JP2022152648A - Light source device and projector - Google Patents

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雅弘 小松
Masahiro Komatsu
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Abstract

To reduce the size of a light source device and a projector.SOLUTION: A light source device 11 include a light emitter 12 for emitting light, and a scan element 13 for scanning the light. A progress vector of the light includes only a positive component for a component perpendicular to a surface of the scan element 13. The light emitter 12 and the scan element 13 are thus unified.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、光源装置と、この光源装置を内蔵するプロジェクタに関する。 The present invention relates to a light source device and a projector incorporating this light source device.

従来、コンピュータの画面やビデオ画像等の画像をスクリーンに投影する画像投影装置としてプロジェクタが用いられてきた。これらのプロジェクタでは、光源装置から射出された光をMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ミラーに反射させて走査することにより、画像をスクリーンに投影する(例えば、特許文献1)。 2. Description of the Related Art Conventionally, projectors have been used as image projection devices for projecting images such as computer screens and video images onto a screen. In these projectors, light emitted from a light source device is reflected on a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) mirror and scanned, thereby projecting an image onto a screen (for example, Patent Document 1).

特開2008-185943号公報JP 2008-185943 A

しかしながら、従来のプロジェクタでは、光源からの光をミラーに反射させる構成において光源とミラーとが離れた位置に配置されるため、プロジェクタを小型化することは困難であった。 However, in conventional projectors, it is difficult to reduce the size of the projector because the light source and the mirror are separated from each other in the configuration in which the light from the light source is reflected on the mirror.

上述したような課題を解決するために、本発明に係る光源装置は、光を出射する発光素子と前記光を走査する走査素子とを備え、前記光の進行ベクトルが、前記走査素子の表面に対する垂直方向成分について正の成分のみを含むことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a light source device according to the present invention includes a light emitting element that emits light and a scanning element that scans the light, and the traveling vector of the light is directed to the surface of the scanning element. It is characterized by including only positive components in the vertical direction.

また、本発明に係る光源装置は、前記走査素子が2軸方向に回動してもよい。 Further, in the light source device according to the present invention, the scanning element may rotate in biaxial directions.

また、本発明に係る光源装置は、発光素子が前記走査素子に搭載されてもよい。 Further, in the light source device according to the present invention, a light emitting element may be mounted on the scanning element.

また、本発明に係る光源装置は、前記走査素子が光透過部を備え、前記発光素子の出射光が、前記光透過部を透過してもよい。 Further, in the light source device according to the present invention, the scanning element may include a light transmitting portion, and light emitted from the light emitting element may pass through the light transmitting portion.

また、本発明に係る光源装置は、前記光透過部に光屈折素子が設けられてもよい。 Further, in the light source device according to the present invention, a photorefractive element may be provided in the light transmitting portion.

また、本発明に係る光源装置は、前記走査素子が、固定フレームと、可動フレームと、可動部とを備え、前記可動フレームが、前記可動フレームの両側に形成された第1の梁を介して、前記固定フレーム内に接続され、前記可動部が、前記可動部の両側に形成された第2の梁を介して、前記可動フレームの内部に接続され、前記第1の梁の方向が、前記第2の梁の方向に垂直であってもよい。 Further, in the light source device according to the present invention, the scanning element includes a fixed frame, a movable frame, and a movable portion, and the movable frame is moved through first beams formed on both sides of the movable frame. , the movable portion is connected to the interior of the movable frame via second beams formed on both sides of the movable portion, and the direction of the first beam is the It may be perpendicular to the direction of the second beam.

また、本発明に係るプロジェクタは、前記光源装置と、制御部とを備える。 A projector according to the present invention includes the light source device and a control section.

本発明によれば、発光素子と走査素子とを一体化でき、小型の光源装置およびプロジェクタを提供できる。 According to the present invention, a light emitting element and a scanning element can be integrated, and a compact light source device and projector can be provided.

図1は、本発明の第1の実施の形態に係るプロジェクタの構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a projector according to the first embodiment of the invention. 図2は、本発明の第1の実施の形態に係る光源装置の動作を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the light source device according to the first embodiment of the invention. 図3は、本発明の第1の実施例に係る光源装置の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the light source device according to the first embodiment of the present invention. 図4は、本発明の第1の実施例に係る光源装置の動作を説明するための概略側面図である。FIG. 4 is a schematic side view for explaining the operation of the light source device according to the first embodiment of the invention. 図5は、本発明の第2の実施例に係る光源装置の構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a light source device according to a second embodiment of the invention.

<第1の実施の形態>
本発明の第1の実施の形態に係る光源装置およびプロジェクタについて、図1、2を参照して説明する。
<First embodiment>
A light source device and a projector according to a first embodiment of the invention will be described with reference to FIGS.

<光源装置およびプロジェクタの構成>
本実施の形態に係るプロジェクタ1は、図1に示すように、光源装置1_1と制御部1_4とを備える。光源装置1_1は発光素子1_2と走査素子1_3を備え、制御部1_4は発光素子駆動電源1_5と走査素子駆動電源1_6とを備える。発光素子1_2が発光素子駆動電源1_5と接続され、走査素子1_3が走査素子駆動電源1_6と接続される。
<Structure of Light Source Device and Projector>
As shown in FIG. 1, the projector 1 according to this embodiment includes a light source device 1_1 and a control section 1_4. The light source device 1_1 includes a light emitting element 1_2 and a scanning element 1_3, and the control section 1_4 includes a light emitting element driving power supply 1_5 and a scanning element driving power supply 1_6. The light emitting element 1_2 is connected to the light emitting element driving power supply 1_5, and the scanning element 1_3 is connected to the scanning element driving power supply 1_6.

<光源装置の動作>
本実施の形態に係るプロジェクタ1における光源装置1_1の動作を、図2(a)を参照して説明する。比較のために、図2(b)に、従来のプロジェクタの光源装置の構成を示す。
<Operation of Light Source Device>
The operation of the light source device 1_1 in the projector 1 according to this embodiment will be described with reference to FIG. 2(a). For comparison, FIG. 2B shows the configuration of a light source device of a conventional projector.

ここで、光源装置1_1または走査素子1_3’の出射面(表面)に対する垂直方向をZ方向とする。また、Z方向における正方向(Z+方向)を、光源装置1_1または走査素子1_3’から光が出射する側の方向とする。また、Z方向における負方向(Z-方向)を、光源装置1_1または走査素子1_3’から光が出射する側の反対側の方向とする。 Here, the direction perpendicular to the exit surface (surface) of the light source device 1_1 or the scanning element 1_3' is defined as the Z direction. Also, the positive direction (Z+ direction) in the Z direction is defined as the direction in which light is emitted from the light source device 1_1 or the scanning element 1_3'. Also, the negative direction (Z− direction) in the Z direction is the direction opposite to the side from which light is emitted from the light source device 1_1 or the scanning element 1_3'.

従来のプロジェクタの光源装置の構成では、発光素子1_2’の出射光Lを走査素子1_3’で反射して、走査素子1_3’を駆動(回動)して反射光Rを走査する。 In the configuration of the light source device of the conventional projector, the emitted light L of the light emitting element 1_2' is reflected by the scanning element 1_3', and the scanning element 1_3' is driven (rotated) to scan the reflected light R.

この構成では、図2(b)に示すように、発光素子1_2’の出射光Lの進行ベクトルが、負のZ方向成分(Z-)を含み、走査素子1_3’からの反射光Rの進行ベクトルが、正のZ方向成分(Z+)を含む。 In this configuration, as shown in FIG. 2(b), the traveling vector of the emitted light L from the light emitting element 1_2' includes a negative Z-direction component (Z-), and the traveling vector of the reflected light R from the scanning element 1_3' A vector contains a positive Z-direction component (Z+).

このように、この構成における光の進行ベクトルは、負のZ方向成分(Z-)と正のZ方向成分(Z+)を含む。 Thus, the light travel vector in this configuration includes a negative Z-direction component (Z−) and a positive Z-direction component (Z+).

したがって、従来のプロジェクタの光源装置の構成では、反射光Rを利用するので、発光素子1_2’と走査素子1_3’との間に所定の距離を要するため、プロジェクタの小型化が困難である。 Therefore, in the configuration of the light source device of the conventional projector, since the reflected light R is used, a predetermined distance is required between the light emitting element 1_2' and the scanning element 1_3', which makes it difficult to reduce the size of the projector.

一方、本実施の形態に係るプロジェクタ1の光源装置1_1では、発光素子1_2と走査素子1_3とを一体化することにより、反射光を用いることなく、出射光Lまたは透過光Tを用いる。この出射光Lまたは透過光Tを、走査素子1_3を駆動(回動)することにより走査して投影する。 On the other hand, in the light source device 1_1 of the projector 1 according to the present embodiment, the emitted light L or the transmitted light T is used without using reflected light by integrating the light emitting element 1_2 and the scanning element 1_3. The emitted light L or transmitted light T is scanned and projected by driving (rotating) the scanning element 1_3.

この構成では、図2(a)に示すように、光源装置1_1の出射光Lまたは透過光Tの進行ベクトルは、負のZ方向成分(Z-)を含まず、正のZ方向成分(Z+)のみを含む。 In this configuration, as shown in FIG. 2(a), the traveling vector of the emitted light L or the transmitted light T from the light source device 1_1 does not contain the negative Z-direction component (Z-) and the positive Z-direction component (Z+ ) only.

したがって、本実施の形態に係る光源装置1_1では、反射光を用いず、発光素子1_2と走査素子1_3とを一体化するので、プロジェクタを小型化できる。 Therefore, in the light source device 1_1 according to the present embodiment, the light emitting element 1_2 and the scanning element 1_3 are integrated without using reflected light, so that the size of the projector can be reduced.

<第1の実施例>
本発明の第1の実施例に係る光源装置およびプロジェクタについて図3、4を参照して説明する。
<First embodiment>
A light source device and a projector according to a first embodiment of the invention will be described with reference to FIGS.

<光源装置およびプロジェクタの構成>
本実施例に係るプロジェクタ10は、第1の実施の形態と同様の構成を有する。また、本実施例に係る光源装置11は発光素子12と走査素子13を備える。
<Structure of Light Source Device and Projector>
A projector 10 according to this embodiment has the same configuration as that of the first embodiment. Also, the light source device 11 according to this embodiment includes a light emitting element 12 and a scanning element 13 .

図3(a)、(b)それぞれに、本実施例に係る光源装置11の概略鳥瞰図と概略正面図を示す。光源装置11において、図3(a)、(b)に示すように、走査素子13に発光素子12が搭載される。 3A and 3B respectively show a schematic bird's-eye view and a schematic front view of the light source device 11 according to this embodiment. In the light source device 11, the light emitting element 12 is mounted on the scanning element 13 as shown in FIGS.

走査素子13には、電磁駆動型MEMSを用いる。走査素子13は、第1軸130_1に対して回動可能に形成された可動フレーム132と、その可動フレーム132を支持する固定フレーム131と、第1軸130_1に直交する第2軸130_2に対して回動可能に形成された可動部133とを備える。 An electromagnetically driven MEMS is used for the scanning element 13 . The scanning element 13 includes a movable frame 132 rotatable about a first axis 130_1, a fixed frame 131 supporting the movable frame 132, and a second axis 130_2 orthogonal to the first axis 130_1. and a movable portion 133 formed to be rotatable.

また、固定フレーム131の両側には、第1軸130_1と第2軸130_2との間の方向に磁場を形成するための第1の磁石(N極)135_1及び第2の磁石(S極)135_2がそれぞれ配置される。例えば、第1の磁石135_1のN極と第2の磁石135_2のS極が、固定フレーム131の対角線上に配置される。第1の磁石(N極)135_1及び第2の磁石(S極)135_2は、例えば、永久磁石または電磁石で形成できる。 Also, on both sides of the fixed frame 131, there are a first magnet (N pole) 135_1 and a second magnet (S pole) 135_2 for forming a magnetic field in the direction between the first axis 130_1 and the second axis 130_2. are placed respectively. For example, the north pole of the first magnet 135_1 and the south pole of the second magnet 135_2 are arranged on the diagonal line of the fixed frame 131 . The first magnet (north pole) 135_1 and the second magnet (south pole) 135_2 can be formed of permanent magnets or electromagnets, for example.

可動フレーム132は、第1軸130_1の方向に可動フレーム132の両側に形成された第1の梁134_1を介して固定フレーム131内に接続されている。 The movable frame 132 is connected inside the fixed frame 131 via first beams 134_1 formed on both sides of the movable frame 132 in the direction of the first axis 130_1.

また、図3(b)に示すように、可動フレーム132には、可動フレーム132を、第1軸130_1を中心軸として回動させるための第1の駆動コイル136_1が配置される。例えば、第1の駆動コイル136_1は、可動フレーム132の面内で複数回周回するように巻かれて構成され、その一端は第1の梁134_1を介して固定フレーム131の第1の電極137_1に接続され、他端は第1の梁134_1を介して固定フレーム131の第2の電極137_2に接続される。 Further, as shown in FIG. 3B, the movable frame 132 is provided with a first drive coil 136_1 for rotating the movable frame 132 about the first axis 130_1. For example, the first drive coil 136_1 is wound multiple times in the plane of the movable frame 132, and one end of the first drive coil 136_1 is connected to the first electrode 137_1 of the fixed frame 131 via the first beam 134_1. The other end is connected to the second electrode 137_2 of the fixed frame 131 via the first beam 134_1.

第1の駆動コイル136_1には、可動フレーム132を駆動させるための第1信号が印加される。第1の駆動コイル136_1に第1信号が印加されれば、第1の磁石(N極)135_1及び第2の磁石(S極)135_2により形成された磁場と第1の駆動コイル136_1に流れる電流により発生したローレンツ力が、可動フレーム132を駆動させ、第1軸130_1を中心軸として回動させる。 A first signal for driving the movable frame 132 is applied to the first drive coil 136_1. When the first signal is applied to the first driving coil 136_1, the magnetic field formed by the first magnet (N pole) 135_1 and the second magnet (S pole) 135_2 and the current flowing through the first driving coil 136_1. The generated Lorentz force drives the movable frame 132 to rotate about the first shaft 130_1.

一方、可動部133は、可動フレーム132の内部に配置され、可動フレーム132と接続される。可動部133は、第2軸130_2方向に可動部133の両側に形成された第2の梁134_2を介して可動フレーム132の内部に接続される。 On the other hand, the movable part 133 is arranged inside the movable frame 132 and connected to the movable frame 132 . The movable portion 133 is connected to the interior of the movable frame 132 via second beams 134_2 formed on both sides of the movable portion 133 in the direction of the second axis 130_2.

ここで、第1軸130_1の方向と第2軸130_2の方向とは、互いに直交する方向である。したがって、第1の梁134_1と第2の梁134_2との延長線も互いに直交する。 Here, the direction of the first axis 130_1 and the direction of the second axis 130_2 are directions orthogonal to each other. Therefore, extension lines of the first beam 134_1 and the second beam 134_2 are also orthogonal to each other.

また、図3(b)に示すように、可動部133には、可動部133を、第2軸130_2を中心軸として回動させるための第2の駆動コイル136_2が配置される。例えば、第2の駆動コイル136_2は、可動部133の面内で複数回周回するように巻かれて構成され、その一端は第1の梁134_1と第2の梁134_2を介して固定フレーム131の第3の電極137_3に接続され、他端は第1の梁134_1と第2の梁134_2を介して固定フレーム131の第4の電極137_4に接続される。 Further, as shown in FIG. 3B, the movable portion 133 is provided with a second drive coil 136_2 for rotating the movable portion 133 about the second shaft 130_2. For example, the second drive coil 136_2 is wound multiple times in the plane of the movable part 133, and one end of the second drive coil 136_2 is connected to the fixed frame 131 via the first beam 134_1 and the second beam 134_2. It is connected to a third electrode 137_3, and the other end is connected to a fourth electrode 137_4 of the fixed frame 131 via a first beam 134_1 and a second beam 134_2.

第2の駆動コイル136_2には、可動部133を駆動させるための第2信号が印加される。第2の駆動コイル136_2に第2信号が印加されれば、第1の磁石(N極)135_1及び第2の磁石(S極)135_2により形成された磁場と第2の駆動コイル136_2に流れる電流により発生したローレンツ力が、可動部133を駆動させ、第2軸130_2を中心軸として回動させる。 A second signal for driving the movable portion 133 is applied to the second drive coil 136_2. When the second signal is applied to the second driving coil 136_2, the magnetic field formed by the first magnet (N pole) 135_1 and the second magnet (S pole) 135_2 and the current flowing through the second driving coil 136_2. The generated Lorentz force drives the movable portion 133 to rotate about the second shaft 130_2.

発光素子12は、走査素子13の可動部133に搭載される。発光素子12は、赤色のレーザ光を射出する赤色光源素子と、緑色のレーザ光を射出する緑色光源素子と、青色のレーザ光を射出する素子とから構成される。 The light emitting element 12 is mounted on the movable portion 133 of the scanning element 13 . The light emitting element 12 is composed of a red light source element that emits red laser light, a green light source element that emits green laser light, and an element that emits blue laser light.

例えば、赤色光源素子、緑色光源素子、青色光源素子はそれぞれ、中心波長が630nm、530nm、430nmである半導体レーザ(LD)である。 For example, the red light source element, the green light source element, and the blue light source element are semiconductor lasers (LD) having center wavelengths of 630 nm, 530 nm, and 430 nm, respectively.

このように、発光素子12は、赤色の波長域光と、緑色の波長域光と、青色の波長域光を射出でき、それぞれの光が合成され、色度を変化させる。 In this way, the light emitting element 12 can emit red wavelength band light, green wavelength band light, and blue wavelength band light, and each light is combined to change the chromaticity.

本実施例に係るプロジェクタ10では、発光素子駆動電源が、赤色光源素子、緑色光源素子、青色光源素子それぞれを駆動する赤色光源駆動用電源と緑色光源駆動用電源と青色光源駆動用電源とを備え、それぞれを駆動する。 In the projector 10 according to the present embodiment, the light emitting element drive power supply includes a red light source drive power supply, a green light source drive power supply, and a blue light source drive power supply for driving the red light source element, the green light source element, and the blue light source element, respectively. , to drive each.

赤色光源素子、緑色光源素子、青色光源素子それぞれの駆動電流を変化させることによりそれぞれの光量(光強度)を変化させ、合成される光の色度を変化させる。 By changing the driving current of each of the red light source element, the green light source element, and the blue light source element, the respective light amounts (light intensity) are changed, and the chromaticity of the synthesized light is changed.

<光源装置の動作>
発光素子12から出射される光は、走査素子13を駆動させ、第2軸130_2および第1軸130_1を中心軸として回動させることにより、水平方向および垂直方向に走査する。その結果、画像がスクリーン上に2次元で投影される。
<Operation of Light Source Device>
The light emitted from the light emitting element 12 scans in the horizontal and vertical directions by driving the scanning element 13 and rotating it around the second axis 130_2 and the first axis 130_1. As a result, the image is projected onto the screen in two dimensions.

例えば、走査素子13を第2軸130_2を中心軸として回動させ、発光素子12の出射光を水平方向に走査する場合、出射光を高速で走査するために、高周波信号により駆動することが望ましい。 For example, when the scanning element 13 is rotated about the second axis 130_2 and the light emitted from the light emitting element 12 is scanned in the horizontal direction, it is desirable to be driven by a high-frequency signal in order to scan the emitted light at high speed. .

そこで、走査素子13の可動部133を水平方向に駆動する場合、走査素子駆動電源より第2の駆動コイル136_2に印加される第2信号は、高周波信号を用いる。ここで、可動部133と第2の梁134_2とは、それぞれ高周波振動に適した質量及び弾性剛性を有するように設計される。 Therefore, when driving the movable portion 133 of the scanning element 13 in the horizontal direction, a high-frequency signal is used as the second signal applied to the second driving coil 136_2 from the scanning element driving power source. Here, the movable part 133 and the second beam 134_2 are designed to have mass and elastic rigidity suitable for high-frequency vibration.

また、例えば、走査素子13を第1軸130_1を中心軸として回動させ、発光素子12の出射光を垂直方向に走査する場合、垂直方向には出射光を高速で走査させる必要はないので、低周波信号による駆動でもよい。 Further, for example, when the scanning element 13 is rotated around the first axis 130_1 and the light emitted from the light emitting element 12 is scanned in the vertical direction, it is not necessary to scan the emitted light in the vertical direction at high speed. It may be driven by a low frequency signal.

そこで、走査素子13の可動フレーム132を垂直方向に駆動する場合、走査素子駆動電源より第1の駆動コイル136_1に印加される第1信号は、低周波信号を用いる。ここで、可動フレーム132と第1の梁134_1とは、それぞれ低周波振動に適した質量及び弾性剛性を有するように設計される。 Therefore, when the movable frame 132 of the scanning element 13 is driven in the vertical direction, a low-frequency signal is used as the first signal applied to the first driving coil 136_1 from the scanning element driving power source. Here, the movable frame 132 and the first beam 134_1 are each designed to have mass and elastic stiffness suitable for low-frequency vibration.

このように、本実施例に係る光源装置11は、走査素子13を駆動させ、第2軸130_2および第1軸130_1を中心軸として回動させることにより、発光素子12の出射光を水平方向および垂直方向に走査できる。 In this manner, the light source device 11 according to the present embodiment drives the scanning element 13 and rotates it about the second axis 130_2 and the first axis 130_1, thereby causing the light emitted from the light emitting element 12 to move horizontally and horizontally. Can be scanned vertically.

また、本実施例に係る光源装置11では、従来の光源装置のように発光素子の出射光を反射させることなく、発光素子12の出射光を走査して投影する。したがって、本実施例に係る光源装置11における光の進行ベクトルは、図4に示すように、走査素子13の表面に対する垂直方向成分について正の成分(Z+方向成分)のみを含む。 Further, in the light source device 11 according to the present embodiment, unlike the conventional light source device, the light emitted from the light emitting element 12 is scanned and projected without reflecting the light emitted from the light emitting element. Therefore, the traveling vector of light in the light source device 11 according to this embodiment includes only a positive component (Z+ direction component) in the direction perpendicular to the surface of the scanning element 13, as shown in FIG.

本実施例に係る光源装置およびプロジェクタによれば、発光素子と走査素子とを一体化できるので、光源装置およびプロジェクタを小型化できる。 According to the light source device and the projector according to this embodiment, the light emitting element and the scanning element can be integrated, so that the light source device and the projector can be miniaturized.

<第2の実施例>
本発明の第2の実施例に係るプロジェクタについて、図5を参照して説明する。
<Second embodiment>
A projector according to a second embodiment of the invention will be described with reference to FIG.

<光源装置およびプロジェクタの構成>
本実施例に係るプロジェクタ20は、第1の実施例に係るプロジェクタ10と同様の構成を有する。
<Structure of Light Source Device and Projector>
The projector 20 according to this embodiment has the same configuration as the projector 10 according to the first embodiment.

図5(a)、(b)それぞれに、本実施例に係る光源装置21の概略鳥瞰図と概略側面図を示す。光源装置21は、図5(a)に示すように、支持台27と走査素子23と発光素子22と備える。 5A and 5B respectively show a schematic bird's-eye view and a schematic side view of the light source device 21 according to this embodiment. The light source device 21 includes a support base 27, a scanning element 23, and a light emitting element 22, as shown in FIG. 5(a).

光源装置21では、発光素子22の上方に走査素子23を配置する。一例として、図5に示すように、支持台27の底壁部の上面に発光素子22を搭載して、発光素子22の上方に走査素子23を配置する。 In the light source device 21 , the scanning element 23 is arranged above the light emitting element 22 . As an example, as shown in FIG. 5, the light emitting element 22 is mounted on the upper surface of the bottom wall of the support base 27 and the scanning element 23 is arranged above the light emitting element 22 .

走査素子23は、可動部233に光透過部238を備える。光透過部238には、板状のガラス等の透過板またはレンズを設ける。また、光透過部238は、可動部233の全面に配置されてもよいし、一部に配置されてもよく、発光素子22の出射光が透過されればよい。 The scanning element 23 has a light transmitting portion 238 on the movable portion 233 . The light transmitting portion 238 is provided with a transmitting plate such as plate-shaped glass or a lens. Moreover, the light transmitting portion 238 may be arranged on the entire surface of the movable portion 233 or may be arranged on a part of the movable portion 233 as long as the light emitted from the light emitting element 22 is transmitted therethrough.

走査素子23において、光透過部238以外の駆動機構などの構成は、第1の実施例と同様である。 In the scanning element 23, the configuration of the drive mechanism and the like other than the light transmitting portion 238 is the same as that of the first embodiment.

発光素子22の構成は、第1の実施例と同様である。 The configuration of the light emitting element 22 is similar to that of the first embodiment.

<光源装置の動作>
図5(b)に示すように、発光素子22の出射光Lは、走査素子23の光透過部238を透過して、透過光Tが走査素子23の駆動により走査されスクリーン(図示せず)に投影される。図5(b)では、走査素子23における第1軸230_1での回動の態様を示すが、第2軸230_2においても同様に回動する。
<Operation of Light Source Device>
As shown in FIG. 5B, the emitted light L of the light emitting element 22 is transmitted through the light transmitting portion 238 of the scanning element 23, and the transmitted light T is scanned by the driving of the scanning element 23 onto a screen (not shown). projected onto. FIG. 5B shows the manner in which the scanning element 23 rotates about the first axis 230_1, but the scanning element 23 rotates similarly about the second axis 230_2.

光透過部238にレンズ239を設ける場合、発光素子22の出射光Lが光透過部238およびレンズ239を透過、屈折して、透過光Tが走査素子23から出射する。その結果、本実施例で透過板を設ける場合および第1の実施例に比べて、レンズ239での屈折角が大きいので、透過光Tの走査範囲を拡大できる。ここで、レンズ以外でもプリズムなどの光を屈折させる素子(光屈折素子)を設けても同様の効果を奏する。 When the lens 239 is provided in the light transmitting portion 238 , the emitted light L of the light emitting element 22 is transmitted through the light transmitting portion 238 and the lens 239 and refracted, and the transmitted light T is emitted from the scanning element 23 . As a result, the scanning range of the transmitted light T can be expanded because the angle of refraction at the lens 239 is greater than in the case of providing the transmission plate in this embodiment and in the first embodiment. A similar effect can be obtained by providing an element (photorefractive element) such as a prism that refracts light instead of the lens.

また、光透過部238には、ハーフミラー、偏光板等を設けてもよい。また、回折格子、フォトニック結晶等を用いれば、単一色の光源でも走査素子の傾きにより色を変化させることができる。また、ホログラフィックに関連する素子など光の透過を利用する光学素子を設けてもよい。 In addition, the light transmitting portion 238 may be provided with a half mirror, a polarizing plate, or the like. In addition, if a diffraction grating, photonic crystal, or the like is used, even a single-color light source can change its color by tilting the scanning element. Optical elements that utilize the transmission of light, such as elements associated with holography, may also be provided.

また、光透過部238には、ブラインド構造を設けてもよい。例えば、ブラインド構造に、光を透過する部分と光を遮蔽する部分とが交互に配置されたものを用いる。走査素子の回動により、ブラインド構造を透過する光量を変化させることができる。 Also, the light transmitting portion 238 may be provided with a blind structure. For example, a blind structure in which light-transmitting portions and light-blocking portions are alternately arranged is used. By rotating the scanning element, the amount of light transmitted through the blind structure can be varied.

このように、本実施例に係る光源装置21は、走査素子23を駆動させ、第2軸および第1軸を中心軸として回動させることにより、発光素子22の出射光を水平方向および垂直方向に走査できる。 In this way, the light source device 21 according to the present embodiment drives the scanning element 23 and rotates it about the second axis and the first axis, so that the light emitted from the light emitting element 22 is directed horizontally and vertically. can be scanned to

また、本実施例に係る光源装置21では、従来の光源装置のように発光素子22の出射光を反射させることなく、発光素子22の出射光Lを走査素子23に透過させて投影する。したがって、本実施例に係る光源装置21における光の進行ベクトルは、走査素子23の表面に対する垂直方向成分について正の成分(Z+方向成分)のみを含む。 Further, in the light source device 21 according to the present embodiment, the emitted light L of the light emitting element 22 is transmitted through the scanning element 23 and projected without reflecting the emitted light of the light emitting element 22 as in the conventional light source device. Therefore, the traveling vector of light in the light source device 21 according to this embodiment includes only a positive component (Z+ direction component) with respect to the vertical direction component with respect to the surface of the scanning element 23 .

本実施例に係るプロジェクタによれば、発光素子と走査素子とを一体化できるので、プロジェクタを小型化できる。 According to the projector according to this embodiment, the light emitting element and the scanning element can be integrated, so the size of the projector can be reduced.

本発明の実施の形態および実施例では、走査素子に電磁駆動型MEMSを用いる例を示したが、静電駆動型MEMS、圧電駆動型MEMSなどを用いてもよい。 In the embodiments and examples of the present invention, an example of using an electromagnetically driven MEMS as a scanning element is shown, but an electrostatically driven MEMS, a piezoelectrically driven MEMS, or the like may also be used.

静電駆動型MEMSを用いる場合には、本発明の実施の形態における磁石の代わりに、固定フレームと可動フレームとの対向する部分および可動フレームと可動部との対向する部分に、静電容量用の電極を設ければよい。 When an electrostatically driven MEMS is used, instead of the magnets in the embodiments of the present invention, electrostatic capacitive elements are added to the opposing portions of the fixed frame and the movable frame and the opposing portions of the movable frame and the movable portion. electrodes may be provided.

また、圧電駆動型MEMSを用いる場合には、本発明の実施の形態における磁石の代わりに、第1の梁および第2の梁に、圧電素子を設ければよい。 Further, when a piezoelectric driven MEMS is used, piezoelectric elements may be provided on the first and second beams instead of the magnets in the embodiment of the present invention.

本発明の実施の形態および実施例では、光源装置およびプロジェクタの構成などにおいて、各構成部の構造、寸法、材料等の一例を示したが、これに限らない。プロジェクタの機能を発揮し効果を奏するものであればよい。 In the embodiments and examples of the present invention, in the configurations of the light source device and the projector, examples of the structure, dimensions, materials, etc. of each component have been shown, but the present invention is not limited to this. It may be anything as long as it exhibits the function of the projector and produces an effect.

本発明は、投影型のプロジェクタ、画像表示装置に適用することができる。 The present invention can be applied to projection type projectors and image display devices.

10 プロジェクタ
11 光源装置
12 発光素子
13 走査素子
131 固定フレーム
132 可動フレーム
133 可動部
134_1、134_2 梁
135_1、135_2 磁石
136_1、136_2 駆動コイル
137_1、137_2、137_3、137_4 電極
1_4 制御部
1_5 発光素子駆動電源
1_6 走査素子駆動電源
10 Projector 11 Light source device 12 Light emitting element 13 Scanning element 131 Fixed frame 132 Movable frame 133 Movable parts 134_1, 134_2 Beams 135_1, 135_2 Magnets 136_1, 136_2 Drive coils 137_1, 137_2, 137_3, 137_4 Electrode 1_4 Control part 1_5 Light-emitting element driving power supply 1_6 Scanning element drive power supply

Claims (7)

光を出射する発光素子と
前記光を走査する走査素子とを備え、
前記光の進行ベクトルが、前記走査素子の表面に対する垂直方向成分について正の成分のみを含む
ことを特徴とする光源装置。
comprising a light emitting element that emits light and a scanning element that scans the light,
A light source device, wherein the traveling vector of the light includes only a positive component with respect to a vertical direction component with respect to the surface of the scanning element.
前記走査素子が2軸方向に回動する
ことを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
2. The light source device according to claim 1, wherein said scanning element rotates in two axial directions.
前記発光素子が前記走査素子に搭載される
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光源装置。
3. The light source device according to claim 1, wherein the light emitting element is mounted on the scanning element.
前記走査素子が光透過部を備え、
前記発光素子の出射光が、前記光透過部を透過する
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光源装置。
the scanning element comprises a light transmitting portion,
3. The light source device according to claim 1, wherein the light emitted from the light emitting element is transmitted through the light transmitting portion.
前記光透過部に光屈折素子が設けられる
ことを特徴とする請求項4に記載の光源装置。
5. The light source device according to claim 4, wherein a photorefractive element is provided in said light transmitting portion.
前記走査素子が、固定フレームと、可動フレームと、可動部とを備え、
前記可動フレームが、前記可動フレームの両側に形成された第1の梁を介して、前記固定フレーム内に接続され、
前記可動部が、前記可動部の両側に形成された第2の梁を介して、前記可動フレームの内部に接続され、
前記第1の梁の方向が、前記第2の梁の方向に垂直である
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の光源装置。
the scanning element comprises a fixed frame, a movable frame, and a movable portion;
the movable frame is connected within the fixed frame via first beams formed on both sides of the movable frame;
the movable portion is connected to the interior of the movable frame via second beams formed on both sides of the movable portion;
The light source device according to any one of claims 1 to 5, wherein the direction of the first beam is perpendicular to the direction of the second beam.
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の光源装置と、
制御部と
を備えるプロジェクタ。
a light source device according to any one of claims 1 to 6;
A projector comprising a controller and .
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