JP2018120025A - Lighting system and projector - Google Patents

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坂田 秀文
Hidefumi Sakata
秀文 坂田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lighting system that can reduce optical loss, and to provide a projector that includes the lighting system.SOLUTION: A lighting system comprises a light source device, a light forming optical system, and a diffusion element. The light source device includes a first light emitting element that emits a first light beam and emits light including the first light beam. The light is made incident on the light forming optical system. The light forming optical system includes a first lens on which the first light beam is made incident. The light transmitting through the light forming optical system is made incident on the diffusion element. A lighting area formed by the light on the diffusion element has first edges that are recessed toward the inside of the lighting area. The first lens has a first rotational asymmetrical free-form surface.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、照明装置及びプロジェクターに関するものである。   The present invention relates to a lighting device and a projector.

近年、レーザーアレイから射出した励起光を蛍光体層に集光させた状態で入射させることで蛍光を生成する光源装置が知られている(例えば、下記特許文献1参照)。この光源装置を用いたプロジェクターでは、第1、第2のインテグレータレンズアレイを用いて、被照明領域である光変調装置に蛍光を照射する。   2. Description of the Related Art In recent years, a light source device that generates fluorescence by making excitation light emitted from a laser array incident on a phosphor layer in a condensed state is known (for example, see Patent Document 1 below). In a projector using this light source device, the first and second integrator lens arrays are used to irradiate the light modulation device that is the illuminated region with fluorescence.

また、プロジェクターにおいて、レーザーアレイから射出した励起光を、二枚のマルチレンズアレイと集光レンズとを用いて蛍光体層上に入射させて蛍光を生成する技術が知られている(例えば、下記特許文献2参照)。二枚のマルチレンズアレイと集光レンズとの作用によって、蛍光体層上での励起光のスポットは矩形状となる。   In addition, in a projector, a technique is known in which excitation light emitted from a laser array is incident on a phosphor layer using two multi-lens arrays and a condenser lens to generate fluorescence (for example, the following) Patent Document 2). Due to the action of the two multi-lens arrays and the condenser lens, the spot of the excitation light on the phosphor layer becomes rectangular.

ところで、光変調装置の画像形成領域は矩形状であるため、光変調装置を照明する光の断面形状を矩形状とするのが好ましい。   Incidentally, since the image forming area of the light modulation device is rectangular, it is preferable that the cross-sectional shape of the light that illuminates the light modulation device is rectangular.

特開2012−108486号公報JP 2012-108486 A 特開2014−138148号公報JP 2014-138148 A

そこで、上記特許文献1に開示される光源装置に、上記特許文献2に開示される二枚のマルチレンズアレイを組み合わせることで、蛍光体層上での励起光のスポットを矩形状とすることが考えられる。   Therefore, the spot of the excitation light on the phosphor layer can be made rectangular by combining the light source device disclosed in Patent Document 1 with the two multi-lens arrays disclosed in Patent Document 2. Conceivable.

蛍光体層上での励起光のスポットを矩形状とした場合であっても、蛍光体層の内部における励起光と蛍光の拡散によって、蛍光体層における発光領域は矩形ではなく円形に近い形状となる。
このような円形状の発光領域から射出された光線束によって矩形状の被照明領域を照明する場合、第2のインテグレータレンズアレイの各レンズ上には円形状の光源の像が形成される。第2のインテグレータレンズアレイの各レンズは矩形状であるため、円形の像がレンズの外形よりも大きい場合は、その一部が隣接するレンズに入射するため、被照明領域の外側に逸れてしまい光損失が生じてしまう。これを避けるために円形の像を小さくすると、光線の角度が大きくなり後段の光学系で損失が生じてしまう。
Even when the excitation light spot on the phosphor layer is rectangular, the emission region in the phosphor layer is not rectangular but has a shape close to a circle due to diffusion of excitation light and fluorescence inside the phosphor layer. Become.
When illuminating a rectangular illuminated area with a light bundle emitted from such a circular light emitting area, an image of a circular light source is formed on each lens of the second integrator lens array. Since each lens of the second integrator lens array has a rectangular shape, when a circular image is larger than the outer shape of the lens, a part of the circular image is incident on an adjacent lens, so that it deviates outside the illuminated area. Light loss will occur. If the circular image is made small in order to avoid this, the angle of the light beam becomes large and a loss occurs in the optical system at the subsequent stage.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、光損失を低減できる照明装置を提供することを目的の一つとする。また、前記照明装置を備えるプロジェクターを提供することを目的の一つとする。   This invention is made | formed in view of such a situation, Comprising: It aims at providing the illuminating device which can reduce a light loss. Another object is to provide a projector including the lighting device.

本発明の第1態様に従えば、第1の光束を射出する第1の発光素子を含む光源装置と、前記第1の光束が入射する第1のレンズを含む光成形光学系と、前記光成形光学系を透過した前記第1の光束を含む光源光が入射する拡散素子と、を備え、前記光源光が前記拡散素子上に形成する照明領域は、該照明領域の内側に向かってくぼんだ第1の縁部を有し、前記第1のレンズは、第1の回転非対称自由曲面を有する照明装置が提供される。   According to the first aspect of the present invention, a light source device including a first light emitting element that emits a first light beam, a light shaping optical system including a first lens on which the first light beam is incident, and the light A diffusing element on which light source light including the first light flux that has passed through the shaping optical system is incident, and an illumination area formed on the diffusing element by the light source light is recessed toward the inside of the illumination area An illumination device having a first edge and the first lens having a first rotationally asymmetric free-form surface is provided.

第1態様に係る照明装置では、照明領域において光が拡散素子で拡散されるため、第1の縁部においては発光領域が照明領域の外側に拡がる。これにより、発光領域は、照明領域の形状よりも、少なくとも第1の縁部に対応する部分が矩形に近づいた形状となる。よって、発光領域の光を効率良く利用可能となるので、光損失を低減できる。また、第1のレンズは第1の回転非対称自由曲面を有するので、照明領域の形状の制御が容易である。   In the illumination device according to the first aspect, since light is diffused by the diffusing element in the illumination area, the light emitting area spreads outside the illumination area at the first edge. As a result, the light emitting region has a shape in which at least a portion corresponding to the first edge portion is closer to a rectangle than the shape of the illumination region. Therefore, light in the light emitting region can be used efficiently, and light loss can be reduced. Further, since the first lens has the first rotationally asymmetric free-form surface, it is easy to control the shape of the illumination area.

上記第1態様において、前記照明領域の外形は、前記照明領域の内側に向かってくぼんだ、前記第1の縁部を含む複数の縁部を有するのが好ましい。
この構成によれば、拡散素子における発光領域をより矩形に近づけることができる。
The said 1st aspect WHEREIN: It is preferable that the external shape of the said illumination area | region has a some edge part including the said 1st edge part recessed toward the inner side of the said illumination area | region.
According to this configuration, the light emitting region in the diffusing element can be made closer to a rectangle.

上記第1態様において、前記第1の回転非対称自由曲面は、xとyとを変数とする式(1)で表されるのが好ましい。   In the first aspect, it is preferable that the first rotationally asymmetric free-form surface is represented by Expression (1) in which x and y are variables.

この構成によれば、x方向の曲率及びy方向の曲率をそれぞれ独立して設計できるので、レンズ設計が容易となる。   According to this configuration, since the curvature in the x direction and the curvature in the y direction can be designed independently, lens design is facilitated.

上記第1態様において、前記式(1)において、pを正の整数としたとき、x2p2pで表される項を少なくとも一つ含むことが好ましい。
この構成によれば、第1の光束が拡散素子上に形成するスポットの対角線方向(x方向及びy方向と交差する方向)の大きさを容易に調整できる。
In the first aspect, it is preferable that the formula (1) includes at least one term represented by x 2p y 2p , where p is a positive integer.
According to this configuration, the size of the spot formed by the first light beam on the diffusing element in the diagonal direction (direction intersecting the x direction and the y direction) can be easily adjusted.

上記第1態様において、前記式(1)において、hを正の整数としたとき、xの項の係数Cはyの項の係数Cと異なっているのが好ましい。
この構成によれば、スポットの大きさをx方向及びy方向においてそれぞれ独立に調整できる。
In the first embodiment, in the formula (1), when the h a positive integer, the coefficient of the term of x h C j is preferably different from the coefficient C j term of y h.
According to this configuration, the spot size can be independently adjusted in the x direction and the y direction.

上記第1態様において、前記式(1)において、xの項の係数Cはxの項の係数Cと異なっているのが好ましい。
この構成によれば、スポットの対角線方向の大きさをx方向及びy方向において精度良く調整できる。
In the first aspect, in the formula (1), the coefficient C j of the term x 2 y 4 is preferably different from the coefficient C j of the term x 4 y 2 .
According to this configuration, the size of the spot in the diagonal direction can be accurately adjusted in the x direction and the y direction.

上記第1態様において、前記光源装置は第2の光を射出する第2の発光素子をさらに備え、前記光成形光学系は、前記第2の光が入射する第2のレンズと、前記第1の光と前記第2の光とを前記拡散素子に入射させるレンズ面とをさらに備え、前記第2のレンズは、第2の回転非対称自由曲面を有するのが好ましい。
この構成によれば、第1の光及び第2の光を用いた場合において、拡散素子における発光領域を矩形に近づけることができる。
In the first aspect, the light source device further includes a second light emitting element that emits second light, and the light shaping optical system includes a second lens on which the second light is incident, and the first lens It is preferable that the lens further includes a lens surface that makes the light and the second light incident on the diffusing element, and the second lens has a second rotationally asymmetric free-form surface.
According to this configuration, when the first light and the second light are used, the light emitting region in the diffusing element can be made close to a rectangle.

上記第1態様において、前記レンズ面は、前記第1の光の主光線と前記第2の光の主光線とが前記拡散素子上の互いに異なる位置に入射するように構成されているのが好ましい。
この構成によれば、第1の光及び第2の光を合成することで所望の形状の照明領域を形成できる。
In the first aspect, the lens surface is preferably configured such that the chief ray of the first light and the chief ray of the second light are incident on different positions on the diffusing element. .
According to this configuration, an illumination area having a desired shape can be formed by combining the first light and the second light.

上記第1態様において、前記拡散素子は波長変換素子を含むのが好ましい。
この構成によれば、波長変換素子から射出される蛍光の発光領域を矩形に近づけることができる。よって、蛍光光の損失を低減できる。
In the first aspect, the diffusion element preferably includes a wavelength conversion element.
According to this configuration, the emission region of the fluorescence emitted from the wavelength conversion element can be made closer to a rectangle. Therefore, loss of fluorescent light can be reduced.

本発明の第2態様に従えば、上記第1態様の照明装置と、前記照明装置から射出された照明光を画像情報に応じて変調して画像光を生成する光変調装置と、前記画像光を投射する投射光学系と、を備えるプロジェクターが提供される。   According to the second aspect of the present invention, the illumination device of the first aspect, a light modulation device that generates illumination light by modulating illumination light emitted from the illumination device according to image information, and the image light And a projection optical system for projecting.

第2態様に係るプロジェクターにおいては、照明装置における光損失が低減されている。   In the projector according to the second aspect, light loss in the illumination device is reduced.

プロジェクターの光学系を示す概略図。Schematic which shows the optical system of a projector. 照明装置の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of an illuminating device. 矩形状の照明領域により生成される発光領域の形状を示す図。The figure which shows the shape of the light emission area | region produced | generated by the rectangular illumination area. 光成形光学系およびその周辺の構成を示す図。The figure which shows the structure of a light shaping optical system and its periphery. 糸巻き状の照明領域により生成される発光領域の形状を示す図。The figure which shows the shape of the light emission area | region produced | generated by the pincushion-like illumination area | region. 青色レーザー光のスポット形状を示した図。The figure which showed the spot shape of the blue laser beam. 青色レーザー光のスポット形状の別の形態を示した図。The figure which showed another form of the spot shape of a blue laser beam. 第三変形例における照明領域を形成する各スポットの形状を示した図。The figure which showed the shape of each spot which forms the illumination area in a 3rd modification. 第四変形例における照明領域を形成する各スポットの形状を示した図。The figure which showed the shape of each spot which forms the illumination area in a 4th modification.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In addition, in the drawings used in the following description, in order to make the features easy to understand, there are cases where the portions that become the features are enlarged for the sake of convenience, and the dimensional ratios of the respective components are not always the same as the actual ones. Absent.

図1は、本実施形態に係るプロジェクターの光学系を示す概略図である。
図1に示すように、プロジェクター1は、照明装置100と、色分離導光光学系200と、液晶光変調装置400Rと、液晶光変調装置400Gと、液晶光変調装置400Bと、クロスダイクロイックプリズム500と、投射光学系600と、を備える。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an optical system of a projector according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the projector 1 includes an illumination device 100, a color separation light guide optical system 200, a liquid crystal light modulation device 400R, a liquid crystal light modulation device 400G, a liquid crystal light modulation device 400B, and a cross dichroic prism 500. And a projection optical system 600.

照明装置100は、第1照明装置101と、第2照明装置102とを含む。第1照明装置101は、赤色光及び緑色光を含む蛍光光YLを色分離導光光学系200に向けて射出する。第2照明装置102は、青色光Bを色分離導光光学系200に向けて射出する。   The lighting device 100 includes a first lighting device 101 and a second lighting device 102. The first lighting device 101 emits fluorescent light YL including red light and green light toward the color separation light guide optical system 200. The second illumination device 102 emits the blue light B toward the color separation light guide optical system 200.

色分離導光光学系200は、ダイクロイックミラー210と、反射ミラー220と、反射ミラー230と、反射ミラー250と、を備える。色分離導光光学系200は、第1照明装置101から射出される黄色の蛍光光YLを赤色光Rと緑色光Gとに分離し、対応する液晶光変調装置400R、液晶光変調装置400Gに導光する。また、色分離導光光学系200は、第2照明装置102から射出される青色光Bを液晶光変調装置400Bに導光する。フィールドレンズ300R、フィールドレンズ300G、およびフィールドレンズ300Bは、色分離導光光学系200と液晶光変調装置400R、液晶光変調装置400G、および液晶光変調装置400Bとの間に配置されている。   The color separation light guide optical system 200 includes a dichroic mirror 210, a reflection mirror 220, a reflection mirror 230, and a reflection mirror 250. The color separation light guide optical system 200 separates the yellow fluorescent light YL emitted from the first illumination device 101 into red light R and green light G, and supplies the light to the corresponding liquid crystal light modulation device 400R and liquid crystal light modulation device 400G. Light guide. The color separation light guide optical system 200 guides the blue light B emitted from the second illumination device 102 to the liquid crystal light modulation device 400B. The field lens 300R, the field lens 300G, and the field lens 300B are disposed between the color separation light guide optical system 200 and the liquid crystal light modulation device 400R, the liquid crystal light modulation device 400G, and the liquid crystal light modulation device 400B.

ダイクロイックミラー210は、赤色光成分を通過させ、緑色光成分を反射するダイクロイックミラーである。反射ミラー220は、緑色光成分を反射するミラーである。反射ミラー230は、赤色光成分を反射するミラーである。反射ミラー250は、青色光成分を反射する反射ミラーである。   The dichroic mirror 210 is a dichroic mirror that transmits a red light component and reflects a green light component. The reflection mirror 220 is a mirror that reflects the green light component. The reflection mirror 230 is a mirror that reflects a red light component. The reflection mirror 250 is a reflection mirror that reflects blue light components.

ダイクロイックミラー210を通過した赤色光Rは、反射ミラー230で反射され、フィールドレンズ300Rを通過して赤色光用の液晶光変調装置400Rの画像形成領域に入射する。ダイクロイックミラー210で反射された緑色光Gは、反射ミラー220でさらに反射され、フィールドレンズ300Gを通過して緑色光用の液晶光変調装置400Gの画像形成領域に入射する。反射ミラー250で反射された青色光Bは、フィールドレンズ300Bを経て青色光用の液晶光変調装置400Bの画像形成領域に入射する。   The red light R that has passed through the dichroic mirror 210 is reflected by the reflecting mirror 230, passes through the field lens 300R, and enters the image forming region of the liquid crystal light modulation device 400R for red light. The green light G reflected by the dichroic mirror 210 is further reflected by the reflection mirror 220, passes through the field lens 300G, and enters the image forming region of the liquid crystal light modulation device 400G for green light. The blue light B reflected by the reflection mirror 250 passes through the field lens 300B and enters the image forming area of the liquid crystal light modulation device 400B for blue light.

液晶光変調装置400R、液晶光変調装置400G、および液晶光変調装置400Bは、入射された色光を画像情報に応じて変調し、各色光に対応するカラー画像を形成する。
図示を省略したが、液晶光変調装置400R、液晶光変調装置400G、および液晶光変調装置400Bの光入射側に、入射側偏光板がそれぞれ配置されている。液晶光変調装置400R、液晶光変調装置400G、および液晶光変調装置400Bの光射出側に、射出側偏光板がそれぞれ配置されている。
The liquid crystal light modulation device 400R, the liquid crystal light modulation device 400G, and the liquid crystal light modulation device 400B modulate incident color light according to image information, and form a color image corresponding to each color light.
Although not shown, incident-side polarizing plates are respectively disposed on the light incident side of the liquid crystal light modulation device 400R, the liquid crystal light modulation device 400G, and the liquid crystal light modulation device 400B. An exit-side polarizing plate is disposed on the light exit side of each of the liquid crystal light modulation device 400R, the liquid crystal light modulation device 400G, and the liquid crystal light modulation device 400B.

クロスダイクロイックプリズム500は、液晶光変調装置400R、液晶光変調装置400G、および液晶光変調装置400Bから射出された各画像光を合成してカラー画像を形成する。クロスダイクロイックプリズム500は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた略X字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。   The cross dichroic prism 500 synthesizes each image light emitted from the liquid crystal light modulation device 400R, the liquid crystal light modulation device 400G, and the liquid crystal light modulation device 400B to form a color image. The cross dichroic prism 500 has a substantially square shape in plan view in which four right-angle prisms are bonded together, and a dielectric multilayer film is formed on a substantially X-shaped interface in which the right-angle prisms are bonded together.

クロスダイクロイックプリズム500から射出されたカラー画像は、投射光学系600によって拡大投射され、スクリーンSCR上で画像を形成する。投射光学系600は、複数の投射レンズで構成されている。   The color image emitted from the cross dichroic prism 500 is enlarged and projected by the projection optical system 600 to form an image on the screen SCR. The projection optical system 600 is composed of a plurality of projection lenses.

続いて、照明装置100の構成について説明する。
図2は照明装置100の概略構成を示す図である。図2に示すように、第1照明装置101は、第1光源装置10と、光成形光学系20と、回転蛍光板30と、ピックアップ光学系60と、第1レンズアレイ120と、第2レンズアレイ130と、偏光変換素子140と、重畳レンズ150とを備える。
Then, the structure of the illuminating device 100 is demonstrated.
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of the illumination device 100. As shown in FIG. 2, the first illumination device 101 includes a first light source device 10, a light shaping optical system 20, a rotating fluorescent plate 30, a pickup optical system 60, a first lens array 120, and a second lens array. 130, a polarization conversion element 140, and a superimposing lens 150.

第1光源装置10は、光源部14と、コリメート光学系15と、を含む。
光源部14は、励起光として青色レーザー光(例えば、発光強度のピークが約445nmの光)LBを射出する複数の半導体レーザー11を有している。なお、半導体レーザー11としては、445nm以外の波長、例えば460nmの青色レーザー光を射出するものを用いてもよい。
The first light source device 10 includes a light source unit 14 and a collimating optical system 15.
The light source unit 14 includes a plurality of semiconductor lasers 11 that emit blue laser light (for example, light having an emission intensity peak of about 445 nm) LB as excitation light. The semiconductor laser 11 may emit blue laser light having a wavelength other than 445 nm, for example, 460 nm.

本実施形態において、複数の半導体レーザー11は二次元的に配列されている。複数の半導体レーザー11は照明光軸100axに垂直な面内において、マトリクス状(例えば5行5列)に配列されている。第1光源装置10は、複数の青色レーザー光LBからなる励起光KSを射出する。本実施形態において、第1光源装置10は特許請求の範囲の「光源装置」に対応し、励起光KSは特許請求の範囲の「光源光」に対応する。   In the present embodiment, the plurality of semiconductor lasers 11 are two-dimensionally arranged. The plurality of semiconductor lasers 11 are arranged in a matrix (for example, 5 rows and 5 columns) in a plane perpendicular to the illumination optical axis 100ax. The first light source device 10 emits excitation light KS composed of a plurality of blue laser lights LB. In the present embodiment, the first light source device 10 corresponds to “light source device” in the claims, and the excitation light KS corresponds to “light source light” in the claims.

コリメート光学系15は、複数のコリメートレンズ15aを有する。複数のコリメートレンズ15aは二次元的に配列されている。複数のコリメートレンズ15aの各々は、複数の半導体レーザー11の各々に対応して配置されている。すなわち、複数のコリメートレンズ15aは、マトリクス状(例えば5行5列)に配列されている。   The collimating optical system 15 has a plurality of collimating lenses 15a. The plurality of collimating lenses 15a are two-dimensionally arranged. Each of the plurality of collimating lenses 15 a is arranged corresponding to each of the plurality of semiconductor lasers 11. That is, the plurality of collimating lenses 15a are arranged in a matrix (for example, 5 rows and 5 columns).

複数のコリメートレンズ15aの各々は対応する青色レーザー光LBを平行化する。本実施形態において、第1光源装置10から射出された励起光KSは平行光として光成形光学系20に入射し、光成形光学系20を介して回転蛍光板30に入射する。光成形光学系20の構成については後述する。   Each of the plurality of collimating lenses 15a collimates the corresponding blue laser light LB. In the present embodiment, the excitation light KS emitted from the first light source device 10 enters the light shaping optical system 20 as parallel light, and enters the rotating fluorescent plate 30 via the light shaping optical system 20. The configuration of the optical shaping optical system 20 will be described later.

回転蛍光板30は、モーター50と、基材40と、ダイクロイック層41と、蛍光体層42と、を備える。回転蛍光板30は、青色光からなる励起光KSが入射する側と反対側に向けて蛍光光YLを射出する。すなわち、回転蛍光板30は、透過型の回転蛍光板である。   The rotating fluorescent plate 30 includes a motor 50, a base material 40, a dichroic layer 41, and a phosphor layer 42. The rotating fluorescent plate 30 emits fluorescent light YL toward the side opposite to the side on which the excitation light KS made of blue light is incident. That is, the rotating fluorescent plate 30 is a transmissive rotating fluorescent plate.

基材40は、例えばガラス、石英、サファイア等の透光性を有する材料から構成される。基材40は、モーター50により回転軸の周りに回転可能とされている。基材40は、平面形状が円形の板体である。   The base material 40 is comprised from the material which has translucency, such as glass, quartz, sapphire, for example. The base material 40 can be rotated around a rotation axis by a motor 50. The base material 40 is a plate having a circular planar shape.

蛍光体層42は、平面形状が円環状の無機蛍光体材料を含んで構成されている。蛍光体層42として、例えば、アルミナ等の無機バインダー中に黄色の蛍光光を発する蛍光体粒子を分散させた蛍光体層、或いは、バインダーを用いずに蛍光体粒子を焼結した蛍光体層等が用いられる。蛍光体層42は、基材40の一面40a側において、回転軸の周りに設けられている。本実施形態において、蛍光体層42は特許請求の範囲の「波長変換素子」及び「拡散素子」に対応する。   The phosphor layer 42 includes an inorganic phosphor material whose planar shape is annular. As the phosphor layer 42, for example, a phosphor layer in which phosphor particles emitting yellow fluorescent light are dispersed in an inorganic binder such as alumina, or a phosphor layer in which phosphor particles are sintered without using a binder. Is used. The phosphor layer 42 is provided around the rotation axis on the one surface 40 a side of the substrate 40. In the present embodiment, the phosphor layer 42 corresponds to a “wavelength conversion element” and a “diffusion element” in the claims.

回転蛍光板30にはレーザー光からなる励起光KSが入射するため、回転蛍光板30において熱が発生する。本実施形態では、基材40を回転させることで、回転蛍光板30における励起光KSの入射位置を時間的に変化させている。これにより、回転蛍光板30の同じ部分に励起光KSが常時照射され、回転蛍光板30が局所的に加熱されて劣化することを低減している。   Since the excitation light KS made of laser light is incident on the rotating fluorescent plate 30, heat is generated in the rotating fluorescent plate 30. In the present embodiment, the incident position of the excitation light KS on the rotating fluorescent plate 30 is temporally changed by rotating the substrate 40. As a result, the same portion of the rotating fluorescent plate 30 is always irradiated with the excitation light KS, and the rotating fluorescent plate 30 is locally heated and deteriorated.

以下、蛍光体層42の表面のうち励起光KSが入射している領域を照明領域と称し、照明領域に入射した励起光KSによって生成された蛍光光YLが射出されている領域を発光領域と称す。   Hereinafter, an area where the excitation light KS is incident on the surface of the phosphor layer 42 is referred to as an illumination area, and an area where the fluorescent light YL generated by the excitation light KS incident on the illumination area is emitted is referred to as an emission area. Call it.

蛍光体層42に入射した励起光KSは蛍光体層42の内部を屈折や反射をしながら進行するため、平面視において照明領域の外側に配置されている蛍光体粒子にも励起光KSが照射される。さらに、蛍光体粒子から射出された蛍光光YLも蛍光体層42の内部を屈折や反射をしながら進行する。このように、蛍光体層42の発光領域は励起光KSによる照明領域の外側に拡がるため、発光領域は照明領域よりも大きくなる。   Since the excitation light KS incident on the phosphor layer 42 travels while being refracted and reflected inside the phosphor layer 42, the excitation light KS is also irradiated to the phosphor particles arranged outside the illumination region in plan view. Is done. Further, the fluorescent light YL emitted from the phosphor particles also travels while being refracted and reflected inside the phosphor layer 42. As described above, the light emitting region of the phosphor layer 42 extends outside the illumination region by the excitation light KS, and thus the light emitting region is larger than the illumination region.

発光領域から射出された蛍光光YLはピックアップ光学系60に入射する。ピックアップ光学系60は、例えば2つのピックアップレンズ60a,60bから構成されている。ピックアップ光学系60は、蛍光光YLを平行化し、第1レンズアレイ120へと導く。   The fluorescent light YL emitted from the light emitting region enters the pickup optical system 60. The pickup optical system 60 is composed of, for example, two pickup lenses 60a and 60b. The pickup optical system 60 collimates the fluorescent light YL and guides it to the first lens array 120.

第1レンズアレイ120は蛍光光YLを複数の部分光束に分割するための複数の第1小レンズ122を有する。複数の第1小レンズ122は、照明光軸100axと直交する面内にマトリクス状に配列されている。本実施形態において、第1小レンズ122各々の形状は、液晶光変調装置400R及び液晶光変調装置400Gの画像形成領域の形状と略相似形(矩形状)となっている。そのため、第1レンズアレイ120の全体形状も矩形となる。このような構成に基づき、第1レンズアレイ120から射出された部分光束各々が液晶光変調装置400R及び液晶光変調装置400Gの画像形成領域にそれぞれ効率良く入射するようになっている。   The first lens array 120 has a plurality of first small lenses 122 for dividing the fluorescent light YL into a plurality of partial light beams. The plurality of first small lenses 122 are arranged in a matrix in a plane orthogonal to the illumination optical axis 100ax. In the present embodiment, the shape of each of the first small lenses 122 is substantially similar (rectangular) to the shape of the image forming regions of the liquid crystal light modulation device 400R and the liquid crystal light modulation device 400G. Therefore, the overall shape of the first lens array 120 is also rectangular. Based on such a configuration, the partial light beams emitted from the first lens array 120 are efficiently incident on the image forming regions of the liquid crystal light modulation device 400R and the liquid crystal light modulation device 400G, respectively.

第2レンズアレイ130は複数の第2小レンズ132を有する。複数の第2小レンズ132各々の形状は、複数の第1小レンズ122各々の形状と同じ矩形状である。第1小レンズ122及び第2小レンズ132は互いに1対1で対応しており、複数の第2小レンズ132は照明光軸100axと直交する面内にマトリクス状に配列されている。そのため、第2レンズアレイ130の全体形状も矩形となる。   The second lens array 130 has a plurality of second small lenses 132. Each of the plurality of second small lenses 132 has the same rectangular shape as each of the plurality of first small lenses 122. The first small lens 122 and the second small lens 132 are in a one-to-one correspondence with each other, and the plurality of second small lenses 132 are arranged in a matrix in a plane orthogonal to the illumination optical axis 100ax. Therefore, the overall shape of the second lens array 130 is also rectangular.

第2レンズアレイ130は、後段の重畳レンズ150と、フィールドレンズ300R又はフィールドレンズ300Gと協働して、第1レンズアレイ120の第1小レンズ122の像を液晶光変調装置400R又は液晶光変調装置400Gの画像形成領域近傍に結像させる機能を有する。   The second lens array 130 cooperates with the subsequent superimposing lens 150 and the field lens 300R or the field lens 300G to convert the image of the first small lens 122 of the first lens array 120 into the liquid crystal light modulator 400R or the liquid crystal light modulator. It has a function of forming an image in the vicinity of the image forming area of the apparatus 400G.

ここで、比較例として、励起光KSによる照明領域SAを矩形状とした場合について説明する。図3は照明領域SAの形状が矩形の場合における発光領域HAの形状を示すシミュレーション結果である。なお、図3中には照明領域SAを破線で示している。
図3に示すように、矩形状の照明領域SAにより生成される発光領域HAは、矩形の角が無くなるとともに、各辺の中央部が外側に向かって膨らんだ形状となる。以下、各辺の中央部が外側に膨らむ形状を樽型形状と称す。
Here, the case where the illumination area SA by the excitation light KS is rectangular is described as a comparative example. FIG. 3 is a simulation result showing the shape of the light emitting area HA when the shape of the illumination area SA is rectangular. In FIG. 3, the illumination area SA is indicated by a broken line.
As shown in FIG. 3, the light emitting area HA generated by the rectangular illumination area SA has no rectangular corners and has a shape in which the central part of each side bulges outward. Hereinafter, the shape in which the center part of each side bulges outside is referred to as a barrel shape.

このような樽型形状の発光領域HAから射出される蛍光光YLの光束形状は略円形となる。一般的に、第1レンズアレイ120の光入射面は矩形状となっている。光束形状が円形の蛍光光YLが矩形状の光入射面を持つ第1レンズアレイ120に入射する際、円形状の蛍光光YLが矩形状に切り出され、光損失が発生する。   The shape of the fluorescent light YL emitted from the barrel-shaped light emitting area HA is substantially circular. In general, the light incident surface of the first lens array 120 has a rectangular shape. When the fluorescent light YL having a circular luminous flux enters the first lens array 120 having a rectangular light incident surface, the circular fluorescent light YL is cut out into a rectangular shape, and light loss occurs.

一方、第1レンズアレイ120及び第2レンズアレイ130のサイズ(矩形の長辺のサイズ)を蛍光光YLの光束径よりも大きくすることで、上記光損失を低減することも考えられる。しかしながら、この場合、第1レンズアレイ120及び第2レンズアレイ130の大型化に伴って、照明装置自体も大型化してしまうといった新たな問題が生じてしまう。   On the other hand, it is also conceivable to reduce the light loss by making the size of the first lens array 120 and the second lens array 130 (the size of the long side of the rectangle) larger than the beam diameter of the fluorescent light YL. However, in this case, with the increase in size of the first lens array 120 and the second lens array 130, a new problem arises that the illumination device itself also increases in size.

また、本実施形態において、第2レンズアレイ130のレンズ面には、回転蛍光板30の発光領域HAの像が複数形成される。なお、当該像は二次光源として働く。   In the present embodiment, a plurality of images of the light emitting area HA of the rotating fluorescent plate 30 are formed on the lens surface of the second lens array 130. The image serves as a secondary light source.

本実施形態において、第2レンズアレイ130のレンズ面(第2小レンズ132の表面)と回転蛍光板30の発光領域HAとは互いに略共役となっている。そのため、第2レンズアレイ130のレンズ面(第2小レンズ132の表面)には回転蛍光板30の発光領域HAの像(二次光源像)が形成される。   In the present embodiment, the lens surface of the second lens array 130 (the surface of the second small lens 132) and the light emitting area HA of the rotating fluorescent plate 30 are substantially conjugate with each other. Therefore, an image (secondary light source image) of the light emitting area HA of the rotating fluorescent plate 30 is formed on the lens surface of the second lens array 130 (the surface of the second small lens 132).

二次光源像の形状は発光領域HAの形状と同じである。ため、発光領域HAが樽型形状の場合、二次光源像も樽型である。本実施形態において、第2小レンズ132の平面形状は矩形となっている。そのため、樽型の二次光源像は、矩形状の2次光現像と比較して、矩形状の第2小レンズ132からはみ出す可能性が高く、蛍光光YLの利用効率の低下を招くおそれがあった。   The shape of the secondary light source image is the same as the shape of the light emitting area HA. Therefore, when the light emitting area HA has a barrel shape, the secondary light source image also has a barrel shape. In the present embodiment, the planar shape of the second small lens 132 is a rectangle. Therefore, the barrel-shaped secondary light source image is more likely to protrude from the rectangular second small lens 132 as compared with the rectangular secondary light development, and there is a possibility that the utilization efficiency of the fluorescent light YL is reduced. there were.

これらの問題を解決すべく、本実施形態の第1照明装置101では、光成形光学系20を用いて励起光KSの照明領域SAの形状を調整し、発光領域HAの形状が略矩形状となるようにした。   In order to solve these problems, in the first illumination device 101 of the present embodiment, the shape of the illumination area SA of the excitation light KS is adjusted using the light shaping optical system 20, and the shape of the light emission area HA is substantially rectangular. It was made to become.

以下、光成形光学系20の具体的な構成について説明する。
図4は光成形光学系20およびその周辺の構成を示す図である。図4では、説明の都合上、回転蛍光板30のうち励起光KSの被照明対象である蛍光体層42のみを図示した。
図4に示すように、光成形光学系20は第1光源装置10の光射出側に設けられており、第1光源装置10から射出された励起光KSが入射する。
Hereinafter, a specific configuration of the light shaping optical system 20 will be described.
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the optical shaping optical system 20 and its periphery. For convenience of explanation, FIG. 4 shows only the phosphor layer 42 that is the object to be illuminated with the excitation light KS in the rotating fluorescent plate 30.
As shown in FIG. 4, the light shaping optical system 20 is provided on the light emission side of the first light source device 10, and the excitation light KS emitted from the first light source device 10 is incident thereon.

本実施形態において、第1光源装置10を構成する複数の半導体レーザー11は、第1の半導体レーザー11aと第2の半導体レーザー11bとを含む。以下、第1の半導体レーザー11aから射出される青色レーザー光LBを青色レーザー光LB1、第2の半導体レーザー11bから射出される青色レーザー光LBを青色レーザー光LB2と称す。   In the present embodiment, the plurality of semiconductor lasers 11 constituting the first light source device 10 include a first semiconductor laser 11a and a second semiconductor laser 11b. Hereinafter, the blue laser light LB emitted from the first semiconductor laser 11a is referred to as blue laser light LB1, and the blue laser light LB emitted from the second semiconductor laser 11b is referred to as blue laser light LB2.

第1光源装置10は特許請求の範囲の「光源装置」に対応し、第1の半導体レーザー11aは特許請求の範囲の「第1の発光素子」に対応し、第2の半導体レーザー11bは特許請求の範囲の「第2の発光素子」に対応する。   The first light source device 10 corresponds to the “light source device” in the claims, the first semiconductor laser 11a corresponds to the “first light emitting element” in the claims, and the second semiconductor laser 11b corresponds to the patent. This corresponds to the “second light emitting element” in the claims.

また、青色レーザー光LB1は特許請求の範囲の「第1の光束」に対応し、青色レーザー光LB2は特許請求の範囲の「第2の光束」に対応する。   Further, the blue laser light LB1 corresponds to a “first light beam” in the claims, and the blue laser light LB2 corresponds to a “second light beam” in the claims.

光成形光学系20は、平凸レンズの形状を有するレンズ部材20aと、該レンズ部材20aの平坦面側にアレイ状に配列された複数のレンズ21とを有している。レンズ部材20aは、光入射面側にレンズ面20a1を有している。レンズ面20a1は各青色レーザー光LBを蛍光体層42に入射させる(集光する)機能を有する。複数のレンズ21の各々はレンズ部材20aと一体に形成されていても良いし、別体から構成されていても良い。
複数のレンズ21の各々は、複数の半導体レーザー11の各々に対応して設けられている。すなわち、複数のレンズ21は、マトリクス状(例えば図4では5行5列)に配列されている。
The optical shaping optical system 20 includes a lens member 20a having a plano-convex lens shape, and a plurality of lenses 21 arranged in an array on the flat surface side of the lens member 20a. The lens member 20a has a lens surface 20a1 on the light incident surface side. The lens surface 20a1 has a function of causing each blue laser beam LB to enter (condense) the phosphor layer 42. Each of the plurality of lenses 21 may be formed integrally with the lens member 20a, or may be configured separately.
Each of the plurality of lenses 21 is provided corresponding to each of the plurality of semiconductor lasers 11. That is, the plurality of lenses 21 are arranged in a matrix (for example, 5 rows and 5 columns in FIG. 4).

本実施形態において、光成形光学系20は、複数の半導体レーザー11の各々から射出される青色レーザー光LBが蛍光体層42の所定の領域を重畳した状態で照明するように構成されている。青色レーザー光LBが重畳しているとは、各青色レーザー光LBのスポットSPが概ね重なっている状態をいう。   In the present embodiment, the light shaping optical system 20 is configured to illuminate the blue laser light LB emitted from each of the plurality of semiconductor lasers 11 in a state where a predetermined region of the phosphor layer 42 is superimposed. The blue laser beam LB being superimposed means a state in which the spots SP of the blue laser beams LB are substantially overlapped.

各青色レーザー光LBのスポットSPが重畳することによって蛍光体層42上に照明領域SAが形成される。そのため、本実施形態において、照明領域SAの形状は、各青色レーザー光LBのスポットSPの形状と略一致している。   An illumination area SA is formed on the phosphor layer 42 by overlapping the spots SP of the blue laser beams LB. Therefore, in the present embodiment, the shape of the illumination area SA substantially matches the shape of the spot SP of each blue laser beam LB.

複数のレンズ21は、第1のレンズ21aと第2のレンズ21bとを含む。第1のレンズ21aは第1の半導体レーザー11aに対応して設けられ、第2のレンズ21bは第2の半導体レーザー11bに対応して設けられている。   The plurality of lenses 21 includes a first lens 21a and a second lens 21b. The first lens 21a is provided corresponding to the first semiconductor laser 11a, and the second lens 21b is provided corresponding to the second semiconductor laser 11b.

そのため、第1の半導体レーザー11aから射出された青色レーザー光LB1が第1のレンズ21aに入射し、第2の半導体レーザー11bから射出された青色レーザー光LB2が第2のレンズ21bに入射する。   Therefore, the blue laser light LB1 emitted from the first semiconductor laser 11a is incident on the first lens 21a, and the blue laser light LB2 emitted from the second semiconductor laser 11b is incident on the second lens 21b.

本実施形態において、複数のレンズ21の各々は自由曲面を有する自由曲面レンズから構成されている。複数のレンズ21の各々は、対応する青色レーザー光LBが蛍光体層42上に形成するスポットSPの成形を行う。このように自由曲面レンズを用いることで、スポットSPの形状の制御が容易となる。   In the present embodiment, each of the plurality of lenses 21 is a free-form surface lens having a free-form surface. Each of the plurality of lenses 21 forms a spot SP that the corresponding blue laser beam LB forms on the phosphor layer 42. By using a free-form surface lens in this way, the shape of the spot SP can be easily controlled.

以下、複数のレンズ21のうち、第1のレンズ21aを例に挙げて、その構造について説明する。第1のレンズ21aは、xとyとを変数とする多項式で規定される第1の自由曲面22aを有している。第1の自由曲面22aは回転非対称自由曲面からなる。すなわち、本実施形態において、第1の自由曲面22aは特許請求の範囲の「第1の回転非対称自由曲面」に相当する。
具体的に、第1の自由曲面22aは下式(1)で表される。式(1)では、第1のレンズ21aの光軸と平行な方向をz軸とする直交座標系を用いている。
Hereinafter, the structure of the plurality of lenses 21 will be described using the first lens 21a as an example. The first lens 21a has a first free curved surface 22a defined by a polynomial having x and y as variables. The first free curved surface 22a is a rotationally asymmetric free curved surface. That is, in the present embodiment, the first free-form surface 22a corresponds to a “first rotationally asymmetric free-form surface” in the claims.
Specifically, the first free-form surface 22a is represented by the following formula (1). In the formula (1), an orthogonal coordinate system having a z-axis in a direction parallel to the optical axis of the first lens 21a is used.

上記式(1)において、m,nは0以上の整数であり、kはコーニック定数であり、cは曲率であり、cはxの係数であり、j=[(m+n)+m+3n]/2+1、S=[(m+n+m+3n]/2+1、r=(x+y1/2である。なお、m,nはそれぞれm,nの上限である。 In the above formula (1), m and n are integers of 0 or more, k is a conic constant, c is a curvature, c j is a coefficient of x m y n , and j = [(m + n) 2 + M + 3n] / 2 + 1, S = [(m 1 + n 1 ) 2 + m 1 + 3n 1 ] / 2 + 1, r = (x 2 + y 2 ) 1/2 . Note that m 1 and n 1 are upper limits of m and n, respectively.

第1のレンズ21aの第1の自由曲面22aにおいては、pを正の整数としたとき、x2p2pで表される項を少なくとも一つ含む。以下、「x2p2pで表される項を少なくとも一つ含む」ことを第1条件と称すこともある。 The first free-form surface 22a of the first lens 21a includes at least one term represented by x 2p y 2p, where p is a positive integer. Hereinafter, “including at least one term represented by x 2p y 2p ” may be referred to as a first condition.

第1条件を満たす場合、多項式は、x、x、x…のうち少なくともいずれかの項を含んでいる。 When the first condition is satisfied, the polynomial includes at least one of the terms x 2 y 2 , x 4 y 4 , x 6 y 6 .

このような第1条件を満たす第1の自由曲面22aによれば、青色レーザー光LB1が蛍光体層42上に形成するスポットSPの対角線方向(x方向及びy方向と交差する方向)の大きさを容易に調整できる。これにより、スポットSPの形状を、四つの縁部が内側にくぼんだ形状に整形することができる。以下、四つの縁部が内側にくぼんだ形状を糸巻き形状と称す。   According to the first free-form surface 22a that satisfies such a first condition, the size of the spot SP formed by the blue laser beam LB1 on the phosphor layer 42 in the diagonal direction (direction intersecting the x direction and the y direction). Can be adjusted easily. Thereby, the shape of the spot SP can be shaped into a shape in which four edges are recessed inward. Hereinafter, a shape in which four edges are recessed inward is referred to as a bobbin shape.

また、第1のレンズ21a(第1の自由曲面22a)においては、hを正の整数としたとき、xの項の係数Cはyの項の係数Cと異なっている。以下、「xの項の係数Cはyの項の係数Cと異なっている」ことを第2条件と称すこともある。 In the first lens 21a (first free-form surface 22a), when the h a positive integer, the coefficient C j terms of x h is different from the coefficient C j term of y h. Hereinafter sometimes referred to be "coefficient C j terms of x h is different from the coefficient C j in the section y h" and the second condition.

このような第2条件を満たす第1の自由曲面22aによれば、青色レーザー光LB1が蛍光体層42上に形成するスポットSPの大きさをx方向及びy方向においてそれぞれ独立に調整できる。   According to the first free-form surface 22a satisfying the second condition, the size of the spot SP formed by the blue laser light LB1 on the phosphor layer 42 can be adjusted independently in the x direction and the y direction.

また、第1のレンズ21a(第1の自由曲面22a)においては、xの項の係数Cはxの項の係数Cと異なっている。以下、「xの項の係数Cはxの項の係数Cと異なる」ことを第3条件と称すこともある。 In the first lens 21a (first free-form surface 22a), the coefficient C j of the term x 2 y 4 is different from the coefficient C j of the term x 4 y 2 . Hereinafter, “the coefficient C j of the term of x 2 y 4 is different from the coefficient C j of the term of x 4 y 2 ” may be referred to as a third condition.

このような第3条件を満たす第1の自由曲面22aによれば、スポットSPの対角線方向の大きさをx方向及びy方向において精度良く調整できる。   According to the first free-form surface 22a that satisfies the third condition, the size of the spot SP in the diagonal direction can be accurately adjusted in the x direction and the y direction.

以上述べたように第1のレンズ21aは、上記第1条件〜第3条件を満たす第1の自由曲面22aを有するため、蛍光体層42上に糸巻き形状のスポットSPを形成する。   As described above, the first lens 21a has the first free-form surface 22a that satisfies the first to third conditions, and therefore forms a pincushion spot SP on the phosphor layer 42.

同様に、第2のレンズ21bは回転非対称自由曲面からなる第2の自由曲面22bを有している。第2の自由曲面22bは上記式(1)の多項式で規定され、この多項式は上述した第1条件〜第3条件を満たしている。このような第2の自由曲面22bを有する第2のレンズ21bから射出された青色レーザー光LB2は、青色レーザー光LB1と同様、蛍光体層42上に糸巻き形状のスポットSPを形成する。本実施形態において、第2の自由曲面22bは特許請求の範囲の「第2の回転非対称自由曲面」に相当する。   Similarly, the second lens 21b has a second free curved surface 22b made of a rotationally asymmetric free curved surface. The second free-form surface 22b is defined by the polynomial of the above formula (1), and this polynomial satisfies the first to third conditions described above. The blue laser beam LB2 emitted from the second lens 21b having the second free-form surface 22b forms a pincushion spot SP on the phosphor layer 42, like the blue laser beam LB1. In the present embodiment, the second free-form surface 22b corresponds to a “second rotationally asymmetric free-form surface” in the claims.

複数のレンズ21の残りは、上述した第1のレンズ21a及び第2のレンズ21bと同様、第1条件〜第3条件を満たす多項式で規定される自由曲面を有している。各レンズ21から射出された青色レーザー光LBは、糸巻き形状のスポットSPを蛍光体層42上に形成する。   Similar to the first lens 21a and the second lens 21b described above, the remainder of the plurality of lenses 21 has a free-form surface defined by a polynomial that satisfies the first to third conditions. The blue laser light LB emitted from each lens 21 forms a pincushion-shaped spot SP on the phosphor layer 42.

さらに、蛍光体層42上に形成された各スポットSPは、レンズ面20a1によって互いに重畳されている。   Further, the spots SP formed on the phosphor layer 42 are superimposed on each other by the lens surface 20a1.

このように、本実施形態の光成形光学系20は、各青色レーザー光LBのスポットSPを蛍光体層42上で互いに重畳させることで蛍光体層42上に糸巻き状の照明領域SAを形成する。   As described above, the light shaping optical system 20 of the present embodiment forms the pincushion-like illumination area SA on the phosphor layer 42 by superimposing the spots SP of the blue laser beams LB on the phosphor layer 42. .

図5は糸巻き状の照明領域SAにより生成される発光領域HAの形状に関するシミュレーション結果を示す図である。なお、図5中には照明領域SAを破線で示している。
図5に示すように、照明領域SAは、該照明領域SAの内側に向かってくぼんだ複数の縁部SA1〜SA4を有した形状、所謂、糸巻き形状を有している。なお、本実施形態において、縁部SA1は特許請求の範囲の「第1の縁部」に相当する。
FIG. 5 is a diagram showing a simulation result regarding the shape of the light emitting area HA generated by the pincushion-shaped illumination area SA. In FIG. 5, the illumination area SA is indicated by a broken line.
As shown in FIG. 5, the illumination area SA has a so-called pincushion shape having a plurality of edges SA1 to SA4 that are recessed toward the inside of the illumination area SA. In the present embodiment, the edge SA1 corresponds to a “first edge” in the claims.

図5に示すように、糸巻状の照明領域SAによって形成される発光領域HAは略矩形状となる。
具体的に、照明領域SAのうち内側にくぼんだ複数の縁部SA1〜SA4に対応する部分は外側に膨らむため、発光領域HAの形状は全体として略矩形状になる。矩形状の発光領域HAから射出される蛍光光YLの光束形状は矩形である。第1レンズアレイ120の光入射面の平面形状は矩形のため、蛍光光YLの光束形状が円形となる場合に比べて、蛍光を効率良く取り込むことができる。
As shown in FIG. 5, the light emitting area HA formed by the pincushion-shaped illumination area SA has a substantially rectangular shape.
Specifically, portions corresponding to the plurality of edge portions SA1 to SA4 recessed inward in the illumination area SA bulge outward, so that the shape of the light emitting area HA is substantially rectangular as a whole. The luminous flux shape of the fluorescent light YL emitted from the rectangular light emitting area HA is rectangular. Since the planar shape of the light incident surface of the first lens array 120 is rectangular, it is possible to capture fluorescence more efficiently than when the shape of the light beam of the fluorescent light YL is circular.

蛍光光YLの光束形状は、第1レンズアレイ120の光入射面の平面形状と略相似関係となるように設定されていても良い。そのためには、例えば、ピックアップ光学系60の倍率を適切に調整することで、蛍光光YLを第1レンズアレイ120に効率良く取り込んで光利用効率をより向上させることができる。   The luminous flux shape of the fluorescent light YL may be set so as to be substantially similar to the planar shape of the light incident surface of the first lens array 120. For that purpose, for example, by appropriately adjusting the magnification of the pickup optical system 60, the fluorescent light YL can be efficiently taken into the first lens array 120 to further improve the light utilization efficiency.

また、第2レンズアレイ130のレンズ面(第2小レンズ132の表面)には発光領域HAの像、すなわち、略矩形状の二次光源像が形成される。二次光源像の形状が矩形の場合、二次光源像は第2小レンズ132からはみ出し難い。よって、蛍光光YLを効率良く利用することができる。   An image of the light emitting area HA, that is, a substantially rectangular secondary light source image is formed on the lens surface of the second lens array 130 (the surface of the second small lens 132). When the shape of the secondary light source image is rectangular, the secondary light source image is difficult to protrude from the second small lens 132. Therefore, the fluorescent light YL can be used efficiently.

また、本実施形態において、照明領域SAは複数のスポットSPが重畳されることで構成されるため、均一性の高い照度分布を有したものとなる。そのため、仮に、複数の半導体レーザー11の出力(青色レーザー光LBの光量)にバラツキがある場合でも、蛍光体層42を均一に照明することができる。   Further, in the present embodiment, the illumination area SA is configured by overlapping a plurality of spots SP, and thus has a highly uniform illuminance distribution. Therefore, even if the outputs of the plurality of semiconductor lasers 11 (the amount of blue laser light LB) vary, the phosphor layer 42 can be illuminated uniformly.

したがって、本実施形態の第1照明装置101によれば、蛍光光YLの損失を低減することができる。   Therefore, according to the first illumination device 101 of the present embodiment, the loss of the fluorescent light YL can be reduced.

図2に戻って、偏光変換素子140は、第1レンズアレイ120により分割された各部分光束(蛍光光YL)を、偏光方向が揃った直線偏光光に変換する。   Returning to FIG. 2, the polarization conversion element 140 converts each partial light beam (fluorescence light YL) divided by the first lens array 120 into linearly polarized light having the same polarization direction.

重畳レンズ150は、偏光変換素子140から射出された各部分光束を集光し、液晶光変調装置400R及び液晶光変調装置400Gのそれぞれの画像形成領域もしくはその近傍で互いに重畳させる。第1レンズアレイ120、第2レンズアレイ130、および重畳レンズ150は、回転蛍光板30から射出された蛍光光YLの面内光強度分布を均一にするインテグレーター光学系を構成する。   The superimposing lens 150 condenses the partial light beams emitted from the polarization conversion element 140 and superimposes them on the respective image forming regions of the liquid crystal light modulation device 400R and the liquid crystal light modulation device 400G or in the vicinity thereof. The first lens array 120, the second lens array 130, and the superimposing lens 150 constitute an integrator optical system that makes the in-plane light intensity distribution of the fluorescent light YL emitted from the rotating fluorescent plate 30 uniform.

一方、第2照明装置102は、第2光源装置710、集光光学系720、散乱板730、ピックアップ光学系731、レンズインテグレーター光学系740及び重畳レンズ760を備える。   On the other hand, the second illumination device 102 includes a second light source device 710, a condensing optical system 720, a scattering plate 730, a pickup optical system 731, a lens integrator optical system 740, and a superimposing lens 760.

第2光源装置710は、第1光源装置10と同様、光源部14と、コリメート光学系15とを含む。光源部14は、青色レーザー光LBを射出する半導体レーザー11を有する。なお、光源部14を構成する半導体レーザー11は1つでも複数でもよい。このような構成に基づき、第2光源装置710は、レーザー光からなる青色光Bを射出するようになっている。   Similar to the first light source device 10, the second light source device 710 includes a light source unit 14 and a collimating optical system 15. The light source unit 14 includes a semiconductor laser 11 that emits blue laser light LB. The number of semiconductor lasers 11 constituting the light source unit 14 may be one or more. Based on such a configuration, the second light source device 710 emits blue light B made of laser light.

集光光学系720は、第1レンズ722及び第2レンズ724を備える。集光光学系720は、全体として、青色光Bを略集光した状態で散乱板730に入射させる。第1レンズ722及び第2レンズ724は、凸レンズからなる。   The condensing optical system 720 includes a first lens 722 and a second lens 724. As a whole, the condensing optical system 720 causes the blue light B to be incident on the scattering plate 730 in a substantially condensed state. The first lens 722 and the second lens 724 are convex lenses.

散乱板730は、第2光源装置710からの青色光Bを所定の散乱度で散乱し、蛍光(回転蛍光板30から射出される赤色光及び緑色光)に似た配光分布を有する青色光Bとする。散乱板730としては、例えば、光学ガラスからなる磨りガラスを用いることができる。   The scattering plate 730 scatters the blue light B from the second light source device 710 with a predetermined scattering degree, and has a light distribution similar to fluorescence (red light and green light emitted from the rotating fluorescent plate 30). And As the scattering plate 730, for example, polished glass made of optical glass can be used.

ピックアップ光学系731は、レンズ732、733を備える。レンズ732、733はそれぞれ凸レンズからなる。ピックアップ光学系731は散乱板730で散乱された青色光Bを平行化してレンズインテグレーター光学系740に入射させる。   The pickup optical system 731 includes lenses 732 and 733. Each of the lenses 732 and 733 is a convex lens. The pickup optical system 731 collimates the blue light B scattered by the scattering plate 730 and makes it incident on the lens integrator optical system 740.

レンズインテグレーター光学系740は、レンズアレイ750,751を有する。レンズアレイ750は青色光Bを複数の部分光束に分割するための複数の小レンズ750aを有する。レンズアレイ751は、レンズアレイ750の複数の小レンズ750aに対応する複数の小レンズ751aを有する。レンズアレイ751は、後段の重畳レンズ760とともに、レンズアレイ750の小レンズ750aの像を液晶光変調装置400Bの画像形成領域もしくはその近傍に結像させる。   The lens integrator optical system 740 includes lens arrays 750 and 751. The lens array 750 includes a plurality of small lenses 750a for dividing the blue light B into a plurality of partial light beams. The lens array 751 has a plurality of small lenses 751 a corresponding to the plurality of small lenses 750 a of the lens array 750. The lens array 751 forms an image of the small lens 750a of the lens array 750 together with the superimposing lens 760 in the subsequent stage in the image forming region of the liquid crystal light modulation device 400B or in the vicinity thereof.

本実施形態において、第2照明装置102から射出された青色光Bは、反射ミラー250で反射され、フィールドレンズ300Bを通過して青色光用の液晶光変調装置400Bの画像形成領域に入射する。   In the present embodiment, the blue light B emitted from the second illumination device 102 is reflected by the reflection mirror 250, passes through the field lens 300B, and enters the image forming region of the blue light liquid crystal light modulation device 400B.

以上述べたように、本実施形態の第1照明装置101によれば、照明領域SAを糸巻状とすることで、蛍光光YLの発光領域HAを矩形に近づけることができる。これにより、第1レンズアレイ120が蛍光光YLを効率良く取り込むことで高い光利用効率を実現できる。   As described above, according to the first illumination device 101 of the present embodiment, the illumination area SA of the fluorescent light YL can be made closer to a rectangle by making the illumination area SA a pincushion shape. Thereby, high light utilization efficiency is realizable because the 1st lens array 120 takes in fluorescence light YL efficiently.

本実施形態のプロジェクター1によれば、上記第1照明装置101を含む照明装置100を備えるため、明るいカラー画像をスクリーンSCR上に表示することができる。   According to the projector 1 of the present embodiment, since the illumination device 100 including the first illumination device 101 is provided, a bright color image can be displayed on the screen SCR.

なお、上記実施形態においては、糸巻状の照明領域SAが蛍光体層42上に形成される例に挙げたが、本発明はこれに限定されず、例えば、糸巻状の照明領域SAを拡散板上に形成しても良い。この場合、断面が略矩形の拡散光が得られる。   In the above embodiment, the pincushion-like illumination area SA is formed on the phosphor layer 42. However, the present invention is not limited to this. For example, the pincushion-like illumination area SA is used as the diffusion plate. It may be formed on top. In this case, diffused light having a substantially rectangular cross section is obtained.

また、上記実施形態では、光成形光学系20のレンズ部材20a(レンズ面20a1)によって青色レーザー光LBを蛍光体層42に集光させる構成を例に挙げたが、本発明はこれに限定されない。例えば、レンズ部材20aの代わりに、各レンズ21の光入射面側に集光機能を持つレンズ面をそれぞれ設けるようにしても良い。   Moreover, in the said embodiment, although the structure which condenses blue laser beam LB on the fluorescent substance layer 42 by the lens member 20a (lens surface 20a1) of the optical shaping optical system 20 was mentioned as an example, this invention is not limited to this. . For example, instead of the lens member 20a, a lens surface having a condensing function may be provided on the light incident surface side of each lens 21.

あるいは、各レンズ21の自由曲面に光の進行方向を偏向させる偏向機能を持たせるようにしても良い。このようにすれば、各レンズ21により青色レーザー光LBの進行方向を変えて蛍光体層42上に集光させることができるので、レンズ部材20aが不要となる。   Alternatively, the free curved surface of each lens 21 may have a deflecting function for deflecting the traveling direction of light. In this way, each lens 21 can change the traveling direction of the blue laser light LB to be condensed on the phosphor layer 42, so that the lens member 20a is not necessary.

なお、本発明は上記実施形態及び変形例の内容に限定されることはなく、発明の主旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態では、複数の青色レーザー光LBの各々を蛍光体層42上で重畳させることで照明領域SAを形成する場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されない。以下、照明領域SAを形成する場合の変形例について説明する。
In addition, this invention is not limited to the content of the said embodiment and modification, In the range which does not deviate from the main point of invention, it can change suitably.
For example, in the above embodiment, the case where the illumination area SA is formed by superimposing each of the plurality of blue laser beams LB on the phosphor layer 42 is described as an example, but the present invention is not limited to this. Hereinafter, a modified example in the case of forming the illumination area SA will be described.

(第一変形例)
上記実施形態では、糸巻き状の複数のスポットSPを互いに重畳させて照明領域SAを形成する場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されない。例えば、第1光源装置10が一つの半導体レーザー11(例えば、第1の半導体レーザー11a)から構成されており、第1の半導体レーザー11aから射出する青色レーザー光LB1のひとつのスポットのみを用いて糸巻き状の照明領域SAを形成しても良い。この場合、光成形光学系20は第1のレンズ21aのみから構成される。
(First modification)
In the above-described embodiment, the case where the illumination area SA is formed by superimposing a plurality of spool-shaped spots SP is described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, the first light source device 10 is composed of one semiconductor laser 11 (for example, the first semiconductor laser 11a), and only one spot of the blue laser light LB1 emitted from the first semiconductor laser 11a is used. A bobbin-shaped illumination area SA may be formed. In this case, the light shaping optical system 20 includes only the first lens 21a.

(第二変形例)
第1光源装置10が二つの半導体レーザー11(例えば、第1の半導体レーザー11a及び第2の半導体レーザー11b)から構成されていてもよい。この場合、光成形光学系20は第1のレンズ21a及び第2のレンズ21bのみから構成される。
(Second modification)
The first light source device 10 may be composed of two semiconductor lasers 11 (for example, a first semiconductor laser 11a and a second semiconductor laser 11b). In this case, the light shaping optical system 20 includes only the first lens 21a and the second lens 21b.

本変形例において、光成形光学系20(レンズ面20a1)は、青色レーザー光LB1のスポットSP1,青色レーザー光LB2のスポットSP2を蛍光体層42上の互いに異なる位置に入射させるように構成される。すなわち、スポットSP1,SP2は蛍光体層42上で互いに重畳していない。   In this modification, the light shaping optical system 20 (lens surface 20a1) is configured to cause the spot SP1 of the blue laser light LB1 and the spot SP2 of the blue laser light LB2 to be incident on different positions on the phosphor layer 42. . That is, the spots SP1 and SP2 do not overlap each other on the phosphor layer 42.

図6は第二変形例に係る青色レーザー光LB1,LB2のスポット形状を示した図である。
図6に示すように、青色レーザー光LB1,LB2の各スポットSP1,SP2は、それぞれ糸巻き状の照明領域SAを半分にした形状からなり、互いの形状は線対称の関係となっている。本変形例において、光成形光学系20は、糸巻き形状を半分にした形状の上記スポットSP1,SP2を形成するように第1のレンズ21a及び第2のレンズ21bの各自由曲面が設計されている。
FIG. 6 is a diagram showing spot shapes of the blue laser beams LB1 and LB2 according to the second modification.
As shown in FIG. 6, each of the spots SP1 and SP2 of the blue laser beams LB1 and LB2 has a shape in which the pincushion-like illumination area SA is halved, and the shapes of the spots are axisymmetric. In this modification, the free-form optical system 20 is designed with the free curved surfaces of the first lens 21a and the second lens 21b so as to form the spots SP1 and SP2 each having a half-pound shape. .

このような形状を有する各スポットSP1,SP2を合成することで、蛍光体層42上に糸巻き状の照明領域SAを形成することができる。   By combining the spots SP1 and SP2 having such a shape, a bobbin-shaped illumination area SA can be formed on the phosphor layer.

図7は青色レーザー光LB1,LB2のスポット形状の別の形態を示した図である。
図7に示すように、青色レーザー光LB1,LB2の各スポットSP1,SP2は楕円状を有し、蛍光体層42上において互いの長軸が交差するように配置される。各スポットSP1,SP2を合成することによって蛍光体層42上に照明領域SBを形成する。照明領域SBの形状は、内側にくぼんだ4つの縁部SB1〜SB4を有した略糸巻き状である。
FIG. 7 is a diagram showing another form of the spot shape of the blue laser beams LB1 and LB2.
As shown in FIG. 7, the spots SP <b> 1 and SP <b> 2 of the blue laser beams LB <b> 1 and LB <b> 2 have an elliptical shape and are arranged on the phosphor layer 42 so that their long axes intersect each other. The illumination area SB is formed on the phosphor layer 42 by synthesizing the spots SP1 and SP2. The shape of the illumination area SB is substantially a bobbin shape having four edge portions SB1 to SB4 recessed inward.

なお、本変形例において、光成形光学系20は、楕円形状の上記スポットSP1,SP2を形成するように第1のレンズ21a及び第2のレンズ21bの各自由曲面が設計されている。   In this modification, the light shaping optical system 20 is designed with the free curved surfaces of the first lens 21a and the second lens 21b so as to form the elliptical spots SP1 and SP2.

第二変形例では、糸巻き状ではない2つのスポットを合成することで糸巻き状の照明領域SA,SBを形成する例について説明したが、互いに重畳しない3つ以上のスポットを用いて糸巻き状の照明領域を形成するようにしてもよい。   In the second modification, the example in which the pincushion-like illumination areas SA and SB are formed by combining two spots that are not the pincushion-like shape has been described, but the pincushion-like illumination using three or more spots that do not overlap each other. A region may be formed.

(第三変形例)
図8は本変形例における照明領域SAを形成する各スポットの形状を示した図である。本変形例では説明を簡単にするため、例えば、3つのスポットで照明領域SAを形成する場合を例に挙げる。
(Third modification)
FIG. 8 is a diagram showing the shape of each spot forming the illumination area SA in this modification. In order to simplify the description in this modification, for example, a case where the illumination area SA is formed with three spots will be described as an example.

図8に示すように、本変形例の照明領域SAは、3つのスポットSP1〜SP3を合成することで糸巻き状に形成される。スポットSP1,SP2は、それぞれ糸巻き形状を半分にした形からなる。また、スポットSP3は照明領域SAと同じ糸巻き形状を有する。   As shown in FIG. 8, the illumination area SA of the present modification is formed in a pincushion shape by combining three spots SP1 to SP3. Each of the spots SP1 and SP2 is formed by halving the pincushion shape. The spot SP3 has the same pincushion shape as the illumination area SA.

このように本変形例では、照明領域SAを形成するスポットSP1〜SP3として種々の形状のものを用いている。
本変形例においても、スポットSP1〜SP3を組み合わせることで糸巻き状の照明領域SAを形成することができる。
As described above, in this modification, the spots SP1 to SP3 forming the illumination area SA have various shapes.
Also in this modification, the pincushion-shaped illumination area SA can be formed by combining the spots SP1 to SP3.

(第四変形例)
上記実施形態では糸巻き状の照明領域SAとして、縁部SA1〜SA4が曲線状となっているものを例に挙げたが、照明領域の形状はこれに限定されない。
(Fourth modification)
In the above embodiment, as the pincushion-shaped illumination area SA, the edge parts SA1 to SA4 are curved, but the shape of the illumination area is not limited to this.

図9は本変形例における照明領域SCを形成する各スポットの形状を示した図である。
図9に示すように、本変形例の照明領域SCは、第1照明領域S1と、第2照明領域S2と、第3照明領域S3と、第4照明領域S4と、第5照明領域S5とを有する。
FIG. 9 is a diagram showing the shape of each spot forming the illumination area SC in this modification.
As shown in FIG. 9, the illumination area SC of the present modification includes a first illumination area S1, a second illumination area S2, a third illumination area S3, a fourth illumination area S4, and a fifth illumination area S5. Have

第1照明領域S1は、例えば、複数のスポットを合成することで形成され、全体の形状が略正方状となっている。第2照明領域S2、第3照明領域S3、第4照明領域S4及び第5照明領域S5は、それぞれ1つのスポットから構成され、各々の形状が略正方形となっている。   For example, the first illumination region S1 is formed by combining a plurality of spots, and the overall shape is substantially square. The second illumination area S2, the third illumination area S3, the fourth illumination area S4, and the fifth illumination area S5 are each composed of one spot, and each shape is substantially square.

第2照明領域S2、第3照明領域S3第4照明領域S4及び第5照明領域S5は、正方形状の第1照明領域S1の4隅(角部)に一部が重なるように配置されている。そのため、照明領域SCは、第2照明領域S2、第3照明領域S3第4照明領域S4及び第5照明領域S5の外形に対して、第1照明領域S1の外形が内側にくぼんだ形状となっている。すなわち、図9に示す照明領域SCは、四つの縁部SC1〜SC4が段差状に内側にくぼんだ形状を有している。   The second illumination region S2, the third illumination region S3, the fourth illumination region S4, and the fifth illumination region S5 are arranged so as to partially overlap the four corners (corner portions) of the square first illumination region S1. . Therefore, the illumination area SC has a shape in which the outer shape of the first illumination area S1 is recessed inward with respect to the outer shapes of the second illumination area S2, the third illumination area S3, the fourth illumination area S4, and the fifth illumination area S5. ing. That is, the illumination area SC shown in FIG. 9 has a shape in which the four edge portions SC1 to SC4 are recessed inwardly in a step shape.

このように縁部SC1〜SC4が段差状にくぼんだ照明領域SCであっても、上記実施形態と同様、蛍光光YLの発光領域HAを矩形とすることができる。   As described above, even in the illumination area SC where the edges SC1 to SC4 are stepped, the light emission area HA of the fluorescent light YL can be rectangular.

また、上記実施形態では、3つの液晶光変調装置400R,400G,400Bを備えるプロジェクター1を例示したが、1つの液晶光変調装置でカラー映像を表示するプロジェクターに適用することも可能である。また、光変調装置として、デジタルミラーデバイスを用いてもよい。   In the above-described embodiment, the projector 1 including the three liquid crystal light modulation devices 400R, 400G, and 400B is illustrated. However, the projector 1 can be applied to a projector that displays a color image with one liquid crystal light modulation device. A digital mirror device may be used as the light modulation device.

上記実施形態では本発明による照明装置をプロジェクターに搭載した例を示したが、これに限られない。本発明による照明装置は、照明器具や自動車のヘッドライト等にも適用することができる。   In the above embodiment, an example in which the lighting device according to the present invention is mounted on a projector has been shown, but the present invention is not limited to this. The lighting device according to the present invention can also be applied to lighting fixtures, automobile headlights, and the like.

1…プロジェクター、10…第1光源装置、11a…第1の半導体レーザー、11b…第2の半導体レーザー、20…光成形光学系、21a…第1のレンズ、21b…第2のレンズ、22a…第1の自由曲面(第1の回転非対称自由曲面)、22b…第2の自由曲面(第2の回転非対称自由曲面)、42…蛍光体層、101…第1照明装置、102…第2照明装置、400B,400G,400R…液晶光変調装置、600…投射光学系、710…第2光源装置、LB1…青色レーザー光(第1の光束)、LB2…青色レーザー光(第2の光束)、SA,SB,SC…照明領域、SA1,SA2,SA3,SA4…縁部、SB1,SB2,SB3,SB4…縁部、SC1,SC2,SC3,SC4…縁部,KS…励起光(光源光)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Projector, 10 ... 1st light source device, 11a ... 1st semiconductor laser, 11b ... 2nd semiconductor laser, 20 ... Light shaping optical system, 21a ... 1st lens, 21b ... 2nd lens, 22a ... First free-form surface (first rotationally asymmetric free-form surface), 22b ... Second free-form surface (second rotationally asymmetric free-form surface), 42 ... phosphor layer, 101 ... first illumination device, 102 ... second illumination 400B, 400G, 400R ... liquid crystal light modulator, 600 ... projection optical system, 710 ... second light source device, LB1 ... blue laser light (first light flux), LB2 ... blue laser light (second light flux), SA, SB, SC ... illumination area, SA1, SA2, SA3, SA4 ... edge, SB1, SB2, SB3, SB4 ... edge, SC1, SC2, SC3, SC4 ... edge, KS ... excitation light (light source light) .

Claims (10)

第1の光束を射出する第1の発光素子を含むとともに、該第1の光束を含む光を射出する光源装置と、
前記第1の光束が入射する第1のレンズを含むとともに、前記光が入射する光成形光学系と、
前記光成形光学系を透過した前記光が入射する拡散素子と、を備え、
前記光が前記拡散素子上に形成する照明領域は、該照明領域の内側に向かってくぼんだ第1の縁部を有し、
前記第1のレンズは、第1の回転非対称自由曲面を有する
照明装置。
A light source device that includes a first light emitting element that emits a first light flux, and that emits light that includes the first light flux;
A light shaping optical system including the first lens on which the first light flux is incident and the light is incident;
A diffusion element on which the light transmitted through the light shaping optical system is incident,
The illumination area that the light forms on the diffusing element has a first edge that is recessed toward the inside of the illumination area;
The first lens has a first rotationally asymmetric free-form surface.
前記照明領域の外形は、前記照明領域の内側に向かってくぼんだ、前記第1の縁部を含む複数の縁部を有する
請求項1に記載の照明装置。
The illuminating device according to claim 1, wherein an outer shape of the illumination area has a plurality of edges including the first edge that are recessed toward the inside of the illumination area.
前記第1の回転非対称自由曲面は、xとyとを変数とする式(1)で表される
請求項1または2に記載の照明装置。
The lighting device according to claim 1, wherein the first rotationally asymmetric free-form surface is represented by an expression (1) having x and y as variables.
前記式(1)において、pを正の整数としたとき、x2p2pで表される項を少なくとも一つ含む
請求項3に記載の照明装置。
4. The lighting device according to claim 3, wherein, in the formula (1), when p is a positive integer, at least one term represented by x 2p y 2p is included.
前記式(1)において、hを正の整数としたとき、xの項の係数Cはyの項の係数Cと異なっている
請求項3又は4に記載の照明装置。
In the formula (1), when the h a positive integer, the coefficient of the term of x h C j lighting apparatus according to claim 3 or 4 is different from the coefficient C j term of y h.
前記式(1)において、xの項の係数Cはxの項の係数Cと異なっている
請求項3又は4に記載の照明装置。
5. The lighting device according to claim 3, wherein, in the formula (1), a coefficient C j of a term of x 2 y 4 is different from a coefficient C j of a term of x 4 y 2 .
前記光源装置は第2の光束を射出する第2の発光素子をさらに備え、
前記光成形光学系は、前記第2の光束が入射する第2のレンズと、前記第1の光束と前記第2の光束とを前記拡散素子に入射させるレンズ面とをさらに備え、
前記第2のレンズは、第2の回転非対称自由曲面を有する
請求項1乃至6のいずれか一項に記載の照明装置。
The light source device further includes a second light emitting element that emits a second light flux,
The light shaping optical system further includes a second lens on which the second light beam is incident, and a lens surface on which the first light beam and the second light beam are incident on the diffusing element,
The lighting device according to claim 1, wherein the second lens has a second rotationally asymmetric free-form surface.
前記レンズ面は、前記第1の光束の主光線と前記第2の光束の主光線とが前記拡散素子上の互いに異なる位置に入射するように構成されている
請求項7に記載の照明装置。
The illumination device according to claim 7, wherein the lens surface is configured such that the principal ray of the first light flux and the principal ray of the second light flux are incident on different positions on the diffusing element.
前記拡散素子は波長変換素子を含む
請求項1乃至8のいずれか一項に記載の照明装置。
The illuminating device according to any one of claims 1 to 8, wherein the diffusion element includes a wavelength conversion element.
請求項1乃至9のいずれか一項に記載の照明装置と、
前記照明装置から射出された照明光を画像情報に応じて変調して画像光を生成する光変調装置と、
前記画像光を投射する投射光学系と、を備える
プロジェクター。
The lighting device according to any one of claims 1 to 9,
A light modulation device for generating image light by modulating illumination light emitted from the illumination device according to image information;
A projection optical system that projects the image light.
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