WO2022018819A1 - 光源装置 - Google Patents

光源装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2022018819A1
WO2022018819A1 PCT/JP2020/028228 JP2020028228W WO2022018819A1 WO 2022018819 A1 WO2022018819 A1 WO 2022018819A1 JP 2020028228 W JP2020028228 W JP 2020028228W WO 2022018819 A1 WO2022018819 A1 WO 2022018819A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
light source
optical axis
axis direction
deflection element
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/028228
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
旭洋 山田
博 木田
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to PCT/JP2020/028228 priority Critical patent/WO2022018819A1/ja
Priority to PCT/JP2021/003622 priority patent/WO2022018891A1/ja
Priority to JP2022538576A priority patent/JP7446432B2/ja
Publication of WO2022018819A1 publication Critical patent/WO2022018819A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/04—Refractors for light sources of lens shape
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • This disclosure relates to a light source device, and particularly to a light source device having improved light utilization efficiency.
  • Patent Document 1 describes a light source having a plurality of light emitting points, a collimating lens that parallelizes the emitted light from the light source, and a plurality of light sources having different inclination angles with respect to the main surface and for each of the plurality of emitted light.
  • a light source unit composed of an optical element having an incident surface of the above is disclosed.
  • Patent Document 1 discloses, in particular, a configuration in which an optical element has a plurality of mirrors provided with an incident surface in order to realize miniaturization of a light source unit.
  • Patent Document 1 In the configuration using a mirror as in Patent Document 1, if the light amount distribution of the parallelized light rays emitted from the collimating lens becomes non-uniform with respect to the optical axis, the light utilization efficiency on the optical axis decreases. However, Patent Document 1 does not consider the decrease in light utilization efficiency on the optical axis due to the apparent tilt of the light source.
  • the present disclosure has been made to solve the above problems, and an object of the present disclosure is to provide a light source device having improved light utilization efficiency on the optical axis.
  • the light source device includes a parallelizing lens for parallelizing incident light and a plurality of light sources arranged apart from each other in a direction away from the optical axis of the parallelizing lens, and the light as a whole is orthogonal to each other.
  • a group of light sources that emit light sources having different divergence angles in the first direction and the second direction parallel to the direction away from the axis are arranged between the light source group and the parallelizing lens in the direction of the optical axis.
  • the first direction and the second direction in the first direction in which the divergence angle of the light source group is small, the light emitted from each of the plurality of light sources is deflected in a direction away from the optical axis. It is provided with a light deflection element for incident on the parallelizing lens.
  • the light source device of the present disclosure it is possible to provide a light source device having high light utilization efficiency on the optical axis.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the schematic structure of the light source apparatus of Embodiment 1. It is a figure which shows the schematic structure of the light source apparatus of Embodiment 1. It is a figure which shows the light distribution characteristic of the light source of the light source apparatus of Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows an example of the ray tracing of the light source apparatus of Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure explaining the operation of the light deflection element of the light source apparatus of Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the schematic structure when the light deflection element of the light source apparatus of Embodiment 1 is replaced with a mirror. It is a figure which shows the ray tracing result of the light source apparatus of Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure explaining the inclination angle with respect to the optical axis of the light ray emitted from a light source. It is a figure which shows the back light tracking result of the light source apparatus of Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the back light tracking result of the parallelizing lens of the light source apparatus of Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the illuminance distribution of the light source apparatus of Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the illuminance distribution of the light source apparatus of Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the back light tracking result of the mirror of the light source apparatus of Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the illuminance distribution of the light source apparatus of Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the illuminance distribution of the light source apparatus of Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the illuminance distribution of the comparative example of the light source apparatus of Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the illuminance distribution of the light source apparatus of Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the illuminance distribution of the light source apparatus of Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the illuminance distribution of the light source apparatus of Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the schematic structure of the modification of the light source apparatus of Embodiment 1.
  • FIG. 1 shows a view of the YZ plane observed from the ⁇ X axis side
  • FIG. 2 shows a view of the ZX plane observed from the + Y axis direction side.
  • the light source device 100 includes a light source group 1, a light deflection element 2, and a parallelizing lens 3, and a light deflection element 2 is arranged between the light source group 1 and the parallelizing lens 3. ing.
  • the optical deflection element 2 is provided with optical planes 21 and 22 for optical deflection on the light emitting side, and the optical planes 21 and 22 are tilted together toward the optical axis C1 passing through the center of the parallelizing lens 3. ing.
  • the light source group 1 has a light source 1a and a light source 1b arranged in the Y-axis direction as shown in FIG.
  • the light source 1a and the light source 1b are solid-state light sources having different divergence angles in the X-axis direction and the divergence angle in the Y-axis direction, and are, for example, laser diodes.
  • the XY planes of the light source 1a and the light source 1b are the light emitting surfaces
  • the side in the Y-axis direction is longer than the side in the X-axis direction
  • the divergence angle in the Y-axis direction (the angle in the ⁇ RX direction) is the divergence in the X-axis direction. It shall be smaller than the angle (angle in the ⁇ RY direction).
  • the lengths of the light sources 1a and 1b in the Y-axis direction are 70 ⁇ m, and the length in the X-axis direction is 1 ⁇ m.
  • the Y-axis direction having a small divergence angle is also referred to as a first direction
  • the X-axis direction is also referred to as a second direction.
  • FIG. 3 shows the light distribution characteristics of the light emitted from the light source 1a and the light source 1b.
  • the vertical axis indicates the relative light intensity (arbitrary unit)
  • the horizontal axis indicates the light divergence angle (°).
  • the characteristic 301 shown by the solid line shows the light distribution characteristic of the light diverging in the X-axis direction ( ⁇ RY direction)
  • the characteristic 302 shown by the alternate long and short dash line indicates the distribution of the light diverging in the Y-axis direction ( ⁇ RX direction). It shows the optical characteristics.
  • the divergence angle in the Y-axis direction is smaller than the divergence angle in the X-axis direction.
  • the broken line 303 indicates a position where the relative light intensity is 1 / e 2 , that is, a position where the relative light intensity is about 0.135.
  • divergence angle generally laser diode, the relative light intensity to be displayed at an angle position at which the 1 / e 2 number, a measure of the light spread.
  • the angle of the position of the characteristic 301 at 1 / e 2 is ⁇ about 37 °
  • the angle of the position of the characteristic 302 at the position of 1 / e 2 is ⁇ about 5 °.
  • the relative light intensity denote the angular range based on the location of the 1 / e 2.
  • the light source 1a and the light source 1b emit, for example, red light having a center wavelength of 638 nm.
  • the light source is red as compared with the light source that emits blue light having a center wavelength of, for example, 450 nm and the light source that emits green light having a center wavelength of, for example, 525 nm.
  • the light source that emits light is highly sensitive to temperature, and when the temperature rises, the emission efficiency decreases and the wavelength shift occurs.
  • the distance between the light sources 1a and the light source 1b that is, the distance in the arrangement direction, that is, the distance in the Y-axis direction in the present embodiment is wide.
  • the light utilization efficiency on the optical axis C1 decreases. Therefore, in order to improve the light utilization efficiency, the light source 1a and the light source 1b are of the optical axis C1. It is preferably placed close to each other.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of ray tracing.
  • FIG. 4 shows an optical system composed of only the light source group 1 and the parallelizing lens 3, and also shows an enlarged view of the region “A” including the light source group 1 and the parallelizing lens 3.
  • the light ray 401 emitted from the central portion of the light source 1a is shown by a solid line
  • the light ray 402 emitted from the central portion of the light source 1b is shown by a alternate long and short dash line.
  • the spread of each light ray in the Y-axis direction was set to ⁇ 5 ° as described with reference to FIG.
  • the ray 401 and the ray 402 emitted from the parallelizing lens 3 gradually move away from the optical axis C1 in the arrangement direction of the light source, more specifically, the ray 401 travels in the ⁇ Y axis direction and the ray 402 travels in the + Y axis direction. It can be confirmed that it is.
  • the light from the light source group 1 is separated from the optical axis C1 in the arrangement direction of the light sources, and the light utilization efficiency on the optical axis C1 is lowered.
  • the array interval from the optical axis C1 to the emission position of each light source is the image height
  • the shorter the focal length of the parallelizing lens 3 the higher the image height on the reaching surface, that is, at any position in the Z-axis direction.
  • the light beam reaches a position away from the optical axis C1.
  • the light beam emitted on the optical axis C1 reaches the vicinity of the optical axis C1 even on the arrival surface.
  • the light rays have a width in the ⁇ Y-axis direction due to the influence of the divergence angle of the light source, the light rays parallel to the optical axis C1 also reach the reaching surface, and the width in the ⁇ Y-axis direction is defined. Considering that it has, it was set as "nearby".
  • FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating the operation of the light deflection element 2, and the features of the light deflection element 2 will be described with reference to FIG.
  • the light deflection element 2 By arranging the light deflection element 2 between the light source 1a and the parallelizing lens 3 (FIG. 1), the light ray 501cc emitted from the central portion of the light source 1a due to the deflection action of the light deflection element 2 is + Y with respect to the optical axis C1. It has an angle ⁇ 1 in the axial direction and can be incident on the parallelizing lens 3.
  • a ray traveling in the + Z-axis direction at an angle ⁇ 1 is emitted as a ray parallel to the optical axis C1 by the parallelizing lens 3, so that a decrease in light utilization efficiency on the optical axis C1 can be suppressed.
  • the length y1a in the Y-axis direction of the light source 1a is 70 ⁇ m
  • the length y1b in the Y-axis direction of the light source 1b is 70 ⁇ m
  • the central portion of the light source 1a and the optical axis C1 are in the Y-axis direction.
  • the distance y1ac is 105 ⁇ m
  • the distance y1c between the ⁇ Y-axis direction end of the light source 1a and the + Y-axis direction end of the light source 1b is 140 ⁇ m
  • the distance y1d between the central portion of the light source 1a and the central portion of the light source 1b is 210 ⁇ m. ..
  • the distance D1 between the light emitting surface of the light source 1a and the light source 1b and the light incident surface of the light deflection element 2 is 350 ⁇ m, and the thickness T1 of the minimum portion of the light deflection element 2 is 280 ⁇ m.
  • the intersection of the light beam parallel to the optical axis C1 and the light incident surface of the optical deflection element 2 in the light emitted from the central portion of the light source 1a is P50
  • the optical axis C1 of the light emitted from the central portion of the light source 1a is defined as P50.
  • the distance D2 between P50 and P51 is about 315 ⁇ m.
  • the material of the light deflection element 2 is, for example, BSC7 of HOYA Corporation, and the refractive index at a wavelength of 638 nm is about 1.515.
  • the light ray 501cc is a light ray emitted from the central part of the light source 1a at an angle of 0 °, that is.
  • the light ray 501cc emits the central portion of the light source 1a and is incident on the light deflection element 2 at an angle of 0 °. After reaching the emission surface of the light deflection element 2, it is refracted and travels in the + Z axis direction at an angle ⁇ 1.
  • the angle ⁇ 1 is calculated by the following mathematical formula (1) using Snell's law. The angle is calculated as an absolute value.
  • the incident light is refracted to an angle ⁇ 3 and travels to the emission surface of the light deflection element 2.
  • the light travels in the + Z axis direction at an angle ⁇ 4.
  • the angle ⁇ 3 is calculated by the following formula (3).
  • the angle is calculated as an absolute value.
  • the angle ⁇ 4 is calculated by the following formula (4).
  • the angle is calculated as an absolute value.
  • the incident light is refracted to an angle ⁇ 6 and travels to the emission surface of the light deflection element 2.
  • the light On the emission surface of the light deflection element 2, after refraction, the light travels in the + Z axis direction at an angle ⁇ 7.
  • the angle ⁇ 6 is calculated by the following formula (6).
  • the angle is calculated as an absolute value.
  • the angle ⁇ 7 is calculated by the following formula (7).
  • the angle is calculated as an absolute value.
  • the light ray 501dd preferably passes in the + Y-axis direction from the intersection P52 between the optical axis C1 and the emission surface of the optical deflection element 2.
  • the light ray 501cd and the light ray 501dd are in a parallel relationship.
  • the light from the light source 1b has a line-symmetrical relationship with the light from the light source 1a with respect to the optical axis C1.
  • the light deflection element 2 is a light source arranged on the + side of the optical axis C1 in the arrangement direction of the light sources, and in the present embodiment, the light distribution direction + side (in the present embodiment) with respect to the light from the light source 1a.
  • the apparent positions of the light source 1a and the light source 1b in the Y-axis direction can be moved in the optical axis C1 direction.
  • the length of the entire apparent light source in the Y-axis direction can be shortened.
  • the length y1p in the Y-axis direction of the position P54 is 21 ⁇ m, and the distance D3 between the light source 1a and the position P54 in the Z-axis direction is 214 ⁇ m. Since aberration is generated due to the influence of the light deflection element 2, the position P54 is an approximate position.
  • the virtual image height which is the apparent image height of the light source 1a with respect to the optical axis C1. It is possible to set y1p to 21 ⁇ m. That is, the image height after the parallelizing lens 3 is emitted can be reduced to 1/5.
  • the light deflection element 2 in this way, it is possible to reduce the apparent image height. This makes it possible to improve the light utilization efficiency in the vicinity of the optical axis C1.
  • the angle ⁇ 1 that emits the light deflection element 2 of the light ray 501 cc emitted from the central portion of the light source 1a is preferably as small as possible in consideration of the miniaturization of the parallelizing lens 3 installed in the subsequent stage. Since the parallelizing lens 3 is circular when observed from the XY plane, it is assumed that when the light beam moves in the Y-axis direction, the divergence angle of the light source 1a in the X-axis direction ( ⁇ RY direction) is ⁇ 37 °. This is because there is a high possibility that the amount of light incident on the parallelizing lens 3 will decrease.
  • the apparent light source position P54 is moved by 214 ⁇ m in the + Z axis direction from the actual light source position.
  • the focal length of the parallelizing lens 3 it becomes necessary to shorten the focal length of the parallelizing lens 3 by 214 ⁇ m. Therefore, the light source image at the condensing position becomes slightly larger.
  • the image height 2000 mm away from the parallelized lens 3 is an optical deflection element. It becomes 6.67 mm, which is slightly larger than 6.46 mm when there is no 2. That is, it becomes 1.03 times.
  • the effect of such a magnification (1.03 times) is sufficiently smaller than the effect of lowering the image height, that is, the effect of reducing the image height to 1/5 times.
  • the calculation formula is shown below.
  • the image height 21 ⁇ m ⁇ 2000 mm / 6.5 mm ⁇ 6.46 mm.
  • the image height 21 ⁇ m ⁇ 2000 mm / 6.3 mm ⁇ 6.67 mm.
  • the distance between the ends of adjacent light sources is 140 ⁇ m, but the same effect can be obtained even if the distance y1c is 70 ⁇ m.
  • the interval D1 can be set from 350 ⁇ m to 150 ⁇ m.
  • the position of the light deflection element 2 so that the light ray traveling in the + Z-axis direction at an angle ⁇ 5 from the ⁇ Y-axis direction end of the light source 1a, that is, the light ray 501dd in FIG. 5 travels in the + Y-axis direction from P52.
  • the length y1a of the light source 1a in the Y-axis direction becomes long
  • the light beam traveling in the + Z-axis direction at an angle ⁇ 5 from the end in the ⁇ Y-axis direction of the light source 1a travels in the ⁇ Y-axis direction from P52.
  • the interval D1 it is possible to lengthen the interval D1 by changing the material of the light deflection element 2 to a glass material or the like having a high refractive index.
  • the angle ⁇ 8 is changed.
  • the angle ⁇ 8 may be set so that the angle ⁇ 1 is 10.43 °, and specifically, the angle ⁇ 8 can be set to 12.5 °.
  • the interval D1 can be set to 380 ⁇ m in consideration of the change in the back focus length due to the difference in the refractive index.
  • the apparent Y-axis direction and Z-axis direction of the light source position P54 change. It becomes necessary to change the position and focus in the Z-axis direction of. If the interval D1, the thickness T1 of the minimum portion of the light deflection element 2, and the angle ⁇ 8 are set so that the apparent Y-axis direction and Z-axis direction positions of the light source position P54 do not change, the Z of the parallelizing lens 3 is set. Eliminates the need to change axial position and focus.
  • the same function as that of the light deflection element 2 can be realized by using two mirrors.
  • the mirror is tilted by ⁇ 10.43 / 2 ⁇ 5.22 ° with respect to the optical axis C1. More specifically, it is tilted by ⁇ 5.22 ° with respect to the light of the light source 1a arranged on the + Y-axis side and by +5.22 ° with respect to the light of the light source 1b arranged on the ⁇ Y-axis side.
  • the divergence angle of the light source 1a is ⁇ 5 °
  • a part of the light emitted at ⁇ 5 ° may reach the parallelizing lens 3 without reaching the mirror.
  • the light source has a length in the Y-axis direction, which is the arrangement direction, so that the width of the mirror, that is, the length in the Z-axis direction must be longer than the distance to the parallelizing lens 3, the end of the light source,
  • the light source 1a is arranged on the + Y-axis side, the light emitted from the end portion in the + Y-axis direction may not reach the mirror.
  • FIG. 6 shows a schematic configuration when the light deflection element 2 is replaced by a mirror.
  • the length y1a of the light source 1a in the Y-axis direction is 70 ⁇ m
  • the distance y1ac in the Y-axis direction between the central portion of the light source 1a and the optical axis C1 is 105 ⁇ m, which is the same as the example of FIG.
  • the angle ⁇ 2 and the angle ⁇ 5 are the same as in the example of FIG.
  • the tilt angle ⁇ 9 of the mirror M was set to ⁇ 8 °.
  • the ray corresponding to the ray 503cu is indicated by the ray 504cu
  • the light rays in the ⁇ Z axis direction are represented by the light rays 504 uc, 504 uu, and 504 ud, it can be confirmed that the light rays 503 ud behave as if they are emitted from the light emitting point at the position P55u.
  • the light ray 503dc emitted parallel to the optical axis C1
  • the angle ⁇ 5 + 5 °.
  • the light collecting efficiency of the light source 1a is improved by using the mirror M, the light collecting effect is highest when the following formula (9) is satisfied.
  • the following is a conditional expression when the position P55c is on the optical axis C1.
  • y1ac / D4 sin (2 ⁇
  • the distance D4 between the central portion of the light source 1a and the reflection surface of the mirror M is about 381 ⁇ m.
  • the mounting interval D4 allows, for example, an error of 381 ⁇ m ⁇ 10% (38 ⁇ m).
  • the diameter of the parallelizing lens 3 can be increased, the substitution of the optical deflection element 2 by the mirror M is not excluded.
  • the traveling direction of light can be changed from the + Z-axis direction to the ⁇ X-axis direction and the like. Therefore, by adjusting the inclination of the mirror M or the distances from the light source 1a and the light source 1b to the parallelized lens, in addition to the effect of suppressing the decrease in the light utilization efficiency on the optical axis, the degree of freedom in component arrangement is improved. can.
  • the traveling direction of light is changed in the ⁇ X-axis direction
  • the mirror surface is tilted in two axes, so the tendency of the emitted light rays changes depending on the center of rotation of the mirror.
  • the light beam travels in the X-axis direction without maintaining the spread of the light ray before the reflection.
  • the parallelizing lens 3 makes the light emitted from the light deflection element 2 parallel to the optical axis C1.
  • the parallelizing lens 3 is formed, for example, in an aspherical shape.
  • the aspherical shape can be a toroidal shape having different shapes in the X-axis direction and the Y-axis direction. Further, the light incident surface may have a convex shape or a concave shape.
  • the light rays are parallel to the optical axis C1 with respect to the light rays emitted from the central portion of the light source 1a and the central portion of the light source 1b.
  • the light rays emitted from the central portion of the light source 1a and the central portion of the light source 1b reach the vicinity of the optical axis C1, and the reached light source image can be minimized.
  • FIG. 7 is a diagram showing a ray tracing result of a ray emitted from the light source 1a.
  • an enlarged view of the region “B” including the light source group 1 and the light deflection element 2 and an enlarged view of the region “C” of the emission surface of the parallelizing lens 3 are shown together.
  • the positional relationship between the light source 1a and the light deflection element 2 is as shown in FIG.
  • the parallelizing lens 3 is arranged on the + Z axis direction side of the light deflection element 2.
  • the focal length of the parallelizing lens is about 6.5 mm.
  • a light ray having a spread of ⁇ 5 ° is emitted from the light source 1a in the + Z axis direction.
  • the ray tracing results of the ray 601u emitted from the + Y-axis direction end of the light source 1a, the ray 601c emitted from the central portion of the light source 1a, and the ray 601d emitted from the ⁇ Y-axis direction end of the light source 1a are shown.
  • the light rays 601u, the light rays 601c, and the light rays 601d emitted from the parallelizing lens 3 are substantially parallel to the optical axis C1.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an inclination angle of a light ray actually emitted from the light source 1a with respect to the optical axis C1.
  • the parallelizing lens 3 is a virtual thin-walled lens 703, and the focal length F7 is 6.5 mm. It is assumed that the light source 1a is moved so that the central portion of the light source 1a is located on the optical axis C1.
  • FIG. 8 shows the behavior of the light rays 701u emitted from the + Y-axis direction end of the light source 1a and the light rays 701d emitted from the ⁇ Y-axis direction end of the light source 1a.
  • the angle ⁇ u and the angle ⁇ d of the light ray 701u and the light ray 701d emitted from the thin-walled lens 703 with respect to the optical axis C1 are expressed by the following mathematical formula (10).
  • the parallelizing lens 3 is emitted at an angle of 0.31 °, it can be assumed that the light source 1a is emitted from the optical axis C1.
  • FIG. 9 shows the result of back light tracing using the configuration of FIG.
  • an enlarged view of the region “D” including the light source group 1 and the light deflection element 2 and an enlarged view of the region “E” of the emission surface of the parallelizing lens 3 are shown together.
  • the above assumption is confirmed by tracking the back rays of the light rays traveling from the + Z axis direction to the ⁇ Z axis direction of the parallelizing lens 3 and confirming the image formation position.
  • FIG. 9 shows the back ray tracing results of the ray 801u, the ray 801c, and the ray 801d, and the ray 801d is incident on the collimated beam 3 at an angle of ⁇ 0.31 ° with respect to the optical axis C1.
  • the light ray 801c is incident on the parallelizing lens 3 in parallel with the optical axis C1
  • the light ray 801u is incident on the parallelizing lens 3 at an angle of +0.31 ° with respect to the optical axis C1.
  • the light rays 801u are focused (imaged) on the + Y-axis direction end of the light source 1a, and the light rays 801c are focused (imaged) on the center of the light source 1a, and the light rays 801d.
  • the light ray 801c is an example of condensing light on the central portion of the light source 1a in the Y-axis direction, but the parallelizing lens 3 and the optical deflection when parallel light is incident from the + Z-axis direction side of the parallelizing lens 3.
  • the condensing position of the parallel light by the optical system including the element 2 does not have to be exactly located on the light emitting surface of each of the light source 1a and the light source 1b.
  • the central portions of the light source 1a and the light source 1b are within ⁇ y1a / 3 from the center in the Y-axis direction and ⁇ 30 ⁇ m from the light emitting surface of the light source 1a in the Z-axis direction. It may preferably contain ⁇ 10 ⁇ m or less.
  • the position in the Y-axis direction of the position P54 is the image height position of the light source 1a, but in FIG. 9, the behavior of the light ray such that the central portion of the light source 1a is located on the optical axis C1. I am doing.
  • the shape of the parallelizing lens 3 is set so that the light rays are concentrated at the position P54 when the light rays parallel to the optical axis C1 are incident on the parallelizing lens 3 from the + Z axis direction.
  • the focal position of the parallelizing lens 3 is in the ⁇ Z axis direction from the position P54, but it is possible to make the optical axis C1 behave as a light ray in which the central portion of the light source 1a is arranged.
  • FIG. 10 is a diagram showing a back light ray tracking result when a light ray parallel to the optical axis C1 is incident from the + Z axis direction of the parallelizing lens 3.
  • FIG. 10 an enlarged view of the region “F” including the light source group 1 is also shown.
  • the focusing point P80 of the parallelizing lens 3 is on the + Z axis direction side from the light source 1a and on the + Y axis direction side from the optical axis C1.
  • the focal position P80f of the parallelizing lens 3 is on the ⁇ Z axis direction side from the focusing point P80.
  • the focal position P80f is located on the + Z axis side of the light source 1a because the back focus of the parallelizing lens 3 is shortened due to the influence of the optical deflection element 2 which is an optical element. It is also considered that the angle ⁇ 1 is affected by the deflection of the light beam.
  • the distance between the focusing point P80 and the focal position P80f in the Z-axis direction is about 140 ⁇ m.
  • FIG. 10 the illuminance distributions on the condensing point P80 and the focal position P80f when the parallel light flux is incident on the + Z axis side of the parallelizing lens 3 in the ⁇ Z axis direction are shown in FIGS. 11 and 12, respectively.
  • the X-axis (mm) is shown on the horizontal axis and the Y-axis (mm) is shown on the vertical axis, and the light intensity is divided into five gradations. The brightest white color represents 100% intensity.
  • FIG. 11 it can be seen that a ring-shaped illuminance distribution with a hollow center is formed on the condensing point P80, and the intensity is strong in the vicinity of a region having a radius of 20 ⁇ m.
  • FIG. 12 it can be seen that on the focal position P80f, a concentric illuminance distribution is formed and a small condensing spot is formed to be the focal position.
  • the optical surfaces 21 and 22 for light deflection are provided on the light emitting side of the light deflection element 2, but there is also a case where the optical surfaces 21 and 22 for light deflection are provided on the light incident side.
  • a similar effect can be obtained. It should be noted that the effect of improving the light utilization efficiency on the optical axis C1 can be obtained without forming a ring-shaped region having a strong light intensity. Further, even in the configuration using the mirror M shown in FIG. 6, a ring-shaped illuminance distribution can be formed.
  • FIG. 13 shows the result of back light tracing of the configuration using the mirror M shown in FIG.
  • an enlarged view of the region “G” including the light source group 1 and the mirror M and an enlarged view of the region “F” of the emission surface of the parallelizing lens 3 are shown together.
  • FIG. 13 shows the back ray tracing result when the ray 1101u, the ray 1101c, and the ray 1101d are incident from the + Z axis direction of the parallelizing lens 3.
  • the ray 1101u is incident on the parallelizing lens 3 at an angle ⁇ 0.31 ° with respect to the optical axis C1
  • the ray 1101c is incident on the parallelizing lens 3 parallel to the optical axis C1
  • the ray 1101d is emitted.
  • It is incident on the parallelizing lens 3 at an angle of +0.31 ° with respect to the optical axis C1.
  • the light ray 1101u is focused (imaged) on the + Y-axis end of the light source 1a
  • the light ray 1101c is focused (imaged) on the center of the light source 1a
  • the light ray 1101d is focused on the light source 1a. It can be seen that the light source is focused (imaging) at the end in the Y-axis direction.
  • the light ray 1101u is focused in the ⁇ Z axis direction as compared with the light collecting position of the light ray 1101c.
  • the light ray 1101d is focused in the + Z axis direction as compared with the light collecting position of the light ray 1101c. That is, since the condensing position in the Y-axis direction shifts in the Z-axis direction as compared with the case where the light deflection element 2 is used, in the light beam emitted from the light source 1a, at an arbitrary reaching surface after the parallelizing lens 3 is emitted. It can be seen that the light beam width of is non-uniform in the Y-axis direction.
  • FIG. 9 which is the result of back light tracing using the configuration of FIG. 5, and FIG. 13 which is the result of back light tracking using the configuration of FIG. 6, the evaluation surface (XY plane) at a distance of 2000 mm from the light source 1a.
  • 14 to 16 show the illuminance distribution of the light emitted from the light source 1a. From FIG. 3, the divergence angle of the light source 1a is ⁇ about 37 ° for 1 / e 2 in the X-axis direction (RY direction) and ⁇ about 5 ° for 1 / e 2 in the Y-axis direction (RX direction). ..
  • FIGS. 14 to 16 an X-axis (mm) is shown on the horizontal axis and a Y-axis (mm) is shown on the vertical axis, and the light intensity is divided into five gradations. The brightest white color represents 100% intensity.
  • FIG. 14 shows the illuminance distribution of light when the light deflection element 2 is used
  • FIG. 15 shows the light illuminance distribution when the mirror M is used. From FIG. 14, when the light axis C1 is 0 mm in the Y-axis direction, the region where the light intensity is 80% (80% when the maximum light intensity is 100%) or more is continuously 8.4 mm to + 10.1 mm ( It can be seen that the light reaches the range of 18.5 mm) uniformly. Further, it can be seen that the region where the light intensity is 20% or more with the maximum light intensity as 100% is in the range of -10.3 mm to +12.3 mm (22.6 mm). From this, the ratio of the range in the Y-axis direction of the uniform region of 80% or more to the region of light intensity of 20% or more is about 81.9% (18.5 mm / 22.6 mm).
  • the image height of the light source 1a is as follows. It is expressed by the formula (11).
  • the illuminance range in the Y-axis direction is slightly less than +10.7 mm on the + side from the region of light intensity of 20% or more, but is within -10.7 mm on the-side. Further, the region of light intensity of 80% or more is within ⁇ 10.7 mm, and considering the ratio of the region of light intensity of 80% to the region of light intensity of 20% or more in the Y-axis direction, the optical axis C1 It is considered that almost the same result as the case where the light source 1a is on the top is obtained.
  • the illuminance distribution in the Y-axis direction has a region of light intensity of 80% or more in the range of -9.3 mm to -6.9 mm (2.4 mm) in the Y-axis direction. It can be seen that the region with high light intensity is located at a position away from the optical axis C1. Further, since the range of the light intensity region of 80% or more is narrow, it can be seen that the light having a strong light intensity is concentrated. Further, it can be seen that the light intensity of 20% or more is in the range of -10.2 mm to + 12.8 mm (22.8 mm).
  • the light intensity of 40% or more is within the range of ⁇ 10.7 mm, it is considered that the light intensity is generally within ⁇ 10.7 mm.
  • the light intensity on the optical axis C1 is lower than the peak position, and the apparent light source 1a is tilted. Conceivable.
  • FIG. 16 is a diagram showing an illuminance distribution in the case of the configuration of FIG. 4 in which the light deflection element 2 and the mirror M are not arranged as a comparative example.
  • the light intensity region of 20% or more is almost uniformly in the range of ⁇ 42.7 mm to -20.7 mm (22.0 mm).
  • FIGS. 17 to 19 show the illuminance distribution of the light on the evaluation surface at a distance of 2000 mm from the light source 1a and the light source 1b when both the light source 1a and the light source 1b are turned on.
  • the divergence angle of the light source 1a and the light source 1b are both from FIG. 3, 1 / e 2 is approximately ⁇ 37 ° in the X-axis direction (RY direction), 1 / e 2 of the Y-axis direction (RX direction) ⁇ It was set to about 5 °.
  • an X-axis (mm) is shown on the horizontal axis and a Y-axis (mm) is shown on the vertical axis, and the light intensity is divided into five gradations. The brightest white color represents 100% intensity.
  • FIG. 17 shows the illuminance distribution when the light deflection element 2 is used
  • FIG. 18 shows the illuminance distribution when the mirror M is used
  • FIG. 19 shows the illuminance distribution when the focal position of the parallelizing lens 3 is moved by 15 ⁇ m in the + Z axis direction using the mirror M. Shows.
  • the region where the light intensity is 80% or more is continuously illuminated uniformly in the range of -8.9 mm to +8.9 mm (17.8 mm).
  • the region where the light intensity is 20% or more is in the range of -11.5 mm to +11.6 mm (23.1 mm).
  • the ratio of the range in the Y-axis direction of the uniform region of 80% or more to the region of light intensity of 20% or more is about 77.1% (17.8 mm / 23.1 mm). That is, it can be seen that the light intensity is uniformly distributed in the range of about 77.1% without peak peaks.
  • the region where the light intensity is 80% or more is in the range of -2.7 mm to +2.7 mm (5.4 mm). Further, it can be seen that the region where the light intensity is 20% or more is in the range of -10.8 mm to +10.7 mm (21.5 mm). From this, the ratio of the range in the Y-axis direction of the region having a high light intensity of 80% or more to the region having a light intensity of 20% or more is about 25.1% (5.4 mm / 21.5 mm). That is, it can be seen that the region having a light intensity of 80% or more is concentrated in the range of about 25.1%, and the light utilization efficiency on the optical axis C1 is high.
  • the light intensity on the optical axis C1 is increased, and the light utilization efficiency in the optical axis C1 direction can be improved as compared with the case of FIG.
  • the design of the parallelizing lens 3 is devised so that the light beam 1101u traced by the back light beam is focused near the + Y-axis direction end face of the light source 1a shown in FIG. 13, so that the light utilization efficiency in the optical axis C1 direction is achieved. It means that it is possible to improve.
  • the fact that the light beam 1101u traced by the back ray focuses on the vicinity of the + Y-axis direction end face of the light source 1a means that the focusing position (focus position of the parallelizing lens 3) in FIG. 13 moves in the + Z-axis direction. Means.
  • FIG. 19 is an example in which the focal position of the parallelizing lens 3 is moved by 15 ⁇ m in the + Z axis direction using the mirror M, the configuration for the light utilization efficiency on the optical axis C1 corresponding to or higher in FIG. 18 is parallel.
  • the focal position of the modified lens 3 may be moved by 15 ⁇ m ⁇ 15 ⁇ m in the + Z axis direction.
  • FIG. 19 when the width in the Y-axis direction is confirmed in the region where the light intensity is 80% or more, FIG. 19 is 5.4 mm ( ⁇ 2.7 mm) and FIG. 17 is 17.8 mm ( ⁇ 8.9 mm). Therefore, FIG. 19 using the mirror M, which is a reflection type light deflection element, has higher light utilization efficiency on the optical axis C1 than FIG. 17 using the transmission type light deflection element 2. In FIG. 17, since there is no light loss due to the reflectance of the mirror M, the light utilization efficiency is high as a whole, and the light utilization efficiency on the evaluation surface is high.
  • the ratio of the range in the Y-axis direction of the region where the light intensity is 80% or more to the region where the light intensity is 20% or more is 75% or more. It is possible to collect uniform light on the optical axis C1 while increasing the light utilization efficiency on the optical axis C1.
  • a light intensity uniform element for example, a rod lens and a light pipe
  • the number of reflections in the element can be reduced, so that the size (length) of the optical system can be shortened.
  • the ratio of the range in the Y-axis direction of the region having a high light intensity of 80% or more to the region having a light intensity of 20% or more is set to 30% or less. This makes it possible to further improve the light utilization efficiency on the optical axis C1.
  • the aperture size of a light intensity uniform element for example, a rod lens and a light pipe, is small, it can be incorporated into an optical system with high light utilization efficiency.
  • an example of an optical system including a appropriately designed mirror M includes an optical system in which the focal position of the parallelizing lens 3 is adjusted as described above.
  • Examples of the method for adjusting the focal position of the parallelizing lens 3 include a method of moving the parallelizing lens 3 in the + Z axis direction or a method of moving the light source group in the ⁇ Z axis direction.
  • FIG. 20 is a diagram showing a schematic configuration of a light source device 100A which is a modification of the light source device 100.
  • the number of light sources can be three or more.
  • a light source 14c third is further placed on the optical axis C1.
  • Light source is arranged.
  • the light deflection element 20 as shown in FIG. 20 can be used.
  • the 20 has a first optical surface 20c having no inclination with respect to a reference plane (XY plane) perpendicular to the optical axis C1 on the optical axis C1, and both sides thereof with respect to a reference plane. It includes a second optical surface 20a and a third optical surface 20b having an inclination.
  • the first optical surface 20c emits light rays emitted from the light source 14c from the optical deflection element 20 at the same angle in the + Z axis direction.
  • the second optical surface 20a emits a light ray emitted from the light source 14a in the + Z-axis direction at an angle in the + Y-axis direction as in the light ray 501cc in FIG. 5, for example.
  • the third optical surface 20b emits a light ray emitted from the light source 14b at an angle in the ⁇ Y axis direction in the + Z axis direction.
  • the second optical surface 20a causes the virtual focusing point of the light source 14a to move in the + Z-axis direction
  • the third optical surface 20b causes the virtual focusing point of the light source 14b to move in the + Z-axis direction. Moving. Therefore, the following adjustment may be made so as to align the position in the Z-axis direction with the virtual condensing points of both. That is, the first optical surface 20c may be moved in the + Z axis direction to adjust the air conversion length. Further, the light source 14c may be moved in the + Z axis direction.
  • FIG. 20 shows an example in which an optical surface for light deflection is arranged on the light incident side, it is also possible to provide the optical surface on the light emitting side. By adopting such a configuration, it is possible to further improve the light utilization efficiency in the vicinity of the optical axis C1.
  • the same deflection function by using a mirror.
  • no mirror is provided in the portion corresponding to the first optical surface 20c having no inclination, and the second optical surface 20a and the third optical surface 20a and the third optical surface 20a are not provided.
  • a mirror will be provided on the portion corresponding to the optical surface 20b of the above.
  • the light source 14c may be moved in the + Z-axis direction so as to match the positions of the virtual condensing points of the light source 14a and the light source 14b in the Z-axis direction.
  • the "light deflection element" in a broad sense is a member that adjusts the length of the entire apparent light source in the Y-axis direction in the arrangement direction of the light source by deflecting the light by using reflection (this example). Then, the above mirror) is also included.
  • a configuration in which the number of light sources is two or more is preferable.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

本開示の光源装置は、入射光を平行化する平行化レンズと、平行化レンズの光軸から離れる方向に互いに離間して配置される複数の光源を含み、全体として互いに直交する光軸から離れる方向に平行な第１の方向と第２の方向とで発散角が異なる光束を発する光源群と、光軸の方向において光源群と平行化レンズとの間に配置され、第１の方向および第２の方向のうち、光源群の発散角が小さい第１の方向において、複数の光源の各々から発せられた光を光軸から離れる方向に偏向して前記平行化レンズに入射させる光偏向素子と、を備えている。

Description

光源装置
　本開示は光源装置に関し、特に光利用効率を高めた光源装置に関する。
　投射型表示装置等に用いられる固体光源において、高出力化と結合効率の向上が課題となっている。例えば、特許文献１には、複数の発光点を備える光源と、光源からの出射光を平行化するコリメートレンズと、主面に対して異なる傾斜角を有し、かつ複数の出射光それぞれに対する複数の入射面を有する光学素子と、で構成された光源ユニットが開示されている。特許文献１には、特に、光源ユニットの小型化を実現するために、光学素子が、入射面を備えたミラーを複数有する構成が図１６等に開示されている。
国際公開第２０１４／１１５１９４号
　特許文献１のようにミラーを利用した構成では、コリメートレンズから出射される平行化後の光線の光量分布が光軸に対して不均一となると、光軸上の光利用効率が低下してしまうなどの課題が生じるが、特許文献１では光源が見かけ上傾くことによる光軸上の光利用効率の低下等に関して何ら考慮されていない。
　本開示は上記のような問題を解決するためになされたものであり、光軸上の光利用効率を高めた光源装置を提供することを目的とする。
　本開示に係る光源装置は、入射光を平行化する平行化レンズと、前記平行化レンズの光軸から離れる方向に互いに離間して配置される複数の光源を含み、全体として互いに直交する前記光軸から離れる方向に平行な第１の方向と第２の方向とで発散角が異なる光束を発する光源群と、前記光軸の方向において前記光源群と前記平行化レンズとの間に配置され、前記第１の方向および前記第２の方向のうち、前記光源群の前記発散角が小さい前記第１の方向において、前記複数の光源の各々から発せられた光を前記光軸から離れる方向に偏向して前記平行化レンズに入射させる光偏向素子と、を備えている。
　本開示の光源装置によれば、光軸上の光利用効率が高い光源装置を提供できる。
実施の形態１の光源装置の概略構成を示す図である。 実施の形態１の光源装置の概略構成を示す図である。 実施の形態１の光源装置の光源の配光特性を示す図である。 実施の形態１の光源装置の光線追跡の一例を示す図である。 実施の形態１の光源装置の光偏向素子の作用を説明する図である。 実施の形態１の光源装置の光偏向素子をミラーに代えた場合の概略構成を示す図である。 実施の形態１の光源装置の光線追跡結果を示す図である。 光源から出射される光線の光軸に対する傾き角度を説明する図である。 実施の形態１の光源装置の逆光線追跡結果を示す図である。 実施の形態１の光源装置の平行化レンズの逆光線追跡結果を示す図である。 実施の形態１の光源装置の照度分布を示す図である。 実施の形態１の光源装置の照度分布を示す図である。 実施の形態１の光源装置のミラーの逆光線追跡結果を示す図である。 実施の形態１の光源装置の照度分布を示す図である。 実施の形態１の光源装置の照度分布を示す図である。 実施の形態１の光源装置の比較例の照度分布を示す図である。 実施の形態１の光源装置の照度分布を示す図である。 実施の形態１の光源装置の照度分布を示す図である。 実施の形態１の光源装置の照度分布を示す図である。 実施の形態１の光源装置の変形例の概略構成を示す図である。
　＜実施の形態１＞
　図１および図２を用いて実施の形態１の光源装置１００の概略構成を説明する。図１はＹＺ平面を－Ｘ軸側から観察した図を示し、図２はＺＸ平面を＋Ｙ軸方向側から観察した図を示している。図１および図２に示されるように光源装置１００は、光源群１、光偏向素子２および平行化レンズ３を備え、光源群１と平行化レンズ３との間に光偏向素子２が配置されている。光偏向素子２は、光偏向用の光学面２１および２２が光出射側に設けられており、当該光学面２１および２２は、平行化レンズ３の中心を通る光軸Ｃ１に向けて共に傾斜している。光源群１は、図１に示されるようにＹ軸方向に配列された光源１ａおよび光源１ｂを有している。
　　＜座標の設定＞
　本実施の形態では、説明を容易にするために、以下に示す図においてＸＹＺ座標を用い、＋Ｚ軸方向に光が進行するものとする。また、Ｘ軸中心の右回りの回転を＋ＲＸ、Ｙ軸中心の右回りの回転を＋ＲＹ、Ｚ軸中心の右回りの回転を＋ＲＺとする。
　　＜光源１ａ、光源１ｂ＞
　光源１ａおよび光源１ｂはＸ軸方向の発散角とＹ軸方向の発散角が異なる固体光源であり、例えば、レーザーダイオードである。ここで、光源１ａおよび光源１ｂのＸＹ平面を発光面とし、Ｙ軸方向の辺がＸ軸方向の辺より長く、Ｙ軸方向の発散角（±ＲＸ方向の角度）は、Ｘ軸方向の発散角（±ＲＹ方向の角度）より小さいものとする。例えば、光源１ａおよび１ｂのＹ軸方向の長さは７０μｍであり、Ｘ軸方向の長さは１μｍである。以下、発散角の小さいＹ軸方向を第１の方向、Ｘ軸方向を第２の方向とも呼ぶ。
　　＜光源１ａ、光源１ｂの配光特性＞
　光源１ａおよび光源１ｂから出射される光の配光特性を図３に示す。図３において縦軸は相対光強度（任意単位）を示し、横軸は、光の発散角度（°）を示す。実線で示す特性３０１は、Ｘ軸方向（±ＲＹ方向）に発散する光の配光特性を示しており、一点鎖線で示す特性３０２は、Ｙ軸方向（±ＲＸ方向）に発散する光の配光特性を示している。上述したように、Ｙ軸方向の発散角は、Ｘ軸方向の発散角よりも小さい。
　なお、破線３０３は相対光強度が１／ｅ２となる位置、つまり相対光強度が約０．１３５の位置を示している。一般的にレーザーダイオードの発散角の仕様は、相対光強度が１／ｅ２となる位置の角度で表示することが多く、光の拡がりの目安となる。ここでは、特性３０１の１／ｅ２となる位置の角度は±約３７°、特性３０２の１／ｅ２となる位置の角度は±約５°となる。以降、光源１ａおよび光源１ｂの発散角の範囲といった場合、相対光強度が１／ｅ２となる位置を基準とした角度範囲を示すものとする。
　　＜光源１ａと光源１ｂの間隔＞
　光源１ａおよび光源１ｂは、例えば、中心波長６３８ｎｍの赤色の光を発する。複数の光源を隣接配置して高出力化を行う際に、中心波長が例えば、４５０ｎｍの青色の光を発する光源および中心波長が例えば、５２５ｎｍの緑色の光を発する光源と比較して、赤色の光を発する光源は、温度に対して感度が高く、温度が高くなると発光効率の低下および波長シフトが発生する。従って、冷却を考慮すると、光源１ａと光源１ｂの配列間隔、すなわち配列方向の間隔、本実施の形態ではＹ軸方向の間隔は、広い方が好ましい。しかし、一般的に光源１ａと光源１ｂの配列間隔が拡がるに従って、光軸Ｃ１上の光利用効率が低下するため、光利用効率を向上させるためには、光源１ａおよび光源１ｂは光軸Ｃ１の近くに配置されることが好ましい。
　　＜光源１ａと光源１ｂの間隔と光利用効率との関係＞
　光偏向素子２を配置しない場合、つまり、光源群１と平行化レンズ３のみの場合、光源１ａから出射した光と光源１ｂから出射した光は、平行化レンズ３で屈折後、光軸Ｃ１を境に徐々に離れていく。そのため、平行化レンズ３の後段で集光レンズを配置し、複数の光源装置１００から出射した光を光軸Ｃ１上に集光する際に、集光レンズの光軸Ｃ１上に集光する光の効率が低くなる。
　図４は、光線追跡の一例を示す図である。図４においては光源群１および平行化レンズ３のみで構成される光学系を示しており、光源群１および平行化レンズ３を含む領域“Ａ”の拡大図を併せて示している。
　図４に示されるように、光源１ａの中央部から出射した光線４０１を実線で、光源１ｂの中央部から出射した光線４０２を一点鎖線で示す。なお、各光線のＹ軸方向の拡がりは、図３を用いて説明したように±５°とした。平行化レンズ３を出射した光線４０１および光線４０２は光源の配列方向において、徐々に光軸Ｃ１から離れる方向、より具体的には光線４０１は－Ｙ軸方向、光線４０２は＋Ｙ軸方向に進行していることが確認できる。これにより、光源の配列方向において、光源群１からの光は光軸Ｃ１から離れていくこととなり、光軸Ｃ１上の光利用効率が低下することとなる。ここで、光軸Ｃ１から各光源の出射位置までの配列間隔を像高とすると、平行化レンズ３の焦点距離が短くなるほど、到達面、すなわち任意のＺ軸方向位置での像高が高くなり、光軸Ｃ１から離れた位置に光線が到達することとなる。一方、光軸Ｃ１上を出射した光線は到達面でも光軸Ｃ１付近に到達する。ここで、付近とは、光源の発散角の影響により光線が±Ｙ軸方向に幅を有するため、到達面には光軸Ｃ１と平行な光線も到達することとなり、±Ｙ軸方向の幅を有することを鑑みて「付近」とした。
　　＜光偏向素子＞
　図５は光偏向素子２の作用を説明する概念図であり、図５を用いて光偏向素子２の特徴を説明する。光偏向素子２を光源１ａと平行化レンズ３（図１）の間に配置することによって、光偏向素子２の偏向作用により光源１ａの中央部から出射した光線５０１ｃｃが光軸Ｃ１に対して＋Ｙ軸方向に角度α１を有して平行化レンズ３に入射させることが可能となる。角度α１で＋Ｚ軸方向に進行した光線が平行化レンズ３で光軸Ｃ１に対して平行な光線となって出射することにより、光軸Ｃ１上の光利用効率の低下を抑制できる。光源１ｂに対しても光軸Ｃ１を線対称にして同様に作用する。すなわち、光偏向素子２を配置することによって、光源１ａおよび光源１ｂの中央部から出射した光軸Ｃ１と平行な光線を、屈折後に＋Ｙ軸方向および－Ｙ軸方向に偏向させることにより、光軸Ｃ１から±Ｙ軸方向に離れて配置された光源を光軸Ｃ１上あるいは、光軸Ｃ１方向に平行移動した位置に配置されたかのような振る舞いをさせることが可能となる。
　例えば、図５に示されるように、光源１ａのＹ軸方向長さｙ１ａを７０μｍとし、光源１ｂのＹ軸方向長さｙ１ｂを７０μｍとし、光源１ａの中央部と光軸Ｃ１とのＹ軸方向の間隔ｙ１ａｃを１０５μｍとし、光源１ａの－Ｙ軸方向端部と光源１ｂの＋Ｙ軸方向端部の間隔ｙ１ｃを１４０μｍとし、光源１ａの中央部と光源１ｂの中央部の間隔ｙ１ｄを２１０μｍとする。また、光源１ａおよび光源１ｂの発光面と光偏向素子２の光入射面までの間隔Ｄ１を３５０μｍ、光偏向素子２の最小部分の厚みＴ１を２８０μｍとする。また、光源１ａの中央部から出射した光のうち光軸Ｃ１と平行な光線と光偏向素子２の光入射面との交点をＰ５０とし、光源１ａの中央部から出射した光のうち光軸Ｃ１と平行な光線と光偏向素子２の出射面側の交点をＰ５１とした場合、Ｐ５０とＰ５１との間隔Ｄ２を約３１５μｍとする。
　ここで、光偏向素子２の材質は例えば、ＨＯＹＡ株式会社のＢＳＣ７であり、波長６３８ｎｍでの屈折率は約１．５１５である。
　　＜光線の振る舞い＞
　図５に示されるように、光線５０１ｃｕは光源１ａの中央部から角度α２＝－５°で出射した光線の軌跡を示し、光線５０１ｃｃは光源１ａの中央部から角度０°で出射した光線、すなわち、光軸Ｃ１と平行な光線の軌跡を示し、光線５０１ｃｄは光源１ａの中央部から角度α５＝＋５°で出射した光線の軌跡を示す。
　光線５０１ｃｃは、光源１ａの中央部を出射し、光偏向素子２に角度０°で入射する。光偏向素子２の出射面に到達後、屈折し、角度α１で＋Ｚ軸方向に進行する。角度α１はスネルの法則を用いて、以下の数式（１）で算出される。なお、角度は絶対値として計算する。
　１．５１５×ｓｉｎ（｜α８｜）＝ｓｉｎ（｜α１｜＋｜α８｜）・・・(1)
　ここで、光偏向素子２の出射面のＸＹ平面に対するＹ軸方向（＋ＲＸ方向）の傾き角度α８を＋１８．８１°とすると、角度α１は以下の数式(2)で算出される。なお、角度は絶対値で計算する。
　１．５１５×ｓｉｎ（１８．８１°）＝ｓｉｎ（｜α１｜＋１８．８１°）・・・(2)
　上記数式(2)より｜α１｜＝１０．４３°となり、出射方向を考慮するとα１＝－１０．４３°となる。なお、屈折率および角度を四捨五入により概略値として算出しているため、算出した角度において、誤差は生じる。
　光線５０１ｃｕは、光源１ａの中央部を出射し、光偏向素子２に角度α２＝－５°で入射する。入射した光は屈折し、角度α３となって光偏向素子２の出射面に進行する。光偏向素子２の出射面では、屈折後、角度α４で＋Ｚ軸方向に進行する。
　角度α３は以下の数式(3)で算出される。なお、角度は絶対値で計算する。
　ｓｉｎ（｜α２｜）＝１．５１５×ｓｉｎ（｜α３｜）・・・(3)
　上記数式(3)より｜α３｜＝３．３°となり、出射方向を考慮するとα３＝－３．３°となる。
　角度α４は以下の数式(4)で算出される。なお、角度は絶対値で計算する。
　１．５１５×ｓｉｎ（｜α８｜＋｜α３｜）＝ｓｉｎ（｜α８｜＋｜α４｜）・・・(4)
　数式(4)に既知の角度を代入すると以下の数式(5)となる。
　１．５１５×ｓｉｎ（２２．１１°）＝ｓｉｎ（１８．８１°＋｜α４｜）・・・(5)
　数式(4)より｜α４｜＝１５．９６°となり、出射方向を考慮するとα４＝－１５．９６°となる。
　光線５０１ｃｄは、光源１ａの中央部を出射し、光偏向素子２に角度α５＝＋５°で入射する。入射した光は屈折し、角度α６となって光偏向素子２の出射面に進行する。光偏向素子２の出射面では、屈折後、角度α７で＋Ｚ軸方向に進行する。
　角度α６は以下の数式(6)で算出される。なお、角度は絶対値で計算する。
　ｓｉｎ（｜α５｜）＝１．５１５×ｓｉｎ（｜α６｜）・・・(6)
　数式(6)より｜α６｜＝３．３°となり、出射方向を考慮すると、α６＝＋３．３°となる。
　角度α7は以下の数式(7)で算出される。なお、角度は絶対値で計算する。
　１．５１５×ｓｉｎ（｜α８｜－｜α６｜）＝ｓｉｎ（｜α８｜＋｜α７｜）・・・(7)
　数式(7)に既知の角度を代入すると以下の数式(8)となる。
　１．５１５×ｓｉｎ（１５．５１°）＝ｓｉｎ（１８．８１°＋｜α７｜）・・・(8)
　数式(8)より｜α７｜＝５．０９°となり、出射方向を考慮すると、α７＝－５．０９°となる。
　光線５０１ｄｄは、光源１ａの－Ｙ軸方向端部から出射した光軸Ｃ１と角度α５＝＋５度傾いた光線の軌跡を示している。光線５０１ｄｄは、光利用効率を考慮すると、光軸Ｃ１と光偏向素子２の出射面との交点Ｐ５２より＋Ｙ軸方向を通過することが好ましい。
　光線５０１ｄｄは、角度α５＝＋５°で光源１ａの－Ｙ軸方向端部を出射後、光偏向素子２の光入射面に到達し、屈折後、角度α６＝＋３．３°で＋Ｚ軸方向に進行する。さらに光偏向素子２の出射面で屈折して角度α７＝－５．０９°で＋Ｚ軸方向に進行する。光線５０１ｄｄと光偏向素子２の出射面側の交点Ｐ５３が、点Ｐ５２より＋Ｙ軸方向に位置することが光利用効率の観点から好ましい。なお、光線５０１ｃｄと光線５０１ｄｄは、平行な関係にある。なお、光源１ｂからの光については、光軸Ｃ１に対して光源１ａからの光と線対称の関係になる。
　このように、光偏向素子２は、光源の配列方向において、光軸Ｃ１より＋側に配置された光源、本実施の形態では、光源１ａからの光に対しては、配光方向＋側（＋Ｙ軸方向）に偏向して出射する機能、および光軸Ｃ１より－側に配置された光源、本実施の形態では、光源１ｂからの光に対しては、配光方向－側（－Ｙ軸方向）に偏向して出射する機能を有する。これにより、見かけ上の光源１ａおよび光源１ｂのＹ軸方向の位置を光軸Ｃ１方向に移動できる。その結果、見かけ上の光源全体のＹ軸方向の長さを短くできる。
　　＜見かけ上の光源１ａの位置＞
　光線５０１ｃｕ、光線５０１ｃｃおよび光線５０１ｃｄより、光源１ａの中央部から出射した光線が平行化レンズ３に進行する際の光軸Ｃ１に対する角度を算出した。すなわち、平行化レンズ３に進行する光線５０１ｃｕ、光線５０１ｃｃおよび光線５０１ｃｄに関して、光偏向素子２を配置せずに同様の光線が出射されたと仮定した場合の－Ｚ軸方向における光線の振る舞いを、図５においては光線５０２ｃｕ、光線５０２ｃｃおよび光線５０２ｃｄで表している。つまり、光線５０１ｃｕ、光線５０１ｃｃおよび光線５０１ｃｄに関して、－Ｚ軸方向の構成をブラックボックス化した際の－Ｚ軸方向での光線の振る舞いを光線５０２ｃｕ、光線５０２ｃｃおよび光線５０２ｃｄで表している。この処理により、光源１ａの中央部が図５中のＰ５４の位置に移動した場合と同様の光線の振る舞いをしていることが判る。
　ここで、位置Ｐ５４のＹ軸方向長さｙ１ｐは２１μｍであり、光源１ａと位置Ｐ５４のＺ軸方向の間隔Ｄ３は２１４μｍである。なお、光偏向素子２の影響により収差が発生するため、位置Ｐ５４は概略位置となる。
　すなわち、光軸Ｃ１に対する実際の光源１ａの像高がｙ１ａｃ＝１０５μｍであるのに対し、光偏向素子２を挿入することにより、光軸Ｃ１に対する見かけ上の光源１ａの像高である仮想像高ｙ１ｐを２１μｍとすることが可能となる。つまり、平行化レンズ３を出射後の像高を１／５とすることが可能となる。このように、光偏向素子２を用いることにより、見かけ上の像高を低くすることが可能となる。これによって、光軸Ｃ１付近の光利用効率を向上させることが可能となる。
　ここで、光源１ａの中央部から出射する光線５０１ｃｃの光偏向素子２を出射する角度α１に関しては、後段に設置される平行化レンズ３の小径化を考慮すると、できる限り小さいことが好ましい。平行化レンズ３は、ＸＹ平面から観察すると円形のため、Ｙ軸方向に光線が移動すると、光源１ａのＸ軸方向（±ＲＹ方向）への発散角が±３７°であることを想定すると、平行化レンズ３に入射する光量が減少する可能性が高くなるからである。
　また、上述したように、見かけ上の光源位置Ｐ５４は、実際の光源位置よりも＋Ｚ軸方向に２１４μｍ移動している。これに伴い、平行化レンズ３の焦点距離を２１４μｍ短くする必要性が発生する。そのため、集光位置での光源像が少し大きくなる。例えば、６．５ｍｍの焦点距離の平行化レンズが６．３ｍｍの焦点距離の平行化レンズになった場合、像高が２１μｍの場合、平行化レンズ３から２０００ｍｍ遠方の像高は、光偏向素子２がない場合の６．４６ｍｍから少し大きくなって、６．６７ｍｍとなる。つまり、１．０３倍となる。しかし、このような倍率（１．０３倍）の影響は、像高を低くする効果すなわち１／５倍にする効果に比べて十分小さいといえる。以下、算出式を示す。
　６．５ｍｍの焦点距離の場合、像高＝２１μｍ×２０００ｍｍ／６．５ｍｍ≒６．４６ｍｍとなる。
　６．３ｍｍの焦点距離の場合、像高＝２１μｍ×２０００ｍｍ／６．３ｍｍ≒６．６７ｍｍとなる。
　　＜他の構成例＞
　例えば、図５に示す構成では、隣接する光源の端部間距離（間隔ｙ１ｃ）を１４０μｍとしたが、間隔ｙ１ｃを７０μｍとしても同様の効果が得られる。その場合、間隔Ｄ１を３５０μｍから１５０μｍとすることができる。
　この場合において、光源１ａの－Ｙ軸方向端部から角度α５で＋Ｚ軸方向に進行する光線、すなわち図５における光線５０１ｄｄが、Ｐ５２より＋Ｙ軸方向を進行するように、光偏向素子２の位置を＋Ｚ軸方向に移動させることができる。光源１ａのＹ軸方向長さｙ１ａが長くなった場合も同様に、光源１ａの－Ｙ軸方向端部から角度α５で＋Ｚ軸方向に進行する光線が、Ｐ５２より－Ｙ軸方向を進行する場合は、光偏向素子２の位置を－Ｚ軸方向に移動させることができる。
　なお、光偏向素子２の材料を屈折率の高い硝子材等に変更することにより、間隔Ｄ１を長くすることは可能である。その際には、角度α８を変更する。例えば、光偏向素子２をＨＯＹＡ株式会社のＦＤ６０で作製した場合、波長６３８ｎｍでの屈折率は１．８０となる。この場合、角度α１が１０．４３°となるように、角度α８を設定すればよく、具体的には角度α８を１２．５°とすることができる。また、屈折率差によるバックフォーカス長の変化を考慮し、間隔Ｄ１を３８０μｍとすることができる。なお、厳密には、光偏向素子２を＋Ｚ軸方向に移動、また角度α８を変更すると、見かけ上の光源位置Ｐ５４のＹ軸方向およびＺ軸方向位置が変わるため、その場合は平行化レンズ３のＺ軸方向位置および焦点を変更する必要が生じる。なお、見かけ上の光源位置Ｐ５４のＹ軸方向およびＺ軸方向位置が変わらないように、間隔Ｄ１、光偏向素子２の最小部の厚みＴ１、また角度α８を設定すると、平行化レンズ３のＺ軸方向位置および焦点を変更する必要がなくなる。
　　＜ミラーでの代用＞
　ここで、例えば、光偏向素子２と同等の機能を２枚のミラーを用いて実現することができる。この場合、α１＝１０．４３°とすると、ミラーを、光軸Ｃ１に対して±１０．４３／２≒５．２２°傾ける。より具体的には、＋Ｙ軸側に配置される光源１ａの光に対しては－５．２２°、－Ｙ軸側に配置される光源１ｂの光に対しては＋５．２２°傾ける。
　光源１ａの発散角が±５°である場合、－５°で出射した光の一部はミラーに到達することなく平行化レンズ３に到達する可能性がある。これは、光源が配列方向であるＹ軸方向に長さを有することから、ミラーの幅、すなわちＺ軸方向の長さを平行化レンズ３までの距離よりも長くしないと、光源の端部、例えば、＋Ｙ軸側に配置される光源１ａであれば＋Ｙ軸方向の端部から出射した光がミラーに到達しない場合があるためである。
　　＜ミラーを用いた場合の一例＞
　図６は、光偏向素子２をミラーで代用する場合の概略構成を示す。便宜上、図５と同様に光源１ａの光線の振る舞いのみを示す。光源１ａのＹ軸方向長さｙ１ａは７０μｍ、光源１ａの中央部と光軸Ｃ１とのＹ軸方向の間隔ｙ１ａｃは１０５μｍとし、図５の例と同一とする。角度α２、角度α５も図５の例と同様である。なお、ミラーＭの傾き角α９は－８°とした。
　光源１ａの中央部から光軸Ｃ１に平行に出射する光線５０３ｃｃは、ミラーＭの反射面で反射された後、光軸Ｃ１に対して角度α１１＝－１６°で＋Ｚ軸方向に進行する。光源１ａの中央部から角度α２＝－５°で出射する光線５０３ｃｕは、ミラーＭを反射後、光軸Ｃ１に対して角度α１２＝－１１°（－（１６°－５°））で＋Ｚ軸方向に進行する。光源１ａの中央部から角度α５＝＋５°で出射する光線５０３ｃｄは、ミラーＭを反射後、光軸Ｃ１に対して角度α１０＝－２１°（－（１６°＋５°））で＋Ｚ軸方向に進行する。
　また、図６において、－Ｚ軸方向の光線の振る舞いとして、光源１ａから光軸Ｃ１に平行な光線５０３ｃｃに対応する光線を光線５０４ｃｃ、光源１ａの中央部から角度α２＝－５°で出射する光線５０３ｃｕに対応する光線を光線５０４ｃｕ、光源１ａの中央部から角度α５＝＋５°で出射する光線５０３ｃｄに対応する光線を光線５０４ｃｄで示す。図６に示すように、本構成では、見かけ上、位置Ｐ５５ｃにある発光点から光線が出射しているような振る舞いをしていることが確認できる。また、光源１ａの＋Ｙ軸方向の端部から出射される光に注目すると、光軸Ｃ１に平行に出射する光線５０３ｕｃ、角度α２＝－５°で出射する光線５０３ｕｕ、角度α５＝＋５°で出射する光線５０３ｕｄについて、それぞれの－Ｚ軸方向の光線を、光線５０４ｕｃ、５０４ｕｕ、５０４ｕｄで表すと、位置Ｐ５５ｕにある発光点から出射しているような振る舞いをしていることが確認できる。
　同様に、光源１ａの－Ｙ軸方向の端部から出射される光に注目すると、光軸Ｃ１に平行に出射する光線５０３ｄｃ、角度α２＝－５°で出射する光線５０３ｄｕ、角度α５＝＋５°で出射する光線５０３ｄｄについて、それぞれの－Ｚ軸方向の光線を、光線５０４ｄｃ、５０４ｄｕ、５０４ｄｄで表すと、位置Ｐ５５ｄにある発光点から出射しているような振る舞いをしていることが確認できる。
　これらより、光源１ａは、見かけ上、発光面がＸＹ平面に対して角度α１３＝－１６°傾いて配置されているように振る舞うこととなる。従って、後段に平行化レンズ３を配置して光軸Ｃ１に対して光線を平行光とする際に、発光面の傾きの影響により、－Ｙ軸方向と＋Ｙ軸方向で光線幅が異なることとなり、発光面の傾きによる像ボケが発生する。ただし、平行化レンズ３を調整することにより像ボケの影響を低減できる。
　ところで、ミラーＭを用いて光源１ａの集光効率を向上させる場合、以下の数式(9)を満たす場合が最も集光効果が高くなる。以下は、位置Ｐ５５ｃを光軸Ｃ１上とする場合の条件式である。
　ｙ１ａｃ／Ｄ４＝ｓｉｎ（２×｜α９｜）・・・(9)
　例えば、間隔ｙ１ａｃ＝１０５μｍ、ミラーＭの傾き角α９＝－８°の場合、光源１ａの中央部とミラーＭの反射面との間隔Ｄ４は、約３８１μｍとなる。なお、実装される間隔Ｄ４は例えば、３８１μｍ±１０％（３８μｍ）の誤差が許容される。
　なお、図６に示すように、ミラーＭの傾き角α９が小さいと、光源１ａの＋Ｙ軸方向端部、すなわち光軸Ｃ１から離れる方向の端部から外向き、すなわち光軸Ｃ１から離れる方向に角度α２で出射した光線５０３ｕｕは、ミラーＭに到達しにくい。このようにミラーＭを用いた場合、見かけ上の像高を低くする効果ひいては光軸Ｃ１付近の光利用効率を向上させる効果は得られるが、ミラーＭの角度精度が要求されるとともに、次のような懸念がある。すなわち、図５の角度α１に相当する角度α１１を大きくする必要があり、このため後段の平行化レンズ３の大径化あるいは、平行化レンズ３への到達効率が低下する懸念がある。
　ただし、平行化レンズ３の大径化が許容されるのであれば、ミラーＭによる光偏向素子２の代用も除外されない。ミラーＭを用いることにより、光の進行方向を＋Ｚ軸方向から±Ｘ軸方向などに変えることができる。従って、ミラーＭの傾きまたは光源１ａおよび光源１ｂから平行化レンズまでの距離を調整することで、光軸上の光利用効率の低下を抑止するという効果に加えて、部品配置の自由度を向上できる。
　ただし、±Ｘ軸方向などに光の進行方向を変更する場合は、ミラー面が２軸に傾くため、ミラーの回転中心によって出射する光線の傾向が変化する。図６とは異なり、ミラー反射後は反射前の光線の拡がりを維持することなく、Ｘ軸方向に進行することとなる。
　　＜平行化レンズ＞
　平行化レンズ３は、光偏向素子２から出射した光を光軸Ｃ１に対して平行な光とする。平行化レンズ３は例えば、非球面形状で形成されている。非球面形状は、Ｘ軸方向とＹ軸方向で形状が異なるトロイダル形状とすることができる。また、光入射面は凸形状とすることもでき、凹形状とすることもできる。
　また、光源１ａの中央部および光源１ｂの中央部から出射した光線に対して、光軸Ｃ１に対して平行な光とすることが好ましい。これにより、光線の到達位置では、光軸Ｃ１付近に光源１ａの中央部および光源１ｂの中央部から出射した光線が到達し、到達した光源像を最も小さくすることが可能となる。
　　＜光偏向素子の光線追跡結果＞
　図７は光源１ａから出射した光線の光線追跡結果を示す図である。図７においては光源群１および光偏向素子２を含む領域“Ｂ”の拡大図と、平行化レンズ３の出射面の領域“Ｃ”の拡大図を併せて示している。なお、光源１ａから光偏向素子２の位置関係等は図５に準じる。また、光偏向素子２の＋Ｚ軸方向側に平行化レンズ３を配置している。平行化レンズの焦点距離は約６．５ｍｍである。
　図７の領域“Ｂ”の拡大図に示されるように、光源１ａからは、±５°の拡がりを持った光線が＋Ｚ軸方向に出射している。光源１ａの＋Ｙ軸方向端部から出射した光線６０１ｕ、光源１ａの中央部から出射した光線６０１ｃ、光源１ａの－Ｙ軸方向端部から出射した光線６０１ｄの光線追跡結果を示している。
　図７の領域“Ｃ”の拡大図に示されるように、平行化レンズ３を出射する光線６０１ｕ、光線６０１ｃ、光線６０１ｄは、概ね光軸Ｃ１と平行な光線となっている。
　　＜効果の確認＞
　図８は、実際に光源１ａから出射される光線の光軸Ｃ１に対する傾き角度を説明する図である。なお、平行化レンズ３は仮想の薄肉レンズ７０３とし、焦点距離Ｆ７は６．５ｍｍである。光源１ａの中央部が光軸Ｃ１に位置するように光源１ａを移動した場合を仮定している。図８では、光源１ａの＋Ｙ軸方向端部から出射した光線７０１ｕおよび光源１ａの－Ｙ軸方向端部から出射した光線７０１ｄの光線の振る舞いを示す。薄肉レンズ７０３を出射した光線７０１ｕおよび光線７０１ｄの光軸Ｃ１に対する角度βｕおよび角度－βｄは、以下の数式(10)で表される。
　βｕ＝－βｄ＝ａｔａｎ（（ｙ１ａ／２）／Ｆ７）
　　　　　　　＝ａｔａｎ（３５μｍ／６５００μｍ）
　　　　　　　≒０．３１°・・・(10)
　角度βｕおよび角度βｄの結果から、光源１ａの中央部から出射した光線が角度０°、光源１ａの＋Ｙ軸方向端部から出射した光線７０１ｕおよび－Ｙ軸方向端部から出射した光線７０１ｄが、角度０．３１°で平行化レンズ３を出射する場合、光源１ａが光軸Ｃ１から出射していると仮定できる。
　上記仮定を検証するため、図５の構成を用いて逆光線追跡を行った結果を図９に示す。図９においては光源群１および光偏向素子２を含む領域“Ｄ”の拡大図と、平行化レンズ３の出射面の領域“Ｅ”の拡大図を併せて示している。ここでは、平行化レンズ３の＋Ｚ軸方向から－Ｚ軸方向に進行する光線の逆光線追跡を行い、結像位置を確認することにより、上記仮定を確認する。
　図９では、光線８０１ｕ、光線８０１ｃ、光線８０１ｄの逆光線追跡結果を示しており、光線８０１ｄは、光軸Ｃ１に対して－０．３１°の角度を有して平行化レンズ３に入射し、光線８０１ｃは、光軸Ｃ１に対して平行で平行化レンズ３に入射し、光線８０１ｕは、光軸Ｃ１に対して＋０．３１°の角度を有して平行化レンズ３に入射している。
　光源１ａ上の光線を確認すると、光線８０１ｕは、光源１ａの＋Ｙ軸方向端部に集光（結像）し、光線８０１ｃは、光源１ａの中央部に集光（結像）し、光線８０１ｄは、光源１ａの－Ｙ軸方向端部に集光（結像）していることが確認できる。つまり、光偏向素子２を挿入することにより、光源１ａが光軸Ｃ１上にある場合と同様の光線の振る舞いをしていることが確認できる。このように、光偏向素子２を用いることで、光軸Ｃ１付近の光利用効率が向上する効果が得られる。
　なお、上記では、光線８０１ｃがＹ軸方向において光源１ａの中央部に集光する例であるが、平行化レンズ３の＋Ｚ軸方向側から平行光を入射した場合の平行化レンズ３および光偏向素子２を含む光学系による平行光の集光位置は、光源１ａおよび光源１ｂの各々の発光面に厳密に位置してなくともよい。すなわち光源１ａおよび光源１ｂの各々の中央部とは、光源１ａの場合、Ｙ軸方向において、中心から±ｙ１ａ／３の範囲内、かつＺ軸方向において、光源１ａの発光面から±３０μｍ、より好ましくは±１０μｍ以下を含んでもよい。
　ここで、図５に示したように、位置Ｐ５４のＹ軸方向位置が光源１ａの像高位置となるが、図９では光源１ａの中央部が光軸Ｃ１上に位置するような光線の振る舞いをしている。これは、平行化レンズ３に＋Ｚ軸方向から光軸Ｃ１と平行な光線を入射させた際に、位置Ｐ５４で光線が集中するように平行化レンズ３の形状を設定しているためである。平行化レンズ３の焦点位置は位置Ｐ５４より－Ｚ軸方向となるが、光軸Ｃ１に光源１ａの中央部が配置されている光線の振る舞いをさせることが可能となる。
　　＜平行化レンズの特徴＞
　図１０は、平行化レンズ３の＋Ｚ軸方向から光軸Ｃ１と平行な光線を入射させた場合の逆光線追跡結果を示す図である。図１０においては光源群１を含む領域“Ｆ”の拡大図を併せて示している。図１０に示されるように、平行化レンズ３の集光点Ｐ８０は、光源１ａより＋Ｚ軸方向側かつ光軸Ｃ１より＋Ｙ軸方向側であることが判る。また、平行化レンズ３の焦点位置Ｐ８０ｆは、集光点Ｐ８０より－Ｚ軸方向側であることが判る。焦点位置Ｐ８０ｆが光源１ａより＋Ｚ軸側に位置するのは、光学素子である光偏向素子２の影響により、平行化レンズ３のバックフォーカスが短くなるからである。また、光線を偏向したことによる角度α１の影響もあると考えられる。なお、図１０の例では集光点Ｐ８０と焦点位置Ｐ８０ｆのＺ軸方向の間隔は約１４０μｍである。
　図１０において、平行化レンズ３の＋Ｚ軸側から平行光束を－Ｚ軸方向に入射した場合の集光点Ｐ８０上および、焦点位置Ｐ８０ｆ上の照度分布を、それぞれ図１１および図１２に示す。図１１および図１２では、横軸にＸ軸（ｍｍ）を、縦軸にＹ軸（ｍｍ）を示し、光の強度を５階調に分けて表している。なお、最も明るい白色が強度１００％を表している。
　図１１に示されるように、集光点Ｐ８０上では中心が空洞化したリング状の照度分布となっており、半径２０μｍの領域付近において強度が強くなっていることが判る。また、図１２に示されるように、焦点位置Ｐ８０ｆ上では、同心円状の照度分布となって小さな集光スポットが形成されて、焦点位置となっていることが判る。
　このように、焦点位置より＋Ｚ軸方向側において、リング状の光強度の強い領域を形成することにより、仮想光源位置が＋Ｙ軸側に位置していても、光軸Ｃ１から出射した場合と同様の光線の振る舞いをさせることが可能となる。
　なお、本実施の形態では、光偏向素子２の光出射側に光偏向用の光学面２１および２２を設けているが、光入射側に光偏向用の光学面２１および２２を設けた場合も同様の効果が得られる。なお、リング状の光強度の強い領域を形成しなくとも、光軸Ｃ１上の光利用効率を向上させる効果は得られる。また、図６に示したミラーＭを用いた構成においても、リング状の照度分布を形成することができる。
　　＜ミラーを用いた場合の特徴＞
　図６に示したミラーＭを用いた構成の逆光線追跡を行った結果を図１３に示す。図１３においては光源群１およびミラーＭを含む領域“Ｇ”の拡大図と、平行化レンズ３の出射面の領域“Ｆ”の拡大図を併せて示している。
　図１３では、平行化レンズ３の＋Ｚ軸方向から光線１１０１ｕ、光線１１０１ｃ、光線１１０１ｄを入射させた場合の逆光線追跡結果を示している。なお、光線１１０１ｕは、光軸Ｃ１に対して角度－０．３１°で平行化レンズ３に入射し、光線１１０１ｃは、光軸Ｃ１に対して平行で平行化レンズ３に入射し、光線１１０１ｄは、光軸Ｃ１に対して角度＋０．３１°で平行化レンズ３に入射している。
　図１３より、光線１１０１ｕは、光源１ａの＋Ｙ軸方向端部に集光（結像）し、光線１１０１ｃは、光源１ａの中央部に集光（結像）し、光線１１０１ｄは、光源１ａの－Ｙ軸方向端部に集光（結像）していることが判る。
　また、光線１１０１ｕは、光線１１０１ｃの集光位置と比較して－Ｚ軸方向に集光していることが判る。また、光線１１０１ｄは、光線１１０１ｃの集光位置と比較して＋Ｚ軸方向に集光していることが判る。つまり、光偏向素子２を用いた場合と比較して、Ｙ軸方向の集光位置がＺ軸方向にずれるため、光源１ａから出射する光線において、平行化レンズ３出射後の任意の到達面での光線幅がＹ軸方向で不均一となることが判る。
　　＜光偏向素子とミラーとの比較＞
　図５の構成を用いて逆光線追跡を行った結果である図９、および図６の構成を用いて逆光線追跡を行った結果である図１３において、光源１ａから２０００ｍｍ遠方における評価面（ＸＹ平面）における、光源１ａから出射した光の照度分布を図１４～図１６に示す。なお、光源１ａの発散角は、図３より、Ｘ軸方向（ＲＹ方向）の１／ｅ２は±約３７°、Ｙ軸方向（ＲＸ方向）の１／ｅ２は±約５°とした。図１４～図１６においては、横軸にＸ軸（ｍｍ）を、縦軸にＹ軸（ｍｍ）を示し、光の強度を５階調に分けて表している。なお、最も明るい白色が強度１００％を表している。
　図１４は光偏向素子２を用いた場合、図１５はミラーＭを用いた場合の光の照度分布を示している。図１４より、Ｙ軸方向において光軸Ｃ１上を０ｍｍとした場合、連続して光強度が８０％(最大光強度を１００％として８０％)以上の領域が－８．４ｍｍから＋１０．１ｍｍ（１８．５ｍｍ）の範囲に均一に光が到達していることが判る。また、光強度が最大光強度を１００％として２０％以上の領域は、－１０．３ｍｍから＋１２．３ｍｍ（２２．６ｍｍ）の範囲であることが判る。これより、２０％以上の光強度の領域に対する８０％以上の均一な領域のＹ軸方向の範囲の比率は、は約８１．９％（１８．５ｍｍ／２２．６ｍｍ）となる。
　また、図８に示した構成において、焦点距離Ｆ７を６．５ｍｍ、仮想の薄肉レンズ７０３（平行化レンズ３）から評価面までの距離を１９９３．５ｍｍとすると、光源１ａの像高は以下の数式(11)で表される。
　（ｙ１ａ／２）×（１９９３．５ｍｍ／６．５ｍｍ）＝１０．７ｍｍ・・・(11)
　図１４の照度分布によれば、Ｙ軸方向の照度範囲は２０％以上の光強度の領域から＋側が＋１０．７ｍｍに少し収まっていないが、－側は－１０．７ｍｍに収まっている。また、８０％以上の光強度の領域が±１０．７ｍｍに収まっており、２０％以上の光強度の領域に対する８０％の光強度の領域のＹ軸方向の範囲の比率を考慮すると光軸Ｃ１上に光源１ａがある場合と概ね同等の結果が得られていると考えられる。
　一方、図１５より、Ｙ軸方向の照度分布は、Ｙ軸方向において、８０％以上の光強度の領域が－９．３ｍｍから－６．９ｍｍ（２．４ｍｍ）の範囲であることが判る。光強度が高い領域が光軸Ｃ１から離れた位置にあることが判る。また、８０％以上の光強度の領域の範囲が狭いことから、光強度の強い光が集中していることが判る。さらに、２０％以上の光強度は、－１０．２ｍｍから＋１２．８ｍｍ（２２．８ｍｍ）の範囲であることが判る。４０％以上の光強度が±１０．７ｍｍの範囲に収まっていることから、±１０．７ｍｍに概ね収まっていると考えられる。これにより、光軸Ｃ１付近の光利用効率の向上効果は確認できるものの、光軸Ｃ１上の光強度はピーク位置と比較すると低く、見かけ上の光源１ａが傾いていることが影響していると考えられる。
　図１６は、比較例として光偏向素子２およびミラーＭを配置しない図４の構成の場合の照度分布を示す図である。図１６より、Ｙ軸方向において光軸Ｃ１上を０ｍｍとした場合、２０％以上の光強度の領域が、－４２．７ｍｍから－２０．７ｍｍ（２２．０ｍｍ）の範囲に概ね均一に光が到達していることが判る。つまり、光軸Ｃ１上には光線が到達していないことが判る。以上からも、光偏向素子２またはミラーＭを用いることで、光軸Ｃ１上の光利用効率が向上する効果が確認できる。
　また、光源１ａおよび光源１ｂの両方を点灯させた場合の光源１ａおよび光源１ｂから２０００ｍｍ遠方における評価面における光の照度分布を図１７～図１９に示す。なお、光源１ａおよび光源１ｂの発散角は、いずれも図３より、Ｘ軸方向（ＲＹ方向）の１／ｅ２は±約３７°、Ｙ軸方向（ＲＸ方向）の１／ｅ２は±約５°とした。図１７～図１９においては、横軸にＸ軸（ｍｍ）を、縦軸にＹ軸（ｍｍ）を示し、光の強度を５階調に分けて表している。なお、最も明るい白色が強度１００％を表している。
　図１７は光偏向素子２を用いた場合、図１８はミラーＭを用いた場合、図１９はミラーＭを用いて平行化レンズ３の焦点位置を＋Ｚ軸方向に１５μｍ移動した場合の照度分布を示している。
　図１７より、Ｙ軸方向において、光軸Ｃ１上を０ｍｍとした場合、連続して光強度が８０％以上の領域が－８．９ｍｍから＋８．９ｍｍ（１７．８ｍｍ）の範囲で均一に光が到達していることが判る。また、光強度が２０％以上の領域は、－１１．５ｍｍから＋１１．６ｍｍ（２３．１ｍｍ）の範囲であることが判る。これより、２０％以上の光強度の領域に対する８０％以上の均一な領域のＹ軸方向の範囲の比率は、約７７．１％（１７．８ｍｍ／２３．１ｍｍ）となる。つまり、約７７．１％の範囲で、ピークの山がなく光強度が均一に分布していることが判る。
　図１８より、基準位置（光軸Ｃ１位置）に対して＋Ｙ軸側と－Ｙ軸側に２つのピーク位置が存在しており、図１５に比べて光軸Ｃ１を中心とした不均一さが低減されていることが判る。Ｙ軸方向において、光強度が８０％以上の領域が－９．４ｍｍから－５．５ｍｍ（３．９ｍｍ）の範囲および＋５．６ｍｍから＋９．３ｍｍ（３．７ｍｍ）の範囲で２つあることが判る。また、光強度が２０％以上の領域が－１２．０ｍｍから＋１２．０ｍｍ（２４．０ｍｍ）の範囲であることが判る。
　また、図１９では、光強度が８０％以上の領域が－２．７ｍｍから＋２．７ｍｍ（５．４ｍｍ）の範囲であることが判る。また、光強度が２０％以上の領域は、－１０．８ｍｍから＋１０．７ｍｍ（２１．５ｍｍ）の範囲であることが判る。これより、２０％以上の光強度の領域に対する８０％以上の光強度が高い領域のＹ軸方向の範囲の比率は、は約２５．１％（５．４ｍｍ／２１．５ｍｍ）となる。つまり、約２５．１％の範囲に光強度が８０％以上の領域が集中しており、光軸Ｃ１上の光利用効率が高いことが判る。換言すると、光軸Ｃ１上の光強度が強くなっており、光軸Ｃ１方向の光利用効率を図１８の場合より向上させることが可能となることが判る。これは、平行化レンズ３の設計を工夫し、逆光線追跡した光線１１０１ｕが、図１３に示す光源１ａの＋Ｙ軸方向端面付近に集光するようにすることで、光軸Ｃ１方向の光利用効率を向上させることが可能となることを意味する。ここで、逆光線追跡した光線１１０１ｕが光源１ａの＋Ｙ軸方向端面付近に集光するとは、換言すれば、図１３の集光位置（平行化レンズ３の焦点位置）が＋Ｚ軸方向に移動することを意味している。
　なお、図１９はミラーＭを用いて平行化レンズ３の焦点位置を＋Ｚ軸方向に１５μｍ移動した例であるが、図１８相当以上の光軸Ｃ１上の光利用効率とする構成としては、平行化レンズ３の焦点位置を＋Ｚ軸方向に１５μｍ±１５μｍ移動した構成でもよい。
　また、光強度が８０％以上の領域においてＹ軸方向の幅を確認すると、図１９が５．４ｍｍ（±２．７ｍｍ）、図１７が１７．８ｍｍ（±８．９ｍｍ）となる。従って、反射型の光偏向素子であるミラーＭを用いた図１９が透過型の光偏向素子２を用いた図１７より光軸Ｃ１上の光利用効率が高い。なお、図１７はミラーＭの反射率による光損失がないため、全体として光利用効率が高く、評価面上での光利用効率が高い。
　以上より、好適に設計された光偏向素子２を用いることで、２０％以上の光強度の領域に対する８０％以上の光強度が高い領域のＹ軸方向の範囲の比率を７５％以上とすることができ、光軸Ｃ１上の光利用効率を高めつつ、均一な光を光軸Ｃ１上に集めることができる。一例として、光強度均一素子、例えば、ロッドレンズおよびライトパイプにおいて、素子内の反射回数を減らせるため、光学系のサイズ（長さ）を短くすることが可能となる。また、好適に設計されたミラーＭを含む光学系を用いることで、２０％以上の光強度の領域に対する８０％以上の光強度が高い領域のＹ軸方向の範囲の比率を３０％以下とすることができ、光軸Ｃ１上の光利用効率をさらに高めることができる。一例として、光強度均一素子、例えば、ロッドレンズおよびやライトパイプの開口サイズが小さい場合に、高い光利用効率で光学系に取り込むことが可能となる。
　ここで、好適に設計されたミラーＭを含む光学系の例としては、上述のように平行化レンズ３の焦点位置を調整したものが含まれる。平行化レンズ３の焦点位置の調整方法としては、平行化レンズ３を＋Ｚ軸方向に移動する、あるいは光源群を－Ｚ軸方向に移動する方法が挙げられる。
　＜変形例＞
　図２０は光源装置１００の変形例の光源装置１００Ａの概略構成を示す図である。図２０に示されるように、光源の数を３つ以上にすることが可能である。図２０に示す例では、光軸Ｃ１に対して対象に配置される光源１４ａ（第１の光源）、光源１４ｂ（第２の光源）に加えて、光軸Ｃ１上にさらに光源１４ｃ（第３の光源）を配置している。このような光源群１４を用いる場合、図２０に示すような光偏向素子２０を用いることができる。図２０に示す光偏向素子２０は、光軸Ｃ１上に光軸Ｃ１と垂直な基準平面（ＸＹ平面）に対して傾斜を有しない第１の光学面２０ｃと、その両側に、規準平面に対して傾斜を有する第２の光学面２０ａおよび第３の光学面２０ｂを含んでいる。第１の光学面２０ｃは、光源１４ｃから出射した光線を同一の角度で光偏向素子２０から＋Ｚ軸方向に出射する。第２の光学面２０ａは、光源１４ａから出射した光線を例えば、図５の光線５０１ｃｃのように＋Ｙ軸方向に角度を有して＋Ｚ軸方向に出射する。第３の光学面２０ｂは、光源１４ｂから出射した光線を－Ｙ軸方向に角度を有して＋Ｚ軸方向に出射する。なお、第２の光学面２０ａにより、光源１４ａの仮想的な集光点は＋Ｚ軸方向に移動し、第３の光学面２０ｂにより、光源１４ｂの仮想的な集光点は、＋Ｚ軸方向に移動する。従って、両者の仮想的な集光点にＺ軸方向位置を合わせるように次のような調整をしてもよい。すなわち、第１の光学面２０ｃを＋Ｚ軸方向に移動させて、空気換算長を調整してもよい。また、光源１４ｃを＋Ｚ軸方向に移動させてもよい。
　このような構成を採ることによって、光軸Ｃ１付近の光利用効率をさらに向上させることが可能となる。
　なお、図２０に示す例では、光入射側に光偏向用の光学面を配置する例を示したが、該光学面を光出射側に設けることも可能である。このような構成を採ることによって、光軸Ｃ１付近の光利用効率をさらに向上させることが可能となる。
　また、ミラーを用いて同様の偏向機能を代替することも可能である。この場合、図２０に示した光偏向素子２０の代替とする場合には、傾斜を有しない第１の光学面２０ｃに対応する部分にはミラーを設けず、第２の光学面２０ａおよび第３の光学面２０ｂに対応する部分にはミラーを設けることとなる。また、図２０の場合と同様に光源１４ａおよび光源１４ｂの仮想的な集光点のＺ軸方向位置に合わせるように光源１４ｃを＋Ｚ軸方向に移動してもよい。従って、本開示では広義の「光偏向素子」には、反射を用いて光を偏向させることにより光源の配列方向での見かけ上の光源全体のＹ軸方向の長さを調整する部材（本例では上記ミラー）も含まれるものとする。なお、本実施の形態の効果を得るためには、光源数を２つ以上とした構成が好ましい。
　本開示は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、本開示がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、本開示の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
　なお、本開示は、その開示の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

Claims (10)

  1. 　入射光を平行化する平行化レンズと、
    　前記平行化レンズの光軸から離れる方向に互いに離間して配置される複数の光源を含み、全体として互いに直交する前記光軸から離れる方向に平行な第１の方向と第２の方向とで発散角が異なる光束を発する光源群と、
    　前記光軸の方向において前記光源群と前記平行化レンズとの間に配置され、前記第１の方向および前記第２の方向のうち、前記光源群の前記発散角が小さい前記第１の方向において、前記複数の光源の各々から発せられた光を前記光軸から離れる方向に偏向して前記平行化レンズに入射させる光偏向素子と、を備える光源装置。
  2. 　前記光偏向素子は、
    　前記複数の光源の各々から発せられた光を透過し、屈折させて前記光軸から離れる方向に偏向する、請求項１記載の光源装置。
  3. 　前記光偏向素子は、
    　光偏向用の光学面を光出射側に有する、請求項２記載の光源装置。
  4. 　前記光偏向素子は、
    　光偏向用の光学面を光入射側に有する、請求項２または請求項３記載の光源装置。
  5. 　前記光軸に沿った方向において前記光源群とは反対側から前記平行化レンズに平行光を入射した場合に、前記平行化レンズおよび前記光偏向素子を含む光学系による前記平行光の集光位置が、前記第１の方向において前記複数の光源の各々の中央部に位置する、請求項２から請求項４の何れか１項に記載の光源装置。
  6. 　前記光偏向素子は、
    　前記複数の光源の各々から発せられた光を反射させて前記光軸から離れる方向に偏向する、請求項１記載の光源装置。
  7. 　前記光偏向素子は光の反射面を有し、
    　前記複数の光源の中の１つの光源の中央部と前記光軸との距離を間隔ｙ１ａｃとし、
    　前記１つの光源の中央部と前記反射面との距離を間隔Ｄ４とし、
    　前記反射面の前記光軸に対する傾き角をα９とした場合に、
    　前記間隔Ｄ４は、
    　ｙ１ａｃ／Ｄ４＝ｓｉｎ（２×｜α９｜）の関係式に基づいて設定され、
    　前記間隔Ｄ４は、±１０％の誤差が許容される、請求項６記載の光源装置。
  8. 　前記光軸に沿った方向において前記光源群とは反対側から前記平行化レンズに平行光を入射した場合に、前記平行化レンズおよび前記光偏向素子を含む光学系による前記平行光の集光位置が、前記複数の光源と前記光偏向素子の間に位置する、請求項６または請求項７記載の光源装置。
  9. 　前記平行化レンズの前記複数の光源側の焦点位置より、前記平行化レンズ側の位置において、リング状の照度分布を有する請求項１または請求項８記載の光源装置。
  10. 　前記光源群は、
    　前記光軸から離れる方向に離間して配置される前記複数の光源として第１の光源および第２の光源を含むと共に、前記光軸上に配置される第３の光源をさらに含み、
    　前記光偏向素子は、
    　前記光源群の前記第１の方向において、前記複数の光源としての前記第１および第２の光源の各々から発せられた光を前記光軸から離れる方向に偏向する、請求項１から請求項９の何れか１項に記載の光源装置。
PCT/JP2020/028228 2020-07-21 2020-07-21 光源装置 WO2022018819A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2020/028228 WO2022018819A1 (ja) 2020-07-21 2020-07-21 光源装置
PCT/JP2021/003622 WO2022018891A1 (ja) 2020-07-21 2021-02-02 光源装置
JP2022538576A JP7446432B2 (ja) 2020-07-21 2021-02-02 光源装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2020/028228 WO2022018819A1 (ja) 2020-07-21 2020-07-21 光源装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022018819A1 true WO2022018819A1 (ja) 2022-01-27

Family

ID=79729143

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/028228 WO2022018819A1 (ja) 2020-07-21 2020-07-21 光源装置
PCT/JP2021/003622 WO2022018891A1 (ja) 2020-07-21 2021-02-02 光源装置

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/003622 WO2022018891A1 (ja) 2020-07-21 2021-02-02 光源装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7446432B2 (ja)
WO (2) WO2022018819A1 (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016035349A1 (ja) * 2014-09-05 2016-03-10 船井電機株式会社 レーザー光学装置及び画像投影装置
JP2019129076A (ja) * 2018-01-25 2019-08-01 スタンレー電気株式会社 光照射装置及び車両用灯具

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19800590B4 (de) * 1998-01-09 2005-12-01 Jenoptik Ag Optische Anordnung zur Symmetrierung der Strahlung eines oder mehrerer übereinander angeordneter Hochleistungsdiodenlaser
WO2014115194A1 (ja) * 2013-01-24 2014-07-31 パナソニック株式会社 光源、光源ユニットおよびそれを用いた光源モジュール
JP2017168253A (ja) * 2016-03-15 2017-09-21 株式会社ジャパンディスプレイ 照明装置及び表示装置
JP2018060720A (ja) * 2016-10-06 2018-04-12 三菱電機株式会社 前照灯モジュール及び前照灯装置
JP7009910B2 (ja) * 2017-10-26 2022-01-26 セイコーエプソン株式会社 光源装置およびプロジェクター
JP6611019B2 (ja) * 2018-02-27 2019-11-27 ウシオ電機株式会社 光源装置、プロジェクタ

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016035349A1 (ja) * 2014-09-05 2016-03-10 船井電機株式会社 レーザー光学装置及び画像投影装置
JP2019129076A (ja) * 2018-01-25 2019-08-01 スタンレー電気株式会社 光照射装置及び車両用灯具

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2022018891A1 (ja) 2022-01-27
JP7446432B2 (ja) 2024-03-08
WO2022018891A1 (ja) 2022-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20060176912A1 (en) Apparatus for projecting a line of light from a diode-laser array
US7800765B2 (en) Light projection optical system and light projection apparatus using the same
JP2017146602A (ja) レーザビームを成形するための装置
JPH10197820A (ja) 回折型色収差補正走査光学系
JP3222498B2 (ja) 走査光学系
JP6964093B2 (ja) 投影光学系、画像投影装置、および画像投影システム
CN114879214A (zh) 一种光学整形模组、装置及激光雷达系统
US20220123523A1 (en) Semiconductor laser device
US11662578B2 (en) Image display device
JP6625151B2 (ja) レーザモジュール
US5477372A (en) Optical scanner
WO2022018819A1 (ja) 光源装置
US7016380B2 (en) Multi-beam laser scanning unit
WO2021147562A1 (zh) 漫射装置
US20210373305A1 (en) Optical system
JP5177182B2 (ja) 光走査装置
US7106484B2 (en) Scanning optical system
US10126557B2 (en) Projection system for generating spatially modulated laser radiation and optical arrangement for transforming laser radiation
JP3472205B2 (ja) 光走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置
JPH05127077A (ja) シリンドリカルレンズ系
JP6829514B1 (ja) 走査光学系の製造方法
JP2017116701A (ja) 走査光学系及び走査レンズ
JP6127238B2 (ja) 走査光学系
JP2001075035A (ja) 回折面を用いた走査光学系
JP2006235403A (ja) 光波長無依存の光方向可変変換ユニットおよび薄型リアプロジェクションディスプレイ光学系

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20946478

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20946478

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP