CN106461852A - 光均匀化装置 - Google Patents

Abstract

通过一方面将光(2)垂直地入射到棒状积分器(5)的入射面(5a)，另一方面将光(4)倾斜地入射到棒状积分器(5)的入射面(5a)，由此，使入射到棒状积分器(5)之后的光(4)的最外扩散角与入射到棒状积分器(5)之后的光(2)的最外扩散角一致。

Description

光均匀化装置

技术领域

本发明涉及实现光的亮度分布的均匀化和扩散角的均匀化的光均匀化装置。

背景技术

作为使从照明用光源发出的光的亮度分布均匀化的光均匀化装置，在下面的专利文献1中公开有使用光学积分器的光均匀化装置。

该光学积分器由棒状积分器构成，该棒状积分器由使用石英玻璃或萤石这样的光学材料的内表面反射型的玻璃棒构成。

棒状积分器能够通过一边对从入射面入射的光进行全反射一边进行传播而从出射面射出亮度分布均匀的光。

但是，在扩散角不同的多个光以相同的入射角从棒状积分器的入射面入射的情况下，即使各个光的亮度分布被均匀化，由于要在扩散角不同的状态下从棒状积分器的出射面射出多个光，因此也要使用转印光学***来转印棒状积分器的出射面的像。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-142387号公报(图1)

发明内容

发明要解决的课题

由于以往的光均匀化装置如上所述地构成，因此要使用转印光学***来转印棒状积分器的出射面的像。然而，由于由转印光学***内的透镜引起的像差等影响而导致被棒状积分器均匀化后的亮度分布变得不均匀，其不均匀度根据光的波长而不同。因此，在使用发出波长不同的激光(例如红色激光、绿色激光、蓝色激光等)的多个光源的情况下，存在产生颜色不均这样的课题。

本发明正是为了解决上述课题而完成的，其目的在于，得到能够将多个光的扩散角调整成相同角度的光均匀化装置。

用于解决课题的手段

本发明的光均匀化装置具有：传播光学***，其传播光；以及棒状积分器，由传播光学***传播后的光从其入射面入射，一边对从入射面入射的光进行全反射一边进行传播，由此，从出射面射出亮度分布均匀的光，在由传播光学***传播扩散角不同的多个光的情况下，多个光以入射到棒状积分器之后的多个光的扩散角一致的入射角度入射到棒状积分器的入射面。

发明效果

根据本发明，具有如下效果：构成为在由传播光学***传播扩散角不同的多个光的情况下，多个光以入射到棒状积分器之后的多个光的扩散角一致的入射角度入射到棒状积分器的入射面，因此，能够将多个光的扩散角调整成相同角度。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1的光均匀化装置的立体图。

图2是图1的光均匀化装置的A-A’剖视图。

图3是示出本发明的实施方式2的光均匀化装置的立体图。

图4是图3的光均匀化装置的A-A’剖视图。

图5是示出本发明的实施方式2的光均匀化装置的光纤12的出射端面12a的倾斜角度的说明图。

图6是示出本发明的实施方式3的光均匀化装置的立体图。

图7是图6的光均匀化装置的A-A’剖视图。

具体实施方式

实施方式1

图1是示出本发明的实施方式1的光均匀化装置的立体图，图2是图1的光均匀化装置的A-A’剖视图。

在本实施方式1中，对光均匀化装置由聚光光学***1、3和棒状积分器5构成的例子进行说明，其中，该聚光光学***1、3是传播光的传播光学***。

在图1和图2中，聚光光学***1例如由透镜等构成，是使光2会聚在棒状积分器5的入射面5a上的光学部件。

聚光光学***3例如由透镜等构成，是使光4会聚在棒状积分器5的入射面5a上的光学部件。

在本实施方式1中，由聚光光学***1、3会聚的光2、4的扩散角不同，假设光2的扩散角比光4的扩散角大进行说明。

在图1中示出各个聚光光学***1、3对一个光进行会聚的例子，但也可以是一个聚光光学***对多个光2、4进行会聚。

棒状积分器5是从入射面5a入射由聚光光学***1、3会聚后的光2、4，一边对入射的光2、4进行全反射一边进行传播，由此从出射面5b射出亮度分布均匀的光2、4的光学部件。

棒状积分器5中的光2、4的入射面5a和出射面5b平行，且入射面5a和出射面5b的整个表面被光学抛光。

棒状积分器5的侧面5c～5f成为光2、4的反射面，整个表面被光学抛光。

在图1中示出棒状积分器5的形状为四棱柱的例子，但并不限于此，例如棒状积分器5的形状也可以是圆柱或多棱柱等。

并且，棒状积分器5也可以是内部中空且侧面5c～5f由镜构成的光导管。

如上所述，光2的扩散角与光4的扩散角不同(在图1的例子中，光2的扩散角比光4的扩散角大)，为了使入射到棒状积分器5之后的光2、4的光的扩散角一致，光2、4相对于棒状积分器5的入射面5a的入射角不同。

在图1的例子中，一方面将光2垂直地入射到棒状积分器5的入射面5a，另一方面将光4倾斜地入射到棒状积分器5的入射面5a。

由于已对棒状积分器5的入射面5a的整个表面进行光学抛光，因此，入射面5a的反射率取决于根据棒状积分器5的折射率和光2、4相对于入射面5a的入射角而求出的菲涅尔反射。棒状积分器5的出射面5b的反射率也与入射面5a相同。

通过对棒状积分器5的入射面5a和出射面5b施加光的反射防止膜，能够将光2、4入射时的损失抑制得较小。

另外，假设棒状积分器5使用对光2、4的吸收小的材料。例如，在光2、4的波长在可见区域的情况下，使用BK7等光学玻璃或合成石英等材料。

接下来，对动作进行说明。

聚光光学***1使光2会聚在棒状积分器5的入射面5a上，聚光光学***3使光4会聚在棒状积分器5的入射面5a上。

由此，光2、4从棒状积分器5的入射面5a入射，光2、4在棒状积分器5的入射面5a处发生折射。

光2、4在入射面5a处发生折射，从而光2、4的扩散角在入射到棒状积分器5之前和入射到棒状积分器5之后发生变化。

入射到棒状积分器5内的光2在棒状积分器5内传播，但是，由于光2具有扩散，因此，如图2所示，存在朝向棒状积分器5的侧面5d前进的光和朝向棒状积分器5的侧面5f前进的光(在图2中，用2a表示朝向侧面5d的光，用2b表示朝向侧面5f的光)，朝向棒状积分器5的侧面5d前进的光2a被侧面5d反射，朝向棒状积分器5的侧面5f前进的光2b被侧面5f反射。

并且，入射到棒状积分器5内的光4在棒状积分器5内传播，但是，由于光4具有扩散，因此，如图2所示，存在朝向棒状积分器5的侧面5d前进的光和朝向棒状积分器5的侧面5f前进的光(在图2中，用4a表示朝向侧面5d的光，用4b表示朝向侧面5f的光)，朝向棒状积分器5的侧面5d前进的光4a被侧面5d反射，朝向棒状积分器5的侧面5f前进的光4b被侧面5f反射。

但是，由于棒状积分器5的侧面5d、5f成为空气与棒状积分器5的界面，因此，入射角度比由空气与棒状积分器5的折射率确定的临界角大的光被棒状积分器5的侧面5d、5f反射，入射角度比该临界角小的光在棒状积分器5的侧面5d、5f处发生折射，从而向棒状积分器5的外侧射出。

被棒状积分器5的侧面5d反射后的光2朝向棒状积分器5的侧面5f前进，朝向棒状积分器5的侧面5f前进的光2被侧面5f反射。

在棒状积分器5的侧面5d与侧面5f之间反复进行光2的反射之后到达棒状积分器5的出射面5b的光2从出射面5b向棒状积分器5的外侧射出。

入射到棒状积分器5的光2在棒状积分器5内传播的期间光的中心部和周边部被混合，从而在棒状积分器5的出射面5b上成为均匀的亮度分布。

并且，被棒状积分器5的侧面5d反射后的光4朝向棒状积分器5的侧面5f前进，朝向棒状积分器5的侧面5f前进的光4被侧面5f反射。

在棒状积分器5的侧面5d与侧面5f之间反复进行光4的反射之后到达棒状积分器5的出射面5b的光4从出射面5b向棒状积分器5的外侧射出。

入射到棒状积分器5的光4在棒状积分器5内传播的期间光的中心部和周边部被混合，从而在棒状积分器5的出射面5b上成为均匀的亮度分布。

这里，对光2、4被棒状积分器5的侧面5d、5f反复反射的情况进行说明，虽然未提及被棒状积分器5的侧面5c、5e反射，但实际上，与被侧面5d、5f反射相同，光2、4在棒状积分器5的侧面5c与侧面5e之间也被反复反射。

已经说明了光2、4在入射面5a处发生折射从而光2、4的扩散角在入射到棒状积分器5之前和入射到棒状积分器5之后发生变化的情况，但是，在本实施方式1的例子中，入射到棒状积分器5之前的光4的扩散角比入射到棒状积分器5之前的光2的扩散角小，因此，如果光2、4相对于棒状积分器5的入射面5a的入射角相同，则入射到棒状积分器5之后的光4的扩散角也比入射到棒状积分器5之后的光2的扩散角小。

因此，在本实施方式1中，为了使入射到棒状积分器5之后的光4的扩散角与入射到棒状积分器5之后的光2的扩散角一致，光2、4相对于棒状积分器5的入射面5a的入射角不同。

在图1的例子中，一方面将光2垂直地入射到棒状积分器5的入射面5a，另一方面将光4倾斜地入射到棒状积分器5的入射面5a。

具体而言，在光2的最外扩散角(光2a的角度)例如为半角25°，光4的最外扩散角(光4a的角度)例如为半角15°的情况下，由于光2与光4的最外扩散角的角度差为半角10°，因此，如果将光4的中心轴4c相对于光2的中心轴2c倾斜10°，则入射到棒状积分器5之后的光2、4的扩散角一致。因此，如果光2的中心轴2c与棒状积分器5的入射面5a垂直，则调整聚光光学***3的位置或角度，使得光4以10°的入射角入射到棒状积分器5的入射面5a。

在本实施方式1中，通过一方面将光2垂直地入射到棒状积分器5的入射面5a，另一方面将光4倾斜地入射到棒状积分器5的入射面5a，从而使入射到棒状积分器5之后的光4的最外扩散角与入射到棒状积分器5之后的光2的最外扩散角一致，因此不需要搭载转印光学***。因此，即使在使用发出波长不同的激光(例如红色激光、绿色激光、蓝色激光等)的多个光源的情况下，也不会因搭载转印光学***而产生颜色不均。

如上所述，根据本实施方式1，实现如下效果：能够在棒状积分器5的出射面5b上得到均匀的亮度分布，并且能够将扩散角不同的多个光2、4的扩散角调整成相同的角度。

在本实施方式1中，示出了入射扩散角不同的2个光2、4的情况，但是，能够同样地应用于入射扩散角不同的3个以上的光的情况。

在入射扩散角不同的3个以上的光的情况下，只要3个以上的光相对于棒状积分器5的入射面5a的入射角不同，使得入射到棒状积分器5之后的3个以上的光的最外扩散角一致即可。

例如，只要将扩散角最大的光垂直地入射到入射面5a，越是扩散角小的光越倾斜地入射到入射面5a即可。

由此，也能够应用于扩散角不同的多个激光(例如红色激光、绿色激光、蓝色激光)。

实施方式2

图3是示出本发明的实施方式2的光均匀化装置的立体图，图4是图3的光均匀化装置的A－A’剖视图。

并且，图5是示出本发明的实施方式2的光均匀化装置的光纤12的出射端面12a的倾斜角度的说明图。

在本实施方式2中，对光均匀化装置由光纤11、12和棒状积分器5构成的例子进行说明，其中，该光纤11、12是传播光的传播光学***。

在图3～图5中，与图1和图2相同的标号表示相同或相当的部分，因此省略说明。

光纤11传播光2，并将光2从出射端面11a朝向棒状积分器5的入射面5a射出。

光纤11的出射端面11a以与棒状积分器5的入射面5a平行配置的方式与光纤11的中心轴垂直。

光纤12传播光4，并将光4从出射端面12a朝向棒状积分器5的入射面5a射出。

光纤12的中心轴与光纤11的中心轴平行，光纤12的出射端面12a相对于光纤12的中心轴被倾斜地切割，使得该光纤12的出射端面12a相对于棒状积分器5的入射面5a的角度倾斜。

通过对光纤11、12的出射端面11a、12a施加光的反射防止膜，能够将射出光2、4时的损失抑制得较小。并且，能够抑制因被光纤11、12的出射端面11a、12a反射而导致光源(与光纤连接的光源)的破坏或特性的变化。

特别地，光纤11的出射端面11a与光纤11的中心轴垂直而向光纤11的反射较大，因此施加反射防止膜的必要性较高。光纤12的出射端面12a被倾斜地切割而向光纤11的反射较小，因此根据出射端面12a的倾斜角度而不需要反射防止膜。

在从光纤11、12射出的光2、4的光束扩散的情况下，从光纤11、12射出的光2、4在棒状积分器5的入射面5a处分离，从而可能会使耦合效率变低。因此，在从光纤11、12射出的光2、4的光束扩散的情况下，需要使光纤11、12的出射端面11a、12a接近棒状积分器5的入射面5a，从而将耦合损失抑制得较小。

在图3中，将光纤11和光纤12记作独立的部件，但也可以是捆束光纤11和光纤12而成的光纤束。

接下来，对动作进行说明。

从光纤11射出的光2在空间传播之后，从棒状积分器5的入射面5a入射。光2在入射到棒状积分器5时在棒状积分器5的入射面5a处发生折射。

从光纤12射出的光4在空间传播之后，从棒状积分器5的入射面5a入射。光4在入射到棒状积分器5时在棒状积分器5的入射面5a处发生折射。

入射到棒状积分器5内的光2在棒状积分器5内传播，但是，由于光2具有扩散，因此，如图4所示，存在朝向棒状积分器5的侧面5d前进的光和朝向棒状积分器5的侧面5f前进的光(在图4中，用2a表示朝向侧面5d的光，用2b表示朝向侧面5f的光)，朝向棒状积分器5的侧面5d前进的光2a被侧面5d反射，朝向棒状积分器5的侧面5f前进的光2b被侧面5f反射。

并且，入射到棒状积分器5内的光4在棒状积分器5内传播，但是，由于光4具有扩散，因此，如图4所示，存在朝向棒状积分器5的侧面5d前进的光和朝向棒状积分器5的侧面5f前进的光(在图4中，用4a表示朝向侧面5d的光，用4b表示朝向侧面5f的光)，朝向棒状积分器5的侧面5d前进的光4a被侧面5d反射，朝向棒状积分器5的侧面5f前进的光4b被侧面5f反射。

但是，由于棒状积分器5的侧面5d、5f成为空气与棒状积分器5的界面，因此，如上所述，入射角度比由空气与棒状积分器5的折射率确定的临界角大的光被棒状积分器5的侧面5d、5f反射，入射角度比该临界角小的光在棒状积分器5的侧面5d、5f处发生折射，从而向棒状积分器5的外侧射出。

被棒状积分器5的侧面5d反射后的光2朝向棒状积分器5的侧面5f前进，朝向棒状积分器5的侧面5f前进的光2被侧面5f反射。

在棒状积分器5的侧面5d与侧面5f之间反复进行光2的反射之后到达棒状积分器5的出射面5b的光2从出射面5b向棒状积分器5的外侧射出。

入射到棒状积分器5的光2在棒状积分器5内传播的期间光的中心部和周边部被混合，从而在棒状积分器5的出射面5b上成为均匀的亮度分布。

并且，被棒状积分器5的侧面5d反射后的光4朝向棒状积分器5的侧面5f前进，朝向棒状积分器5的侧面5f前进的光4被侧面5f反射。

在棒状积分器5的侧面5d与侧面5f之间反复进行光4的反射之后到达棒状积分器5的出射面5b的光4从出射面5b向棒状积分器5的外侧射出。

入射到棒状积分器5的光4在棒状积分器5内传播的期间光的中心部和周边部被混合，从而在棒状积分器5的出射面5b上成为均匀的亮度分布。

这里，对光2、4被棒状积分器5的侧面5d、5f反复反射的情况进行说明，虽然未提及被棒状积分器5的侧面5c、5e反射，但实际上，与被侧面5d、5f反射相同，光2、4在棒状积分器5的侧面5c与侧面5e之间也被反复反射。

在本实施方式2中，为了使入射到棒状积分器5之后的光2的最外扩散角(光2a的角度)与入射到棒状积分器5之后的光4的最外扩散角(光4a的角度)一致，使光纤12的出射端面12a相对于中心轴被倾斜地切割。

下面，对光纤12的出射端面12a的倾斜角度进行说明。

例如，在光2的最外扩散角与光4的最外扩散角的角度差为的情况下，如果使从光纤12射出的光4的光轴相对于从光纤11射出的光2的光轴的角度倾斜则入射到棒状积分器5之后的光2的最外扩散角与入射到棒状积分器5之后的光4的最外扩散角一致。

在从光纤12射出光4时，光4在光纤12的芯与空气的界面处发生折射。其折射角成为光4(从光纤12的出射端面12a射出的光4)的光轴相对于光纤12的中心轴的倾角θ’。

因此，在设光纤12的芯与空气的界面处的折射率为n，出射端面12a的倾斜角度为θ，光纤12的芯与空气的界面处的折射角为θ”时，则根据斯涅尔定律，能够用下述式子(1)来表示倾斜角度θ与折射角θ”的关系。

n×sinθ＝sinθ”

θ’＝θ”-θ (1)

因此，能够通过下述式子(2)来计算出射端面12a的倾斜角度θ。

例如，如果光纤12的芯由合成石英构成，且光4的波长为633nm，则折射率n为1.457。此时，在光2的最外扩散角与光4的最外扩散角的角度差例如为半角10°时，为了使入射到棒状积分器5之后的光2的最外扩散角与入射到棒状积分器5之后的光4的最外扩散角一致所需的光纤12的出射端面12a的倾斜角度θ为20.19度。

在本实施方式2中，通过使光纤12的出射端面12a相对于光纤12的中心轴被倾斜地切割，使得一方面光纤11的出射端面11a与棒状积分器5的入射面5a平行配置，另一方面光纤12的出射端面12a相对于棒状积分器5的入射面5a的角度倾斜，从而使入射到棒状积分器5之后的光4的最外扩散角与入射到棒状积分器5之后的光2的最外扩散角一致，因此不需要搭载转印光学***。因此，即使在使用发出波长不同的激光(例如红色激光、绿色激光、蓝色激光等)的多个光源的情况下，也不会因搭载转印光学***而产生颜色不均。

如上所述，根据本实施方式2，实现如下效果：能够在棒状积分器5的出射面5b上得到均匀的亮度分布，并且能够将扩散角不同的多个光2、4的扩散角调整成相同的角度。

在本实施方式2中，示出了入射扩散角不同的2个光2、4的情况，但是，能够同样地应用于入射波长不同的多个光或扩散角不同的3个以上的光的情况。

在波长不同的情况下，只要考虑波长分散来设定多个光纤的出射端面的倾斜角度θ即可。并且，在入射扩散角不同的3个以上的光的情况下，只要多个光纤的出射端面相对于棒状积分器5的入射面5a的倾斜角度θ不同，使得入射到棒状积分器5之后的3个以上的光的扩散角一致即可。

例如，只要相对于中心轴被倾斜地切割，使得射出扩散角最大的光的光纤的出射端面与棒状积分器5的入射面5a平行配置，越是射出扩散角小的光的光纤的出射端面，其相对于棒状积分器5的入射面5a的角度越倾斜即可。

由此，也能够应用于扩散角不同的多个激光(例如红色激光、绿色激光、蓝色激光)。

实施方式3

图6是示出本发明的实施方式3的光均匀化装置的立体图，图7是图6的光均匀化装置的A－A’剖视图。

在本实施方式3中，对光均匀化装置由光纤11、13和棒状积分器5构成的例子进行说明，其中，该光纤11、13是传播光的传播光学***。

在图6和图7中，与图3和图4相同的标号表示相同或相当的部分，因此省略说明。

光纤13传播光4，并将光4从出射端面13a朝向棒状积分器5的入射面5a射出。

光纤13的出射端面13a与光纤13的中心轴垂直，光纤13的中心轴相对于光纤11的中心轴倾斜，使得光纤13的出射端面13a相对于棒状积分器5的入射面5a倾斜。

光纤13由芯和包层构成，包层的折射率比芯的折射率低。光纤13的芯和包层使用对光4的吸收小的材料。

通过对光纤13的出射端面13a施加光的反射防止膜，能够将射出光4时的损失抑制得较小。并且，能够抑制因被光纤13的出射端面13a反射而导致光源(与光纤13连接的光源)的破坏或特性的变化。光纤13的出射端面13a与光纤13的中心轴垂直而向光纤13的反射较大，因此施加反射防止膜的必要性较高。

接下来，对动作进行说明。

从光纤11射出的光2在空间传播之后，从棒状积分器5的入射面5a入射。光2在入射到棒状积分器5时在棒状积分器5的入射面5a处发生折射。

从光纤13射出的光4在空间传播之后，从棒状积分器5的入射面5a入射。光4在入射到棒状积分器5时在棒状积分器5的入射面5a处发生折射。

入射到棒状积分器5内的光2在棒状积分器5内传播，但是，由于光2具有扩散，因此，如图7所示，存在朝向棒状积分器5的侧面5d前进的光和朝向棒状积分器5的侧面5f前进的光(在图7中，用2a表示朝向侧面5d的光，用2b表示朝向侧面5f的光)，朝向棒状积分器5的侧面5d前进的光2a被侧面5d反射，朝向棒状积分器5的侧面5f前进的光2b被侧面5f反射。

并且，入射到棒状积分器5内的光4在棒状积分器5内传播，但是，由于光4具有扩散，因此，如图7所示，存在朝向棒状积分器5的侧面5d前进的光和朝向棒状积分器5的侧面5f前进的光(在图7中，用4a表示朝向侧面5d的光，用4b表示朝向侧面5f的光)，朝向棒状积分器5的侧面5d前进的光4a被侧面5d反射，朝向棒状积分器5的侧面5f前进的光4b被侧面5f反射。

但是，由于棒状积分器5的侧面5d、5f成为空气与棒状积分器5的界面，因此，如上所述，入射角度比由空气与棒状积分器5的折射率确定的临界角大的光被棒状积分器5的侧面5d、5f反射，入射角度比该临界角小的光在棒状积分器5的侧面5d、5f处发生折射而向棒状积分器5的外侧射出。

被棒状积分器5的侧面5d反射后的光2朝向棒状积分器5的侧面5f前进，朝向棒状积分器5的侧面5f前进的光2被侧面5f反射。

在棒状积分器5的侧面5d与侧面5f之间反复进行光2的反射之后到达棒状积分器5的出射面5b的光2从出射面5b向棒状积分器5的外侧射出。

入射到棒状积分器5的光2在棒状积分器5内传播的期间光的中心部和周边部被混合，从而在棒状积分器5的出射面5b上成为均匀的亮度分布。

并且，被棒状积分器5的侧面5d反射后的光4朝向棒状积分器5的侧面5f前进，朝向棒状积分器5的侧面5f前进的光4被侧面5f反射。

在棒状积分器5的侧面5d与侧面5f之间反复进行光4的反射之后到达棒状积分器5的出射面5b的光4从出射面5b向棒状积分器5的外侧射出。

入射到棒状积分器5的光4在棒状积分器5内传播的期间光的中心部和周边部被混合，从而在棒状积分器5的出射面5b上成为均匀的亮度分布。

这里，对光2、4被棒状积分器5的侧面5d、5f反复反射的情况进行说明，虽然未提及被棒状积分器5的侧面5c、5e反射，但实际上，与被侧面5d、5f反射相同，光2、4在棒状积分器5的侧面5c与侧面5e之间也被反复反射。

在本实施方式3中，为了使入射到棒状积分器5之后的光2的最外扩散角与入射到棒状积分器5之后的光4的最外扩散角一致，一方面将光纤11的出射端面11a与棒状积分器5的入射面5a平行配置，另一方面使光纤13的中心轴相对于光纤11的中心轴倾斜，使得光纤13的出射端面13a相对于棒状积分器5的入射面5a倾斜。

具体而言，在光2的最外扩散角(光2a的角度)例如为半角25°，光4的最外扩散角(光4a的角度)例如为半角15°的情况下，光2与光4的最外扩散角的角度差为半角10°，因此，如果光4的中心轴4c相对于光2的中心轴2c倾斜10°，则入射到棒状积分器5之后的光2、4的扩散角一致。因此，如果光纤11的出射端面11a与棒状积分器5的入射面5a平行，则使光纤13的中心轴相对于光纤11的中心轴倾斜，使得光4以10°的入射角入射到棒状积分器5的入射面5a。

由此，入射到棒状积分器5之后的光4的最外扩散角与入射到棒状积分器5之后的光2的最外扩散角一致，因此不需要搭载转印光学***。因此，即使在使用发出波长不同的激光(例如红色激光、绿色激光、蓝色激光等)的多个光源的情况下，也不会因搭载转印光学***而产生颜色不均。

如上所述，根据本实施方式3，实现如下效果：能够在棒状积分器5的出射面5b上得到均匀的亮度分布，并且能够将扩散角不同的多个光2、4的扩散角调整成相同的角度。

在本实施方式3中，示出了入射扩散角不同的2个光2、4的情况，但是，能够同样地应用于入射波长不同的多个光或扩散角不同的3个以上的光的情况。

在波长不同的情况下，只要考虑波长分散来设定多个光纤的中心轴的倾角即可。并且，在入射扩散角不同的3个以上的光的情况下，只要多个光纤的中心轴相对于棒状积分器5的入射面5a的倾角不同，使得入射到棒状积分器5之后的3个以上的光的扩散角一致即可。

例如，只要使该光纤的中心轴倾斜，使得射出扩散角最大的光的光纤的出射端面与棒状积分器5的入射面5a平行配置，越是射出扩散角小的光的光纤的出射端面，其相对于棒状积分器5的入射面5a的角度越倾斜即可。

由此，也能够应用于扩散角不同的多个激光(例如红色激光、绿色激光、蓝色激光)。

另外，本发明可以在其发明的范围内进行各实施方式的自由组合或各实施方式的任意构成要素的变形，或在各实施方式中省略任意的构成要素。

工业上的可利用性

本发明涉及的光均匀化装置不仅适用于需要实现光的亮度分布的均匀化的情况，而且适用于需要实现多个光的扩散角的均匀化的情况。

标号说明

1：聚光光学***(传播光学***)；2、2a、2b：光；2c：光2的中心轴；3：聚光光学***(传播光学***)；4、4a、4b：光；4c：光4的中心轴；5：棒状积分器；5a：入射面；5b：出射面；5c～5f：侧面；11：光纤(传播光学***)；11a：光纤11的出射端面；12：光纤(传播光学***)；12a：光纤12的出射端面；13：光纤(传播光学***)；13a：光纤13的出射端面。

Claims (5)

1.一种光均匀化装置，其特征在于，该光均匀化装置具有：

传播光学***，其传播光；以及

棒状积分器，由所述传播光学***传播后的光从其入射面入射，一边对从所述入射面入射的光进行全反射一边进行传播，由此，从出射面射出亮度分布均匀的光，

在由所述传播光学***传播扩散角不同的多个光的情况下，所述多个光以入射到所述棒状积分器之后的所述多个光的扩散角一致的入射角度入射到所述棒状积分器的入射面。

2.根据权利要求1所述的光均匀化装置，其特征在于，

所述传播光学***由聚光光学***构成，该聚光光学***将光会聚到所述棒状积分器的入射面上。

3.根据权利要求1所述的光均匀化装置，其特征在于，

所述传播光学***由朝向所述棒状积分器的入射面射出光的多个光纤构成，

确定所述多个光纤的出射端面相对于所述棒状积分器的入射面的角度，使得入射到所述棒状积分器之后的所述多个光的扩散角一致。

4.根据权利要求3所述的光均匀化装置，其特征在于，

在所述多个光纤中，射出所述扩散角较小的光的光纤的出射端面相对于该光纤的中心轴被倾斜地切割，使得越是射出扩散角较小的光的光纤的出射端面，其相对于所述棒状积分器的入射面的角度越倾斜。

5.根据权利要求3所述的光均匀化装置，其特征在于，

在所述多个光纤中，射出所述扩散角较小的光的光纤的中心轴倾斜，使得越是射出扩散角较小的光的光纤的出射端面，其相对于所述棒状积分器的入射面的角度越倾斜。