JP2023099536A - 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
(1)1.8<|Fn/F2|<5.0
但し、
Fn:前記第1の光学系の負のパワーを有する光学素子のd線における焦点距離、
F2:前記第2の光学系のd線における焦点距離。
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。
図6は、第2実施形態による第1の光学系23と第2の光学系26の構成と通過光線の一例を示す図である。また、第1の光学系23と第2の光学系26のレンズデータと非球面データを表3、表4として示す。第2実施形態による第1の光学系23と第2の光学系26の構成は、第1実施形態による第1の光学系23と第2の光学系26の構成と同様である(レンズ曲率やレンズ間隔等のパラメータが異なっている)。
図7は、第3実施形態による第1の光学系23と第2の光学系26の構成と通過光線の一例を示す図である。また、第1の光学系23と第2の光学系26のレンズデータと非球面データを表5、表6として示す。第3実施形態による第1の光学系23と第2の光学系26の構成は、第1実施形態による第1の光学系23と第2の光学系26の構成と同様である(レンズ曲率やレンズ間隔等のパラメータが異なっている)。
図8は、第4実施形態による第1の光学系23と第2の光学系26の構成と通過光線の一例を示す図である。また、第1の光学系23と第2の光学系26のレンズデータと非球面データを表7、表8として示す。第4実施形態による第1の光学系23と第2の光学系26の構成は、第1実施形態による第1の光学系23と第2の光学系26の構成と同様である(レンズ曲率やレンズ間隔等のパラメータが異なっている)。
図9は、第5実施形態による第1の光学系23と第2の光学系26の構成と通過光線の一例を示す図である。また、第1の光学系23と第2の光学系26のレンズデータと非球面データを表9、表10として示す。第5実施形態による第1の光学系23と第2の光学系26の構成は、第1実施形態による第1の光学系23と第2の光学系26の構成と同様である(レンズ曲率やレンズ間隔等のパラメータが異なっている)。
(1)1.8<|Fn/F2|<5.0
但し、
Fn:第1の光学系の負のパワーを有する光学素子のd線における焦点距離、
F2:第2の光学系のd線における焦点距離。
(1’)1.9<|Fn/F2|<4.5
(2)1.5<|Fp/Fn|<2.4
但し、
Fp:第1の光学系の正のパワーを有する光学素子のd線における焦点距離、
Fn:第1の光学系の負のパワーを有する光学素子のd線における焦点距離。
(3)Smax/DL<2.0
但し、
Smax:複数の発光点のうちの2つの発光点の間の最大距離、
DL:第2の光学系のうちの第1の光学系の側(励起光入射側)の光学素子の外径。
(3’)Smax/DL<1.7
(4)0.5<Smax/DLmax<1.0
但し、
Smax:複数の発光点のうちの2つの発光点の間の最大距離、
DLmax:第1の光学系と第2の光学系のうちの光学素子の最大外径。
(5)0.5<Px/L・tanθx<2.0
但し、
θx:各発光点の発散角が最大となる方向をX方向としたときのX方向における各発光点の発散角、
Px:各発光点の発散角が最大となる方向をX方向としたときのX方向における各発光点のピッチ、
L:各発光点(の出射面)と各コリメータレンズの間の距離。
(6)1.6<Ndave<1.9
但し、
Ndave:第2の光学系が有する光学素子のd線における屈折率の平均値。
図14、図15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。
図16を参照して第7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17、図18を参照して第8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、図20を参照して第9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21、図22を参照して第10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23を参照して第11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10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)
21X レーザ光源(励起光源)
22 コリメータレンズ(光源光学系)
22X 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(正のパワーを有する光学要素)
23B 負レンズ(負のパワーを有する光学要素)
24 偏光ビームスプリッタ(光源光学系、反射面)
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(正のパワーを有する光学要素)
26B 正レンズ(正のパワーを有する光学要素)
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(波長変換領域)
27G3 第2の反射コート(コート層)
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
110 合成光学系
112 1/2波長板
114 反射ミラー
116 偏光ビームスプリッタ
Claims (16)
- 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設けられた第1、第2の光学系と、
前記励起光源と前記波長変換ユニットの間の光路上に位置する反射面と、
を有しており、
前記第1の光学系は、前記励起光源と前記反射面の間に配置されており、
前記第2の光学系は、前記反射面と前記波長変換ユニットの間に配置されており、
前記第1の光学系は、少なくとも1つの負のパワーを有する光学素子を有しており、
前記第2の光学系は、全体として正のパワーを有しており、
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角度をなして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、前記第2の光学系に入射した光の集光点が、前記第2の光学系の内部に形成され、
次の条件式(1)を満足する、
ことを特徴とする光源光学系。
(1)1.8<|Fn/F2|<5.0
但し、
Fn:前記第1の光学系の負のパワーを有する光学素子のd線における焦点距離、
F2:前記第2の光学系のd線における焦点距離。 - 前記第1の光学系は、少なくとも1つの正のパワーを有する光学素子を有しており、
次の条件式(2)を満足する、
ことを特徴とする請求項1に記載の光源光学系。
(2)1.5<|Fp/Fn|<2.4
但し、
Fp:前記第1の光学系の正のパワーを有する光学素子のd線における焦点距離、
Fn:前記第1の光学系の負のパワーを有する光学素子のd線における焦点距離。 - 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有している、
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、前記波長変換領域の入射面側に設けられて前記第1の色光の一部を反射するコート層とを有している、
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。 - 前記波長変換ユニットに接続されて、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4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反射面をさらに有しており、前記反射面は、前記第1の色光と前記第2の色光の一方を反射して他方を透過する、
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。 - 次の条件式(6)を満足する、
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。
(6)1.6<Ndave<1.9
但し、
Ndave:前記第2の光学系が有する光学素子のd線における屈折率の平均値。 - 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7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の光学系が有する光学素子は、レンズである、
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。 - 前記第1の光学系は、前記第2の色光の50%以上が通過せず、
前記第2の光学系は、前記第2の色光の50%以上が通過する、
ことを特徴とする請求項1から請求項9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10のいずれかに記載の光源光学系と、
を有することを特徴とする光源装置。 - 前記励起光源は、二次元アレイ状に配列された複数の発光点を有しており、
次の条件式(3)を満足する、
ことを特徴とする請求項11に記載の光源装置。
(3)Smax/DL<2.0
但し、
Smax:前記複数の発光点のうちの2つの発光点の間の最大距離、
DL:前記第2の光学系のうちの前記第1の光学系の側の光学素子の外径。 - 前記励起光源は、二次元アレイ状に配列された複数の発光点を有しており、
次の条件式(4)を満足する、
ことを特徴とする請求項11又は請求項12に記載の光源装置。
(4)0.5<Smax/DLmax<1.0
但し、
Smax:前記複数の発光点のうちの2つの発光点の間の最大距離、
DLmax:前記第1の光学系と前記第2の光学系のうちの光学素子の最大外径。 - 前記Smaxを満足する2つの発光点は、単一の基板上に配置されている、
ことを特徴とする請求項12又は請求項13に記載の光源装置。 - 前記励起光源は、二次元アレイ状に配列された複数の発光点を有しており、
前記複数の発光点に対応する複数のコリメータレンズをさらに有しており、
次の条件式(5)を満足する、
ことを特徴とする請求項11から請求項14のいずれかに記載の光源装置。
(5)0.5<Px/L・tanθx<2.0
但し、
θx:各発光点の発散角が最大となる方向をX方向としたときのX方向における各発光点の発散角、
Px:各発光点の発散角が最大となる方向をX方向としたときのX方向における各発光点のピッチ、
L:各発光点と各コリメータレンズの間の距離。 - 前記励起光源と、
請求項1から請求項10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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