JP5800049B1 - 光源装置及び画像投影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の光源の出力状態を正確に検出することができる光源装置及び画像投影装置を提供する。【解決手段】 光源装置２は、レーザ光を出射する複数の光源３１と、複数の光源３１から出射される光が第１面４１ａから入射されるロッドインテグレータ４１と、ロッドインテグレータ４１の第２面４１ｂで反射され且つロッドインテグレータ４１の第１面４１ａから出射する反射光を検出する光検出部４３とを備える。【選択図】 図３

Description

本発明は、レーザ光を出射する複数の光源と、光を検出する光検出部とを備える光源装置に関する。また、本発明は、光源装置を備える画像投影装置に関する。

従来、光源装置として、レーザ光を出射する光源と、光を検出する光検出部とを備える光源装置が、知られている（例えば、特許文献１）。斯かる光源装置によれば、光検出部が光源から出射されるレーザ光の一部を検出できるため、光源の出力状態を検出することができる。

ところで、特許文献１に係る光源装置においては、光検出部は、光源から出射されるレーザ光の光路上に配置され、基幹系（実際に装置として使用される系統）のレーザ光以外のレーザ光を検出しているため、光検出部の配置がフレキシブルに対応できない。したがって、光源を複数有する光源装置においては、１つや２つといった特定の光源の出力状態しか検出することができないため、光源全体としての出力状態を正確に検出することができない。

特開２００３−２２８８６８号公報

よって、本発明は、斯かる事情に鑑み、複数の光源の出力状態を正確に検出することができる光源装置及び画像投影装置を提供することを課題とする。

本発明に係る光源装置は、レーザ光を出射する複数の光源と、前記複数の光源から出射される光が第１面から入射されるロッドインテグレータと、前記ロッドインテグレータの第２面で反射され且つ前記ロッドインテグレータの前記第１面から出射する反射光を検出する光検出部と、を備える。

本発明に係る光源装置によれば、複数の光源から出射される光は、ロッドインテグレータの第１面に入射し、当該光の一部は、ロッドインテグレータの第２面で反射される。そして、当該反射光は、ロッドインテグレータの第１面から出射され、光検出部は、当該反射光を検出する。

これにより、光検出部で検出される光は、ロッドインテグレータを往復しているため、光強度をより均一化されている。したがって、光検出部は、特定の光源から出射された光だけでなく、複数の光源から出射された光を包括的に検出することができるため、複数の光源の出力状態を正確に検出することができる。

また、本発明に係る光源装置においては、前記ロッドインテグレータの前記第１面から出射される前記反射光が入射面から入射され、前記光検出部に向けて前記反射光を出射面から出射する検出用光ファイバと、前記ロッドインテグレータの前記第１面の像を前記検出用光ファイバの前記入射面に結像させる結像光学系と、を備える、という構成でもよい。

斯かる構成によれば、ロッドインテグレータの第２面で反射され且つ第１面から出射される反射光が検出用光ファイバの入射面から入射され、検出用光ファイバの出射面から出射した光は、光検出部に向かう。そして、結像光学系は、ロッドインテグレータの第１面の像を、検出用光ファイバの入射面に結像させる。

これにより、検出用光ファイバの入射面の光の状態は、光強度が均一化されたロッドインテグレータの第１面の状態を、維持できる。したがって、光検出部は、複数の光源から出射された光を、さらに包括的に検出することができるため、複数の光源の出力状態をさらに正確に検出することができる。

また、本発明に係る光源装置においては、前記光源から出射される光が入射面から入射され、前記結像光学系を経由して前記ロッドインテグレータの前記第１面に向けて出射面から光を出射する光源用光ファイバを備え、前記光源用光ファイバの前記出射面と前記検出用光ファイバの前記入射面とは、前記結像光学系が前記光源用光ファイバの前記出射面の像を前記ロッドインテグレータの前記第１面に結像するように、面一となるように配置される、という構成でもよい。

斯かる構成によれば、光源から出射される光は、光源用光ファイバの入射面に入射され、光源用光ファイバの出射面から出射する光は、結像光学系を経由して、ロッドインテグレータの第１面に向かう。そして、光源用光ファイバの出射面と検出用光ファイバの入射面とは、面一となるように配置されている。

これにより、結像光学系は、光源用光ファイバの出射面の像をロッドインテグレータの第１面に結像する。したがって、結像光学系は、ロッドインテグレータの第１面の像を検出用光ファイバの入射面に結像させる機能だけでなく、光源用光ファイバの出射面の像をロッドインテグレータの第１面に結像する機能を併せ持つ。

しかも、光源用光ファイバの出射面から出射され且つロッドインテグレータの第１面で反射された不均一な光（ロッドインテグレータの内部に入射できなかった光）が検出用光ファイバの入射面に入射されることを抑制できる。したがって、光検出部は、複数の光源から出射された光を正確に検出することができるため、複数の光源の出力状態をさらに正確に検出することができる。

また、本発明に係る光源装置においては、前記ロッドインテグレータの前記第１面から出射される前記反射光が入射面から入射され、前記光検出部に向けて前記反射光を出射面から出射する検出用光ファイバを備え、前記検出用光ファイバは、前記入射面が前記ロッドインテグレータの前記第１面と当接又は近接するように、配置される、という構成でもよい。

斯かる構成によれば、ロッドインテグレータの第２面で反射され且つ第１面から出射される反射光が検出用光ファイバの入射面から入射され、検出用光ファイバの出射面から出射した当該反射光は、光検出部に向かう。そして、検出用光ファイバの入射面は、ロッドインテグレータの第１面と当接又は近接している。

これにより、検出用光ファイバの入射面の光の状態は、光強度が均一化されたロッドインテグレータの第１面の状態を、維持できる。したがって、光検出部は、複数の光源から出射された光を、さらに包括的に検出することができるため、複数の光源の出力状態をさらに正確に検出することができる。

また、本発明に係る光源装置においては、前記光源から出射される光が入射面から入射され、前記ロッドインテグレータの前記第１面に向けて出射面から光を出射する光源用光ファイバを備え、前記光源用光ファイバの前記出射面と前記検出用光ファイバの前記入射面とは、前記光源用光ファイバの前記出射面が前記ロッドインテグレータの前記第１面と当接又は近接するように、面一となるように配置される、という構成でもよい。

斯かる構成によれば、光源から出射される光は、光源用光ファイバの入射面から入射され、光源用光ファイバの出射面から出射する光は、ロッドインテグレータの第１面に向かう。そして、光源用光ファイバの出射面と検出用光ファイバの入射面とは、面一となるように配置されている。これにより、光源用光ファイバの出射面から出射された光は、効率的に、ロッドインテグレータの第１面に入射される。

しかも、光源用光ファイバの出射面から出射され且つロッドインテグレータの第１面で反射された不均一な光（ロッドインテグレータの内部に入射できなかった光）が検出用光ファイバの入射面に入射されることを抑制できる。したがって、光検出部は、複数の光源から出射された光を正確に検出することができるため、複数の光源の出力状態をさらに正確に検出することができる。

また、本発明に係る光源装置においては、前記光源を有し、それぞれ異なる波長の光を出射する複数の光源部と、前記複数の光源部から出射される光を、合成して前記ロッドインテグレータの前記第１面に入射し、前記ロッドインテグレータの前記第１面から出射する前記反射光を、前記各光源部が出射する光の波長ごとに分離させる合成分離光学系と、を備え、前記光検出部は、前記合成分離光学系で分離される光をそれぞれ検出するように、複数備えられる、という構成でもよい。

斯かる構成によれば、複数の光源部は、光源を有しており、それぞれ異なる波長の光を出射している。合成分離光学系は、複数の光源部から出射される光を、合成してロッドインテグレータの第１面に入射すると共に、ロッドインテグレータの第２面で反射してロッドインテグレータの第１面から出射する反射光を、各光源部が出射する光の波長ごとに分離させる。

そして、複数の光検出部は、合成分離光学系で分離される光をそれぞれ検出している。これにより、一つのロッドインテグレータを共有して、複数の光源部の出力状態を検出することができる。

また、本発明に係る画像投影装置は、前記光源装置を少なくとも一つ備え、前記ロッドインテグレータの前記第２面を透過する光を投射光として用いる。

本発明に係る画像投影装置によれば、光源装置から出射された光がロッドインテグレータの第１面に入射され、ロッドインテグレータの第２面を透過する光が投射光として用いられている。これにより、ロッドインテグレータは、光検出部で検出する光の光強度を均一化させる機能と、投射光に用いる光の光強度を均一化させる機能とを併せ持つ。

以上の如く、本発明は、複数の光源の出力状態を正確に検出することができるという優れた効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る画像投影装置の全体概要図である。 同実施形態に係る光源装置の要部概要図であって、基幹系の光の状況を示した図である。 同実施形態に係る光源装置の要部概要図であって、検出光の状況を示した図である。 同実施形態に係るロッドインテグレータの第１面で反射される光の像を示した図である。 同実施形態に係るロッドインテグレータの第２面で反射された光の第１面における像を示した図である。 本発明の他の実施形態に係る光源装置の要部概要図であって、基幹系の光の状況を示した図である。 同実施形態に係る光源装置の要部概要図であって、検出光の状況を示した図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る画像投影装置の全体概要図である。 同実施形態に係る光源装置の要部概要図である。

＜第１実施形態＞
以下、本発明に係る光源装置及び画像投影装置における第１の実施形態について、図１〜図５を参酌して説明する。なお、各図（図６〜図９も同様）において、図面の寸法比と実際の寸法比とは、必ずしも一致していない。

図１に示すように、本実施形態に係る画像投影装置１は、それぞれ異なる色の光を出射する複数（本実施形態においては３つ）の光源装置２（２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ）を備えている。また、画像投影装置１は、光源装置２から出射されたレーザ光を入射して光画像を生成する画像光学系６０と、画像光学系６０から出射された光画像を入射してスクリーン８０に投影する投影光学系（例えば、投影レンズ）７０とを備えている。

第１の光源装置２Ｒは、第１の色（例えば、赤色）の光を出射し、第２の光源装置２Ｇは、第２の色（例えば、緑色）の光を出射し、第３の光源装置２Ｂは、第３の色（例えば、青色）の光を出射する。即ち、複数の光源装置２Ｒ，２Ｇ，２Ｂは、それぞれ異なる波長の光を出射している。

画像光学系６０は、光源装置２から出射された光を変調することで光画像にする空間変調素子６０ａと、全反射プリズム６０ｂと、ダイクロイックプリズム６０ｃとを備えている。また、画像光学系６０は、第２の光源装置２Ｇから出射されたレーザ光を反射する反射ミラー６０ｄを備えている。本実施形態においては、各空間変調素子６０ａは、デジタルマイクロミラーデバイスとしている。なお、画像光学系６０は、透過型又は反射型液晶素子である空間変調素子６０ａを備える、という構成でもよい。

図２に示すように、光源装置２は、レーザ光を出射する複数（図２において４つ）の光源３１と、各光源３１から出射されたレーザ光が入射面３２ａから入射される複数（図２において４つ）の光源用光ファイバ３２とを備えている。また、光源装置２は、各光源用光ファイバ３２の出射面３２ｂから出射された光が入射される結像光学系３３を備えている。

光源装置２は、結像光学系３３から出射された光が第１面４１ａから入射されるロッドインテグレータ４１と、ロッドインテグレータ４１の第２面４１ｂから出射された光が入射される結像レンズ３４とを備えている。さらに、光源装置２は、ロッドインテグレータ４１の第２面４１ｂで反射し且つ第１面４１ａから出射する反射光が結像光学系３３を経由して入射面４２ａから入射される検出用光ファイバ４２を備えている。なお、以下において、「反射光」は、ロッドインテグレータ４１の第２面４１ｂで反射する光のみを指す。

光源装置２は、検出用光ファイバ４２の出射面４２ｂから出射された反射光を検出する光検出部４３を備えている。なお、図２において、１点鎖線は、光源３１からロッドインテグレータ４１の第１面４１ａに入射されるまでの光を示し、２点鎖線は、ロッドインテグレータ４１の第２面４１ｂを透過した光を示している。

各光源３１は、図示していないが、レーザ光を出射する半導体レーザを少なくとも一つ備えている。また、各光源３１は、必要に応じて、半導体レーザから出射されたレーザ光を光源用光ファイバ３２に効率良く入射させるためのレンズを備えていてもよい。

複数の光源用光ファイバ３２の出射面３２ｂと検出用光ファイバ４２の入射面４２ａとは、面一となるように配置されている。即ち、複数の光源用光ファイバ３２の出射面３２ｂと検出用光ファイバ４２の入射面４２ａとは、同一平面上に、配置されている。例えば、複数の光源用光ファイバ３２の出射面３２ｂ側と検出用光ファイバ４２の入射面４２ａ側は、束ねられた状態で保持部材（図示していない）に保持されている、所謂、バンドル構造である。

結像光学系３３は、光源用光ファイバ３２から出射された光が入射されるコリメータレンズ３３ａを備えている。また、結像光学系３３は、コリメータレンズ３３ａから出射された光が入射される収束レンズ３３ｂを備えている。

コリメータレンズ３３ａは、複数の光源３１から出射されて光源用光ファイバ３２を経由して発散する光が入射され、当該光を平行光にして、収束レンズ３３ｂに向けて出射する。収束レンズ３３ｂは、コリメータレンズ３３ａから出射された光が入射され、当該光を収束させて、ロッドインテグレータ４１に向けて出射する。これにより、結像光学系３３は、光源用光ファイバ３２の出射面３２ｂの像をロッドインテグレータ４１の第１面４１ａに結像させている。

ロッドインテグレータ４１は、光学ガラスで形成されており、ロッドインテグレータ４１の第１面４１ａ及び第２面４１ｂは、平面状に形成されている。ロッドインテグレータ４１の第１面４１ａは、光源用光ファイバ３２の出射面３２ｂ及び検出用光ファイバ４２の入射面４２ａと平行に配置されている。

ロッドインテグレータ４１は、第２面４１ｂの照度を均一にすべく、第１面４１ａから入射される光の光強度を均一化して第２面４１ｂから出射している。また、結像レンズ３４は、ロッドインテグレータ４１の第２面４１ｂの像を画像光学系６０の空間変調素子６０ａの入射面に結像している。

図３に示すように、ロッドインテグレータ４１は、空気と異なる屈折率を有しているため、第１面４１ａから入射された光の一部（例えば、１％）を第２面４１ｂで反射する。図３において、２点鎖線は、ロッドインテグレータ４１の第２面４１ｂを透過した光を示し、破線は、ロッドインテグレータ４１の第２面４１ｂで反射された反射光を示している。そして、ロッドインテグレータ４１は、第２面４１ｂで反射した反射光を第１面４１ａから出射する。

収束レンズ３３ｂは、ロッドインテグレータ４１の第１面４１ａから出射された反射光が入射され、当該光を平行光にして、コリメータレンズ３３ａに向けて出射する。コリメータレンズ３３ａは、収束レンズ３３ｂから出射された平行な反射光が入射され、当該反射光を収束させて、検出用光ファイバ４２の入射面４２ａに向けて出射する。これにより、結像光学系３３は、ロッドインテグレータ４１の第１面４１ａの所定領域の像を検出用光ファイバ４２の入射面４２ａに結像させている。

光検出部４３は、光量を測定する光センサである。光検出部４３は、検出用光ファイバ４２の出射面４２ｂから出射された反射光を受光している。なお、光検出部４３は、必要に応じて、検出用光ファイバ４２の出射面４２ｂから出射された反射光を光センサに効率良く入射させるためのレンズを備えていてもよい。

このように、ロッドインテグレータ４１の第２面４１ｂを透過した光は、光源装置２から出射され、画像投影装置１の投射光（基幹系の光）として用いられる。また、ロッドインテグレータ４１の第２面４１ｂで反射された反射光は、光検出部４３で検出され、複数の光源３１の出力状態を検出する検出光として用いられる。そして、制御部９０は、光検出部４３で検出した光量に基づいて、例えば、光源３１に供給する電力（電流、電圧）等により、光源３１の出力を制御する。

ここで、結像光学系３３の作用について、図４及び図５を参酌して説明する。なお、円形状の出射面３２ｂを有する光源用光ファイバ３２が１８本備えられており、円形状の入射面４２ａを有する検出用光ファイバ４２が１本備えられており、ロッドインテグレータ４１の第１面４１ａが正方形状である場合について、説明する。

光学ガラスで形成されるロッドインテグレータ４１の屈折率（Ｎ＝１．５）は、空気の屈折率（Ｎ＝１．０）と異なる。したがって、光がロッドインテグレータ４１の第１面４１ａに入射する際に、当該光の一部は、第１面４１ａで反射し、また、光がロッドインテグレータ４１の第２面４１ｂを透過する際に、当該光の一部は、第２面４１ｂで反射する。なお、ロッドインテグレータ４１の第１面４１ａの反射率と第２面４１ｂの反射率は、略同じである。

結像光学系３３は、ロッドインテグレータ４１の第１面４１ａの所定領域の像を検出用光ファイバ４２の入射面４２ａに結像させている。したがって、図４及び図５に示すように、ロッドインテグレータ４１の第１面４１ａの所定領域Ｓ１の光が、検出用光ファイバ４２の入射面４２ａに入射されることになる。

ところで、結像光学系３３は、光源用光ファイバ３２の出射面３２ｂの像をロッドインテグレータ４１の第１面４１ａに結像させている。したがって、結像光学系３３から出射してロッドインテグレータ４１の第１面４１ａに入射される光Ｌ１の像は、図４に示すように、光源用光ファイバ３２の出射面３２ｂの配置の形状と同一形状（又は相似形状）となる。図４において、斜線の部分が光Ｌ１の像である。

そして、ロッドインテグレータ４１の第１面４１ａで反射される光Ｌ１の像は、ロッドインテグレータ４１の第１面４１ａに入射される当該光Ｌ１の像と同じである。これにより、ロッドインテグレータ４１の第１面４１ａで反射される光Ｌ１が所定領域Ｓ１に存在していないため、ロッドインテグレータ４１の第１面４１ａで反射される光Ｌ１が結像光学系３３を経由して検出用光ファイバ４２の入射面４２ａに入射することを抑制している。

また、ロッドインテグレータ４１の第２面４１ｂで反射された反射光は、ロッドインテグレータ４１で均一化されて、第１面４１ａから出射する。したがって、当該反射光がロッドインテグレータ４１の第１面４１ａから出射する反射光Ｌ２の像は、図５に示すように、第１面４１ａの形状と同一形状となる。図５において、斜線の部分が反射光Ｌ２の像である。

このように、結像光学系３３は、ロッドインテグレータ４１の第１面４１ａで反射する光、即ち、均一化されていない光が検出用光ファイバ４２に入射することを抑制し、ロッドインテグレータ４１の第２面４１ｂで反射する反射光、即ち、均一化された反射光を検出用光ファイバ４２に入射させている。したがって、光検出部４３は、複数の光源３１から出射された光を正確に検出することができる。

以上より、本実施形態に係る光源装置２によれば、複数の光源３１から出射される光は、ロッドインテグレータ４１の第１面４１ａに入射し、当該光の一部は、ロッドインテグレータ４１の第２面４１ｂで反射される。そして、当該反射光は、ロッドインテグレータ４１の第１面４１ａから出射され、光検出部４３は、当該反射光の一部を検出する。

これにより、光検出部４３で検出される反射光は、ロッドインテグレータ４１を往復しているため、光強度をより均一化されている。したがって、光検出部４３は、特定の光源３１から出射された光だけでなく、複数の光源３１から出射された光を包括的に検出することができるため、複数の光源３１の出力状態を正確に検出することができる。

また、本実施形態に係る光源装置２によれば、ロッドインテグレータ４１の第２面４１ｂで反射され且つ第１面４１ａから出射される反射光の一部が検出用光ファイバ４２の入射面４２ａから入射され、検出用光ファイバ４２の出射面４２ｂから出射した反射光は、光検出部４３に向かう。そして、結像光学系３３は、ロッドインテグレータ４１の第１面４１ａの所定領域Ｓ１の像を、検出用光ファイバ４２の入射面４２ａに結像させる。

これにより、検出用光ファイバ４２の入射面４２ａの光の状態は、光強度が均一化されたロッドインテグレータ４１の第１面４１ａの状態を、維持できる。したがって、光検出部４３は、複数の光源３１から出射された光を、さらに包括的に検出することができるため、複数の光源３１の出力状態をさらに正確に検出することができる。

また、本実施形態に係る光源装置２によれば、光源３１から出射される光は、光源用光ファイバ３２の入射面３２ａに入射され、光源用光ファイバ３２の出射面３２ｂから出射する光は、結像光学系３３を経由して、ロッドインテグレータ４１の第１面４１ａに向かう。そして、光源用光ファイバ３２の出射面３２ｂと検出用光ファイバ４２の入射面４２ａとは、面一となるように配置されている。

これにより、結像光学系３３は、光源用光ファイバ３２の出射面３２ｂの像をロッドインテグレータ４１の第１面４１ａに結像する。したがって、結像光学系３３は、ロッドインテグレータ４１の第１面４１ａの所定領域Ｓ１の像を検出用光ファイバ４２の入射面４２ａに結像させる機能だけでなく、光源用光ファイバ３２の出射面３２ｂの像をロッドインテグレータ４１の第１面４１ａに結像する機能を併せ持つ。

しかも、光源用光ファイバ３２の出射面３２ｂから出射され且つロッドインテグレータ４１の第１面４１ａで反射された不均一な光（ロッドインテグレータ４１の内部に入射できなかった光）が検出用光ファイバ４２の入射面４２ａに入射されることを抑制できる。したがって、光検出部４３は、複数の光源３１から出射された光を正確に検出することができるため、複数の光源３１の出力状態をさらに正確に検出することができる。

また、本実施形態に係る画像投影装置１によれば、光源装置２から出射された光がロッドインテグレータ４１の第１面４１ａに入射され、ロッドインテグレータ４１の第２面４１ｂを透過する光が投射光として用いられている。これにより、ロッドインテグレータ４１は、光検出部４３で検出する光の光強度を均一化させる機能と、投射光に用いる光の光強度を均一化させる機能とを併せ持つ。

また、本実施形態に係る画像投影装置１によれば、投射光に用いる光の光強度を均一化させるために必要なロッドインテグレータ４１の、第２面４１ｂで反射する反射光を光検出部４３で検出している。即ち、従来において損失していた光、即ち、必然的に損失する光（光利用効率を低下させてしまう光）を利用して、複数の光源３１から出射された光を検出している。これにより、光利用効率（光源３１から出射された光が投影光として使用される率）が低下することを抑制することができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明に係る光源装置及び画像投影装置における第２の実施形態について、図６及び図７を参酌して説明する。なお、図６及び図７において、図１〜図５の符号と同一の符号を付した部分は、第１実施形態と同様の構成又は要素を表し、その説明は、繰り返さない。

本実施形態に係る光源装置２は、第１実施形態に係る光源装置２に対して、結合光学系３３を備えていない点と、各光ファイバ３２，４２とロッドインテグレータ４１との配置と、で相違している。したがって、各光ファイバ３２，４２とロッドインテグレータ４１との配置について、説明する。

図６に示すように、複数の光源用光ファイバ３２の出射面３２ｂと検出用光ファイバ４２の入射面４２ａとは、面一となるように配置されている。そして、光源用光ファイバ３２の出射面３２ｂと検出用光ファイバ４２の入射面４２ａとは、ロッドインテグレータ４１の第１面４１ａと近接するように（僅かな隙間を有して）配置されている。

ロッドインテグレータ４１の第１面４１ａは、光源用光ファイバ３２の出射面３２ｂ及び検出用光ファイバ４２の入射面４２ａと対面して平行に配置されている。なお、光源用光ファイバ３２の出射面３２ｂと検出用光ファイバ４２の入射面４２ａとは、ロッドインテグレータ４１の第１面４１ａと当接するように配置される、という構成でもよい。

図６において、１点鎖線は、光源３１からロッドインテグレータ４１の第１面４１ａに入射されるまでの光を示し、２点鎖線は、ロッドインテグレータ４１の第２面４１ｂを透過した光を示している。図７において、２点鎖線は、ロッドインテグレータ４１の第２面４１ｂを透過した光を示し、破線は、ロッドインテグレータ４１の第２面４１ｂで反射された反射光を示している。

以上より、本実施形態に係る光源装置２によれば、ロッドインテグレータ４１の第２面４１ｂで反射され且つ第１面４１ａから出射される反射光の一部が検出用光ファイバ４２の入射面４２ａから入射され、検出用光ファイバ４２の出射面４２ｂから出射した当該反射光は、光検出部４３に向かう。そして、検出用光ファイバ４２の入射面４２ａは、ロッドインテグレータ４１の第１面４１ａと近接（又は当接）している。

これにより、検出用光ファイバ４２の入射面４２ａの光の状態は、光強度が均一化されたロッドインテグレータ４１の第１面４１ａの状態を、維持できる。したがって、光検出部４３は、複数の光源３１から出射された光を、さらに包括的に検出することができるため、複数の光源３１の出力状態をさらに正確に検出することができる。

また、本実施形態に係る光源装置２によれば、光源３１から出射される光は、光源用光ファイバ３２の入射面３２ａから入射され、光源用光ファイバ３２の出射面３２ｂから出射する光は、ロッドインテグレータ４１の第１面４１ａに向かう。そして、光源用光ファイバ３２の出射面３２ｂと検出用光ファイバ４２の入射面４２ａとは、面一となるように配置されている。これにより、光源用光ファイバ３２の出射面３２ｂから出射された光は、効率的に、ロッドインテグレータ４１の第１面４１ａに入射される。

しかも、光源用光ファイバ３２の出射面３２ｂから出射され且つロッドインテグレータ４１の第１面４１ａで反射された不均一な光（ロッドインテグレータ４１の内部に入射できなかった光）が検出用光ファイバ４２の入射面４２ａに入射されることを抑制できる。したがって、光検出部４３は、複数の光源３１から出射された光を正確に検出することができるため、複数の光源３１の出力状態をさらに正確に検出することができる。

次に、本発明に係る光源装置及び画像投影装置における第３の実施形態について、図８及び図９を参酌して説明する。なお、図８及び図９において、図１〜図５の符号と同一の符号を付した部分は、第１実施形態と同様の構成又は要素を表し、その説明は、繰り返さない。

図８に示すように、本実施形態に係る画像投影装置１は、異なる色（例えば、赤色、緑色、青色）の光を順番に繰り返して出射する光源装置２を備えている。また、画像投影装置１は、画像光学系６０と、投影光学系７０とを備えている。

本実施形態においては、空間変調素子６０ａは、光源装置２と同期させることで、各色の画像を形成している。なお、画像光学系６０は、当該光を色分離させて、複数の空間変調素子６０ａで各色の画像を形成した後、再び色合成する、という構成でもよい。斯かる構成においては、光源装置２は、異なる色の光を同時に出射してもよい。

図９に示すように、光源装置２は、各色（波長）ごとに、複数の光源３１と、複数の光源用光ファイバ３２と、コリメータレンズ３３ａと、検出用光ファイバ４２と、光検出部４３とを備えている。なお、光源３１と、光源用光ファイバ３２と、コリメータレンズ３３ａと、検出用光ファイバ４２とを有する構成は、光源部３０という。

複数（本実施形態においては３つ）の光源部３０は、それぞれ異なる色（波長）の光を出射する。第１の光源部３０Ｒは、第１の色（例えば、赤色）の光を出射し、第２の光源部３０Ｇは、第２の色（例えば、緑色）の光を出射し、第３の光源部３０Ｂは、第３の色（例えば、青色）の光を出射する。

そして、光源装置２は、収束レンズ３３ｂと、ロッドインテグレータ４１と、結像レンズ３４とをそれぞれ一つずつ備えている。さらに、光源装置２は、光を合成して且つ分離する合成分離光学系３５を備えている。なお、合成分離光学系３５は、反射ミラー３５ａと、ダイクロイックミラー３５ｂとを備えている。

合成分離光学系３５は、複数の光源部３０から出射される光を、合成してロッドインテグレータ４１の第１面４１ａに入射している。また、合成分離光学系３５は、ロッドインテグレータ４１の第２面４１ｂで反射されて第１面４１ａから出射する反射光を、各光源部３０が出射する光の波長ごとに分離している。

以上より、本実施形態係る画像投影装置１によれば、光源装置２から出射された光がロッドインテグレータ４１の第１面４１ａに入射され、ロッドインテグレータ４１の第２面４１ｂを透過する光が投射光として用いられている。これにより、ロッドインテグレータ４１は、光検出部４３で検出する光の光強度を均一化させる機能と、投射光に用いる光の光強度を均一化させる機能とを併せ持つ。

そして、複数の光源部３０に対して、収束レンズ３３ｂと、ロッドインテグレータ４１と、結像レンズ３４とは、共通化されている。したがって、装置の簡素化を図ることができる。

なお、本発明は、上記した実施形態の構成に限定されるものではなく、また、上記した作用効果に限定されるものではない。また、本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記した複数の実施形態の各構成や各方法等を任意に採用して組み合わせてもよく（１つの実施形態に係る各構成や各方法等を他の実施形態に係る構成や方法等に適用してもよく）、さらに、下記する各種の変更例に係る構成や方法等を任意に選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。

本発明に係る光源装置２おいては、ロッドインテグレータ４１は、第２面４１ｂの反射率（光が第２面４１ｂを透過する際の反射率）が第１面４１ａの反射率（光が第１面４１ａに入射する際の反射率）よりも大きくなるように、第２面４１ｂに反射部を備えてもよい。または、ロッドインテグレータ４１は、第２面４１ｂの反射率が第１面４１ａの反射率よりも大きくなるように、第１面４１ａに反射抑制部を備えてもよい。

例えば、第１面４１ａの反射率が一般的に約１％であるのに対して、第２面４１ｂの反射率は約４％であることが好ましい。一例として、第１面４１ａは、上記実施形態に係るロッドインテグレータ４１と同様に、反射率が約１％となるように、誘電体多層膜により無反射コーティング（即ち、反射防止部）を施され、第２面４１ｂは、反射率が約４％となるように、そのようなコーティングを施していない表面（即ち、反射部）で構成されている。

斯かる構成によれば、仮に、第１面４１ａで反射した光と第２面４１ｂで反射した反射光が光検出部４３で検出される場合において、光検出部４３は、第１面４１ａで反射した光よりも、第２面４１ｂで反射した反射光をより多く検出できる。したがって、第１面４１ａで反射した光の影響を小さくすることができるため、複数の光源３１の出力状態の検出精度を高めることができる。

また、上記実施形態に係る光源装置２においては、光検出部４３は、ロッドインテグレータ４１の第２面４１ｂで反射され且つ第１面４１ａから出射された反射光を、検出用光ファイバ４２を経由して入射される、という構成である。しかしながら、本発明に係る光源装置は、斯かる構成に限られない。

具体的には、本発明に係る光源装置２においては、光検出部４３は、ロッドインテグレータ４１の第２面４１ｂで反射され且つ第１面４１ａから出射された反射光を、直接入射される、例えば、ロッドインテグレータ４１の第１面４１ａに近接又は当接する、という構成でもよい。また、光検出部４３は、ロッドインテグレータ４１の第２面４１ｂで反射され且つ第１面４１ａから出射された反射光を、結像光学系３３のみ経由して入射される、という構成でもよく、また、結像光学系３３とは別のレンズ等を経由して入射される、という構成でもよい。

また、上記実施形態に係る光源装置２においては、光検出部４３は、ロッドインテグレータ４１の第２面４１ｂで反射され且つ第１面４１ａから出射された反射光のうち、検出用光ファイバ４２に入射された一部の反射光を検出する、という構成である。しかしながら、本発明に係る光源装置は、斯かる構成に限られない。例えば、本発明に係る光源装置においては、光検出部４３は、ロッドインテグレータ４１の第２面４１ｂで反射され且つ第１面４１ａから出射された反射光の全部を検出する、という構成でもよい。

１…画像投影装置、２…光源装置、２Ｒ…第１の光源装置、２Ｇ…第２の光源装置、２Ｂ…第３の光源装置、３０…光源部、３０Ｒ…第１の光源部、３０Ｇ…第２の光源部、３０Ｂ…第３の光源部、３１…光源、３２…光源用光ファイバ、３２ａ…入射面、３２ｂ…出射面、３３…結像光学系、３３ａ…コリメータレンズ、３３ｂ…収束レンズ、３４…結像レンズ、３５…合成分離光学系、３５ａ…反射ミラー、３５ｂ…ダイクロイックミラー、４１…ロッドインテグレータ、４１ａ…第１面、４１ｂ…第２面、４２…検出用光ファイバ、４２ａ…入射面、４２ｂ…出射面、４３…光検出部、６０…画像光学系、６０ａ…空間変調素子、６０ｂ…全反射プリズム、６０ｃ…ダイクロイックプリズム、６０ｄ…反射ミラー、７０…投影光学系、８０…スクリーン、９０…制御部、Ｌ１…光、Ｌ２…光、Ｓ１…領域

Claims (7)

1. レーザ光を出射する複数の光源と、
   前記複数の光源から出射される光が第１面から入射されるロッドインテグレータと、
   前記ロッドインテグレータの第２面で反射され且つ前記ロッドインテグレータの前記第１面から出射する反射光を検出する光検出部と、を備える光源装置。
2. 前記ロッドインテグレータの前記第１面から出射される前記反射光が入射面から入射され、前記光検出部に向けて前記反射光を出射面から出射する検出用光ファイバと、
   前記ロッドインテグレータの前記第１面の像を前記検出用光ファイバの前記入射面に結像させる結像光学系と、を備える請求項１に記載の光源装置。
3. 前記光源から出射される光が入射面から入射され、前記結像光学系を経由して前記ロッドインテグレータの前記第１面に向けて出射面から光を出射する光源用光ファイバを備え、
   前記光源用光ファイバの前記出射面と前記検出用光ファイバの前記入射面とは、前記結像光学系が前記光源用光ファイバの前記出射面の像を前記ロッドインテグレータの前記第１面に結像するように、面一となるように配置される請求項２に記載の光源装置。
4. 前記ロッドインテグレータの前記第１面から出射される前記反射光が入射面から入射され、前記光検出部に向けて前記反射光を出射面から出射する検出用光ファイバを備え、
   前記検出用光ファイバは、前記入射面が前記ロッドインテグレータの前記第１面と当接又は近接するように、配置される請求項１に記載の光源装置。
5. 前記光源から出射される光が入射面から入射され、前記ロッドインテグレータの前記第１面に向けて出射面から光を出射する光源用光ファイバを備え、
   前記光源用光ファイバの前記出射面と前記検出用光ファイバの前記入射面とは、前記光源用光ファイバの前記出射面が前記ロッドインテグレータの前記第１面と当接又は近接するように、面一となるように配置される請求項４に記載の光源装置。
6. 前記光源を有し、それぞれ異なる波長の光を出射する複数の光源部と、
   前記複数の光源部から出射される光を、合成して前記ロッドインテグレータの前記第１面に入射し、前記ロッドインテグレータの前記第１面から出射する前記反射光を、前記各光源部が出射する光の波長ごとに分離させる合成分離光学系と、を備え、
   前記光検出部は、前記合成分離光学系で分離される光をそれぞれ検出するように、複数備えられる請求項１〜５の何れか１項に記載の光源装置。
7. 請求項１〜６の何れか１項に記載の光源装置を少なくとも一つ備え、前記ロッドインテグレータの前記第２面を透過する光を投射光として用いる画像投影装置。