JP6604929B2 - 光学ユニットおよびこれを用いた光学装置、光源装置、投射型表示装置 - Google Patents
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また、本発明の他の一側面としての光学装置は、複数の光源からの光束を反射する複数の反射面を備える光学ユニットと、レンズユニットと、前記複数の反射面からの光束を前記レンズユニットに導くミラーユニットと、を備え、前記複数の反射面は、前記複数の反射面で反射された光束が複数の収斂光束であり、前記複数の収斂光束が前記複数の反射面から離れるにつれて互いの距離を縮めるように構成されており、前記複数の反射面は、複数の凹面鏡であって、前記複数の凹面鏡の各々は、互いに異なる形状の複数の凹面の各々の一部であり、前記複数の凹面鏡は第1の凹面鏡と前記第1の凹面鏡よりも前記レンズユニットから離れた位置に設けられた第2の凹面鏡とを含み、前記第2の凹面鏡の焦点距離は、前記第1の凹面鏡の焦点距離よりも長く、前記レンズユニットは、前記ミラーユニットからの複数の収斂光束を互いに平行な複数の平行光束に変換するように構成されている、ことを特徴とする。
まず、図1を用いて、本発明の実施例で示す光学装置を搭載したプロジェクター1000の構成について説明する。
図2から図5を用いて本発明の第1実施例で示す光学装置を搭載した光源装置の構成を説明する。
前述した実施例では、凹レンズを用いて放物面ミラーアレイからの光束を平行光束にする構成、すなわち、レンズユニットが負のパワーを有する構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。光の利用効率の低下を抑制しつつ、より小型な光源装置を実現可能な光学装置であれば、例えば、ミラーユニット40からの光束の集光位置よりもY軸方向奥側に凸レンズを設けてもよい。すなわち、レンズユニットが正のパワーを有する構成であっても良い。このような構成の場合、凸レンズの焦点がミラーユニット40からの光束の集光位置になるように凸レンズを設ける。
3a 放物面ミラー(第2の凹面鏡)
3b 放物面ミラー(第1の凹面鏡)
5 凹レンズ(レンズユニット)
30 放物面ミラーアレイ(光学ユニット)
Claims (13)
- 複数の光源からの光束を反射し、レンズユニットへ導く複数の反射面を備える光学ユニットであって、
前記複数の反射面は、前記複数の反射面で反射された光束が複数の収斂光束であり、前記複数の収斂光束が前記複数の反射面から離れるにつれて互いの距離を縮めるように構成されており、
前記複数の反射面は、複数の凹面鏡であって、
前記複数の凹面鏡の各々は、互いに異なる形状の複数の凹面の各々の一部であり、
前記複数の凹面鏡は第1の凹面鏡と前記第1の凹面鏡よりも前記レンズユニットから離れた位置に設けられた第2の凹面鏡とを含み、前記第2の凹面鏡の焦点距離は、前記第1の凹面鏡の焦点距離よりも長く、
前記複数の凹面鏡は、前記複数の光源のいずれかから当該光源に対応する凹面鏡に向かう方向において、各凹面鏡により反射した光束が収束する焦点のいずれもが、対応する凹面鏡の反射面の配置位置よりも遠い側に位置するように構成されている、
ことを特徴とする光学ユニット。 - 前記凹面は放物面である、
ことを特徴とする請求項1に記載の光学ユニット。 - 前記複数の反射面のうち少なくとも1つの反射面は、前記反射面からの光束が、前記反射面から離れるにつれて前記レンズユニットに対して前記レンズユニットの光軸方向に近づくように構成されている、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の光学ユニット。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の光学ユニットと、
前記レンズユニットと、
前記複数の反射面からの光束を前記レンズユニットに導くミラーユニットと、をさらに備え、
前記レンズユニットは、前記ミラーユニットからの複数の収斂光束を互いに平行な複数の平行光束に変換するように構成されている、
ことを特徴とする光学装置。 - 前記レンズユニットは、負のパワーを有し、前記複数の光源からの光束が入射する側が凸のメニスカスレンズを備える、
ことを特徴とする請求項4に記載の光学装置。 - 前記レンズユニットの光軸及び前記ミラーユニットの長辺方向に平行な面を第1断面とし、
前記第1断面と直交し、前記レンズユニットの光軸と平行な面を第2断面とするとき、前記複数の反射面のうち、前記第1断面あるいは前記第2断面を対称面として対称に設けられている反射面同士は、同じ形状の放物面形状の一部である、
ことを特徴とする請求項4または5に記載の光学装置。 - 複数の光源と、
前記複数の光源からの複数の光束それぞれが入射する複数の正レンズと、
請求項4乃至6のいずれか1項に記載の光学装置と、
前記光学装置からの光束の一部を前記光学装置からの光束と波長が異なる変換光に変換するとともに、前記変換光と、前記光学装置からの光束と波長が同じ非変換光と、を射出する波長変換素子と、
ダイクロイックミラーと、を備え、
前記ダイクロイックミラーは、前記光学装置からの光束が前記ダイクロイックミラーを介して前記波長変換素子へ入射するように構成されている、
ことを特徴とする光源装置。 - 請求項7に記載の光源装置と、
光変調素子と、
前記光源装置からの光束を複数の光束に分割して前記光変調素子に導くとともに、前記光変調素子からの光束を合成する色分離合成系と、
前記光源装置からの光束を前記色分離合成系に導く照明光学系と、を備える、
ことを特徴とする投射型表示装置。 - 複数の光源からの光束を反射する複数の反射面を備える光学ユニットと、
レンズユニットと、
前記複数の反射面からの光束を前記レンズユニットに導くミラーユニットと、を備え、
前記複数の反射面は、前記複数の反射面で反射された光束が複数の収斂光束であり、前記複数の収斂光束が前記複数の反射面から離れるにつれて互いの距離を縮めるように構成されており、
前記複数の反射面は、複数の凹面鏡であって、
前記複数の凹面鏡の各々は、互いに異なる形状の複数の凹面の各々の一部であり、
前記複数の凹面鏡は第1の凹面鏡と前記第1の凹面鏡よりも前記レンズユニットから離れた位置に設けられた第2の凹面鏡とを含み、前記第2の凹面鏡の焦点距離は、前記第1の凹面鏡の焦点距離よりも長く、
前記レンズユニットは、前記ミラーユニットからの複数の収斂光束を互いに平行な複数の平行光束に変換するように構成されている、
ことを特徴とする光学装置。 - 前記レンズユニットは、負のパワーを有し、前記複数の光源からの光束が入射する側が凸のメニスカスレンズを備える、
ことを特徴とする請求項9に記載の光学装置。 - 前記レンズユニットの光軸及び前記ミラーユニットの長辺方向に平行な面を第1断面とし、
前記第1断面と直交し、前記レンズユニットの光軸と平行な面を第2断面とするとき、前記複数の反射面のうち、前記第1断面あるいは前記第2断面を対称面として対称に設けられている反射面同士は、同じ形状の放物面形状の一部である、
ことを特徴とする請求項9または10に記載の光学装置。 - 複数の光源と、
前記複数の光源からの複数の光束それぞれが入射する複数の正レンズと、
請求項9乃至11のいずれか1項に記載の光学装置と、
前記光学装置からの光束の一部を前記光学装置からの光束と波長が異なる変換光に変換するとともに、前記変換光と、前記光学装置からの光束と波長が同じ非変換光と、を射出する波長変換素子と、
ダイクロイックミラーと、を備え、
前記ダイクロイックミラーは、前記光学装置からの光束が前記ダイクロイックミラーを介して前記波長変換素子へ入射するように構成されている、
ことを特徴とする光源装置。 - 請求項12に記載の光源装置と、
光変調素子と、
前記光源装置からの光束を複数の光束に分割して前記光変調素子に導くとともに、前記光変調素子からの光束を合成する色分離合成系と、
前記光源装置からの光束を前記色分離合成系に導く照明光学系と、を備える、
ことを特徴とする投射型表示装置。
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