JP2022084619A - 光源光学系、光源装置及び画像投射装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、第1実施形態によるプロジェクタ(画像投射装置)1を示す概略構成図である。
(1)Ln>L1(nは2以上の整数)
(2)Ln>Ln-1(nは2以上の整数)
但し、
L1:点O1に対応する交点P1と光軸の間の距離、
Ln:点Onに対応する交点Pnと点On-1に対応する交点Pn-1の間の距離、
Ln-1:点On-1に対応する交点Pn-1と点On-2に対応する交点Pn-2の間の距離。
図17、図18を参照して第2実施形態によるプロジェクタ1について詳細に説明する。第1実施形態と共通する構成については、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
図19を参照して第3実施形態によるプロジェクタ1について詳細に説明する。第1実施形態と共通する構成については、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
図20、図21を参照して第4実施形態によるプロジェクタ1について詳細に説明する。第1実施形態と共通する構成については、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
図22、図23を参照して第5実施形態によるプロジェクタ1について詳細に説明する。第1実施形態と共通する構成については、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
図24、図25を参照して第6実施形態によるプロジェクタ1について詳細に説明する。第1実施形態と共通する構成については、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
10 筐体
20 光源装置
21 レーザ光源(励起光源)
22 コリメータレンズ(光源光学系)
23 第1の光学系(光源光学系)
23A 正レンズ
23B 負レンズ
24 偏光ビームスプリッタ(光源光学系)
25 1/4波長板(光源光学系)
26 第2の光学系(光源光学系)
26A 正レンズ
26B 正レンズ
27 蛍光体ホイール(光源光学系、波長変換ユニット、蛍光体ユニット)
27A 円盤部材(基板)
27B 回転軸
27C 駆動モータ(駆動部材)
27D 蛍光領域(波長変換領域)
27D1 反射コート
27D2 蛍光体層
27D3 反射防止コート(ARコート)
27E 励起光反射領域
27E1 反射コート(反射面)
27F 励起光透過領域
27F1 反射防止コート(ARコート、透過面)
27G 蛍光領域(波長変換領域)
27G1 第1の反射コート
27G2 蛍光体層
27G3 第2の反射コート
27H 蛍光領域(波長変換領域)
27H1 反射コート
27H2 蛍光体層
27H3 反射防止コート(ARコート)
28 集光レンズ(光源光学系)
29 カラーホイール(光源光学系)
30 光均一化素子
40 照明光学系
50 画像形成素子(画像表示素子)
60 投射光学系
70 スクリーン
80 コリメータレンズ
81 1/4波長板
82 反射面
90 ダイクロイックミラー(光源光学系)
91 青色光源(光源光学系)
92 コリメータレンズ(光源光学系)
93 第3の光学系(光源光学系)
100 ダイクロイックミラー
Claims (22)
- 第1の色光を出射する励起光源と用いられる光源光学系であって、
前記励起光源から出射された前記第1の色光が入射して前記第1の色光とは波長の異なる第2の色光を出射する波長変換ユニットと、
前記励起光源と前記波長変換ユニットの間の光路上に順に設けられた正のパワーの第1の光学系と正のパワーの第2の光学系と、
を有し、
前記第1の光学系は、前記第1の光学系の光軸に平行な光線が入射したとき、前記第1の光学系から出射される光線が前記光軸に近付きながら前記第2の光学系に入射するような光学特性を有しており、
前記第2の光学系は、前記第2の光学系の近軸焦点位置に対してアンダーな球面収差を有している、
ことを特徴とする光源光学系。 - 前記第1の光学系は前記第2の色光が通過せず、前記第2の光学系は前記第2の色光が通過する、
ことを特徴とする請求項1に記載の光源光学系。 - 前記第1の光学系と前記第2の光学系は、最大空気間隔の箇所で切り分けられている、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光源光学系。 - 前記第2の光学系による近軸焦点位置は、前記波長変換ユニットの入射面を基準として、前記第2の光学系とは反対側に設けられている、
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の光源光学系。 - 前記第1の光学系と前記第2の光学系による集光位置は、前記波長変換ユニットの入射面を基準として、前記第2の光学系の側に設けられている、
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の光源光学系。 - 前記第1の光学系の最も前記励起光源の側の外径範囲内で、前記光軸と直交するとともに前記光源から離れる方向に等ピッチで配置されたn個の点O1、O2、・・・、Onから前記光軸に平行な光線が出射された場合において、前記第2の光学系から出射された光線と前記波長変換ユニットの入射面のn個の交点P1、P2、・・・、Pnを規定したとき、次の条件式(1)を満足する、
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の光源光学系。
(1)Ln>L1(nは2以上の整数)
但し、
L1:点O1に対応する交点P1と光軸の間の距離、
Ln:点Onに対応する交点Pnと点On-1に対応する交点Pn-1の間の距離。 - 前記第1の光学系の最も前記励起光源の側の外径範囲内で、前記光軸と直交するとともに前記光源から離れる方向に等ピッチで配置されたn個の点O1、O2、・・・、Onから前記光軸に平行な光線が出射された場合において、前記第2の光学系から出射された光線と前記波長変換ユニットの入射面のn個の交点P1、P2、・・・、Pnを規定したとき、点O1、O2、・・・、Onとこれらに対応する交点P1、P2、・・・、Pnが、前記光軸を挟んだ反対側に位置している、
ことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれかに記載の光源光学系。 - 前記第1の光学系と前記第2の光学系の合成光学系は、像面湾曲がアンダーである、
ことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれかに記載の光源光学系。 - 前記励起光源は複数の光源を有しており、
前記複数の光源に対応する複数のコリメータレンズをさらに有し、
前記光軸に最も近い光源C1から出射される光束の集光点をF1とし、前記光軸から最も遠い光源Cnから出射される光束の集光点をFnとしたとき、集光点F1よりも集光点Fnの方が前記第1の光学系の側に位置している、
ことを特徴とする請求項1から請求項8のいずれかに記載の光源光学系。 - 前記光軸から最も遠い光源Cnから出射される光束の集光点をFnとしたとき、前記第1の光学系と前記第2の光学系の間に集光点Fnが位置している、
ことを特徴とする請求項9に記載の光源光学系。 - 前記光軸から最も遠い光源Cnから出射される光束のマージナル光線のうち、前記光軸に最も近いマージナル光線をGnとし、マージナル光線Gnと前記波長変換ユニットの入射面の交点をQnとしたとき、光源Cnと交点Qnは、前記光軸を挟んだ反対側に位置している、
ことを特徴とする請求項9に記載の光源光学系。 - 前記第1の光学系は、前記励起光源の側から前記波長変換ユニットの側に向かって順に、正レンズと負レンズを有しており、且つ、アンダーな球面収差を有している、
ことを特徴とする請求項1から請求項11のいずれかに記載の光源光学系。 - 前記第2の光学系は、少なくとも2枚の正レンズを有しており、且つ、少なくとも1枚の正レンズが非球面を有している、
ことを特徴とする請求項1から請求項12のいずれかに記載の光源光学系。 - 前記励起光源と前記第2の光学系の間の光路上に位置する偏光ビームスプリッタをさらに有しており、前記偏光ビームスプリッタは、前記第1の色光の第1の偏光成分と第2の偏光成分の一方を透過して他方を反射するとともに、前記第2の色光を透過又は反射する、
ことを特徴とする請求項1から請求項13のいずれかに記載の光源光学系。 - 前記第1の色光の光路上において前記第2の光学系の出射側に前記第1の色光を反射する反射面をさらに有している、
ことを特徴とする請求項14に記載の光源光学系。 - 前記偏光ビームスプリッタと前記反射面との間の光路上に位置する前記第1の色光に対する1/4波長板をさらに有している、
ことを特徴とする請求項15に記載の光源光学系。 - 前記波長変換ユニットに接続されるとともに、前記波長変換ユニット上における前記第1の色光の照射位置が時間とともに移動するように駆動される駆動部材をさらに有している、
ことを特徴とする請求項1から請求項16のいずれかに記載の光源光学系。 - 前記波長変換ユニットは、前記第1の色光を前記第2の色光に変換する波長変換領域と、前記第1の色光を透過又は反射する透過反射領域とを含んだ円盤部材を有している、
ことを特徴とする請求項1から請求項17のいずれかに記載の光源光学系。 - 前記第1の光学系と前記第2の光学系は、前記第1の光学系の光軸と前記第2の光学系の光軸が偏心するように配置されている、
ことを特徴とする請求項1から請求項18のいずれかに記載の光源光学系。 - 前記励起光源と、請求項1から請求項19のいずれかに記載の光源光学系を有する光源装置。
- 前記励起光源は、前記第1の色光として、コヒーレント光を出射する、
ことを特徴とする請求項20に記載の光源装置。 - 前記励起光源と、
請求項1から請求項19のいずれかに記載の光源光学系と、
前記光源光学系からの光を変調して画像を形成する画像表示素子と、
前記画像を被投射面に拡大投射する投射光学系と、
を有することを特徴とする画像投射装置。
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