JP7090238B2 - 光源モジュール - Google Patents

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Description

本発明は、光源モジュールに関する。
プロジェクタなどに光源モジュールが用いられる。光源モジュールにおいて、光強度分布の均一化が望まれる。
特開２０１４－６２９５１号公報
本発明は、光強度分布を均一化できる光源モジュールを提供する。
本発明の一態様によれば、光源モジュールは、光源部及び第１光学素子を含む。前記光源部は、第１光及び第２光を出射する。前記第１光学素子は、前記第１光及び前記第２光が入射する第１面を含む。前記第１光及び前記第２光は第１方向に沿って前記第１面に入射する。前記第１光は、前記第１面の第１位置に入射する。前記第２光は、前記第１面の第２位置に入射する。前記第１光は、前記第１面における、前記第１方向と交差する第２方向の第１幅と、前記第１面における、前記第１方向及び前記第２方向を含む平面と交差する第３方向の第２幅と、を有する。前記第１幅は、前記第２幅よりも広い。前記第２光は、前記第１面における、前記第２方向の第３幅と、前記第１面における、前記第３方向の第４幅と、を有する。前記第３幅は、前記第４幅よりも広い。前記第２位置から前記第１位置への方向は、前記第３方向と交差する。前記第１光の第１ピーク波長は、前記第２光の第２ピーク波長とは異なる。前記第１光学素子の前記第２方向の光学パワーは、前記第１光学素子の前記第３方向の光学パワーよりも大きい。
本発明の一態様によれば、光強度分布を均一化できる光源モジュールが提供される。
第１実施形態に係る光源モジュールを例示する模式図である。 第１実施形態に係る光源モジュールを例示する模式図である。 第１実施形態に係る光源モジュールを例示する模式図である。 実施形態に係る光源モジュールを用いたプロジェクタを例示する模式図である。 実施形態に係るプロジェクタを例示する模式図である。 実施形態に係るプロジェクタを例示する模式図である。 実施形態に係るプロジェクタの一部を例示する模式的断面図である。 実施形態に係る光源モジュールの一部を例示する模式的斜視図である。 実施形態に係る光源モジュールの一部を例示する模式的斜視図である。 第２実施形態に係る光源モジュールの一部を例示する模式的斜視図である。 第２実施形態に係る別の光源モジュールの一部を例示する模式的斜視図である。
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
（第１実施形態）
図１～図３は、第１実施形態に係る光源モジュールを例示する模式図である。
図１は、斜視図である。図２は、平面図である。図３は、図１のIII-III線断面図である。
図１に示すように、実施形態に係る光源モジュール１１０は、光源部１０及び第１光学素子２０を含む。光源部１０は、第１光Ｌａ及び第２光Ｌｂを出射する。この例では、光源部１０は、第３光Ｌｃをさらに出射する。実施形態において、複数の第１光Ｌａ、複数の第２光Ｌｂ、及び、複数の第３光Ｌｃが出射されても良い。この例では、複数の第１光Ｌａ（光Ｌａ１及び光Ｌａ２）が描かれている。
第１光Ｌａの第１ピーク波長は、第２光Ｌｂの第２ピーク波長とは異なる。第３光Ｌｃの第３ピーク波長は、第１ピーク波長とは異なり、第２ピーク波長とは異なる。１つの例において、第３ピーク波長は、第１ピーク波長と第２ピーク波長との間である。
１つの例において、第１ピーク波長は、第２ピーク波長よりも長い。第１光Ｌａは、例えば、赤光であり、第２光Ｌｂは、青光であり、第３光Ｌｃは、緑光である。
第１ピーク波長は、例えば、６００ｎｍ以上６５０ｎｍ以下である。第２ピーク波長は、例えば、４４０ｎｍ以上４９０ｎｍ未満である。第３ピーク波長は、例えば、５００ｎｍ以上５５０ｎｍ未満である。第１～第３光Ｌａ～Ｌｃは、例えば、レーザ光である。これらの光は、ファーフィールドパターンで、第１光学素子２０に入射する。
第１光学素子２０は、第１面２０ａ及び第２面２０ｂを含む。第１面２０ａに、第１光Ｌａ及び第２光Ｌｂが入射する。第３光Ｌｃが出射される場合、第３光Ｌｃは、第１面２０ａに入射する。第２面２０ｂから、これら光が出射する。第１面２０ａは、例えば、入射面である。第２面２０ｂは、例えば、出射面である。第１光学素子２０には、例えば、ガラスまたはプラスチックなどが用いられる。
第１光Ｌａ（例えば光Ｌａ１）及び第２光Ｌｂは、第１方向Ｄ１に沿って、第１面２０ａに入射する。第３光Ｌｃが出射される場合、第３光Ｌｃは、第１方向Ｄ１に沿って、第１面２０ａに入射する。これらの光は、広がりを有している。これらの光のそれぞれの主軸（強度が最高の軸）を、これらの光のそれぞれの進行方向とする。これらの光のそれぞれの主軸が、第１方向Ｄ１に実質的に平行である。
第１光Ｌａ（例えば光Ｌａ１）は、第１面２０ａにおける第２方向Ｄ２の第１幅ｗ１と、第１面２０ａにおける第３方向Ｄ３の第２幅ｗ２と、を有する。第１幅ｗ１は、第２幅ｗ２よりも広い。第２方向Ｄ２は、第１方向Ｄ１と交差する。例えば、第２方向Ｄ２と第１方向Ｄ１との間の角度は、例えば、８５度以上９５度以下である。例えば、第２方向Ｄ２は、第１方向Ｄ１に対して実質的に垂直である。第３方向Ｄ３は、第１方向及Ｄ１及び第２方向Ｄ２を含む平面（Ｄ１－Ｄ２平面）と交差する。第３方向Ｄ３と、この平面と、の間の角度は、例えば８５度以上９５度以下である。例えば、第３方向Ｄ３は、この平面に対して、実質的に垂直である。
第２光Ｌｂは、第１面２０ａにおける、第２方向Ｄ２の第３幅ｗ３と、第１面２０ａにおける、第３方向Ｄ３の第４幅ｗ４と、を有する。第３幅ｗ３は、第４幅ｗ４よりも広い。
第３光Ｌｃが出射される場合、第３光Ｌｃは、第１面２０ａにおける、第２方向Ｄ２の第５幅ｗ５と、第１面２０ａにおける、第３方向Ｄ３の第６幅ｗ６と、を有する。第５幅ｗ５は、第６幅ｗ６よりも広い。
複数の第１光Ｌａ（例えば、光Ｌａ１及び光Ｌａ２など）が出射される場合、複数の第１光Ｌａのそれぞれにおいて、第２方向Ｄ２における幅は、第３方向Ｄ３における幅よりも広い。
１つの例において、上記の第１幅ｗ１は、第１光Ｌａの第１面２０ａにおける最大の幅であり、上記の第２幅ｗ２は、第１光Ｌａの第１面２０ａにおける最小の幅である。１つの例において、上記の第３幅ｗ３は、第２光Ｌｂの第１面２０ａにおける最大の幅であり、上記の第４幅ｗ４は、第２光Ｌｂの第１面２０ａにおける最小の幅である。１つの例において、上記の第５幅ｗ５は、第３光Ｌｃの第１面２０ａにおける最大の幅であり、上記の第６幅ｗ６は、第３光Ｌｃの第１面２０ａにおける最小の幅である。
図１及び図２に示すように、第１光Ｌａ（例えば光Ｌａ１）は、第１面２０ａの第１位置ｐ１に入射する。第２光Ｌｂは、第１面２０ａの第２位置ｐ２に入射する。第３光Ｌｃが出射される場合、第３光Ｌｃは、第１面２０ａの第３位置ｐ３に入射する。複数の第１光Ｌａが出射される場合、複数の第１光Ｌａの１つ（光Ｌａ１）が、第１位置ｐ１に入射する。複数の第１光Ｌａの別の１つ（光Ｌａ２）は、第４位置ｐ４に入射する。
図２に示すように、第１面２０ａにおいて、これらの光は、実質的に楕円形である。例えば、楕円の長軸と短軸との交点が、これらの光のそれぞれの、第１面２０ａにおける位置（第１～第４位置ｐ１～ｐ４）に対応する。
第２位置ｐ２から第１位置ｐ１への方向は、第３方向Ｄ３と交差する。第２位置ｐ２から第１位置ｐ１への方向は、例えば、第２方向Ｄ２に沿っても良い。第３位置ｐ３から第２位置ｐ２への方向は、例えば、第３方向Ｄ３に沿う。第４位置ｐ４から第１位置ｐ１への方向は、例えば、第３方向Ｄ３に沿う。実施形態において、第３位置ｐ３から第２位置ｐ２への方向は、第２位置ｐ２から第１位置ｐ１への方向に対して傾斜しても良い。
図１及び図３に示すように、実施形態において、第１光学素子２０の第２方向Ｄ２の光学パワーは、第１光学素子２０の第３方向Ｄ３の光学パワーよりも大きい。「光学パワー」は、「屈折力」に対応する。例えば、１つの例において、第１面２０ａは、実質的に平面である。一方、第２面２０ｂは、実質的に円柱の一部であり、この円柱の軸は、第３方向Ｄ３に沿っている。例えば、Ｄ１－Ｄ２断面における第２面２０ｂの曲率は、Ｄ１－Ｄ３断面における第２面２０ｂの曲率よりも高い。例えば、Ｄ１－Ｄ２断面における第２面２０ｂの曲率半径は、Ｄ１－Ｄ３断面における第２面２０ｂの曲率半径よりも小さい。Ｄ１－Ｄ３断面において、第２面２０ｂは実質的に直線でも良い。
光源部１０から出射された上記の光は、第１面２０ａから第１光学素子２０に入射し、第２面２０ｂから出射する。後述するように、これらの光は、第２面２０ｂから出射した後、例えば、複数のミラーにより重ねられ、フライアイレンズ（例えば、インテグレータ）に入射する。実施形態においては、第１光学素子２０の第２方向Ｄ２の光学パワーが大きいので、上記の光の第２方向Ｄ２の広がりが小さくなる。例えば、上記の光は、第２方向Ｄ２において平行光に近くなり、例えば、実質的にコリメートされる。例えば、第１光Ｌａ及び第２光Ｌｂは、複数のミラーにより重ねられ、光学的に１つの点から出射した実質的に平行な光と見なせる。これらの光が、フライアイレンズに入射することで、フライアイレンズの分割数により光が分割され、適切な分割数を得つつ、高い均一性が得られる。
一方、第１光学素子２０の第３方向Ｄ３の光学パワーは小さい。第３方向Ｄ３においては、光源部１０から出射したときの光の指向性の程度の広がりで、光が第１光学素子２０から出射する。これにより、適切な像数が得られる。例えば、これらの光がフライアイレンズに入射することで、フライアイレンズの分割数により光が分割され、適切な分割数を得つつ、高い均一性が得られる。
既に説明したように、複数の第１光Ｌａが第１光学素子２０に入射してもよい。複数の第１光Ｌａのそれぞれの入射位置（及び出射位置）は、第３方向Ｄ３において異なる。第３方向Ｄ３における位置が互いに異なることで、フライアイレンズにより、適切な像数を容易に得つつ、良好な均一性が得られる。後述するように、第３方向Ｄ３において、コリメートしない程度に、指向性を狭くするレンズなどが設けられてもよい。
実施形態において、第１位置ｐ１と第２位置ｐ２との間の中点を通り第１方向Ｄ１に沿う直線は、第２面２０ｂの光軸と実質的に一致する。
実施形態において、第１位置ｐ１と第４位置ｐ４との間の距離（第３方向Ｄ３に沿う長さ）は、第２位置ｐ２と第３位置ｐ３との間の距離（第３方向Ｄ３に沿う長さ）と一致しても、異なっても良い。
以下、実施形態に係る光源モジュール１１０を用いたプロジェクタの例について説明する。
図４は、実施形態に係る光源モジュールを用いたプロジェクタを例示する模式図である。
図４に示すように、プロジェクタ２１０は、光源モジュール１１０を含む。この例では、光源モジュール１１０は、光源部１０及び第１光学素子２０に加えて、第１ミラー３１及び第２ミラー３２を含む。
例えば、第１光学素子２０から出射した光の少なくとも一部の光路において、第２ミラー３２は、第１光学素子２０と、第１ミラー３１と、の間に設けられる。例えば、第１光学素子２０から出射した光の一部は、第２ミラー３２を通過し、第１ミラー３１で反射する。例えば、第１光学素子２０から出射した光の別の一部は、第２ミラー３２で反射する。
例えば、第１光学素子２０から出射した第２光Ｌｂ及び第３光Ｌｃが、第２ミラー３２に入射する。第２光Ｌｂ及び第３光Ｌｃは、第２ミラー３２で反射する。一方、第１光学素子２０から出射した第１光Ｌａは、第２ミラー３２を通過して、第１ミラー３１に入射し、第１ミラー３１で反射する。
第１ミラー３１に入射する第１光Ｌａの入射角は、第２ミラー３２に入射する第２光Ｌｂの入射角とは異なり、第２ミラー３２に入射する第３光Ｌｃの入射角とは異なる。
第１ミラー３１は、例えば、ダイクロイックミラーである。第１ミラー３１は、例えば、赤光を透過し、緑光及び青光を反射する。例えば、第１ミラー３１の赤光に対する透過率は、第１ミラー３１の緑光に対する透過率よりも高く、第１ミラー３１の青光に対する透過率よりも高い。第１ミラー３１の緑光に対する反射率は、第１ミラー３１の赤光に対する反射率よりも高い。第１ミラー３１の青光に対する反射率は、第１ミラー３１の赤光に対する反射率よりも高い。これらの２つのミラーにより、第１～第３光Ｌａ～Ｌｃが、互いに重なる。第１～第３光Ｌａ～Ｌｃにより、実質的に白色が得られる。
この例では、プロジェクタ２１０において、フライアイレンズ４１がさらに設けられている。第１ミラー３１で反射した第１光Ｌａ、及び、第２ミラー３２で反射した第２光Ｌｂ及び第３光Ｌｃが、フライアイレンズ４１に入射する。これらの光が、フライアイレンズ４１を通過することで、フライアイレンズの分割数により光が分割され、適切な分割数で、均一な光が得られる。
フライアイレンズ４１を通過した光は、例えば、光変調装置５１に入射する。光変調装置５１は、光変調装置５１に入射する光の強度を変調して、その光を出射させる。光変調装置５１は、例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）などを含む。光変調装置５１に、データプロセッサ５２（例えば、コンピュータ）から、画像信号が供給される。光変調装置５１において、画像信号に応じた変調が行われる。光変調装置５１で変調された光が、投射レンズ５５を通過して、例えば投射スクリーンに向けて進む。投射スクリーンに、所望の像が形成される。
実施形態においては、上記の複数のミラー（第１ミラー３１及び第２ミラー３２）で反射した光（第１～第３光Ｌａ～Ｌｃ）がフライアイレンズ４１に入射することで、フライアイレンズの分割数により光が分割され、適切な分割数で均一な光が高い効率で得られる。均一な表示が可能なプロジェクタが得られる。
フライアイレンズ４１は、光源モジュール１１０に含まれても良い。
図４に示すように、この例では、光源モジュール１１０は、光源部１０、第１光学素子２０、第１ミラー３１及び第２ミラー３２に加えて、別の光学素子２５をさらに含む。光学素子２５は、第１光学素子２０と第２ミラー３２との間の光路に設けられる。光学素子２５は、例えば、シリンドリカルレンズである。光学素子２５における柱状の軸は、第１光学素子２０における第３方向Ｄ３に沿う。光学素子２５を設けることで、例えば、第２方向Ｄ２における光学パワーがさらに大きくなる。第１光学素子２０及び光学素子２５を併せて、「第１光学素子」と見なしてもよい。
図４に示すように、この例では、複数のミラー（第１ミラー３１及び第２ミラー３２）と、フライアイレンズ４１と、の間の光路において、第２光学素子４２が設けられる。以下、第２光学素子４２の例について説明する。
図５及び図６は、実施形態に係るプロジェクタを例示する模式図である。
図５に示すように、例えば、複数のミラー（第１ミラー３１及び第２ミラー３２）で反射した光が、第２光学素子４２に入射する。第２光学素子４２に入射した光は、第２光学素子４２を通過して、フライアイレンズ４１に入射する。
図５に示すように、第１光Ｌａ（及び、第２光Ｌｂ及び第３光Ｌｃ）は、第４方向Ｄ４に沿って第２光学素子４２に入射する。
図６は、第４方向Ｄ４に沿ってみたときの、第２光学素子４２及びフライアイレンズ４１を模式的に例示している。
図５及び図６に示すように、第４方向Ｄ４と交差する１つの方向を第５方向Ｄ５とする。第４方向Ｄ４及び第５方向Ｄ５を含む平面（Ｄ４－Ｄ５平面）と交差する１つの方向を第６方向Ｄ６とする。１つの例において、第５方向Ｄ５は、第４方向Ｄ４に対して垂直でも良い。１つの例において、第６方向Ｄ６は、第４方向Ｄ４及び第５方向Ｄ５に対して垂直でも良い。
例えば、第５方向Ｄ５の第２光学素子４２の光学特性は、第６方向Ｄ６の第２光学素子４２の光学特性とは異なる。例えば、第２光学素子４２の光学特性は、Ｄ５－Ｄ６面内における異方性を有する。
図５及び図６に示すように、フライアイレンズ４１は、第７方向Ｄ７及び第８方向Ｄ８に沿って並ぶ複数のレンズ４１Ｌを含む。第７方向Ｄ７及び第８方向Ｄ８は、例えば、第４方向Ｄ４と交差する。第７方向Ｄ７及び第８方向Ｄ８は、例えば、第４方向Ｄ４に対して垂直である。例えば、第８方向Ｄ８は、第７方向Ｄ７に対して実質的に垂直である。
図６に示すように、第７方向Ｄ７は、第５方向Ｄ５に対して傾斜し、第６方向Ｄ６に対して傾斜する。第８方向Ｄ８は、第５方向Ｄ５に対して傾斜し、第６方向Ｄ６に対して傾斜する。
例えば、第２光学素子４２を設けない場合、光源部１０から出射した複数の光がフライアイレンズ４１を通過したときに、光の強度が不均一になる場合がある。例えば、不均一は、干渉（例えばモアレ）に起因する。実施形態においては、第２光学素子４２の光学的な異方性の方向を、フライアイレンズ４１の光学的な異方性の方向と傾斜させることで、干渉が抑制される。より均一な光が得やすくなる。
第２光学素子４２が、ヒトの視覚の応答時間以下の周波数で、第４方向Ｄ４と交差する方向に沿って周期的に移動しても良い。例えば、第２光学素子４２を振動させる。振動の周波数は、ヒトの視覚の応答時間以下である。１つの例において、振動の周波数は、８０Ｈｚ以上である。第２光学素子４２を周期的に移動させることで、より均一な光が得やすくなる。
図６に示すように、別の光学素子４２ｂ（第２光学素子４２の別の例）において、光学素子４２ｂの１つの面に第５方向Ｄ５に沿うシリンドリカルレンズアレイが設けられ、別の１つの面に、第５方向Ｄ５に対して傾斜した方向に沿うシリンドリカルレンズアレイが設けられても良い。
図７は、実施形態に係るプロジェクタの一部を例示する模式的断面図である。
図７は、第２光学素子４２の断面を例示している。第２光学素子４２の１つの例においては、第２光学素子４２は、例えば、シリンドリカルレンズアレイである。例えば、第２光学素子４２の１つの表面（例えば主面）は、複数の柱状レンズを含む。柱状レンズの延びる方向は、例えば、第５方向Ｄ５である。
図７に示すように、第２光学素子４２の別の例の光学素子４２ａにおいては、Ｄ４－Ｄ６平面による断面において、光学素子４２ａの１つの表面（例えば主面）は、正弦波状である。
例えば、第２光学素子４２（または光学素子４２ａ）の第５方向Ｄ５の光学パワーは、第２光学素子４２（または光学素子４２ａ）の第６方向Ｄ６の光学パワーとは異なる。このような第２光学素子４２（または光学素子４２ａ）を用いることで、より均一な光が得易くなる。
以下、光源部１０の例について説明する。
図８及び図９は、実施形態に係る光源モジュールの一部を例示する模式的斜視図である。
図８は、斜視図である。図９は、図８のIXーIX線断面図である。
図８に示すように、基体１０ｓ（例えば基板）において、第１光源１１、第２光源１２、第３光源１３、第１反射面１５ａ及び第２反射面１５ｂが設けられる。この例では、複数の第１光源１１（光源１１ａ及び光源１１ｂなど）が設けられる。この例では、複数の第２光源１２及び複数の第３光源１３が設けられる。複数の第１光源１１は、１つの方向に並ぶ。この１つの方向は、例えば、第３方向Ｄ３（図１参照）に対応する。複数の第２光源１２及び複数の第３光源１３は、この１つの方向に沿って、交互に並ぶ。第１光源１１は、第１光Ｌａを出射する。第２光源１２は、第２光Ｌｂを出射する。第３光源１３は、第３光Ｌｃを出射する。
第１反射面１５ａは、第１光源１１（複数の第１光源１１の１つ）と、第２光源１２（複数の第２光源１２の１つ）と、の間に設けられる。第１反射面１５ａに、第１光Ｌａが入射する。
第２反射面１５ｂは、第１反射面１５ａと、第２光源１２（複数の第２光源１２の１つ）と、の間に設けられる。第２反射面１５ｂに、第２光Ｌｂが入射する。この例では、第２反射面１５ｂに、第３光Ｌｃがさらに入射する。
図８に例示するように、第１光源１１と第２光源１２との間、及び、第１光源１１と第３光源１３との間に、凸部１５が設けられる。凸部１５の２つの斜面の１つが、第１反射面１５ａに対応する。凸部１５の２つの斜面の別の１つが、第２反射面１５ｂに対応する。
図９に示すように、例えば、第１光源１１から、第１反射面１５ａに向かって、第１光Ｌａが出射する。第１光Ｌａは、第１反射面１５ａで反射して、基体１０ｓの主面に対して実質的に垂直に進行する。例えば、第２光源１２から、第２反射面１５ｂに向かって、第２光Ｌｂが出射する。第２光Ｌｂは、第２反射面１５ｂで反射して、基体１０ｓの主面に対して実質的に垂直に進行する。同様に、例えば、第３光源１３から、第２反射面１５ｂに向かって、第３光Ｌｃが出射する（図９では図示しない）。第３光Ｌｃは、第２反射面１５ｂで反射して、基体１０ｓの主面に対して実質的に垂直に進行する（図８参照）。これらの光の光軸は、互いに実質的に平行である。このような光が、第１光学素子２０（図１参照）に入射する。
第１～第３光源１１～１３は、例えば、レーザである。第１反射面１５ａ及び第２反射面１５ｂは、例えば、金属膜または誘電体多層膜の反射面である。第１光Ｌａの第１反射面１５ａにおける入射角は、例えば、４０度以上５０度以下である。第２光Ｌｂの第２反射面１５ｂにおける入射角は、例えば、４０度以上５０度以下である。第３光Ｌａｃ第２反射面１５ｂにおける入射角は、例えば、４０度以上５０度以下である。
（第２実施形態）
第２実施形態においては、第１光学素子２０の第１面２０ａに光学パワーを有する形状が設けられる。
図１０は、第２実施形態に係る光源モジュールの一部を例示する模式的斜視図である。 図１０において、光源部１０は、省略されている。図１０に示すように、第１光学素子は、第１面２０ａ及び第２面２０ｂを含む。第１～第３光Ｌａ～Ｌｃが、第１面２０ａに入射する。この例では、第１面２０ａは、複数の第１光学領域２１を含む。複数の第１光学領域２１の１つに、第２光Ｌｂが入射する。複数の第１光学領域２１の別の１つに、第３光Ｌｃが入射する。複数の第１光学領域２１の上記の１つは、レンズ及びプリズムの少なくともいずれかを含む。複数の第１光学領域２１の上記の別の１つは、レンズ及びプリズムの少なくともいずれかを含む。
この例では、複数の第１光学領域２１は、複数のレンズを含む。複数のレンズは、例えば、シリンドリカルレンズである。複数のシリンドリカルの複数の柱状部分は、第２方向Ｄ２に沿って延びる。複数のシリンドリカルレンズの複数の柱状部分は、第３方向Ｄ３に沿って並ぶ。例えば、複数の第１光学領域２１の上記の別の１つから複数の第１光学領域２１の上記１つへの方向は、第３方向Ｄ３に沿う。
例えば、第２光Ｌｂの指向性が、第１光学領域２１により、コリメートされない程度で、狭くできる。第３光Ｌｃの指向性が、第１光学領域２１により、コリメートされない程度で、狭くできる。これらの光を効率良く、所望の広がりで、フライアイレンズ４１に入射させることができる。
図１０に示すように、複数の第１光学領域２１の１つが、複数の第２光Ｌｂの１つ、または、複数の第３光Ｌｃの１つに応じて設けられる。１つの例において、複数の第１光学領域２１のそれぞれの表面は、曲面状（シリンドリカル状）である。
図１０に示すように、光源部１０から複数の第１光Ｌａが出射される場合、複数の第１光Ｌａが第１面２０ａに入射する位置は、例えば、第３方向Ｄ３に沿って並ぶ。例えば、複数の第１光Ｌａの１つ（光Ｌａ１）が入射する、第１面２０ａの位置から、複数の第１光Ｌａの別の１つ（光Ｌａ２）が入射する、第１面２０ａの位置への方向は、第３方向Ｄ３に沿う。
図１０に示すように、第１光学素子２０の第１面２０ａは、複数の第２光学領域２２を含んでも良い。複数の第２光学領域２２の１つに、複数の第１光Ｌａの１つ（例えば光Ｌａ１）が入射する。複数の第２光学領域２２の別の１つに、複数の第１光Ｌａの別の１つ（光Ｌａ２）が入射する。複数の第２光学領域２２の上記の１つは、レンズ及びプリズムの少なくともいずれかを含む。複数の第２光学領域２２の上記の別の１つは、レンズ及びプリズムの少なくともいずれかを含む。複数の第２光学領域２２のそれぞれの表面は、例えば、曲面状（シリンドリカルレンズ状）である。複数の第２光学領域２２の上記の別の１つから、複数の第２光学領域２２の上記の１つへの方向は、第３方向Ｄ３に沿う。
第１光Ｌａの指向性が、第２光学領域２２により、コリメートされない程度で、狭くできる。第１光Ｌａを効率良く、所望の広がりで、例えば、フライアイレンズ４１に入射させることができる。
実施形態において、複数の第１光学領域２１のピッチ（第３方向Ｄ３に沿う長さ）は、複数の第２光学領域２２のピッチ（第３方向Ｄ３に沿う長さ）と一致しても、異なっても良い。
図１１は、第２実施形態に係る別の光源モジュールの一部を例示する模式的斜視図である。
図１１に示すように、複数の第１光学領域２１のそれぞれの、Ｄ１－Ｄ３平面に沿う断面は、台形状でも良い。複数の第１光学領域２１のそれぞれの表面は、傾斜面状（例えば、プリズムの一部状）も良い。複数の第２光学領域２２のそれぞれの、Ｄ１－Ｄ３平面に沿う断面は、台形状でも良い。複数の第２光学領域２２のそれぞれの表面は、傾斜面状（例えば、プリズムの一部状）も良い。このような第１面２０ａにおいても、光（例えば、第１～第３光Ｌａ～Ｌｃ）の広がりが制御される。例えば、光の指向性が、これらの光学領域により、コリメートされない程度で、狭くできる。光を効率良く、所望の広がりで、例えば、フライアイレンズ４１に入射させることができる。
実施形態においては、例えば、半導体レーザから。互いに波長が異なる複数の光（例えば、第１～第３光Ｌａ～Ｌｃ）が出射される。これらの光は、互いに実質的に平行である。これらの光（例えば、複数の第１光Ｌａ、複数の第２光Ｌｂ、及び、複数の第３光Ｌｃ）が、第１光学素子２０に入射する。例えば、これらの光のそれぞれの遅軸方向は、互いに実質的に同じである。第１群の光は、複数の第１光Ｌａを含む。第２群の光は、複数の第２光Ｌｂ及び複数の第３光Ｌｃを含む。複数の第１光Ｌａは、第３方向Ｄ３に沿って並ぶ。複数の第２光Ｌｂ及び複数の第３光Ｌｃは、第３方向Ｄ３に沿って、交互に並ぶ。これらの光（レーザ光）が、第１光学素子２０に入射する。第１光学素子２０の母線軸は、これらの光（レーザ光）の遅軸に沿う。第２光Ｌｂが第１面２０ａに入射する位置から、第１光Ｌａが第１面２０ａに入射する位置は、第２方向Ｄ２に沿う。第１光学素子２０の第２方向Ｄ２の光学パワーは、第１光学素子２０の第３方向Ｄ３の光学パワーよりも大きい。例えば、第１群の光が第１面２０ａに入射する位置と、第２群の光が第１面２０ｂに入射する位置と、の中点を通り第１方向Ｄ１に沿う直線は、第２面２０ｂの光軸と実質的に一致する。
実施形態によれば、光強度分布を均一化できる光源モジュールを提供できる。
なお、本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、光源モジュールに含まれる光源部、光源、反射面、光学素子及びミラーなどのそれぞれの具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
その他、本発明の実施の形態として上述した光源モジュールを基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての光源モジュールも、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと解される。
１０…光源部、 １０ｓ…基体、 １１～１３…第１～第３光源、 １１ａ、１１ｂ…光源、 １５…凸部、 １５ａ、１５ｂ…第１、第２反射面、 ２０…第１光学素子、 ２０ａ、２０ｂ…第１、第２面、 ２１、２２…第１、第２光学領域、 ２５…光学素子、 ３１、３２…第１、第２ミラー、 ４１…フライアイレンズ、 ４１Ｌ…レンズ、 ４２…第２光学素子、 ４２ａ、４２ｂ…光学素子、 ５１…光変調装置、 ５２…データプロセッサ、 ５５…投射レンズ、 １１０…光源モジュール、 ２１０…プロジェクタ、 Ｄ１～Ｄ８…第１～第８方向、 Ｌａ～Ｌｃ…第１～第３光、 Ｌａ１、Ｌａ２…光、 ｐ１～ｐ４…第１～第４位置、 ｗ１～ｗ６…第１～第６幅

Claims (18)

  1. 第１光及び第２光を出射する光源部と、
    前記第１光及び前記第２光が入射する第１面を含む第１光学素子と、
    を備え、
    前記第１光及び前記第２光は第１方向に沿って前記第１面に入射し、
    前記第１光は、前記第１面の第１位置に入射し、
    前記第２光は、前記第１面の第２位置に入射し、
    前記第１光は、前記第１面における、前記第１方向と交差する第２方向の第１幅と、前記第１面における、前記第１方向及び前記第２方向を含む平面と交差する第３方向の第２幅と、を有し、前記第１幅は、前記第２幅よりも広く、
    前記第２光は、前記第１面における、前記第２方向の第３幅と、前記第１面における、前記第３方向の第４幅と、を有し、前記第３幅は、前記第４幅よりも広く、
    前記第２位置から前記第１位置への方向は、前記第３方向と交差し、
    前記第１光の第１ピーク波長は、前記第２光の第２ピーク波長とは異なり、
    前記第１光学素子の前記第２方向の光学パワーは、前記第１光学素子の前記第３方向の光学パワーよりも大きく、
    前記第１光学素子は、前記第１光及び前記第２光が出射する１つの第２面を含み、
    前記第１方向及び前記第２方向を含む断面における前記第２面の曲率は、前記第１方向及び前記第３方向を含む断面における第２面の曲率よりも高い、光源モジュール。
  2. 前記光源部は、第３光をさらに出射し、
    前記第３光の第３ピーク波長は、前記第１ピーク波長とは異なり、前記第２ピーク波長とは異なり、
    前記第３光は、前記第１方向に沿って前記第１面に入射し、前記第２面から出射し、
    前記第３光は、前記第１面における、前記第２方向の第５幅と、前記第１面における、前記第３方向の第６幅と、を有し、前記第５幅は、前記第６幅よりも広い、請求項１記載の光源モジュール。
  3. 前記第３光は、前記第１面の第３位置に入射し、
    前記第３位置から前記第２位置への方向は、前記第３方向に沿う、請求項２記載の光源モジュール。
  4. 前記第３ピーク波長は、前記第１ピーク波長と前記第２ピーク波長との間である、請求項２または３に記載の光源モジュール。
  5. 前記第１面は、複数の第１光学領域を含み、
    前記複数の第１光学領域の１つに、前記第２光が入射し、
    前記複数の第１光学領域の別の１つに、前記第３光が入射し、
    前記複数の第１光学領域の前記１つは、レンズ及びプリズムの少なくともいずれかを含み、
    前記複数の第１光学領域の前記別の１つは、レンズ及びプリズムの少なくともいずれかを含む、請求項２～４のいずれか１つに記載の光源モジュール。
  6. 前記複数の第１光学領域の前記別の１つから前記複数の第１光学領域の前記１つへの方向は、前記第３方向に沿う、請求項５記載の光源モジュール。
  7. 前記光源部は、複数の前記第１光を出射し、
    前記複数の第１光の１つが入射する、前記第１面の位置から、前記複数の第１光の別の１つが入射する、前記第１面の位置への方向は、前記第３方向に沿う、請求項１～６のいずれか１つに記載の光源モジュール。
  8. 前記第１面は、複数の第２光学領域を含み、
    前記複数の第２光学領域の１つに、前記複数の第１光の１つが入射し、
    前記複数の第２光学領域の別の１つに、前記複数の第１光の前記別の１つが入射し、
    前記複数の第２光学領域の前記１つは、レンズ及びプリズムの少なくともいずれかを含み、
    前記複数の第２光学領域の前記別の１つは、レンズ及びプリズムの少なくともいずれかを含む、請求項７記載の光源モジュール。
  9. 前記複数の第２光学領域の前記別の１つから前記複数の第２光学領域の前記１つへの方向は、前記第３方向に沿う、請求項８記載の光源モジュール。
  10. 前記第１光学素子から出射した前記第１光が入射する第１ミラーと、
    前記第１光学素子から出射した前記第２光及び前記第３光が入射する第２ミラーと、
    をさらに備え、
    前記第１ミラーに入射する前記第１光の入射角は、前記第２ミラーに入射する前記第２光の入射角とは異なり、前記第２ミラーに入射する前記第３光の入射角とは異なる、請求項２～６のいずれか１つに記載の光源モジュール。
  11. 前記第１光学素子から出射した前記第１光が入射する第１ミラーと、
    前記第１光学素子から出射した前記第２光が入射する第２ミラーと、
    をさらに備え、
    前記第１ミラーに入射する前記第１光の入射角は、前記第２ミラーに入射する前記第２光の入射角とは異なる、請求項１～９のいずれか１つに記載の光源モジュール。
  12. 前記第１ミラーで反射した前記第１光、及び、前記第２ミラーで反射した前記第２光が入射するフライアイレンズをさらに備えた、請求項１１記載の光源モジュール。
  13. 前記第１ミラーと前記フライアイレンズとの間の光路に設けられた第２光学素子を更に備え、
    前記第１光は、第４方向に沿って前記第２光学素子に入射し、
    前記第４方向と交差する第５方向の前記第２光学素子の光学パワーは、前記第４方向及び前記第５方向を含む平面と交差する第６方向の前記第２光学素子の光学パワーとは異なり、
    前記フライアイレンズは、第７方向及び第８方向に沿って並ぶ複数のレンズを含み、
    前記第７方向は、前記第５方向に対して傾斜し、前記第６方向に対して傾斜した、請求項１２記載の光源モジュール。
  14. 前記第２光学素子の前記第５方向の光学パワーは、前記第２光学素子の前記第６方向の光学パワーとは異なる、請求項１３記載の光源モジュール。
  15. 前記第２光学素子は、ヒトの視覚の応答時間以下の周波数で、前記第４方向と交差する方向に沿って周期的に移動する、請求項１３または１４に記載の光源モジュール。
  16. 前記光源部は、
    前記第１光を出射する第１光源と、
    前記第２光を出射する第２光源と、
    前記第１光源と前記第２光源との間に設けられ前記第１光が入射する第１反射面と、
    前記第１反射面と前記第２光源との間に設けられ前記第２光が入射する第２反射面と、
    を含む、請求項１～１４のいずれか１つに記載の光源モジュール。
  17. 前記第１光及び第２光は、レーザ光である、請求項１～１６のいずれか１つに記載の光源モジュール。
  18. 前記第１幅は、前記第１光の前記第１面における最大の幅であり、
    前記第２幅は、前記第１光の前記第１面における最小の幅である、請求項１～１７のいずれか１つに記載の光源モジュール。
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