と、青色の光ビームを出力する青色発光素子とを組み合わせた構成としてもよい。   In the light source device according to the present invention, the light emitting unit combines a red light emitting element that outputs a red light beam, a green light emitting element that outputs a green light beam, and a blue light emitting element that outputs a blue light beam. It is good also as a structure.

本発明に係る光源装置では、前記発光部は、入射した光ビームの波長に応じて、光ビームを透過または反射させるダイクロイックミラーによって、前記赤色発光素子、前記緑色発光素子、および前記青色発光素子から出力された光ビームを合成する構成とされ、前記緑色発光素子から出力された光ビームは、前記ダイクロイックミラーを透過する構成としてもよい。   In the light source device according to the present invention, the light emitting unit is separated from the red light emitting element, the green light emitting element, and the blue light emitting element by a dichroic mirror that transmits or reflects the light beam according to the wavelength of the incident light beam. The output light beams may be combined, and the light beam output from the green light emitting element may be configured to pass through the dichroic mirror.

本発明に係る投影装置は、本発明に係る光源装置を備えていることを特徴とする。   The projection device according to the present invention includes the light source device according to the present invention.

本発明によると、光合成部に対し、偏光方向を少し傾けた光ビームを入射させることで、一部の光ビームを光出力検知部に入射させることができ、光ビームの出力を容易に把握することができる。つまり、光合成部によって、出力される光ビームと、光出力検知部に向かう光ビームとに分けているため、出力される光ビームの光路上にハーフミラーを設けない構成とすることができ、設計の自由度や光ビームの透過率を向上させることができる。   According to the present invention, by making a light beam whose polarization direction is slightly inclined to the light combining unit, a part of the light beam can be incident on the light output detection unit, and the output of the light beam can be easily grasped. be able to. In other words, since the light combining unit divides the output light beam and the light beam toward the light output detection unit, it can be configured without a half mirror on the optical path of the output light beam. The degree of freedom and the light beam transmittance can be improved.

本発明の第1実施形態に係る光源装置の概略を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the outline of the light source device which concerns on 1st Embodiment of this invention. 従来の光源装置を示す比較例の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the comparative example which shows the conventional light source device. 比較例における光合成部と光ビームの偏光方向との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the light synthesis part and the polarization direction of a light beam in a comparative example. 本発明の第1実施形態における光合成部と光ビームの偏光方向との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the photosynthesis part in 1st Embodiment of this invention, and the polarization direction of a light beam. 本発明の第2実施形態に係る光源装置の概略を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the outline of the light source device which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態に係る光源装置について、図面を参照して説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a light source device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の第1実施形態に係る光源装置の概略を示す概略構成図である。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an outline of a light source device according to a first embodiment of the present invention.

光源装置1は、複数の発光部(透過側発光部10および反射側発光部20)、光合成部30、光出力検知部50、およびMEMSミラー40を備えており、各部を筐体に収納した構造とされている。   The light source device 1 includes a plurality of light emitting units (a transmission side light emitting unit 10 and a reflection side light emitting unit 20), a light combining unit 30, a light output detecting unit 50, and a MEMS mirror 40, and each unit is housed in a housing. It is said that.

発光部は、光ビームを出力する3つの発光素子(例えば、レーザダイオード)と、入射した光ビームの波長に応じて、光ビームを透過または反射させる2つのダイクロイックミラーとで構成されている。   The light emitting unit includes three light emitting elements (for example, laser diodes) that output a light beam, and two dichroic mirrors that transmit or reflect the light beam according to the wavelength of the incident light beam.

具体的に、透過側発光部10は、第1透過側発光素子11、第2透過側発光素子12、第3透過側発光素子13、第1透過側ダイクロイックミラー14a、および第2透過側ダイクロイックミラー14bで構成されている。第1透過側発光素子11は、赤色の光ビーム(第1透過側光ビームLP1)を出力する赤色発光素子とされている。第2透過側発光素子12は、緑色の光ビーム(第2透過側光ビームLP2)を出力する緑色発光素子とされている。第3透過側発光素子13は、青色の光ビーム(第3透過側光ビームLP3)を出力する青色発光素子とされている。第1透過側ダイクロイックミラー14aは、第1透過側発光素子11の前方に配置されており、赤色の光ビームを透過させ、緑色および青色の光ビームを反射する。第2透過側ダイクロイックミラー14bは、第2透過側発光素子12の前方に配置されており、青色の光ビームを透過させ、緑色の光ビームを反射する。また、第3透過側発光素子13は、第2透過側ダイクロイックミラー14bを介して、第1透過側ダイクロイックミラー14aに面する位置に配置されている。   Specifically, the transmission side light emitting unit 10 includes a first transmission side light emitting element 11, a second transmission side light emitting element 12, a third transmission side light emitting element 13, a first transmission side dichroic mirror 14a, and a second transmission side dichroic mirror. 14b. The first transmission side light emitting element 11 is a red light emitting element that outputs a red light beam (first transmission side light beam LP1). The second transmission side light emitting element 12 is a green light emitting element that outputs a green light beam (second transmission side light beam LP2). The third transmission side light emitting element 13 is a blue light emitting element that outputs a blue light beam (third transmission side light beam LP3). The first transmission side dichroic mirror 14a is disposed in front of the first transmission side light emitting element 11, transmits a red light beam, and reflects green and blue light beams. The second transmission side dichroic mirror 14b is disposed in front of the second transmission side light emitting element 12, and transmits the blue light beam and reflects the green light beam. The third transmission side light emitting element 13 is disposed at a position facing the first transmission side dichroic mirror 14a via the second transmission side dichroic mirror 14b.

次に、透過側発光部10における光ビームの経路について説明する。第1透過側発光素子11から出力された第1透過側光ビームLP1は、第1透過側ダイクロイックミラー14aを透過する。第2透過側発光素子12から出力された第2透過側光ビームLP2は、第2透過側ダイクロイックミラー14bに反射されて、第1透過側ダイクロイックミラー14aへ向かう。第3透過側発光素子13から出力された第3透過側光ビームLP3は、第2透過側ダイクロイックミラー14bを透過し、第1透過側ダイクロイックミラー14aへ向かう。第1透過側光ビームLP1、第2透過側光ビームLP2、および第3透過側光ビームLP3は、第1透過側ダイクロイックミラー14aを経て、合成された透過側合成光ビームMLPとして光合成部30に入射する。   Next, the path of the light beam in the transmission side light emitting unit 10 will be described. The first transmission side light beam LP1 output from the first transmission side light emitting element 11 passes through the first transmission side dichroic mirror 14a. The second transmission side light beam LP2 output from the second transmission side light emitting element 12 is reflected by the second transmission side dichroic mirror 14b and travels toward the first transmission side dichroic mirror 14a. The third transmission side light beam LP3 output from the third transmission side light emitting element 13 passes through the second transmission side dichroic mirror 14b and travels toward the first transmission side dichroic mirror 14a. The first transmission-side light beam LP1, the second transmission-side light beam LP2, and the third transmission-side light beam LP3 pass through the first transmission-side dichroic mirror 14a to the light combining unit 30 as a combined transmission-side combined light beam MLP. Incident.

反射側発光部20は、透過側発光部10と略同様の構成とされ、光合成部30に対し、透過側発光部10と異なる方向から入射する構成とされている。具体的に、反射側発光部20は、第1反射側発光素子21、第2反射側発光素子22、第3反射側発光素子23、第1反射側ダイクロイックミラー24a、および第2反射側ダイクロイックミラー24bで構成されている。第1反射側発光素子21は、赤色の光ビーム(第1反射側光ビームLS1)を出力する赤色発光素子とされている。第2反射側発光素子22は、緑色の光ビーム(第2反射側光ビームLS2)を出力する緑色発光素子とされている。第3反射側発光素子23は、青色の光ビーム(第3反射側光ビームLS3)を出力する青色発光素子とされている。第1反射側ダイクロイックミラー24aは、第1反射側発光素子21の前方に配置されており、赤色の光ビームを透過させ、緑色および青色の光ビームを反射する。第2反射側ダイクロイックミラー24bは、第2反射側発光素子22の前方に配置されており、青色の光ビームを透過させ、緑色の光ビームを反射する。また、第3反射側発光素子23は、第2反射側ダイクロイックミラー24bを介して、第1反射側ダイクロイックミラー24aに面する位置に配置されている。   The reflection-side light emitting unit 20 has substantially the same configuration as the transmission-side light emitting unit 10 and is configured to enter the light combining unit 30 from a direction different from that of the transmission-side light emitting unit 10. Specifically, the reflection side light emitting unit 20 includes a first reflection side light emitting element 21, a second reflection side light emitting element 22, a third reflection side light emitting element 23, a first reflection side dichroic mirror 24a, and a second reflection side dichroic mirror. 24b. The first reflection-side light emitting element 21 is a red light-emitting element that outputs a red light beam (first reflection-side light beam LS1). The second reflection-side light emitting element 22 is a green light-emitting element that outputs a green light beam (second reflection-side light beam LS2). The third reflection-side light emitting element 23 is a blue light-emitting element that outputs a blue light beam (third reflection-side light beam LS3). The first reflection-side dichroic mirror 24a is disposed in front of the first reflection-side light emitting element 21, transmits a red light beam, and reflects green and blue light beams. The second reflection side dichroic mirror 24b is disposed in front of the second reflection side light emitting element 22, and transmits the blue light beam and reflects the green light beam. Further, the third reflection side light emitting element 23 is disposed at a position facing the first reflection side dichroic mirror 24a via the second reflection side dichroic mirror 24b.

次に、反射側発光部20における光ビームの経路について説明する。第1反射側発光素子21から出力された第1反射側光ビームLS1は、第1反射側ダイクロイックミラー24aを透過する。第2反射側発光素子22から出力された第2反射側光ビームLS2は、第2反射側ダイクロイックミラー24bに反射されて、第1反射側ダイクロイックミラー24aへ向かう。また、第3反射側発光素子23から出力された第3反射側光ビームLS3は、第2反射側ダイクロイックミラー24bを透過し、第1反射側ダイクロイックミラー24aへ向かう。そして、第2反射側光ビームLS2および第3反射側光ビームLS3は、第1反射側ダイクロイックミラー24aに反射される。その結果、第1反射側光ビームLS1、第2反射側光ビームLS2、および第3反射側光ビームLS3は、第1反射側ダイクロイックミラー24aを経て、合成された反射側合成光ビームMLSとして光合成部30に入射する。   Next, the path of the light beam in the reflection side light emitting unit 20 will be described. The first reflection-side light beam LS1 output from the first reflection-side light emitting element 21 is transmitted through the first reflection-side dichroic mirror 24a. The second reflection-side light beam LS2 output from the second reflection-side light emitting element 22 is reflected by the second reflection-side dichroic mirror 24b and travels toward the first reflection-side dichroic mirror 24a. Further, the third reflection-side light beam LS3 output from the third reflection-side light emitting element 23 passes through the second reflection-side dichroic mirror 24b and travels toward the first reflection-side dichroic mirror 24a. The second reflection side light beam LS2 and the third reflection side light beam LS3 are reflected by the first reflection side dichroic mirror 24a. As a result, the first reflection-side light beam LS1, the second reflection-side light beam LS2, and the third reflection-side light beam LS3 pass through the first reflection-side dichroic mirror 24a and are combined as a combined reflection-side combined light beam MLS. Incident on the portion 30.

光合成部30は、偏光ビームスプリッターであって、入射した光ビームの偏光方向に応じて、光ビームを透過または反射する。光合成部30に入射した透過側合成光ビームMLPおよび反射側合成光ビームMLSは、合成されてMEMSミラー40へ向かう投影光ビームTLとなる一方、一部が光出力検知部50へ向かう検知光ビームKLとなる。なお、透過側合成光ビームMLPおよび反射側合成光ビームMLSの偏光方向と光合成部30との関係については、後述する図4を参照して詳細に説明する。   The light combining unit 30 is a polarization beam splitter, and transmits or reflects the light beam according to the polarization direction of the incident light beam. The transmission-side combined light beam MLP and the reflection-side combined light beam MLS that have entered the light combining unit 30 are combined into a projection light beam TL that is combined and directed toward the MEMS mirror 40, while a detection light beam that is partially directed toward the light output detection unit 50. KL. The relationship between the polarization direction of the transmission-side combined light beam MLP and the reflection-side combined light beam MLS and the light combining unit 30 will be described in detail with reference to FIG. 4 described later.

MEMSミラー40は、回転駆動するミラーであって、光合成部30から出射された投影光ビームTLを反射して筐体の外部へ照射する。MEMSミラー40が駆動して反射する方向を変えることで、投影光ビームTLを走査させることができる。   The MEMS mirror 40 is a mirror that is driven to rotate, and reflects the projection light beam TL emitted from the light combining unit 30 to irradiate the outside of the housing. The projection light beam TL can be scanned by changing the direction in which the MEMS mirror 40 is driven and reflected.

光出力検知部50は、入射した検知光ビームKLの出力を検知するセンサであって、フォトダイオードなどで構成されている。光出力検知部50の検知結果は、発光部の制御にフィードバックすることで、投影光ビームTLを適切な出力に制御することができる。   The light output detection unit 50 is a sensor that detects the output of the incident detection light beam KL, and includes a photodiode or the like. The detection result of the light output detection unit 50 is fed back to the control of the light emitting unit, whereby the projection light beam TL can be controlled to an appropriate output.

次に、従来の光源装置を示す比較例の構造と、本発明の第1実施形態に係る光源装置1の構造とを比較し、従来の構造の課題について説明する。   Next, the structure of the comparative example showing the conventional light source device and the structure of the light source device 1 according to the first embodiment of the present invention will be compared to describe the problems of the conventional structure.

図2は、従来の光源装置を示す比較例の概略構成図である。   FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a comparative example showing a conventional light source device.

比較例は、第1実施形態に対して、MEMSミラー40および光出力検知部50の配置が異なっている。光合成部30には、第1実施形態と同様に、透過側合成光ビームMLPおよび反射側合成光ビームMLSが入射するが、投影光ビームTLだけが出射される。投影光ビームTLは、光出力検知部50の前方に配置されたハーフミラー60に入射する。ハーフミラー60は、入射した投影光ビームTLの一部を透過させ、残りを反射する。ハーフミラー60を透過した投影光ビームTLは、光出力検知部50に入射し、ハーフミラー60に反射された投影光ビームTLは、MEMSミラー40に入射して走査される。つまり、比較例では、光合成部30で透過側合成光ビームMLPおよび反射側合成光ビームMLSを合成させるだけなので、光出力検知部50に入射させる光ビームを抽出するために、ハーフミラー60を設ける必要がある。従来では、投影光ビームTLをハーフミラー60に入射させる構成とするため、部品の配置が制約されたり、部品点数が増加したりするなどの課題があった。   The comparative example differs from the first embodiment in the arrangement of the MEMS mirror 40 and the light output detection unit 50. Similarly to the first embodiment, the transmission-side combined light beam MLP and the reflection-side combined light beam MLS are incident on the light combining unit 30, but only the projection light beam TL is emitted. The projection light beam TL is incident on the half mirror 60 disposed in front of the light output detection unit 50. The half mirror 60 transmits a part of the incident projection light beam TL and reflects the rest. The projection light beam TL transmitted through the half mirror 60 is incident on the light output detector 50, and the projection light beam TL reflected by the half mirror 60 is incident on the MEMS mirror 40 and scanned. That is, in the comparative example, the light combining unit 30 only combines the transmission-side combined light beam MLP and the reflection-side combined light beam MLS. Therefore, the half mirror 60 is provided to extract the light beam incident on the light output detection unit 50. There is a need. Conventionally, since the configuration is such that the projection light beam TL is incident on the half mirror 60, there are problems such as restrictions on the arrangement of components and an increase in the number of components.

ところで、第1実施形態と比較例とでは、透過側合成光ビームMLPおよび反射側合成光ビームMLSの偏光方向が異なっているので、図面を参照して詳細に説明する。   By the way, in the first embodiment and the comparative example, the polarization directions of the transmission-side combined light beam MLP and the reflection-side combined light beam MLS are different, and will be described in detail with reference to the drawings.

図3は、比較例における光合成部と光ビームの偏光方向との関係を示す説明図である。   FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a relationship between the light combining unit and the polarization direction of the light beam in the comparative example.

図3は、図2に示す比較例における光合成部30近傍を拡大した図面であって、光ビームの経路を模式的に示している。光合成部30は、透過側合成光ビームMLPおよび反射側合成光ビームMLSの入射を妨げないように、反射防止膜で側面が覆われており、内部に偏光面31が形成されている。偏光面31は、誘電体多層膜で形成されており、偏光面31に対して水平な方向とされた光ビームのP偏向成分(透過方向P)を透過させ、偏光面31に対して垂直な方向とされた光ビームのS偏向成分(反射方向S)を反射させる。比較例において、透過側合成光ビームMLPは、偏光方向が透過方向Pとされており、反射側合成光ビームMLSは、偏光方向が反射方向Sとされている。比較例において、透過側合成光ビームMLPおよび反射側合成光ビームMLSが偏光面31に入射した際、偏光面31を透過した透過側合成光ビームMLPと、偏光面31で反射された反射側合成光ビームMLSとが合成されて、投影光ビームTLが光合成部30から出射される。   FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of the light combining unit 30 in the comparative example shown in FIG. 2, and schematically shows the path of the light beam. The side of the light combining unit 30 is covered with an antireflection film so as not to prevent the transmission-side combined light beam MLP and the reflection-side combined light beam MLS from entering, and a polarization plane 31 is formed inside. The polarization plane 31 is formed of a dielectric multilayer film, transmits a P-polarized component (transmission direction P) of a light beam that is parallel to the polarization plane 31, and is perpendicular to the polarization plane 31. The S deflection component (reflection direction S) of the directed light beam is reflected. In the comparative example, the transmission-side combined light beam MLP has the polarization direction as the transmission direction P, and the reflection-side combined light beam MLS has the polarization direction as the reflection direction S. In the comparative example, when the transmission side combined light beam MLP and the reflection side combined light beam MLS are incident on the polarization plane 31, the transmission side combined light beam MLP transmitted through the polarization plane 31 and the reflection side combination reflected by the polarization plane 31 are combined. The light beam MLS is combined and the projection light beam TL is emitted from the light combining unit 30.

図4は、本発明の第1実施形態における光合成部と光ビームの偏光方向との関係を示す説明図である。   FIG. 4 is an explanatory diagram showing the relationship between the light combining unit and the polarization direction of the light beam in the first embodiment of the present invention.

図4は、図1に示す第1実施形態における光合成部30近傍を拡大した図面であって、光ビームの経路を模式的に示している。本実施の形態において、透過側合成光ビームMLPは、偏光方向が透過方向Pに対して傾いた傾斜透過方向dPとされており、反射側合成光ビームMLSは、偏光方向が反射方向Sに対して傾いた傾斜反射方向dSとされている。傾斜透過方向dPが透過方向Pに対して傾いた角度と、傾斜反射方向dSが反射方向Sに対して傾いた角度とは、同じ角度(傾斜角度θ)とされているが、それぞれ異なる角度としてもよい。つまり、透過側合成光ビームMLPおよび反射側合成光ビームMLSは、偏光方向を傾けることで、P偏向成分とS偏向成分とを含む光ビームとされており、P偏向成分とS偏向成分との割合は、傾斜角度θによって調整することができる。   FIG. 4 is an enlarged view of the vicinity of the light combining unit 30 in the first embodiment shown in FIG. 1, and schematically shows the path of the light beam. In the present embodiment, the transmission-side combined light beam MLP has an inclined transmission direction dP in which the polarization direction is inclined with respect to the transmission direction P, and the reflection-side combined light beam MLS has a polarization direction with respect to the reflection direction S. The inclined reflection direction dS is inclined. The angle at which the inclined transmission direction dP is inclined with respect to the transmission direction P and the angle at which the inclined reflection direction dS is inclined with respect to the reflection direction S are the same angle (inclination angle θ). Also good. That is, the transmission-side combined light beam MLP and the reflection-side combined light beam MLS are light beams including a P deflection component and an S deflection component by tilting the polarization direction. The ratio can be adjusted by the inclination angle θ.

本実施の形態では、光合成部30に入射した透過側合成光ビームMLPは、P偏向成分に対応する光ビームが透過して投影光ビームTLとなり、S偏向成分に対応する光ビームが反射されて検知光ビームKLとなる。また、光合成部30に入射した反射側合成光ビームMLSは、S偏向成分に対応する光ビームが反射されて投影光ビームTLとなり、P偏向成分に対応する光ビームが透過して検知光ビームKLとなる。その結果、透過側合成光ビームMLPおよび反射側合成光ビームMLSのうち、大半が投影光ビームTLとして出射され、一部が検知光ビームKLとして出射される。   In the present embodiment, the transmission-side combined light beam MLP incident on the light combining unit 30 transmits the light beam corresponding to the P deflection component to become the projection light beam TL, and the light beam corresponding to the S deflection component is reflected. It becomes the detection light beam KL. Further, the reflection-side combined light beam MLS incident on the light combining unit 30 is reflected by the light beam corresponding to the S deflection component to become the projection light beam TL, and the light beam corresponding to the P deflection component is transmitted and detected light beam KL. It becomes. As a result, most of the transmission-side combined light beam MLP and the reflection-side combined light beam MLS are emitted as the projection light beam TL, and a part is emitted as the detection light beam KL.

上述したように、本実施の形態の光源装置1は、光合成部30を透過する光ビームの偏光方向を透過方向Pとし、光合成部30で反射する光ビームの偏光方向を反射方向Sとしたとき、複数の発光部は、透過方向Pに対して傾いた光ビームを出力する透過側発光部10と、反射方向Sに対して傾いた光ビームを出力する反射側発光部とを含む構成とされている。光出力検知部50は、透過側発光部10から出力された光ビーム(透過側合成光ビームMLP)のうち、光合成部30で反射された光ビームと、反射側発光部20から出力された光ビーム(反射側合成光ビームMLS)のうち、光合成部30を透過した光ビームとが入射する構成とされている。   As described above, in the light source device 1 of the present embodiment, the polarization direction of the light beam transmitted through the light combining unit 30 is the transmission direction P, and the polarization direction of the light beam reflected by the light combining unit 30 is the reflection direction S. The plurality of light emitting units include a transmission side light emitting unit 10 that outputs a light beam inclined with respect to the transmission direction P and a reflection side light emitting unit that outputs a light beam inclined with respect to the reflection direction S. ing. The light output detection unit 50 includes the light beam reflected from the light combining unit 30 among the light beams (transmission side combined light beam MLP) output from the transmission side light emitting unit 10 and the light output from the reflection side light emitting unit 20. Of the beam (the reflection-side combined light beam MLS), the light beam that has passed through the light combining unit 30 is incident.

この構成によると、光合成部30に対し、偏光方向を少し傾けた光ビームを入射させることで、一部の光ビームを光出力検知部50に入射させることができ、光ビームの出力を容易に把握することができる。従来は、ハーフミラー60を介して、光出力検知部50に光ビームを入射させていたため、透過率が低下し、光ビームの損失が生じていた。これに対し、光合成部30によって、出力される投影光ビームTLと、光出力検知部50に向かう検知光ビームKLとに分けているため、出力される光ビームの光路上にハーフミラー60を設けない構成とすることができ、設計の自由度や光ビームの透過率を向上させることができる。つまり、偏光方向を調整することによって、光ビームの合成と抽出との両方の機能を光合成部30に集約することができ、光学部品の削減に有効な構成となる。   According to this configuration, by making a light beam whose polarization direction is slightly inclined to the light combining unit 30, a part of the light beam can be incident on the light output detection unit 50, and the output of the light beam can be easily performed. I can grasp it. Conventionally, since the light beam is incident on the light output detection unit 50 via the half mirror 60, the transmittance is reduced and the light beam is lost. In contrast, since the light combining unit 30 divides the output light beam TL to be output and the detection light beam KL toward the light output detection unit 50, a half mirror 60 is provided on the optical path of the output light beam. Thus, the degree of freedom in design and the transmittance of the light beam can be improved. That is, by adjusting the polarization direction, it is possible to consolidate both functions of light beam synthesis and extraction in the light synthesis unit 30, which is an effective configuration for reducing optical components.

また、本実施の形態では、赤色発光素子、緑色発光素子、および青色発光素子を組み合わせた発光部とされており、3色の光ビームを合成することで、出力する光ビームの色を自在に設定することができる。   In this embodiment, the light emitting unit is a combination of a red light emitting element, a green light emitting element, and a blue light emitting element. By combining three color light beams, the color of the output light beam can be freely set. Can be set.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る光源装置について、図面を参照して説明する。
(Second Embodiment)
Next, a light source device according to a second embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.

図5は、本発明の第2実施形態に係る光源装置の概略を示す概略構成図である。なお、第1実施形態と機能が実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。   FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing an outline of a light source device according to the second embodiment of the present invention. In addition, about the component which a function is substantially equal to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

第2実施形態は、第1実施形態に対して、発光素子の数が異なっている。具体的に、透過側発光部10および反射側発光部20は、それぞれ1つの発光素子で構成されている。なお、発光素子が1つであるので、ダイクロイックミラーを備えない構成とされているが、ミラー等の光学部品を適宜備えていてもよい。発光素子が出射する光ビームの色は、特に限定されないが、透過側発光部10と反射側発光部20とで同じ色とされていることが望ましい。つまり、同色の光ビームを合成することで、光量が高い光ビームを出力することができる。また、発光素子が出射する光ビームは、可視光だけに限定されず、赤外線や紫外線等の可視光領域外の光であってもよい。   The second embodiment differs from the first embodiment in the number of light emitting elements. Specifically, each of the transmission side light emitting unit 10 and the reflection side light emitting unit 20 is composed of one light emitting element. Since there is one light emitting element, the dichroic mirror is not provided, but an optical component such as a mirror may be provided as appropriate. The color of the light beam emitted from the light emitting element is not particularly limited, but it is desirable that the color of the transmission side light emitting unit 10 and the reflection side light emitting unit 20 be the same. That is, a light beam having a high light amount can be output by combining light beams of the same color. The light beam emitted from the light emitting element is not limited to visible light, and may be light outside the visible light region such as infrared rays and ultraviolet rays.

透過側発光部10は、偏光方向が透過方向Pに対して傾いた傾斜透過方向dPとされた透過側光ビームLPを出射し、反射側発光部20は、偏光方向が反射方向Sに対して傾いた傾斜反射方向dSとされた反射側光ビームLSを出射する。つまり、透過側光ビームLPは、図4に示す透過側合成光ビームMLPに相当し、反射側光ビームLSは、図4に示す反射側合成光ビームMLSに相当する。透過側光ビームLPおよび反射側光ビームLSは、光合成部30で合成されて、大半が投影光ビームTLとして出射され、一部が検知光ビームKLとして出射される。   The transmission side light emitting unit 10 emits a transmission side light beam LP whose polarization direction is an inclined transmission direction dP inclined with respect to the transmission direction P, and the reflection side light emitting unit 20 has a polarization direction with respect to the reflection direction S. A reflection side light beam LS having an inclined inclined reflection direction dS is emitted. That is, the transmission side light beam LP corresponds to the transmission side combined light beam MLP shown in FIG. 4, and the reflection side light beam LS corresponds to the reflection side combined light beam MLS shown in FIG. The transmission-side light beam LP and the reflection-side light beam LS are combined by the light combining unit 30, and most of the light is emitted as the projection light beam TL, and part of it is emitted as the detection light beam KL.

(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態に係る光源装置について説明する。なお、第3実施形態は、図1に示す第1実施形態とほぼ同様の構成とされているので、図面および説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, a light source device according to a third embodiment of the invention will be described. The third embodiment has substantially the same configuration as that of the first embodiment shown in FIG.

第3実施形態は、第1実施形態に対して、赤色発光素子、緑色発光素子、および青色発光素子の配置が異なっている。具体的に、第3実施形態において、透過側発光部10は、第1透過側発光素子11が緑色発光素子とされ、第2透過側発光素子12が青色発光素子とされ、第3透過側発光素子13が赤色発光素子とされている。また、反射側発光部20は、第1反射側発光素子21が緑色発光素子とされ、第2反射側発光素子22が青色発光素子とされ、第3反射側発光素子23が赤色発光素子とされている。   3rd Embodiment differs in arrangement | positioning of a red light emitting element, a green light emitting element, and a blue light emitting element with respect to 1st Embodiment. Specifically, in the third embodiment, the transmissive side light emitting unit 10 includes a first transmissive side light emitting element 11 as a green light emitting element, a second transmissive side light emitting element 12 as a blue light emitting element, and a third transmissive side light emitting element. The element 13 is a red light emitting element. In the reflection side light emitting unit 20, the first reflection side light emitting element 21 is a green light emitting element, the second reflection side light emitting element 22 is a blue light emitting element, and the third reflection side light emitting element 23 is a red light emitting element. ing.

つまり、緑色発光素子である第1透過側発光素子11および第1反射側発光素子21から出力された光ビーム(第1透過側光ビームLP1および第1反射側光ビームLS1)は、前方に配置されたダイクロイックミラー(第1透過側ダイクロイックミラー14aおよび第1反射側ダイクロイックミラー24a)を透過して光合成部30に入射する。   That is, the light beams (the first transmission side light beam LP1 and the first reflection side light beam LS1) output from the first transmission side light emitting element 11 and the first reflection side light emitting element 21 which are green light emitting elements are arranged in front. The light is transmitted through the dichroic mirror (the first transmission side dichroic mirror 14 a and the first reflection side dichroic mirror 24 a), and enters the light combining unit 30.

この構成によると、緑色の光ビームが反射されずに光合成部30へ導かれるので、緑色の光ビームの光利用効率を向上させることができる。ところで、人は、目から可視光線を受光したときに、波長(色)によって明るさの感じ方が異なることが知られており、明るさの感じ方は、比視感度という数値で表される。そして、本実施の形態で用いている色の比視感度は、緑色>赤色>青色の順となっている。つまり、人間の比視感度が高い光ビームの光量を高く維持することで、人間に違和感を与えない光ビームを出力することができる。   According to this configuration, since the green light beam is guided to the light combining unit 30 without being reflected, the light utilization efficiency of the green light beam can be improved. By the way, it is known that when humans receive visible light from their eyes, the way they perceive brightness differs depending on the wavelength (color), and the way perceived brightness is expressed by a numerical value called specific luminous efficiency. . The specific luminous sensitivity of the colors used in the present embodiment is in the order of green> red> blue. That is, it is possible to output a light beam that does not give a sense of incongruity to humans by maintaining a high amount of light beam having high human relative visibility.

なお、今回開示した実施の形態は全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。   It should be noted that the embodiment disclosed herein is illustrative in all respects and does not serve as a basis for limited interpretation. Therefore, the technical scope of the present invention is not interpreted only by the above-described embodiment, but is defined based on the description of the scope of claims. Moreover, all the changes within the meaning and range equivalent to a claim are included.

本発明に係る光源装置は、例えば、プロジェクタなどの投影装置に好適に適用することができる。   The light source device according to the present invention can be suitably applied to a projection device such as a projector.

1 光源装置
10 透過側発光部(発光部の一例)
11 第1透過側発光素子
12 第2透過側発光素子
13 第3透過側発光素子
14a 第1透過側ダイクロイックミラー
14b 第2透過側ダイクロイックミラー
20 反射側発光部(発光部の一例)
21 第1反射側発光素子
22 第2反射側発光素子
23 第3反射側発光素子
24a 第1反射側ダイクロイックミラー
24b 第2反射側ダイクロイックミラー
30 光合成部
40 MEMSミラー
50 光出力検知部
dP 傾斜透過方向
dS 傾斜反射方向
P 透過方向
S 反射方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source device 10 Transmission side light emission part (an example of light emission part)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 1st transmission side light emitting element 12 2nd transmission side light emitting element 13 3rd transmission side light emitting element 14a 1st transmission side dichroic mirror 14b 2nd transmission side dichroic mirror 20 Reflection side light emission part (an example of light emission part)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 1st reflection side light emitting element 22 2nd reflection side light emitting element 23 3rd reflection side light emitting element 24a 1st reflection side dichroic mirror 24b 2nd reflection side dichroic mirror 30 Light composition part 40 MEMS mirror 50 Light output detection part dP Tilt transmission direction dS Inclined reflection direction P Transmission direction S Reflection direction

Claims (4)

光ビームをそれぞれ出力する複数の発光部と、
入射した光ビームの偏光方向に応じて、前記複数の発光部から出力された光ビームを透過または反射させて、複数の光ビームを重ね合わせる光合成部と、
入射した光ビームの出力を検知する光出力検知部とを備えた光源装置であって、
前記光合成部を透過する光ビームの偏光方向を透過方向とし、前記光合成部で反射する光ビームの偏光方向を反射方向としたとき、
前記複数の発光部は、前記透過方向に対して傾いた光ビームを出力する透過側発光部と、前記反射方向に対して傾いた光ビームを出力する反射側発光部とを含む構成とされ、
前記光出力検知部は、前記透過側発光部から出力された光ビームのうち、前記光合成部で反射された光ビームと、前記反射側発光部から出力された光ビームのうち、前記光合成部を透過した光ビームとが入射する構成とされていること
を特徴とする光源装置。
A plurality of light emitting units each outputting a light beam;
A light combining unit that transmits or reflects the light beams output from the plurality of light emitting units according to the polarization direction of the incident light beam, and superimposes the plurality of light beams;
A light source device comprising a light output detector for detecting the output of an incident light beam,
When the polarization direction of the light beam transmitted through the light combining unit is the transmission direction, and the polarization direction of the light beam reflected by the light combining unit is the reflection direction,
The plurality of light emitting units include a transmission side light emitting unit that outputs a light beam inclined with respect to the transmission direction, and a reflection side light emitting unit that outputs a light beam inclined with respect to the reflection direction.
The light output detection unit includes: a light beam reflected from the light combining unit among light beams output from the transmission side light emitting unit; and a light combining unit included in the light beam output from the reflection side light emitting unit. A light source device characterized in that a transmitted light beam is incident thereon.
請求項1に記載の光源装置であって、
前記発光部は、赤色の光ビームを出力する赤色発光素子と、緑色の光ビームを出力する緑色発光素子と、青色の光ビームを出力する青色発光素子とを組み合わせた構成とされていること
を特徴とする光源装置。
The light source device according to claim 1,
The light emitting unit is configured by combining a red light emitting element that outputs a red light beam, a green light emitting element that outputs a green light beam, and a blue light emitting element that outputs a blue light beam. A light source device.
請求項2に記載の光源装置であって、
前記発光部は、入射した光ビームの波長に応じて、光ビームを透過または反射させるダイクロイックミラーによって、前記赤色発光素子、前記緑色発光素子、および前記青色発光素子から出力された光ビームを合成する構成とされ、
前記緑色発光素子から出力された光ビームは、前記ダイクロイックミラーを透過すること
を特徴とする光源装置。
The light source device according to claim 2,
The light emitting unit synthesizes the light beams output from the red light emitting element, the green light emitting element, and the blue light emitting element by a dichroic mirror that transmits or reflects the light beam according to the wavelength of the incident light beam. With the configuration,
The light beam output from the green light emitting element is transmitted through the dichroic mirror.
請求項1から請求項3までのいずれか1つに記載の光源装置を備えた投影装置。   The projection apparatus provided with the light source device as described in any one of Claim 1- Claim 3.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010018623A1 (en) * 2008-08-12 2010-02-18 Necディスプレイソリューションズ株式会社 Projector and method for controlling the same
JP2010243808A (en) * 2009-04-07 2010-10-28 Funai Electric Co Ltd Projector
JP2011221504A (en) * 2010-03-26 2011-11-04 Panasonic Corp Illuminator and projection type image display device using the same
US20140092364A1 (en) * 2011-06-01 2014-04-03 Barco N.V. Apparatus and method for combining laser beams of different polarization
JP2014093105A (en) * 2012-11-01 2014-05-19 Sanyo Electric Co Ltd Objective lens drive device and optical pickup device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010018623A1 (en) * 2008-08-12 2010-02-18 Necディスプレイソリューションズ株式会社 Projector and method for controlling the same
JP2010243808A (en) * 2009-04-07 2010-10-28 Funai Electric Co Ltd Projector
JP2011221504A (en) * 2010-03-26 2011-11-04 Panasonic Corp Illuminator and projection type image display device using the same
US20140092364A1 (en) * 2011-06-01 2014-04-03 Barco N.V. Apparatus and method for combining laser beams of different polarization
JP2014093105A (en) * 2012-11-01 2014-05-19 Sanyo Electric Co Ltd Objective lens drive device and optical pickup device

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