JP2018063448A - Light source device and projection device - Google Patents
Light source device and projection device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018063448A JP2018063448A JP2017251642A JP2017251642A JP2018063448A JP 2018063448 A JP2018063448 A JP 2018063448A JP 2017251642 A JP2017251642 A JP 2017251642A JP 2017251642 A JP2017251642 A JP 2017251642A JP 2018063448 A JP2018063448 A JP 2018063448A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- light source
- axis
- emitted
- incident
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Microscoopes, Condenser (AREA)
- Optical Filters (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Abstract
Description
本発明は、異型レンズを備える光源装置及び投影装置に関する。 The present invention relates to a light source device and a projection device including an atypical lens.
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。従来、このようなプロジェクタは、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、省電力、高寿命、高輝度なレーザダイオードを用いた投影装置の提案がなされている。 2. Description of the Related Art Today, data projectors are widely used as image projection apparatuses that project a screen of a personal computer, a video image, an image based on image data stored in a memory card or the like onto a screen. Conventionally, projectors using a high-intensity discharge lamp as the light source have been the mainstream. However, in recent years, there have been proposals for projection apparatuses using laser diodes that have low power consumption, long life, and high luminance.
特許文献1に開示される投影装置は、光源として青色波長帯域を発する青色レーザ発光器と、赤色波長帯域光を発する赤色レーザ発光器と、励起光が蛍光体層に照射されることにより緑色波長帯域光を発する蛍光発光装置が備えられる。各色レーザ発光器から出射されたレーザ光は、コリメータレンズを介してマイクロレンズアレイに照射され、これにより均一な強度分布の拡散光とされて表示素子に導光される。同様に、蛍光発光装置からの蛍光光も同じマイクロレンズアレイを介して表示素子に導光される。 The projector disclosed in Patent Document 1 includes a blue laser emitter that emits a blue wavelength band as a light source, a red laser emitter that emits red wavelength band light, and a green wavelength by irradiating a phosphor layer with excitation light. A fluorescent light emitting device that emits band light is provided. Laser light emitted from each color laser emitter is applied to the microlens array via a collimator lens, thereby being diffused light having a uniform intensity distribution and guided to the display element. Similarly, the fluorescent light from the fluorescent light emitting device is also guided to the display element through the same microlens array.
また、レーザダイオードからの出射光における断面形状は楕円形状となることが知られている。特許文献2には、軸方向を一致させた2枚のシリンドリカルレンズを用い、コリメータレンズによりコリメートされたレーザダイオードからの出射光の断面形状を整形して円形とする光源装置が開示されている。 In addition, it is known that the cross-sectional shape of the light emitted from the laser diode is an elliptical shape. Patent Document 2 discloses a light source device that uses two cylindrical lenses whose axial directions coincide with each other and shapes the cross-sectional shape of light emitted from a laser diode collimated by a collimator lens into a circular shape.
特許文献1に開示される投影装置においては、レーザダイオードからの出射光と蛍光発光装置からの蛍光光が同じマイクロレンズアレイを介している。一般に、レーザダイオードからの出射光は、指向性が強く照射範囲が狭い。 In the projection apparatus disclosed in Patent Document 1, the emitted light from the laser diode and the fluorescent light from the fluorescent light emitting device pass through the same microlens array. In general, light emitted from a laser diode has a strong directivity and a narrow irradiation range.
このため、蛍光光である緑色波長帯域光の入射範囲に合わせて調整されたマイクロレンズアレイにレーザ光を入射すると、レーザ光が照射されるマイクロレンズの数が少なく、強度分布の均一化が十分に行われないことがあった。 For this reason, when laser light is incident on a microlens array adjusted according to the incident range of green wavelength band light that is fluorescent light, the number of microlenses irradiated with the laser light is small, and the intensity distribution is sufficiently uniform. There was something that was not done.
また、レーザ光の強度分布の均一化を高めるため、各マイクロレンズを小さくすると、マイクロレンズとマイクロレンズとの接合部による透過光の損失が大きくなり、光の利用効率を低下させることとなった。 In addition, if each microlens is made smaller in order to increase the uniformity of the intensity distribution of the laser light, the loss of transmitted light at the joint between the microlens and the microlens increases, and the light use efficiency is reduced. .
一方、コリメータレンズによりレーザ光の照射範囲を広げて透過するマイクロレンズの数を増やす場合には、レーザ光の断面楕円形状の長軸方向を取り込むため、コリメータレンズが大型化し、ひいては投影装置の大型化を招くことになってしまう。 On the other hand, when the number of transmitting microlenses is increased by expanding the laser light irradiation range using a collimator lens, the collimator lens becomes larger in size because the major axis direction of the elliptical cross section of the laser light is taken in. It will lead to change.
また、レーザ光のレンズ出射面での断面形状が円形でない、あるいは、正確にコリメートされていなくてよい用途であったとしても、光軸に対する出射角度が一様でない(楕円状に広がる)とその後の利用に対して好ましくない場合がある。 Even if the laser light exit surface is not circular or does not need to be accurately collimated, the exit angle with respect to the optical axis is not uniform (spread in an elliptical shape) and thereafter May not be preferred for the use of
よって、本発明は、レーザ光の照射範囲を広げつつ光軸に対する出射角度を一様にする異型レンズを備える光源装置及び投影装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a light source device and a projection device including an atypical lens that makes the emission angle with respect to the optical axis uniform while expanding the irradiation range of laser light.
本発明の光源装置は、励起光源と、前記励起光源に対向する蛍光板と、前記励起光源から発せられる光によって発光する前記蛍光板からの蛍光光の波長帯域と異なる少なくとも2種類の波長帯域の光を発する断面楕円形状の光を出射するレーザダイオードと、前記レーザダイオードから出射された光が入射光として入射され、前記入射光の光軸と直交する前記断面楕円形状の長手方向を第1軸方向として、前記入射光の出射方向に向けて凹状に形成され、前記第1軸に対して直交する断面における凹縁が円弧状に形成される長尺凹状部を有する入射部と、前記入射部に入射される前記入射光が出射され、凸状に形成される出射部と、を含む異型レンズと、前記励起光源の発する光束の光軸と前記異型レンズから出射された前記レーザダイオードの発する光束の光軸とを直交させ、両光軸の交わる位置に配置されるダイクロイックミラーと、前記レーザダイオードからの光が前記ダイクロイックミラーを透過した光路上に配置されるマイクロレンズアレイと、を備え、前記ダイクロイックミラーで反射された蛍光光と前記ダイクロイックミラーを透過した前記レーザダイオードの光は前記マイクロレンズアレイ方向に向けて射出され、前記蛍光光は断面形状が円形の光として前記マイクロレンズアレイの所定の大きさの領域に照射され、前記レーザダイオードの光は前記マイクロレンズアレイの前記所定の大きさの領域に対応するとともに、断面形状の円形の直径が前記所定の大きさの領域の略半分の大きさで、互いに並ぶように照射されることを特徴とする。 The light source device of the present invention is configured to emit light of at least two types of wavelength bands different from the wavelength band of the fluorescent light from the fluorescent light emitted from the excitation light source, the fluorescent plate facing the excitation light source, and the light emitted from the excitation light source. A laser diode that emits light having an elliptical cross section and light emitted from the laser diode is incident as incident light, and the longitudinal direction of the elliptical cross section that is orthogonal to the optical axis of the incident light is defined as a first axial direction. An incident part having a long concave part formed in a concave shape in a cross-section perpendicular to the first axis and formed in a concave shape toward the emission direction of the incident light, and incident on the incident part And a laser beam emitted from the atypical lens and an optical axis of a light beam emitted from the excitation light source. A dichroic mirror disposed at a position where both optical axes intersect, and a microlens array disposed on an optical path through which light from the laser diode has passed through the dichroic mirror. The fluorescent light reflected by the dichroic mirror and the light of the laser diode that has passed through the dichroic mirror are emitted toward the microlens array, and the fluorescent light is emitted as light having a circular cross-sectional shape. The laser diode light corresponds to the region of the predetermined size of the microlens array, and the circular diameter of the cross-sectional shape is an abbreviation of the region of the predetermined size. It is characterized by being irradiated so as to be aligned with each other at half the size.
本発明の投影装置は、上述の本発明に係る光源装置と、前記光源装置からの光源光が照射され、画像光を形成する表示素子と、前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影側光学系と、前記表示素子と、前記光源装置を制御する投影装置制御手段と、を有することを特徴とする。 The projection device of the present invention includes a light source device according to the present invention described above, a display element that is irradiated with light source light from the light source device to form image light, and the image light emitted from the display element on a screen. A projection-side optical system for projecting, the display element, and a projection device control means for controlling the light source device.
本発明によれば、レーザ光の照射範囲を広げつつ光軸に対する出射角度を一様にする異型レンズと、この異型レンズを備える光源装置及び投影装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the atypical lens which makes the radiation | emission angle with respect to an optical axis uniform, extending the irradiation range of a laser beam, and a light source device and a projection apparatus provided with this atypical lens can be provided.
(第1の実施形態)
以下、本発明に係る第1の実施形態を図1〜図7に基づいて説明する。図1は、投影装置10の外観斜視図である。なお、本実施形態において、投影装置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、前後とは投影装置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。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an external perspective view of the
そして、投影装置10は、図1に示すように、略直方体形状であって、投影装置10筐体の前方の側板とされる正面板12の側方に投影部を有するとともに、この正面板12には複数の排気孔17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。
As shown in FIG. 1, the
また、筐体の上ケース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、オフを切りかえる投影スイッチキー、光源ユニット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。また、上ケース11は、投影装置10の筐体の上面と左側面の一部までを覆っており、故障時等には上ケース11を下ケース16から取り外せる構成とされている。
The
さらに、筐体の背面には、図示されない背面板にUSB端子やアナログRGB映像信号が入力される映像信号入力用の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が設けられている。また、背面板には、複数の吸気孔が形成されている。 In addition, an input / output connector is provided on the rear surface of the housing, which is provided with a D-SUB terminal, an S terminal, an RCA terminal, an audio output terminal, etc. for inputting a USB terminal or an analog RGB video signal on a back plate (not shown). And various terminals such as a power adapter plug are provided. In addition, a plurality of intake holes are formed in the back plate.
次に、投影装置10の投影装置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。投影装置制御手段は、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。
Next, the projection device control means of the
この制御部38は、投影装置10内の各回路の動作制御を司るものであって、CPU、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。
The
そして、この制御手段により、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。
By this control means, image signals of various standards input from the input /
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。
The
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る。
The
そして、この投影装置10では、光源装置60から出射された光線束について光学系を介して表示素子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、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。
In the
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。
The image compression /
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。
Further, the image compression /
そして、筐体の上ケース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。
Then, the operation signal of the key /
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48を駆動して拡声放音させる。
Note that an
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の光が光源装置60から出射されるように、光源装置60の赤色光源装置、緑色光源装置及び青色光源装置の発光を個別に制御する。
Further, the
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投影装置10本体の電源オフ後も冷却ファンの回転を持続させる、あるいは、温度センサによる温度検出の結果によっては投影装置10本体の電源をオフにする等の制御も行う。
Further, the
次に、この投影装置10の内部構造について述べる。図3は、投影装置10の内部構造を示す平面模式図である。投影装置10は、中央部分に光源装置60を備え、光源装置60の左側方に投影側光学系220のレンズ鏡筒225を備えている。また、投影装置10は、レンズ鏡筒225と背面板13との間にDMD等の表示素子51を備えている。投影装置10は、表示素子51と背面板13との間に、表示素子51を冷却させるヒートシンク191を備えている。さらに、投影装置10は、光源装置60の下方に主制御回路基板を備えている。
Next, the internal structure of the
光源装置60は、緑色波長帯域光を出射する緑色光源装置80と、赤色波長帯域光を出射する赤色光源装置120と、青色波長帯域光を出射する青色光源装置300と、導光光学系140とにより形成されている。
The
青色光源装置300と赤色光源装置120は、各色光源装置からの出射光の光軸と、励起光照射装置70及び緑色光源装置80である蛍光発光装置100から出射される蛍光発光光の光軸とが直交するように配置されている。
The blue
赤色光源装置120と青色光源装置300は、赤色光源装置120を前方側として前後に並べられて配置されている。赤色光源装置120は、1個の赤色レーザダイオード121と、この赤色レーザダイオード121の光軸上に配置される異型レンズ(ここでは、コリメータレンズ)400とにより形成されている。同様に、青色光源装置300は、1個の青色レーザダイオード301と、この青色レーザダイオード301の光軸上に配置される異型レンズ400とにより形成さる。赤色レーザダイオード121と青色レーザダイオード301は、左側板14側に向けて出射されるように配置されている。
The red
赤色レーザダイオード121及び青色レーザダイオード301から出射されるレーザ光は、異型レンズ400により、それぞれレーザ光の断面楕円形状が円形に整形されるとともにコリメートされた平行光に変換される。この異型レンズ400については、詳細を後述する。
Laser light emitted from the
光源装置60と右側板15との間には、赤色光源装置120の赤色レーザダイオード121及び青色光源装置300の青色レーザダイオード301を冷却するヒートシンク131,190を備えている。
Heat sinks 131 and 190 for cooling the
ヒートシンク131、190と正面板12との間には、冷却ファン261が配置されている。冷却ファン261は、ヒートシンク131、190によって暖められた冷却媒体を吸い込んで装置外部に排出する。
A cooling
緑色光源装置80は、投影装置10筐体の左右方向における略中央部分に配置される励起光照射装置70及びこの励起光照射装置70から出射される光線束の光軸上であって正面板12の近傍に配置される蛍光発光装置100により形成されている。
The green
励起光源とされる励起光照射装置70は、2個の青色レーザダイオード71により構成されている。2個の青色レーザダイオード71は、背面板13と光軸が垂直になるよう左右に並べて配置されている。そして、青色レーザダイオード71と背面板13との間には、ヒートシンク81が配置されている。各青色レーザダイオード71の光軸上には、各青色レーザダイオード71からの出射光を平行光に変換する集光レンズであるコリメータレンズ73がそれぞれ配置されている。
The excitation
ヒートシンク81と背面板13との間には、冷却媒体として外気をヒートシンク81側に送風する送風ファンである冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261とヒートシンク81とによって青色レーザダイオード71が冷却される。
Between the
緑色光源装置80における蛍光発光装置100は、正面板12と平行となるように、つまり、励起光照射装置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板とされる蛍光ホイール101と、この蛍光ホイール101を回転駆動するホイールモータ110と、蛍光ホイール101から背面板13方向に出射される光線束を集光する集光レンズ群111と、を備える。ホイールモータ110と正面板12との間にはヒートシンク130等が配置されており、これらによって蛍光ホイール101が冷却される。
The fluorescent
蛍光ホイール101は、円板状の金属基材であって、青色レーザダイオード71からの出射光を励起光として緑色波長帯域の蛍光発光光を出射する環状の蛍光発光領域が凹部として形成され、励起光を受けて蛍光発光する蛍光体層が設けられる。そして、蛍光発光領域を含む蛍光ホイール101の青色レーザダイオード71側の表面は、銀蒸着等によってミラー加工されることで光を反射する反射面が形成され、この反射面上に緑色蛍光体の層が敷設されている。
The
蛍光ホイール101の緑色蛍光体層に照射された励起光照射装置70からの出射光は、緑色蛍光体層における緑色蛍光体を励起する。そして、緑色蛍光体から全方位に蛍光発光された光線束は、直接、青色レーザダイオード71側へ、あるいは、蛍光ホイール101の反射面で反射した後に青色レーザダイオード71側へ出射される。
The emitted light from the excitation
また、蛍光体層の蛍光体に吸収されることなく、金属基材に照射された励起光は、反射面により反射されて再び蛍光体層に入射し、蛍光体を励起することとなる。よって、蛍光ホイール101の凹部の表面を反射面とすることにより、励起光照射装置70から出射される励起光の利用効率を上げることができ、より明るく発光させることができる。
Moreover, the excitation light irradiated to the metal substrate without being absorbed by the phosphor of the phosphor layer is reflected by the reflecting surface and is incident on the phosphor layer again to excite the phosphor. Therefore, by using the surface of the concave portion of the
そして、赤色光源装置120から出射される赤色波長帯域光及び青色光源装置300から出射される青色波長帯域光の光軸と、励起光照射装置70から出射される青色波長帯域光及び緑色光源装置80から出射される緑色波長帯域光の光軸と、が直交して交差する位置に、青色及び赤色波長帯域光を透過し、緑色波長帯域光を反射してこの緑色光の光軸を左側板14方向に90度変換するダイクロイックミラー141が配置されている。したがって、1枚のダイクロイックミラー141により、赤色波長帯域光、緑色波長帯域光及び青色波長帯域光の各光を同一の光路に重ね合わせることができる。
The red wavelength band light emitted from the red
そして、ダイクロイックミラー141の左方には、マイクロレンズアレイ145が配置されている。マイクロレンズアレイ145は、各色波長帯域光を拡散させると共に各マイクロレンズアレイ145を透過した光を重ね合わせ、各波長帯域光における強度分布を均一化させるものである。
A
本実施形態におけるマイクロレンズは、レンズ形状として平面視横長矩形形状の両凸レンズを格子状に配列されているものである。そして、マイクロレンズアレイ145の左側板14側には、集光レンズ147が配置される。集光レンズ147は、マイクロレンズアレイ145を透過した拡散均一光を表示素子51の有効サイズに集光させる。そして、導光光学系140は、ダイクロイックミラー141、マイクロレンズアレイ145、集光レンズ147により形成されている。
The microlens in the present embodiment is a lens in which biconvex lenses having a horizontally long rectangular shape in a plan view are arranged in a lattice shape. A condensing
光源側光学系170は、光軸変換ミラー173,コンデンサレンズ174が設けられている。なお、コンデンサレンズ174は、表示素子51から出射された光を集光して、レンズ鏡筒225に入射させるので、投影側光学系220の構成要素の一つともされる。
The light source side
光源装置60からの出射光は、マイクロレンズアレイ145により、均一な強度分布とされ、集光レンズ147を介して光軸変換ミラー173に出射される。一方、表示素子51の前方には、コンデンサレンズ174が備えられている。よって、光軸変換ミラー173により反射された光源光は、コンデンサレンズ174により効果的に表示素子51に照射される。
Light emitted from the
表示素子51で反射されたオン光は、投影光として投影側光学系220によりスクリーンに放出される。この投影側光学系220のレンズ鏡筒225は、レンズ鏡筒225に内蔵される固定レンズ群及び可動レンズ群235を備えてズーム機能を備えた可変焦点型レンズとされる。可動レンズ群235は、レンズモータを駆動源として、ズーム調整やフォーカス調整を可能とされる。
The on-light reflected by the
このように投影装置10を構成することで、蛍光ホイール101を回転させるとともに励起光照射装置70及び赤色光源装置120、青色光源装置300からそれぞれ異なるタイミングで光を出射すると、赤色、緑色及び青色の各波長帯域光が導光光学系140及び光源側光学系170を介して表示素子51に入射されるため、投影装置10の表示素子51であるDMDがデータに応じて各色の光を時分割表示することにより、スクリーンにカラー画像を投影することができる。
By configuring the
ここで、光源装置60に備えられるレーザダイオード(赤色レーザダイオード121,青色レーザダイオード301)は、一般に、ダイオードの接合面に対する垂直方向と水平方向とで放射角が異なる。このため、図4に示すように、レーザダイオードから出射されるレーザ光の断面は楕円形状となることが知られている。ここでは、以下の説明のため、赤色レーザダイオード121及び青色レーザダイオード301からの出射光における断面楕円形状Pの長軸方向をx軸(第1軸)とし、短軸方向をy軸(第2軸)とし、レーザ光の光軸をz軸と定義する。
Here, the laser diodes (
上記各軸の定義によれば、図3は、y−z平面における配置を示している。よって、赤色レーザダイオード121及び青色レーザダイオード301は、各レーザダイオード121,301から出射されるレーザ光における断面楕円形状Pの長軸方向(x軸方向)が紙面に垂直となるように配置されている。以下の説明においては、図3に示す各レーザダイオード121,301の配置に合わせて、上記のx―y―z軸系に基づいて説明する。
According to the definition of each axis, FIG. 3 shows an arrangement in the yz plane. Therefore, the
図5(a)は、異型レンズ400におけるy−z平面の側面図であり、図5(b)はx−z平面の側面図であり、図5(c)はx−y平面の背面図である。図5(c)に示すように、異型レンズ400は、外形が円形に形成されている。異型レンズ400は、図5(a)における左側に、レーザ光である入射光が入射される入射部410が形成される。そして、異型レンズ400は、図5(a)における右側に、入射部410に入射された入射光が出射される出射部430が形成される。
5A is a side view of the yz plane in the modified
入射部410は、外面が平坦面411として形成されている。この平坦面411の中心部には、入射光の光軸であるz軸と直交するx軸方向を長手方向とされる長尺凹状部412が形成されている。長尺凹状部412は、入射光の出射方向である図5(a)における右方向に向けて、平坦面411から凹状に形成される。そして、x軸に直交する断面における凹縁413は円弧状に形成される。また、図5(b)に示すように、y軸に直交する断面における凹縁414は、直線状に形成される。すなわち、換言すれば、長尺凹状部412は、シリンドリカル形状の凹部として形成されている。
The
出射部430は、異型レンズ400の側面視、すなわち図5(a)及び図5(b)に示すように、出射方向である右側に向けて凸レンズ状に形成されている。そして、出射部430は、図5(a)で示されるx軸に対して直交する断面における円弧状に形成された縁部である円弧縁部432の曲率と、図5(b)で示されるx軸と直交するy軸に対して直交する断面における円弧状に形成された縁部である円弧縁部437の曲率が異なるように形成されている。すなわち、換言すれば、出射部430は、非球面レンズとして形成されている。そして、出射部430の非球面レンズとして形成される部分は、出射部430から出射される光が平行光となるように形成されている。本実施形態においては、円弧縁部432の曲率は、円弧縁部437の曲率よりも大きく形成されている。
As shown in the side view of the
次に、図6に基づいて、各レーザダイオードから出射されるレーザ光が異型レンズ400を透過する様子について説明する。図6(a)はy−z平面を示し、図6(b)はx−z平面を示す。図6(a)及び図6(b)に示すように、レーザダイオード(赤色レーザダイオード121,青色レーザダイオード301)からの出射光であるレーザ光LRは、断面楕円形状Pの長軸方向(x軸方向)が異型レンズ400の長尺凹状部412の長手方向に合うようにして入射部410の長尺凹状部412に入射される。
Next, how the laser light emitted from each laser diode passes through the
従って、図6(a)に示すように、レーザダイオード(赤色レーザダイオード121,青色レーザダイオード301)からの出射光であるレーザ光LRの断面楕円形状Pの短軸方向(y軸方向)は、長尺凹状部412の凹縁413により幅を広げられる。このとき、レーザ光LRのy軸方向の幅は、出射部430におけるレーザ光LRのx軸方向の幅と同等となるように広げられる。一方、図6(b)に示すように、レーザ光LRのx軸方向の幅は長尺凹状部412によっては広げられることはなく、異型レンズ400の材質の屈折率に従って広がるのみである。
Therefore, as shown in FIG. 6A, the minor axis direction (y-axis direction) of the elliptical cross section P of the laser beam LR that is the emitted light from the laser diode (
そして、異型レンズ400の出射部430から出射されるレーザ光LRは、非球面レンズとして形成される凸レンズ状部分により平行光として出射される。出射部430から出射されたレーザ光LRは、ダイクロイックミラー141を透過し、マイクロレンズアレイ145に照射される。
Then, the laser light LR emitted from the emitting
図7は、各色レーザダイオードから出射されたレーザ光がマイクロレンズアレイ145に照射された様子を示す。なお、図7は、x−y平面におけるマイクロレンズアレイ145が表されている。図7に示す通り、赤色レーザダイオード121及び青色レーザダイオード301から出射されたレーザ光は、異型レンズ400により、断面形状を円形に整形された平行光であるレーザ光121LR及び301LRとしてマイクロレンズアレイ145に照射される。また、緑色光源装置80からの蛍光光は、蛍光光80FRとして断面形状が円形の光としてマイクロレンズアレイ145に照射される。
FIG. 7 shows a state in which laser light emitted from each color laser diode is applied to the
このようにして、各レーザダイオードからのレーザ光は、異型レンズ400により、断面楕円形から断面円形に整形されてマイクロレンズアレイ145に照射されるので、x軸方向の幅が同等であって、y軸方向の幅が短い断面楕円形のレーザ光が通常のコリメータレンズを介してマイクロレンズアレイ145に照射される場合に比べて、レーザ光が入射されるマイクロレンズの数(セル数)を増やすことができる。
In this way, the laser light from each laser diode is shaped by the
なお、本実施形態においては、非球面レンズとして形成される出射部430から出射されるレーザ光LRは平行光に変換されるよう出射部430を形成したが、x軸方向及びy軸方向共に数度程度の広がり角度を有するように出射部430を形成することもできる。そして、出射部430は、出射光の光軸に対する出射角度がx軸方向とy軸方向とで同じになるように形成されている。
In the present embodiment, the
(第2の実施形態)
次に、本発明に係る第2の実施形態を図8に基づいて説明する。本実施形態は、第1の実施形態における異型レンズ400を、図8に示す異型レンズ500に変更したものである。よって、この異型レンズ500以外の箇所については第1実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the modified
図8(a)は異型レンズ500のy−z平面の側面図であり、図8(b)はx−z平面の側面図であり、図8(c)はx−y平面の背面図である。図8(c)に示すように、異型レンズ500は、外形を円形に形成されている。異型レンズ500は、図8(a)における左側に、レーザ光である入射光が入射される入射部510が形成される。そして、異型レンズ500は、図5(a)における右側に、入射部510に入射された入射光が出射される出射部530が形成される。
8A is a side view of the yz plane of the modified
入射部510は、入射光側の面が平坦面511として形成され、この平坦面511の中心部には、入射光の光軸であるz軸と直交するx軸方向を長手方向とされる長尺凹状部512が形成されている。長尺凹状部512は、入射光の出射方向である図8(a)における右方向に向けて、平坦面から凹状に形成される。そして、x軸に直交する断面における凹縁513は円弧状に形成され、y軸に直交する断面における凹縁514も円弧状に形成される。すなわち、換言すれば、長尺凹状部512は、x軸方向を長軸とする楕円回転面形状の凹部として形成されている。そして、凹縁513と凹縁514の曲率は異なるようにして形成されている。本実施形態においては、凹縁513の曲率は、凹縁514の曲率よりも大きく形成されている。
The
出射部530は、第1の実施形態における出射部430と同様である。すなわち、異型レンズ500の側面視である図8(a)及び図8(b)に示すように、出射部530は、出射方向である右側に向けて凸レンズ状に形成されている。そして、図8(a)で示されるx軸に対して直交する断面における円弧532の曲率と、図8(b)で示されるx軸と直交するy軸に対して直交する断面における円弧537の曲率は、異なるように形成されている。すなわち、換言すれば、出射部530における凸レンズ状部分は、非球面レンズとして形成されている。そして、出射部530の非球面レンズとして形成される部分は、出射部530から出射される光が平行光となるように形成されている。
The
異型レンズ500の入射部510における長尺凹状部512に対して、赤色レーザダイオード121,青色レーザダイオード301からのレーザ光は、第1の実施形態と同様に、断面楕円形状Pの長軸方向(x軸方向)が長尺凹状部512の長手方向と合致されて入射される。すると、レーザ光における断面楕円形状Pの短軸方向(y軸方向)は凹縁513により広げられる。さらに、断面楕円形状Pの長軸方向(x軸方向)は、凹縁514により広げられる。各凹縁513,514により広げられた光の幅は、出射部530において同等の幅とされる。よって、マイクロレンズアレイ145に照射されるレーザ光は、断面形状が円形とされる。
The laser light from the
このように、本実施形態においては、x軸方向のみならず、y軸方向についてもレーザ光の幅を広げることができる。よって、マイクロレンズアレイ145に照射されるレーザ光の範囲をより広げることができる。または、赤色及び青色レーザダイオード121,301と異型レンズ500との距離を近接させて、所定直径の円形としたレーザ光を出射可能な小型のレーザ発光素子とすることができる。
Thus, in the present embodiment, the width of the laser beam can be widened not only in the x-axis direction but also in the y-axis direction. Therefore, the range of laser light irradiated to the
(第3の実施形態)
次に、本発明に係る第3の実施形態について、図9に基づいて説明する。本実施形態は、第1の実施形態における異型レンズ400を、図9に示す異型レンズ600に変更したものである。よって、この異型レンズ600以外の箇所については第1の実施形態と同様であるので、同一の部材、箇所については同一の符号を付して、その説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the modified
異型レンズ600は、赤色レーザダイオード121,青色レーザダイオード301側に配置される第1のレンズ部材601と、マイクロレンズアレイ145側に配置される第2のレンズ部材602とにより構成される。第1のレンズ部材601の全体の形状は、x軸方向を長手方向とする箱型形状に形成されている。第1のレンズ部材601は、赤色レーザダイオード121,青色レーザダイオード301側に、レーザ光が入射される入射部610が形成される。
The
入射部610には、x軸方向を長手方向として、入射光の出射方向に向けて凹状に形成される長尺凹状部612が形成されている。そして、x軸に直交する断面における凹縁613は円弧状に形成され、y軸に直交する断面における凹縁614は、直線状に形成される。すなわち、換言すれば、長尺凹状部612は、シリンドリカル形状の凹部として形成されている。第1のレンズ部材601における入射部610の反対側は、平坦面とされる出射面618が形成されている。
The
一方、第2のレンズ部材602は、第1のレンズ部材601側の面が平坦面とされる入射面634が形成されている。入射面634の反対側には、レーザ光が出射される出射部630が形成されている。出射部630は、出射方向である右側に向けて凸レンズ状に形成されている。そして、図9(a)で示されるx軸に対して直交する断面における円弧632の曲率と、図9(b)で示されるx軸と直交するy軸に対して直交する断面における円弧637の曲率は、異なるように形成されている。すなわち、換言すれば、出射部630における凸レンズ状部分は、非球面レンズとして形成されている。そして、出射部630の非球面レンズとして形成される部分は、出射部630から出射される光が平行光となるように形成されている。
On the other hand, the
このようにして構成される異型レンズ600においても、レーザ光の断面形状は円形形状になるよう整形される。すなわち、入射部610に入射されたレーザ光LRは、長尺凹状部612の凹縁613により、x軸方向の幅が広げられる。y軸方向については、第1のレンズ部材601の材質に起因する屈折率により広げられる。そして、出射面618から出射されたレーザ光LRは、第1のレンズ部材601と第2のレンズ部材602との間の空気層によりx軸方向及びy軸方向ともに広げられ、入射面634から第2のレンズ部材602に入射される。そして、第2のレンズ部材602の出射部630におけるx軸方向及びy軸方向の幅は同じ幅とされる。よって、出射部630から出射されるレーザ光LRは、断面形状が円形形状に整形される。
Also in the
このように、異型レンズ600は、第1のレンズ部材601と第2のレンズ部材602との間に空気層が介在するため、レーザ発光素子から出射部630までの距離を短くしつつレーザ光LRのx軸方向及びy軸方向をさらに広げることができる。
Thus, since the
なお、本実施形態における長尺凹状部612は、第1の実施形態における長尺凹状部412と同様にシリンドリカル形状の凹部として形成したが、第2の実施形態における長尺凹状部512と同様に、x軸方向を長軸とする楕円回転面形状の凹部として形成することもできる。
The long
以上、本発明の実施形態によれば、レーザ光が入射される異型レンズ400,500,600は、入射部410,510,610と出射部430,530,630を有する。入射部410,510,610は、入射光の光軸zと直交する第1軸であるx軸を長手方向として、x軸に対して直交する断面が円弧状とされる長尺凹状部412,512,612が形成される。出射部430,530,630は、第1軸とされるx軸に対して直交する断面における曲率と、第1軸とされるx軸と直交する第2軸とされるy軸に対して直交する断面における曲率とが異なるように形成されている。
As described above, according to the embodiment of the present invention, the
これにより、レーザ光の断面楕円形における長軸方向を第1軸(x軸)方向に合わせて異型レンズ400,500,600に入射させて、レーザ光の断面楕円形における短軸方向(第2軸とされるy軸方向)の幅を広げてレーザ光の断面形状を円形とすることができる。また、出射角度特性を軸対称にできる。よって、レーザ光を円形に整形して照射範囲を広げることができる異型レンズ400,500,600を小型に形成し、この異型レンズ400,500,600を備えたレーザ発光素子の大型化を防止することができるとともに、マイクロレンズアレイ145に対して広い範囲でレーザ光を一様に照射させることができる。
As a result, the major axis direction in the cross-sectional ellipse of the laser beam is made incident on the
また、出射部430,530,630は、出射光の光軸に対する出射角度が第1軸であるx軸方向と第2軸であるy軸方向で同じになるように形成した。これにより、異型レンズ400,500,600からの距離に拘らず、出射部430,530,630から出射された出射光の断面形状が円形とされる。
In addition, the
また、長尺凹状部412,612は、第2軸であるy軸に対して直交する断面における凹縁414,614が直線状に形成されている。これにより、長尺凹状部412,612はシリンドリカル形状の凹部として形成することができるので、容易に異型レンズ400,600を製造することができる。
Further, the long
また、長尺凹状部512は、第2軸であるy軸に対して直交する断面における凹縁514が円弧状に形成されるとともに、凹縁514の曲率と凹縁513の曲率が異なるように形成されている。これにより、入射されるレーザ光について、長軸方向である第1軸(x軸)方向の他に、第2軸(y軸)とされる短軸方向についても幅を広げることができる。よって、レーザ光についてさらに広い範囲を照射することができる。
Further, in the long
また、異型レンズ600は、入射部610を有する第1のレンズ部材601と、出射部630を有する第2のレンズ部材602とにより形成した。これにより、第1のレンズ部材601と第2のレンズ部材602の間に空気層を形成することができる。従って、レーザ光についてさらに照射範囲を広げつつ、光軸方向すなわちz軸方向が短く、装置の小型化に好適な異型レンズ600を提供することができる。
In addition, the
また、光源装置60は、異型レンズ400,500,600と、レーザダイオード121,301を有する。そして、レーザダイオード121,301は、レーザダイオードからのレーザ光における断面楕円形状の長軸方向と、異型レンズ400,500,600の長尺凹状部412,512,612とが合わせられるように配置される。これにより、照射範囲を広げつつ小型化された異型レンズ400,500,600を備える光源装置60を提供することができる。
The
また、光源装置60は、異型レンズ400,500,600からの出射光が照射されるマイクロレンズアレイ145が備えられる。従って、レーザ光の照射範囲が広がった円形の光がマイクロレンズアレイ145に照射されるので、レーザ光をより多くのマイクロレンズを透過させることができる。よって、光源装置60は、均一な強度分布の光源光を出射することができる。
The
また、光源装置60は、赤色レーザダイオード121と、青色レーザダイオード301とが備えられる。これにより、赤色レーザダイオード121及び青色レーザダイオード301の各レーザ光について、レーザ光の断面形状を円形且つ、光軸に対する出射角度を軸対称に整形しつつ照射範囲を広げられるとともに小型化された光源装置60を得ることができる。
The
また、光源装置60は、赤色レーザダイオード121と青色レーザダイオード301の他に、さらに緑色波長帯域の蛍光光を出射する緑色光源装置80が備えられる。これにより、赤、緑、青の三色光源を備える光源装置60を得ることができる。
In addition to the
また、光源装置60は、さらにマイクロレンズアレイ145を備え、緑色波長帯域光もマイクロレンズアレイ145に透過される。これにより、マイクロレンズアレイ145に照射される光が、全て断面形状が円形の光であるレーザ光及び蛍光光とすることができるので、マイクロレンズアレイ145前後の光学系の設計条件が明確になり、光学系の構成がし易い光源装置60とすることができる。
The
また、投影装置10は、光源装置60と、表示素子51と、投影側光学系220と、投影装置制御手段とにより形成した。これにより、明るいレーザダイオード121,301からのレーザ光について照度分布が均一とすることができるので、色ムラや照度ムラを低減し、鮮明な投影画像を投影することのできる投影装置10を得ることができる。
The
以上説明した実施形態は、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、発明の趣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。 The embodiment described above is presented as an example, and is not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
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]入射光が入射され、前記入射光の光軸と直交する第1軸方向を長手方向として、前記入射光の出射方向に向けて凹状に形成され、前記第1軸に対して直交する断面における凹縁が円弧状に形成される長尺凹状部を有する入射部と、
前記入射部に入射される前記入射光が出射され、前記第1軸に対して直交する断面における円弧縁部の曲率と、前記光軸および前記第1軸と直交する第2軸に対して直交する断面における円弧縁部の曲率と、が異なるように形成される出射部と、
を備えることを特徴とする異型レンズ。
[2]前記出射部は、出射光の光軸に対する出射角度が前記第1軸方向と前記第2軸方向で同じになるように形成されることを特徴とする前記[1]に記載の異型レンズ。
[3]前記長尺凹状部は、前記第2軸に対して直交する断面における凹縁は直線状に形成されることを特徴とする前記[1]又は前記[2]に記載の異型レンズ。
[4]前記長尺凹状部は、前記第1軸に対して直交する断面における凹縁の曲率と、前記第2軸に対して直交する断面における凹縁の曲率が異なるように形成されることを特徴とする前記[1]又は前記[2]に記載の異型レンズ。
[5]前記入射部と、前記入射部に入射される前記入射光が出射され平坦面として形成される出射面と、を有する第1のレンズ部材と、
前記出射部と、前記出射面から出射された光が入射され平坦面として形成される入射面と、を有する第2のレンズ部材と、
を有することを特徴とする前記[1]乃至前記[4]の何れか記載の異型レンズ。
[6]前記[1]乃至前記[5]の何れか記載の異型レンズと、
レーザダイオードからの出射光が前記異型レンズに入射される前記入射光とされるとともに、前記レーザダイオードは、前記レーザダイオードからの出射光における断面楕円形状の長軸方向が前記第1軸方向となるように配置されることを特徴とする光源装置。
[7]前記異型レンズにおける前記出射部からの出射光は、マイクロレンズアレイに照射され、透過されることを特徴とする前記[6]に記載の光源装置。
[8]前記レーザダイオードは複数設けられるとともに、少なくとも、赤色波長帯域光を出射する赤色レーザダイオードと、青色波長帯域光を出射する青色レーザダイオードと、が含まれることを特徴とする前記[7]に記載の光源装置。
[9]さらに、励起光源からの励起光が照射されることにより緑色波長帯域光の蛍光光が出射される蛍光発光領域を有する蛍光板を備える緑色光源装置と、
を有することを特徴とする前記[8]に記載の光源装置。
[10]前記緑色光源装置からの出射光は、前記マイクロレンズアレイに照射され、透過されることを特徴とする前記[9]に記載の光源装置。
[11]前記[6]乃至前記[10]の何れか記載の光源装置と、
前記光源装置からの光源光が照射され、画像光を形成する表示素子と、
前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影側光学系と、
前記表示素子と、前記光源装置を制御する投影装置制御手段と、
を有することを特徴とする投影装置。
The invention described in the first claim of the present application will be appended below.
[1] Incident light is incident, the first axial direction orthogonal to the optical axis of the incident light is defined as a longitudinal direction, and is formed in a concave shape toward the emission direction of the incident light, and is orthogonal to the first axis. An incident portion having a long concave portion in which a concave edge in a cross section is formed in an arc shape;
The incident light incident on the incident part is emitted, and the curvature of the arc edge in the cross section orthogonal to the first axis is orthogonal to the optical axis and the second axis orthogonal to the first axis. The exit portion formed so that the curvature of the arc edge in the cross section to be different,
An atypical lens comprising:
[2] The variant according to [1], wherein the emission part is formed so that an emission angle of the emitted light with respect to an optical axis is the same in the first axis direction and the second axis direction. lens.
[3] The atypical lens according to [1] or [2], wherein the long concave portion is formed such that a concave edge in a cross section orthogonal to the second axis is linear.
[4] The long concave portion is formed so that the curvature of the concave edge in the cross section orthogonal to the first axis is different from the curvature of the concave edge in the cross section orthogonal to the second axis. The atypical lens according to [1] or [2], wherein
[5] A first lens member having the incident portion and an emission surface formed as a flat surface from which the incident light incident on the incident portion is emitted.
A second lens member having the exit portion and an entrance surface that is formed as a flat surface through which the light emitted from the exit surface is incident;
The atypical lens according to any one of [1] to [4], wherein
[6] The atypical lens according to any one of [1] to [5],
The light emitted from the laser diode is used as the incident light incident on the atypical lens, and the major axis direction of the elliptical cross section of the light emitted from the laser diode is the first axis direction of the laser diode. The light source device is arranged as described above.
[7] The light source device according to [6], wherein the emitted light from the emitting portion in the atypical lens is irradiated to and transmitted through the microlens array.
[8] The above-mentioned [7], wherein a plurality of the laser diodes are provided, and at least a red laser diode that emits red wavelength band light and a blue laser diode that emits blue wavelength band light are included. The light source device according to 1.
[9] Further, a green light source device including a fluorescent plate having a fluorescent light emitting region from which fluorescent light of green wavelength band light is emitted when irradiated with excitation light from the excitation light source;
The light source device according to the above [8], characterized by comprising:
[10] The light source device according to [9], wherein the emitted light from the green light source device is applied to and transmitted through the microlens array.
[11] The light source device according to any one of [6] to [10],
A display element that is irradiated with light source light from the light source device to form image light;
A projection-side optical system that projects the image light emitted from the display element onto a screen;
A projection device control means for controlling the display element and the light source device;
A projection apparatus comprising:
10 投影装置 11 上ケース
12 正面板 13 背面板
14 左側板 15 右側板
16 下ケース 17 排気孔
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 51 表示素子
60 光源装置 70 励起光照射装置
71 青色レーザダイオード 73 コリメータレンズ
80 緑色光源装置 81 ヒートシンク
100 蛍光発光装置
101 蛍光ホイール 110 ホイールモータ
111 集光レンズ群 120 赤色光源装置
121 赤色レーザダイオード 130 ヒートシンク
131 ヒートシンク 140 導光光学系
141 ダイクロイックミラー 145 マイクロレンズアレイ
147 集光レンズ 170 光源側光学系
173 光軸変換ミラー 174 コンデンサレンズ
190 ヒートシンク 191 ヒートシンク
220 投影側光学系 225 レンズ鏡筒
235 可動レンズ群 261 冷却ファン
300 青色光源装置 301 青色レーザダイオード
400 異型レンズ
410 入射部 411 平坦面
412 長尺凹状部 413 凹縁
414 凹縁 430 出射部
432 円弧縁部 437 円弧縁部
500 異型レンズ
510 入射部 511 平坦面
512 長尺凹状部 513 凹縁
514 凹縁 530 出射部
532 円弧 537 円弧
600 異型レンズ 601 第1のレンズ部材
602 第2のレンズ部材 610 入射部
612 長尺凹状部 613 凹縁
614 凹縁 618 出射面
630 出射部 632 円弧
634 入射面 637 円弧
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Projector 11 Upper case 12 Front plate 13 Back plate 14 Left side plate 15 Right side plate 16 Lower case 17 Exhaust hole 21 Input / output connector part 22 Input / output interface 23 Image conversion part 24 Display encoder 25 Video RAM 26 Display drive part 31 Image compression / Expansion unit 32 Memory card 35 Ir receiving unit 36 Ir processing unit 37 Key / indicator unit 38 Control unit 41 Light source control circuit 43 Cooling fan drive control circuit 45 Lens motor 47 Audio processing unit 48 Speaker 51 Display element 60 Light source device 70 Excitation light Irradiation device 71 Blue laser diode 73 Collimator lens 80 Green light source device 81 Heat sink 100 Fluorescent light emitting device 101 Fluorescent wheel 110 Wheel motor 111 Condensing lens group 120 Red light source device 121 Red laser diode 130 Heat thin 131 Heat sink 140 Light guide optical system 141 Dichroic mirror 145 Micro lens array 147 Condensing lens 170 Light source side optical system 173 Optical axis conversion mirror 174 Condenser lens 190 Heat sink 191 Heat sink 220 Projection side optical system 225 Lens barrel 235 Movable lens group 261 Cooling fan 300 Blue light source device 301 Blue laser diode 400 Atypical lens 410 Incident part 411 Flat surface 412 Long concave part 413 Concave edge 414 Concave edge 430 Emitting part 432 Arc edge 437 Arc edge 500 Atypical lens 510 Incident part 511 Flat surface 512 Long concave portion 513 concave edge 514 concave edge 530 emitting portion 532 arc 537 arc 600 atypical lens 601 first lens member 602 second lens member 610 incident portion 612 long concave portion 61 3 concave edge 614 concave edge 618 exit surface 630 exit section 632 arc 634 entrance surface 637 arc
本発明は、光源装置及び投影装置に関する。 The present invention relates to an optical source device and projection system.
よって、本発明は、マイクロレンズアレイから出射される光の範囲を、蛍光光とレーザダイオードで同じにするような光源装置及び投影装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a light source device and a projection device that make the range of light emitted from a microlens array the same for fluorescent light and a laser diode .
本発明の光源装置は、励起光源と、前記励起光源が照射され蛍光光を発する蛍光板と、前記蛍光光の波長帯域と異なる波長帯域の光を出射する複数のレーザダイオードと、前記複数のレーザダイオードから出射された光が入射光として入射されるレンズと、前記蛍光光の光束と前記レンズから出射された前記複数のレーザダイオードの発する光束とを合成する合成光学系と、前記合成光学系からの出射光の光路上に配置されるマイクロレンズアレイと、を備え、前記マイクロレンズアレイの大きさは前記蛍光光の照射領域に対応する大きさであり、前記複数のレーザダイオードの光は前記マイクロレンズアレイの大きさに照射されるとともに、互いに並ぶように照射されることを特徴とする。 A light source device of the present invention, an excitation light source, a fluorescent plate the excitation light source that emits the irradiated fluorescent light, a plurality of laser diodes that I De light of different that wavelength band and wavelength bandwidth before Kihotaru light beam, synthesis light emitted from the plurality of laser diodes are synthesized and lenses to be incident, and a light flux emitted from the plurality of laser diodes emitted from the light beam and the previous sharp lens of the fluorescent light as the incident light An optical system, and a microlens array disposed on an optical path of light emitted from the combining optical system , and the size of the microlens array is a size corresponding to an irradiation area of the fluorescent light, with light of a plurality of laser diodes is irradiated to the size of the microlens array, characterized in that it is irradiated to an alignment in one another.
本発明によれば、マイクロレンズアレイから出射される光の範囲を、蛍光光とレーザダイオードで同じにするような光源装置及び投影装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the light source device and projection apparatus which make the range of the light radiate | emitted from a microlens array the same with fluorescent light and a laser diode can be provided.
Claims (9)
前記励起光源に対向する蛍光板と、
前記励起光源から発せられる光によって発光する前記蛍光板からの蛍光光の波長帯域と異なる少なくとも2種類の波長帯域の光を発する断面楕円形状の光を出射するレーザダイオードと、
前記レーザダイオードから出射された光が入射光として入射され、前記入射光の光軸と直交する前記断面楕円形状の長手方向を第1軸方向として、前記入射光の出射方向に向けて凹状に形成され、前記第1軸に対して直交する断面における凹縁が円弧状に形成される長尺凹状部を有する入射部と、前記入射部に入射される前記入射光が出射され、凸状に形成される出射部と、を含む異型レンズと、
前記励起光源の発する光束の光軸と前記異型レンズから出射された前記レーザダイオードの発する光束の光軸とを直交させ、両光軸の交わる位置に配置されるダイクロイックミラーと、
前記レーザダイオードからの光が前記ダイクロイックミラーを透過した光路上に配置されるマイクロレンズアレイと、
を備え、
前記ダイクロイックミラーで反射された蛍光光と前記ダイクロイックミラーを透過した前記レーザダイオードの光は前記マイクロレンズアレイ方向に向けて射出され、
前記蛍光光は断面形状が円形の光として前記マイクロレンズアレイの所定の大きさの領域に照射され、
前記レーザダイオードの光は前記マイクロレンズアレイの前記所定の大きさの領域に対応するとともに、断面形状の円形の直径が前記所定の大きさの領域の略半分の大きさで、互いに並ぶように照射されることを特徴とする光源装置。 An excitation light source;
A fluorescent plate facing the excitation light source;
A laser diode that emits light having an elliptical cross section that emits light of at least two types of wavelength bands different from the wavelength band of the fluorescent light emitted from the fluorescent plate that emits light by the light emitted from the excitation light source;
The light emitted from the laser diode is incident as incident light, and the longitudinal direction of the elliptical cross section perpendicular to the optical axis of the incident light is defined as a first axial direction and is formed in a concave shape toward the emission direction of the incident light. An incident portion having a long concave portion in which a concave edge in a cross section perpendicular to the first axis is formed in an arc shape, and the incident light incident on the incident portion is emitted and formed in a convex shape An atypical lens including a light emitting portion,
A dichroic mirror disposed at a position where both optical axes intersect, with the optical axis of the luminous flux emitted from the excitation light source orthogonal to the optical axis of the luminous flux emitted from the laser diode emitted from the atypical lens;
A microlens array disposed on an optical path through which light from the laser diode passes through the dichroic mirror;
With
The fluorescent light reflected by the dichroic mirror and the light of the laser diode that has passed through the dichroic mirror are emitted toward the microlens array direction,
The fluorescent light is applied to a region of a predetermined size of the microlens array as light having a circular cross-sectional shape,
The light from the laser diode corresponds to the region of the predetermined size of the microlens array, and the circular diameter of the cross-sectional shape is approximately half the size of the region of the predetermined size and is irradiated so as to be aligned with each other. A light source device.
前記入射部と、前記入射部に入射される前記入射光が出射され平坦面として形成される出射面と、を有する第1のレンズ部材と、
前記出射部と、前記出射面から出射された光が入射され平坦面として形成される入射面と、を有する第2のレンズ部材と、
を有することを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか記載の光源装置。 The atypical lens is
A first lens member having the incident portion, and an emission surface that is formed as a flat surface from which the incident light incident on the incident portion is emitted;
A second lens member having the exit portion and an entrance surface that is formed as a flat surface through which the light emitted from the exit surface is incident;
The light source device according to claim 1, comprising:
前記光源装置からの光源光が照射され、画像光を形成する表示素子と、
前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影側光学系と、
前記表示素子と、前記光源装置を制御する投影装置制御手段と、
を有することを特徴とする投影装置。 A light source device according to any one of claims 1 to 8,
A display element that is irradiated with light source light from the light source device to form image light;
A projection-side optical system that projects the image light emitted from the display element onto a screen;
A projection device control means for controlling the display element and the light source device;
A projection apparatus comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017251642A JP2018063448A (en) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | Light source device and projection device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017251642A JP2018063448A (en) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | Light source device and projection device |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014168393A Division JP6270045B2 (en) | 2014-08-21 | 2014-08-21 | Light source device and projection device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018063448A true JP2018063448A (en) | 2018-04-19 |
Family
ID=61967838
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017251642A Pending JP2018063448A (en) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | Light source device and projection device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2018063448A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021149573A1 (en) * | 2020-01-20 | 2021-07-29 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Projection type image display device |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63118714U (en) * | 1987-01-23 | 1988-08-01 | ||
JP2002373448A (en) * | 2001-06-15 | 2002-12-26 | Ricoh Co Ltd | Optical disk device and manufacturing method of optical element of the same |
JP2003188452A (en) * | 2001-12-14 | 2003-07-04 | Minolta Co Ltd | Light source device and optical pickup |
JP2004037826A (en) * | 2002-07-03 | 2004-02-05 | Konica Minolta Holdings Inc | Optical element and optical pickup device |
US20090135377A1 (en) * | 2007-11-05 | 2009-05-28 | Lg Electronics Inc. | Projection display device |
CN103176226A (en) * | 2012-11-03 | 2013-06-26 | 西安华科光电有限公司 | Dodging special-shaped lens used for shaping semiconductor laser leams, dodging laser source and optical system |
JP2013190591A (en) * | 2012-03-14 | 2013-09-26 | Casio Comput Co Ltd | Light source device and projector |
JP2014119681A (en) * | 2012-12-19 | 2014-06-30 | Casio Comput Co Ltd | Light source device and projector |
-
2017
- 2017-12-27 JP JP2017251642A patent/JP2018063448A/en active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63118714U (en) * | 1987-01-23 | 1988-08-01 | ||
JP2002373448A (en) * | 2001-06-15 | 2002-12-26 | Ricoh Co Ltd | Optical disk device and manufacturing method of optical element of the same |
JP2003188452A (en) * | 2001-12-14 | 2003-07-04 | Minolta Co Ltd | Light source device and optical pickup |
JP2004037826A (en) * | 2002-07-03 | 2004-02-05 | Konica Minolta Holdings Inc | Optical element and optical pickup device |
US20090135377A1 (en) * | 2007-11-05 | 2009-05-28 | Lg Electronics Inc. | Projection display device |
JP2013190591A (en) * | 2012-03-14 | 2013-09-26 | Casio Comput Co Ltd | Light source device and projector |
CN103176226A (en) * | 2012-11-03 | 2013-06-26 | 西安华科光电有限公司 | Dodging special-shaped lens used for shaping semiconductor laser leams, dodging laser source and optical system |
JP2014119681A (en) * | 2012-12-19 | 2014-06-30 | Casio Comput Co Ltd | Light source device and projector |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021149573A1 (en) * | 2020-01-20 | 2021-07-29 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Projection type image display device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6270045B2 (en) | Light source device and projection device | |
US8721087B2 (en) | Light source device and projector | |
US9207522B2 (en) | Light source unit and projector | |
US9823463B2 (en) | Light source unit emitting the three primary colors of light and projector including the light source unit | |
JP5910868B2 (en) | Light source device and projector | |
JP5962944B2 (en) | Light source device and projector | |
JP6380813B2 (en) | Light source device and projection device | |
JP6260819B2 (en) | Light source device and projector | |
JP6402906B2 (en) | Light source device and projection device | |
US10649323B2 (en) | Light source device and projector | |
JP7460970B2 (en) | Optical wheel, light source device and projection device | |
JP2017156619A (en) | Light source device and projection device | |
JP2013073080A (en) | Light source device and projector | |
JP2013073081A (en) | Light source device and projector | |
JP2009237455A (en) | Light source device and projector | |
JP6579363B2 (en) | Optical wheel device, light source device and projection device | |
JP6701531B2 (en) | Light source device and projection device | |
JP2018063448A (en) | Light source device and projection device | |
JP6432765B2 (en) | Light source device and projector | |
JP2014146037A (en) | Illuminating optical system, light source device, and projector | |
JP6332678B2 (en) | Light source device and projection device | |
JP2018128695A (en) | Light source device and projection device | |
JP2018060223A (en) | Light source device and projector | |
JP2019144530A (en) | Light source device and projection device | |
JP2016057443A (en) | Light source device and projection apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180124 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180124 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20181122 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190108 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20190723 |