JP6248381B2 - 光学系、偏光分離合波素子および表示装置 - Google Patents
光学系、偏光分離合波素子および表示装置 Download PDFInfo
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Description
以下、本開示の第1の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図1Aは、本実施の形態の表示装置を表す。この表示装置は、例えば半導体レーザを光源としたレーザビーム走査型プロジェクタである。この表示装置は、図1Aに示したように、光源部10と、光源部10からのレーザ光が透過する偏光分離合波素子1と、走査部としてのMEMS(micro electro mechanical system)ミラー14とを備える。さらに、図1Bに示したように、偏光分離合波素子1と光源部10との間の光路上に1/4波長板15を備えていてもよい。
図2Aは、図1Aに示した表示装置の光学系を表すものである。この光学系は、例えば光源部10と偏光分離合波素子1とを有する。光源部10は、レーザ光源11、コリメート部12、色合波部13を有する。レーザ光源11は、赤色レーザ11R、緑色レーザ11G、青色レーザ11Bを有し、コリメート部12は、コリメータレンズ12R,12G,12Bを有する。色合波部13は、反射ミラー13Rおよびダイクロイックプリズム13G,13Bを有する。
次に、図2に加えて図3を参照して、偏光分離合波素子1の詳細構成について説明する。図3は図1に示した偏光分離合波素子1の詳細な一構成例を表す。
(1.表示動作)
この表示装置では、まず、赤色レーザ11R、緑色レーザ11Gおよび青色レーザ11Bからそれぞれ出射された光(レーザ光)が、コリメータレンズ12R,12G,12Bによってそれぞれコリメートされ、平行光となる。次いで、このようにして平行光とされた各色レーザ光は、色合波部13(反射ミラー13Rおよびダイクロイックプリズム13G,13B)において色合波(光路合波)がなされ、偏光分離合波素子1に向かう。具体的には、赤色レーザ11Rから出射された赤色レーザ光は、反射面131Rにおいて反射したのち、ダイクロイック膜131Bおよびダイクロイック膜131Gを順次透過し、偏光分離合波素子1へ向かう。青色レーザ11Bから出射された青色レーザ光は、ダイクロイック膜131Bにおいて反射したのちダイクロイック膜131Gを透過して偏光分離合波素子1へ向かう。緑色レーザ11Gから出射された緑色レーザ光は、ダイクロイック膜131Gにおいて反射したのち偏光分離合波素子1へ向かう。色合波部13において光路合波がなされたレーザ光は、偏光分離合波素子1を通過したのち、MEMSミラー14へ入射する。MEMSミラー14へ到達したレーザ光はMEMSミラー14において反射され、スクリーン17に投影される。MEMSミラー14は、偏光分離合波素子1からのレーザ光を走査してスクリーン17上に映像を形成する。
次に、偏光分離合波素子1の作用について、主に図3を参照して説明する。色合波部13を経由したレーザ光は、偏光分離合波素子1における光路を含む面(X'Z面)に対して45°傾斜したθ=+45°の直線偏光またはθ=−45°(θ=+135°)の直線偏光を有する。この直線偏光のレーザ光(図3では例えばY軸方向を偏光方向とするS偏光のレーザ光)は、例えば端面22S3と反対側の端面22S4から平行プリズム22へ入射する。この直線偏光(S偏光)は面22S4を透過して平行プリズム22へ入射したのち、面22S1において反射したS偏光と、面22S1を透過したP偏光とに分離される。この際、面22S1を反射したS偏光の偏光方向は45°回転して紙面に垂直なYY方向となり、一方の面22S1を透過したP偏光の偏光方向は45°回転して紙面に平行なXX方向となる。面22S1において反射したS偏光は面22S2へ向かう。そのS偏光は面22S2において反射したのち端面22S3および端面32S3を順次透過し、平行プリズム32へ進入する。さらに、S偏光は面32S2と面32S1とにおいて順次反射し、面32S4から外部へ出射される。一方、面22S1を透過したP偏光は面21S2,面31S2,面32S1を順次透過して直進し、S偏光と合波されて面32S4から外部へ出射される。これにより、S偏光はP偏光よりも長い光路長を経て偏光分離合波素子1から出射されることとなる。すなわち、S偏光とP偏光との間に光学遅延距離(光路長差)Dを生じさせることができる。このとき、面32S1上における、S偏光の反射する位置およびP偏光の透過する位置、すなわちS偏光の出射位置とP偏光の出射位置とが互いに実質的に一致することが望ましい。スペックルを十分に低減するためである。なお、XX方向およびYY方向は、Z軸を中心軸としてX軸およびY軸をそれぞれ45°回転させた方向である。
このように、本実施の形態では、分離されたS偏光とP偏光との間に高精度の光路差を設けるようにしたので、偏光多重によりスペックルを十分に低減することができる。偏光多重の自由度は最大で2であることから、理論上、すなわちS偏光とP偏光との相互相関を0(ゼロ)とすると、スペックルコントラストは、偏光多重を行わない場合を1としたとき偏光多重により1/√2に低減される。
偏光分離合波素子1に対するレーザ光の入射位置は、図3に示したものに限定されるものではなく、例えば図4のようにしてもよい。図4は、図1に示した偏光分離合波素子1を通過するレーザ光の他の光路を表す図である。但し、図4では偏光分離膜2L,2Rおよび反射膜3L,3Rの図示を省略している。図3では、光学素子20の平行プリズム22における端面22S4からS偏光のレーザ光を入射し、光学素子30の平行プリズム32における端面32S4からS偏光およびP偏光を合波したレーザ光を出射するようにした。これに対し、図4の本変形例では、光学素子20の三角プリズム21における面21S1からS偏光のレーザ光を入射し、光学素子30の三角プリズム31における面31S1からS偏光およびP偏光を合波したレーザ光を出射するようにした。
図5は、本実施の形態の表示装置に適用される第2の変形例としての光学系を表す構成図である(変形例1−2)。本変形例の光学系は、上記実施の形態の光学系(図2A)における光源部10を光源部10Aに置換したものである。
以下、本開示の第2の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
偏光分離合波素子1Aは、一対の光学素子20,30を有している。光学素子20における平行プリズム22の、三角プリズム21の斜面と対向する面22S1には無偏光分離膜5が形成されている。よって、光学素子20は互いに対向する無偏光分離面(面22S1)および反射面(面22S2)を有する。面22S1と面22S2とは互いに実質的に平行であることが望ましい。また、平行プリズム22は、平坦かつ互いに実質的に平行な表面および裏面を有する一のガラス平板から切り出されたものであるとよい。より間便に、高精度の平行度を有する面22S1および面22S2を含む平行プリズム22が得られるからである。光学素子30は、偏光分離合波素子1と同様のものである。
次に、偏光分離合波素子1Aの作用について、主に図6Aを参照して説明する。色合波部13において色合波(光路合波)がなされた各色レーザ光は、例えばP偏光およびS偏光のうちの少なくとも一方を有する。ここでは、P偏光を有するレーザ光を入射させる場合を例示して説明する。P偏光のレーザ光は、例えば端面22S4から平行プリズム22へ入射する。平行プリズム22へ入射したP偏光のレーザ光は、無偏光分離膜5が設けられた面22S1において一部が反射し面22S2へ向かう。面22S2に到達したP偏光のレーザ光は反射し、端面22S3、半波長膜6および端面32S3を順次透過し、平行プリズム32へ進入する。その際、半波長膜6によってP偏光のレーザ光はS偏光のレーザ光へ変換される。変換されたS偏光のレーザ光は面32S2と、面32S1とにおいて順次反射し、面32S4から外部へ出射される。一方、無偏光分離膜5が設けられた面22S1を透過したP偏光のレーザ光は面21S2,面31S2,面32S1を順次透過して直進し、上記S偏光のレーザ光と合波されて面32S4から外部へ出射される。これにより、同時に偏光分離合波素子1Aへ入射したP偏光のレーザ光の一部が、残りのP偏光のレーザ光よりも長い光路長を経たS偏光のレーザ光として偏光分離合波素子1Aから出射されることとなる。すなわち、S偏光のレーザ光とP偏光のレーザ光との間に光学遅延距離(光路長差)Dを生じさせることができる。このとき、面32S1上における、S偏光のレーザ光の反射する位置およびP偏光のレーザ光の透過する位置、すなわちS偏光のレーザ光の出射位置とP偏光のレーザ光の出射位置とが互いに実質的に一致することが望ましい。スペックルを十分に低減するためである。
このように、分離されたS偏光のレーザ光とP偏光のレーザ光との間に高精度の光路差を設けるようにしたので、本実施の形態においても偏光多重によりスペックルを十分に低減することができる。
図6Bは、本実施の形態における第1の変形例としての偏光分離合波素子1Bの一構成例、およびそれを通過する光路を表すものである。図6Aに示した偏光分離合波素子1Aでは、平行プリズム22の面22S3と平行プリズム32の面32S3との間に半波長膜6が設けられている。これに対し、本変形例の偏光分離合波素子1Bでは、面22S3と面32S3との間ではなく、三角プリズム21の面21S2と三角プリズム31の面31S2との間に半波長膜6が設けられている。
偏光分離合波素子1Aに対するP偏光のレーザ光の入射位置は、図6Aに示したものに限定されるものではなく、例えば図7Aのようにしてもよい。図7Aは、偏光分離合波素子1Aを通過するレーザ光の他の光路を表す図である(変形例2−2)。但し、図7Aでは無偏光分離膜5、偏光分離膜2Rおよび反射膜3L,3Rの図示を省略している。図6では、光学素子20の平行プリズム22における端面22S4からレーザ光を入射し、光学素子30の平行プリズム32における端面32S4からS偏光のレーザ光およびP偏光のレーザ光を合波したレーザ光を出射するようにした。これに対し、図7Aの本変形例では、光学素子20の三角プリズム21における面21S1からP偏光のレーザ光を入射し、光学素子30の平行プリズム32における面32S4からS偏光のレーザ光およびP偏光のレーザ光を合波したレーザ光を出射するようにした。
図7Bは、図6Bに示した偏光分離合波素子1Bを通過するレーザ光についての他の光路を表すものである。
偏光分離合波素子1Aに対してS偏光のレーザ光を入射してもよい。例えば図8Aは、光学素子20における平行プリズム22の端面22S4からS偏光のレーザ光を入射し、光学素子30における三角プリズム31の面31S1からS偏光のレーザ光およびP偏光のレーザ光を合波したレーザ光を出射する例を示している(変形例2−4)。一方、偏光分離合波素子1Bに対してはP偏光のレーザ光を入射してもよい。例えば図8Bは、平行プリズム22の端面22S4からP偏光のレーザ光を入射し、三角プリズム31の面31S1からS偏光のレーザ光およびP偏光のレーザ光を合波したレーザ光を出射する例を示している(変形例2−5)。
図9Aは、偏光分離合波素子1Aにおいて、三角プリズム21の端面21S1からS偏光のレーザ光を入射し、三角プリズム31の面31S1からS偏光のレーザ光およびP偏光のレーザ光を合波したレーザ光を出射する例を示している(変形例2−6)。また、図9Bは、偏光分離合波素子1Bにおいて、三角プリズム21の端面21S1からP偏光のレーザ光を入射し、三角プリズム31の面31S1からS偏光のレーザ光およびP偏光のレーザ光を合波したレーザ光を出射する例を示している(変形例2−7)。
偏光分離合波素子1Aに対しては、1方向に限らず2方向からレーザ光を入射してもよい。例えば図10Aは、光学素子20における平行プリズム22の端面22S4および三角プリズム21の端面21S1の双方からP偏光のレーザ光を入射し、光学素子30における平行プリズム32の面32S4からS偏光のレーザ光およびP偏光のレーザ光を合波したレーザ光を出射する例を示している(変形例2−8)。偏光分離合波素子1Bについても2方向からレーザ光を入射してもよい。例えば図10Bは、光学素子20における平行プリズム22の端面22S4および三角プリズム21の端面21S1の双方からS偏光のレーザ光を入射し、光学素子30における平行プリズム32の面32S4からS偏光のレーザ光およびP偏光のレーザ光を合波したレーザ光を出射する例を示している(変形例2−9)。
図11Aは、偏光分離合波素子1Aにおいて、光学素子20における平行プリズム22の端面22S4および三角プリズム21の端面21S1の双方からS偏光のレーザ光を入射し、光学素子30における三角プリズム31の面31S1からS偏光のレーザ光およびP偏光のレーザ光を合波したレーザ光を出射する例を示している(変形例2−10)。また、図11Bは、偏光分離合波素子1Bにおいて、平行プリズム22の端面22S4および三角プリズム21の端面21S1の双方からP偏光のレーザ光を入射し、光学素子30における三角プリズム31の面31S1からS偏光のレーザ光およびP偏光のレーザ光を合波したレーザ光を出射する例を示している(変形例2−11)。
図12は、図6Aに示した偏光分離合波素子1Aを用いた光学系の一構成例を表す概略図である。この光学系は、例えば光源部10Bと偏光分離合波素子1Aとを有する。光源部10Bは、レーザ光源11、コリメート部12、色合波部13を有する。レーザ光源11は、赤色レーザ11R、緑色レーザ11G、青色レーザ11Bを有し、コリメート部12は、赤色レーザ11R、緑色レーザ11G、青色レーザ11Bにそれぞれ対応したコリメータレンズ12R,12G,12Bを有する。色合波部13は、ダイクロイック膜131を有する単一のダイクロイックプリズムからなる。ダイクロイック膜131は、青色レーザ11Bから出射されてコリメータレンズ12Bを通過して平行光となった青色レーザ光を反射させる一方、赤色レーザ11Rから出射されてコリメータレンズ12Rを通過して平行光となった赤色レーザ光を選択的に透過させる。ダイクロイック膜131を反射した青色レーザ光およびダイクロイック膜131を透過した赤色レーザ光は、例えば面21S1から偏光分離合波素子1Aの内部へ入射される。なお、色合波部13は、例えば偏光分離合波素子1Aの面21S1と接合されていてもよい。また、コリメータレンズ12Gは、例えば端面22S4と対向して配置されている。このため、緑色レーザ11Gから出射されてコリメータレンズ12Gにより平行光とされた緑色レーザ光は、端面22S4から偏光分離合波素子1Aの内部へ入射される。このような構成により、全体のコンパクト化を実現しつつ、例えばS偏光の赤色レーザ光および青色レーザ光を面21S1から偏光分離合波素子1Aへ入射し、緑色レーザ光を端面22S4から偏光分離合波素子1Aへ入射することができる。その場合、図11Aに示した経路を辿り、光学素子30における三角プリズム31の面31S1から、分離されたS偏光のレーザ光およびP偏光のレーザ光を合波したレーザ光を出射することとなる。
図13は、図6Aに示した偏光分離合波素子1Aを用いた光学系の他の一構成例を表す概略図である(変形例2−12)。本変形例の光学系は、上記実施の形態の光学系(図12)における光源部10Bを光源部10Cに置換したものである。
(実験例1−1)
本実験例では、上記実施の形態の偏光分離合波素子1を含む光学系(図14A)を備えた表示装置を作製し、スペックルの低減効果の評価をおこなった。但し、光学素子20と光学素子30との間隔を可変とし、光学遅延距離Dを可変とした。なお、図14Aでは、色合波部13の図示を省略している。また、この光学系では、図14Bに示したように光軸と直交する面内において偏光分離合波素子1を光源部10に対し光軸を中心軸として45°傾けて配置した。すなわち、偏光分離合波素子1におけるレーザ光の光路を含む面を、直線偏光であるレーザ光の偏光軸に対して45°または135°をなすようにした。レーザ光源11としてはTE偏光の青色半導体レーザを用い、偏光方向を紙面と平行になるように配置した。半導体レーザはDC駆動とした。レーザ光は非球面を含むコリメータレンズ12で平行化され、偏光分離合波素子1を透過したのち、MEMSミラー(図示せず)によって二次元走査し、スクリーン(図示せず)上に投映した。
上記実験例1−1に対する比較例として、偏光分離合波素子1を含まないことを除き、他は同一の構成の表示装置を作製し、同様のスペックルの観察をおこなった。
次に、図14Aに示した光学系を含む表示装置について、相対スペックルコントラストと光学遅延距離Dとの関係を調査した。その結果を図16に示す。図16に示したように、相対スペックルコントラストは、光学遅延距離Dの変化に伴い、一定の周期でピークを示すことがわかった。
次に、図17A,17Bに示した光学系を含む表示装置について、相対スペックルコントラストと波長差との関係を調査した。その結果を図18に示す。
図18では、横軸が赤色半導体レーザ51Aと赤色半導体レーザ51Bとの波長差を示し、縦軸が相対スペックルコントラストを示す。図18において、「●」は偏光多重および波長多重の縮退を示している。具体的には、「●」の相対スペックルコントラストは、偏光ビームスプリッタで合波した2つのレーザ光源を用いた場合のスペックルコントラストを、波長637.3nmの赤色レーザ光を発する1つのレーザ光源を用いた場合のスペックルコントラストで割った値である。波長差0において約71%が得られており、偏光多重がほぼ理論値まで低減したことが分かる。なお、2つのレーザ光源からのレーザ光に波長差を生じさせた場合であっても、相対スペックルコントラストは約71%となった。
また、図18における「■」は、図17Aの光学系を用いた場合のスペックルコントラストを、図17Aの光学系から偏光分離合波素子1を除いた光学系を用いた場合のスペックルコントラストで割ることで得られる相対スペックルコントラストを示す。図17Aの光学系を用いた場合とは、2つのレーザ光源からの2つのレーザ光を偏光ビームスプリッタで合波し、偏光分離合波素子1を透過させた場合である。図17Aの光学系から偏光分離合波素子1を除いた光学系を用いた場合とは、2つのレーザ光源からの2つのレーザ光を偏光ビームスプリッタで合波したが、偏光分離合波素子1を透過させなかった場合を意味する。偏光分離合波素子1を用いることにより、約80%程度の相対スペックルコントラストが得られることがわかった。
さらに、図18における「◆」は、図17Aの光学系を用いた場合のスペックルコントラストを、赤色レーザ光を発する1つのレーザ光源を用いた場合のスペックルコントラストで割ることで得られる相対スペックルコントラストを示す。2つのレーザ光の波長差が0(ゼロ)近傍においては実験例3−1の値と大きく変わらないが、波長差(の絶対値)が1nm以上となると相対スペックルコントラストが約57%にまで改善されることがわかった。これは波長多重によるスペックル低減効果(約71%(=1/√2))と、上記実験例3−2で示した偏光分離合波素子1を採用したことによる低減効果(約80%)との積と考えられる。
(1)
互いに対向する第1の偏光分離面および第1の反射面を有する第1の光学素子と、
互いに対向する第2の偏光分離面および第2の反射面を有する第2の光学素子と
を備え、
前記第1の反射面は、前記第1の偏光分離面からの光を前記第2の反射面へ向けて反射し、
前記第2の反射面は、前記第1の反射面からの光を前記第2の偏光分離面へ向けて反射し、
前記第1の偏光分離面および前記第1の反射面は互いに平行であり、
前記第2の偏光分離面および前記第2の反射面は互いに平行である
偏光分離合波素子。
(2)
前記第1の光学素子は前記第1の偏光分離面と前記第1の反射面とを繋ぐ第1の端面を有し、
前記第2の光学素子は前記第2の偏光分離面と前記第2の反射面とを繋ぎ、前記第1の端面と対向する第2の端面を有する
上記(1)記載の偏光分離合波素子。
(3)
前記第1の光学素子は、一の透明板から切り出され、かつ、前記第1の偏光分離面および第1の反射面を含む第1のプリズムを有し、
前記第2の光学素子は、前記一の透明板もしくは他の一の透明板から切り出され、かつ、前記第2の偏光分離面および第2の反射面を含む第2のプリズムを有する
上記(1)または(2)に記載の偏光分離合波素子。
(4)
前記第1の光学素子は、前記第1のプリズムの前記第1の偏光分離面と対向する斜面を含む第3のプリズムをさらに有し、
前記第2の光学素子は、前記第2のプリズムの前記第2の偏光分離面と対向する斜面を含む第4のプリズムをさらに有する
上記(3)記載の偏光分離合波素子。
(5)
互いに対向する無偏光分離面および第1の反射面を有する第1の光学素子と、
互いに対向する偏光分離面および第2の反射面を有する第2の光学素子と、
前記第1の光学素子と前記第2の光学素子との間に設けられた半波長素子と
を備え、
前記第1の反射面は、前記無偏光分離面において反射した光を前記第2の反射面へ向けて反射し、
前記第2の反射面は、前記第1の反射面において反射したのち前記半波長素子を透過した光を前記偏光分離面へ向けて反射し、
前記偏光分離面は、前記無偏光分離面を透過したのち前記半波長素子を介することなく到達した光と、前記第2の反射面において反射した光とを合波し、
前記無偏光分離面および前記第1の反射面は互いに平行であり、
前記偏光分離面および前記第2の反射面は互いに平行である
偏光分離合波素子。
(6)
前記第1の光学素子は前記無偏光分離面と前記第1の反射面とを繋ぐ第1の端面を有し、
前記第2の光学素子は前記偏光分離面と前記第2の反射面とを繋ぎ、前記第1の端面と対向する第2の端面を有する
上記(5)記載の偏光分離合波素子。
(7)
前記第1の光学素子は、一の透明板から切り出され、かつ、前記無偏光分離面および第1の反射面を含む第1のプリズムを有し、
前記第2の光学素子は、前記一の透明板もしくは他の一の透明板から切り出され、かつ、前記偏光分離面および第2の反射面を含む第2のプリズムを有する
上記(5)または(6)に記載の偏光分離合波素子。
(8)
前記第1の光学素子は、前記第1のプリズムの前記無偏光分離面と対向する斜面を含む第3のプリズムをさらに有し、
前記第2の光学素子は、前記第2のプリズムの前記偏光分離面と対向する斜面を含む第4のプリズムをさらに有する
上記(7)記載の偏光分離合波素子。
(9)
互いに対向する無偏光分離面および第1の反射面を有する第1の光学素子と、
互いに対向する偏光分離面および第2の反射面を有する第2の光学素子と、
前記第1の光学素子と前記第2の光学素子との間に設けられた半波長素子と
を備え、
前記第1の反射面は、前記無偏光分離面において反射した光を前記第2の反射面へ向けて反射し、
前記第2の反射面は、前記第1の反射面において反射した光を前記偏光分離面へ向けて反射し、
前記偏光分離面は、前記無偏光分離面を透過したのち前記半波長素子を透過した光と前記第2の反射面において反射した光とを合波し、
前記無偏光分離面および前記第1の反射面は互いに平行であり、
前記偏光分離面および前記第2の反射面は互いに平行である
偏光分離合波素子。
(10)
前記第1の光学素子は前記無偏光分離面と前記第1の反射面とを繋ぐ第1の端面を有し、
前記第2の光学素子は前記偏光分離面と前記第2の反射面とを繋ぎ、前記第1の端面と対向する第2の端面を有する
上記(9)記載の偏光分離合波素子。
(11)
前記第1の光学素子は、一の透明板から切り出され、かつ、前記無偏光分離面および第1の反射面を含む第1のプリズムを有し、
前記第2の光学素子は、前記一の透明板もしくは他の一の透明板から切り出され、かつ、前記偏光分離面および第2の反射面を含む第2のプリズムを有する
上記(9)または(10)に記載の偏光分離合波素子。
(12)
前記第1の光学素子は、前記第1のプリズムの前記無偏光分離面と対向する斜面を含む第3のプリズムをさらに有し、
前記第2の光学素子は、前記第2のプリズムの前記偏光分離面と対向する斜面を含む第4のプリズムをさらに有する
上記(11)記載の偏光分離合波素子。
(13)
レーザ光源を含む光源部と、
前記光源部からのレーザ光が透過する偏光分離合波素子と
を備え、
前記偏光分離合波素子は、
互いに対向する第1の偏光分離面および第1の反射面を有する第1の光学素子と、
互いに対向する第2の偏光分離面および第2の反射面を有する第2の光学素子と
を有し、
前記第1の反射面は、前記第1の偏光分離面からの光を前記第2の反射面へ向けて反射し、
前記第2の反射面は、前記第1の反射面からの光を前記第2の偏光分離面へ向けて反射する
前記第1の偏光分離面および前記第1の反射面は互いに平行であり、
前記第2の偏光分離面および前記第2の反射面は互いに平行である
光学系。
(14)
前記光源部は、前記レーザ光源として赤色レーザ光を発する赤色レーザ光源、緑色レーザ光を発する緑色レーザ光源および青色レーザ光を発する青色レーザ光源をそれぞれ1以上有し、
前記赤色レーザ光、緑色レーザ光および青色レーザ光の全てが一の前記偏光分離合波素 子に入射する
上記(13)記載の光学系。
(15)
前記レーザ光源は半導体レーザであって、
前記半導体レーザは、マイケルソン干渉計で測定される可干渉性のピーク周期Lcを有 し、
前記偏光分離合波素子における光学遅延距離Dは式(1)で表される
上記(13)記載の光学系。
Lc×(m+0.2)≦D≦Lc×(m+0.8) ……(1)
但し、mは自然数である。
(16)
前記光源部は、2以上の同色の前記半導体レーザを有し、
前記2以上の同色の半導体レーザは、互いに1nm以上異なるピーク波長を有するレーザ光を発し、前記偏光分離合波素子に入射する
上記(15)記載の光学系。
(17)
レーザ光源を含む光源部と、
前記光源部からのレーザ光が透過する偏光分離合波素子と
を備え、
前記偏光分離合波素子は、
互いに対向する無偏光分離面および第1の反射面を有する第1の光学素子と、
互いに対向する偏光分離面および第2の反射面を有する第2の光学素子と、
前記第1の光学素子と前記第2の光学素子との間に設けられた半波長素子と
を有し、
前記第1の反射面は、前記無偏光分離面において反射した光を前記第2の反射面へ向けて反射し、
前記第2の反射面は、前記第1の反射面において反射したのち前記半波長素子を透過した光を前記偏光分離面へ向けて反射し、
前記偏光分離面は、前記無偏光分離面を透過したのち前記半波長素子を介することなく到達した光と、前記第2の反射面において反射した光とを合波し、
前記無偏光分離面および前記第1の反射面は互いに平行であり、
前記偏光分離面および前記第2の反射面は互いに平行である
光学系。
(18)
前記光源部は、前記レーザ光源として赤色レーザ光を発する赤色レーザ光源、緑色レーザ光を発する緑色レーザ光源および青色レーザ光を発する青色レーザ光源をそれぞれ1以上有し、
前記赤色レーザ光、緑色レーザ光および青色レーザ光の全てが一の前記偏光分離合波素 子に入射する
上記(17)記載の光学系。
(19)
前記レーザ光源は半導体レーザであって、
前記半導体レーザは、マイケルソン干渉計で測定される可干渉性のピーク周期Lcを有 し、
前記偏光分離合波素子における光学遅延距離Dは式(1)で表される
上記(18)記載の光学系。
Lc×(m+0.2)≦D≦Lc×(m+0.8) ……(1)
但し、mは自然数である。
(20)
前記光源部は、2以上の同色の前記半導体レーザを有し、
前記2以上の同色の半導体レーザは、互いに1nm以上異なるピーク波長を有するレーザ光を発し、前記偏光分離合波素子に入射する
上記(19)記載の光学系。
(21)
レーザ光源を含む光源部と、
前記光源部からのレーザ光が透過する偏光分離合波素子と
を備え、
前記偏光分離合波素子は、
互いに対向する無偏光分離面および第1の反射面を有する第1の光学素子と、
互いに対向する偏光分離面および第2の反射面を有する第2の光学素子と、
前記第1の光学素子と前記第2の光学素子との間に設けられた半波長素子と
を備え、
前記第1の反射面は、前記無偏光分離面において反射した光を前記第2の反射面へ向けて反射し、
前記第2の反射面は、前記第1の反射面において反射した光を前記偏光分離面へ向けて反射し、
前記偏光分離面は、前記無偏光分離面を透過したのち前記半波長素子を透過した光と前記第2の反射面において反射した光とを合波し、
前記無偏光分離面および前記第1の反射面は互いに平行であり、
前記偏光分離面および前記第2の反射面は互いに平行である
光学系。
(22)
前記光源部は、前記レーザ光源として赤色レーザ光を発する赤色レーザ光源、緑色レーザ光を発する緑色レーザ光源および青色レーザ光を発する青色レーザ光源をそれぞれ1以上有し、
前記赤色レーザ光、緑色レーザ光および青色レーザ光の全てが一の前記偏光分離合波素 子に入射する
上記(21)記載の光学系。
(23)
前記レーザ光源は半導体レーザであって、
前記半導体レーザは、マイケルソン干渉計で測定される可干渉性のピーク周期Lcを有し、
前記偏光分離合波素子における光学遅延距離Dは式(1)で表される
上記(22)記載の光学系。
Lc×(m+0.2)≦D≦Lc×(m+0.8) ……(1)
但し、mは自然数である。
(24)
前記光源部は、2以上の同色の前記半導体レーザを有し、
前記2以上の同色の半導体レーザは、互いに1nm以上異なるピーク波長を有するレーザ光を発し、前記偏光分離合波素子に入射する
上記(23)記載の光学系。
(25)
レーザ光源を含む光源部と、
前記光源部からのレーザ光が透過する偏光分離合波素子と、
前記偏光分離合波素子を透過したレーザ光を走査する走査部と
を備え、
前記偏光分離合波素子は、
互いに対向する第1の偏光分離面および第1の反射面を有する第1の光学素子と、
互いに対向する第2の偏光分離面および第2の反射面を有する第2の光学素子と
を有し、
前記第1の反射面は、前記第1の偏光分離面からの光を前記第2の反射面へ向けて反射し、
前記第2の反射面は、前記第1の反射面からの光を前記第2の偏光分離面へ向けて反射し、
前記第1の偏光分離面および前記第1の反射面は互いに平行であり、
前記第2の偏光分離面および前記第2の反射面は互いに平行である
表示装置。
(26)
前記光源部は、前記レーザ光源として赤色レーザ光を発する赤色半導体レーザ、緑色レーザ光を発する緑色半導体レーザおよび青色レーザ光を発する青色半導体レーザをそれぞれ1以上有し、
前記赤色半導体レーザ、緑色半導体レーザおよび青色半導体レーザは、それぞれマイケルソン干渉計で測定される可干渉性のピーク周期Lcを有し、
前記偏光分離合波素子における光学遅延距離Dは式(1)で表され、
前記赤色レーザ光、緑色レーザ光および青色レーザ光の全てが一の前記偏光分離合波素子に入射する
上記(25)記載の表示装置。
Lc×(m+0.2)≦D≦Lc×(m+0.8) ……(1)
但し、mは自然数である。
(27)
前記光源部は、
互いに1nm以上異なるピーク波長を有する赤色レーザ光を発する2以上の前記赤色半導体レーザと、
互いに1nm以上異なるピーク波長を有する緑色レーザ光を発する2以上の前記緑色半導体レーザと、
互いに1nm以上異なるピーク波長を有する青色レーザ光を発する2以上の前記青色半導体レーザと
を有する
上記(26)記載の表示装置。
(28)
レーザ光源を含む光源部と、
前記光源部からのレーザ光が透過する偏光分離合波素子と、
前記偏光分離合波素子を透過したレーザ光を走査する走査部と
を備え、
前記偏光分離合波素子は、
互いに対向する無偏光分離面および第1の反射面を有する第1の光学素子と、
互いに対向する偏光分離面および第2の反射面を有する第2の光学素子と、
前記第1の光学素子と前記第2の光学素子との間に設けられた半波長素子と
を有し、
前記第1の反射面は、前記無偏光分離面において反射した光を前記第2の反射面へ向けて反射し、
前記第2の反射面は、前記第1の反射面において反射したのち前記半波長素子を透過した光を前記偏光分離面へ向けて反射し、
前記偏光分離面は、前記無偏光分離面を透過したのち前記半波長素子を介することなく到達した光と、前記第2の反射面において反射した光とを合波し、
前記無偏光分離面および前記第1の反射面は互いに平行であり、
前記偏光分離面および前記第2の反射面は互いに平行である
表示装置。
(29)
前記光源部は、前記レーザ光源として赤色レーザ光を発する赤色半導体レーザ、緑色レーザ光を発する緑色半導体レーザおよび青色レーザ光を発する青色半導体レーザをそれぞれ1以上有し、
前記赤色半導体レーザ、緑色半導体レーザおよび青色半導体レーザは、それぞれマイケルソン干渉計で測定される可干渉性のピーク周期Lcを有し、
前記偏光分離合波素子における光学遅延距離Dは式(1)で表され、
前記赤色レーザ光、緑色レーザ光および青色レーザ光の全てが一の前記偏光分離合波素子に入射する
上記(28)記載の表示装置。
Lc×(m+0.2)≦D≦Lc×(m+0.8) ……(1)
但し、mは自然数である。
(30)
前記光源部は、
互いに1nm以上異なるピーク波長を有する赤色レーザ光を発する2以上の前記赤色半導体レーザと、
互いに1nm以上異なるピーク波長を有する緑色レーザ光を発する2以上の前記緑色半導体レーザと、
互いに1nm以上異なるピーク波長を有する青色レーザ光を発する2以上の前記青色半導体レーザと
を有する
上記(29)記載の表示装置。
(31)
レーザ光源を含む光源部と、
前記光源部からのレーザ光が透過する偏光分離合波素子と、
前記偏光分離合波素子を透過したレーザ光を走査する走査部と
を備え、
前記偏光分離合波素子は、
互いに対向する無偏光分離面および第1の反射面を有する第1の光学素子と、
互いに対向する偏光分離面および第2の反射面を有する第2の光学素子と、
前記第1の光学素子と前記第2の光学素子との間に設けられた半波長素子と
を備え、
前記第1の反射面は、前記無偏光分離面において反射した光を前記第2の反射面へ向けて反射し、
前記第2の反射面は、前記第1の反射面において反射した光を前記偏光分離面へ向けて反射し、
前記偏光分離面は、前記無偏光分離面を透過したのち前記半波長素子を透過した光と前記第2の反射面において反射した光とを合波し、
前記無偏光分離面および前記第1の反射面は互いに平行であり、
前記偏光分離面および前記第2の反射面は互いに平行である
表示装置。
(32)
前記光源部は、前記レーザ光源として赤色レーザ光を発する赤色半導体レーザ、緑色レーザ光を発する緑色半導体レーザおよび青色レーザ光を発する青色半導体レーザをそれぞれ1以上有し、
前記赤色半導体レーザ、緑色半導体レーザおよび青色半導体レーザは、それぞれマイケルソン干渉計で測定される可干渉性のピーク周期Lcを有し、
前記偏光分離合波素子における光学遅延距離Dは式(1)で表され、
前記赤色レーザ光、緑色レーザ光および青色レーザ光の全てが一の前記偏光分離合波素子に入射する
上記(31)記載の表示装置。
Lc×(m+0.2)≦D≦Lc×(m+0.8) ……(1)
但し、mは自然数である。
(33)
前記光源部は、
互いに1nm以上異なるピーク波長を有する赤色レーザ光を発する2以上の前記赤色半導体レーザと、
互いに1nm以上異なるピーク波長を有する緑色レーザ光を発する2以上の前記緑色半導体レーザと、
互いに1nm以上異なるピーク波長を有する青色レーザ光を発する2以上の前記青色半導体レーザと
を有する
上記(32)記載の表示装置。
Claims (6)
- 第1のレーザ光を発する第1の半導体レーザ、および前記第1のレーザ光と同色であって前記第1のレーザ光のピーク波長と1nm以上異なるピーク波長を有する第2のレーザ光を発する第2の半導体レーザ、を含む光源部と、
前記光源部からの前記第1のレーザ光および前記第2のレーザ光が互いに実質的に同一の経路を辿って透過する偏光分離合波素子と
を備え、
前記偏光分離合波素子は、
互いに平行をなすように対向する第1の反射面および第1の偏光分離面を含む第1の光学素子と、
互いに平行をなすように対向する第2の反射面および第2の偏光分離面を含む第2の光学素子と
を有し、
前記第1の反射面は、前記第1の偏光分離面からの前記第1のレーザ光および前記第2のレーザ光を前記第2の反射面へ向けて反射するものであり、
前記第2の反射面は、前記第1の反射面からの前記第1のレーザ光および前記第2のレーザ光を前記第2の偏光分離面へ向けて反射するものである
光学系。 - 前記第1のレーザ光と前記第2のレーザ光とを合波して合波光を形成したのち、その合波光を前記偏光分離合波素子に導く光学部材をさらに備える
請求項1記載の光学系。 - 前記第1のレーザ光のピーク波長と前記第2のレーザ光のピーク波長との差分は6nm以下である
請求項1または請求項2に記載の光学系。 - 第1のレーザ光を発する第1の半導体レーザ、および前記第1のレーザ光と同色であって前記第1のレーザ光のピーク波長と1nm以上異なるピーク波長を有する第2のレーザ光を発する第2の半導体レーザ、を含む光源部と、
前記光源部からの前記第1のレーザ光および前記第2のレーザ光が互いに実質的に同一の経路を辿って透過する偏光分離合波素子と、
前記偏光分離合波素子からの前記第1のレーザ光および前記第2のレーザ光を投影する投影部と
を備え、
前記偏光分離合波素子は、
互いに平行をなすように対向する第1の反射面および第1の偏光分離面を含む第1の光学素子と、
互いに平行をなすように対向する第2の反射面および第2の偏光分離面を含む第2の光学素子と
を有し、
前記第1の反射面は、前記第1の偏光分離面からの前記第1のレーザ光および前記第2のレーザ光を前記第2の反射面へ向けて反射するものであり、
前記第2の反射面は、前記第1の反射面からの前記第1のレーザ光および前記第2のレーザ光を前記第2の偏光分離面へ向けて反射するものである
表示装置。 - 前記第1のレーザ光と前記第2のレーザ光とを合波して合波光を形成したのち、その合波光を前記偏光分離合波素子に導く光学部材をさらに備える
請求項4記載の表示装置。 - 前記第1のレーザ光のピーク波長と前記第2のレーザ光のピーク波長との差分は6nm以下である
請求項4または請求項5に記載の表示装置。
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