JP2014207083A - 光源装置および画像投射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のものよりもコンパクト化が可能な光源装置の実現を課題とする。
【解決手段】１個の光源２と、この光源に対向配置される１個のレンズ３とによる光源・レンズ対を複数対有し、光源・レンズ対におけるレンズ３は、１方向に長い形状を有し、複数の光源・レンズ対は、各対におけるレンズ３の、少なくとも長手方向に沿うレンズ辺同士が隣接するように、所定の配置に配設されることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、光源装置および画像投射装置に関する。

画像投射装置（「プロジェクタ」とも言う。）において、従来、光源としては、超高圧水銀ランプやハロゲンランプが主として用いられてきた。
近来、近年、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やＬＤ（Laser Diode）等の半導体光源の輝度が向上し、これらを光源として用いるプロジェクタが実用化されつつある。
半導体光源は、上記超高圧水銀ランプやハロゲンランプに比して寿命が長く、また、プロジェクタ用の光源としては「色再現範囲が広い」などの優れた特性を有する。

しかし、プロジェクタの光源として用いる場合、明るさに関しては、投入・消費電力、筐体のサイズ、冷却機構の必要性など総合的に評価すると上記ランプに及ばない。

即ち、超高圧水銀ランプを用いたプロジェクタでは、スクリーン上で４０００〜５０００ルーメン以上の明るさの画像を投射できるものがある。

これに対し、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色のＬＥＤを用いたプロジェクタでは、スクリーン上の画像の明るさは数百ルーメンから１０００ルーメン程度である。
また「ＬＤ、ＬＥＤ、蛍光体のハイブリッド光源」を用いたプロジェクタでも、スクリーン上の画像の明るさは２０００〜３０００ルーメン程度である。

このような明るさ不足の解消のため、複数の半導体光源を用い、これらからの放射光を「光強度の大きい照明光」に合成する方法が知られている（特許文献１、２）。

光源装置内に「複数の半導体光源」を用いる場合、光源装置が大型化し易い。

複数の半導体光源を用いる場合、光源装置の大型化を避けるには、半導体光源の配置の高密度化が重要である。

また、半導体光源から放射された光は一般に、個々の半導体光源に対応して設けられたコリメータレンズ等により平行光束等に変換される。

光源装置の小型化のためには、半導体光源の配列の高密度化に応じて、コリメータレンズ等の配列密度を高めることが重要である。

特許文献１、２に開示された光源装置では、このような「コリメータレンズ等の配列の高密度化」について、必ずしも十分な考慮はなされていない。

この発明は、上述した事情に鑑み、よりコンパクト化が可能な光源装置の実現を課題とする。

この発明の光源装置は、１個の光源と、この光源に対向配置される１個のレンズとによる光源・レンズ対を複数対有し、前記光源・レンズ対におけるレンズは、１方向に長い形状を有し、複数の光源・レンズ対は、各対におけるレンズの、少なくとも長手方向に沿うレンズ辺同士が隣接するように、所定の配置に配設されることを特徴とする。

この発明の光源装置では、光源装置のコンパクト化可能である。

光源装置の実施の１形態を説明するための図である。 図１の実施の形態における光源と正レンズを説明するための図である。 図１の実施の形態における複数の正レンズの配設状態を説明するための図である。 図１の実施の形態の正レンズと異なる形状の正レンズの例と、その配置状態を説明するための図である。 光源装置の実施の別形態を説明するための図である。 光源装置の実施の他の形態を説明するための図である。 光源装置の実施の更に他の形態を説明するための図である。 光源装置の各光源から放射され、正レンズで平行光束化されたレーザ光の照度分布の計測を説明するための図である。 シミュレーションによる照度分布の計測結果を示す図である。 比較例の計測位置における照度分布を示す図である。 図９の照度分布の光束を共通の集光部に集光させたときの照度分布を示す図である。 図９の照度分布のｘ方向・ｙ方向の照度分布を示す図である。 図１０の照度分布の光束を共通の集光部に集光させたときの照度分布を示す図である。 図１３の照度分布のｘ方向・ｙ方向の照度分布を示す図である。 多原色の光源装置の実施の１形態を示す図である。 画像投射装置の実施の１形態を説明するための図である。

以下、実施の形態を説明する。図１は、光源装置の実施の１形態を示す図である。
図１の光源装置は「集光光束用の光源装置」である。

図１において、符号１は「ホルダ」、符号２は「光源」、符号３は「正レンズ」、符号４は「集光レンズ」、符号５は「ホイール」を示している。

光源２は「半導体光源（以下、「固体光源」とも言う。）」で、この例ではＬＤであり、以下、ＬＤ２と称する。

この実施の形態の例では、ＬＤ２は、波長：４４０ｎｍ〜４４５ｎｍの青色領域のレーザ光を放射する。
ホルダ１は、光源を保持するためのホルダであり、ホルダ１に複数のＬＤ２が保持されている。ホルダ１は、ヒートパイプ、冷却ファンなどの冷却部（図示されず）を含む。

正レンズ３は、光学機能としては「コリメータレンズ」であって、個々のＬＤ２と１対１に対応して設けられ、対応するＬＤ２からの放射光を平行光束化する。

複数の正レンズ３は、図示されない適宜の固定手段により、ＬＤ２に対する位置関係を調整されて、ホルダ１に固定的に保持されている。

個々のＬＤ２と、各ＬＤ２に対応する正レンズ３とは「光源・レンズ対」を構成する。

従って、複数対の光源・レンズ対がホルダ１に保持されている。

図１の例では、光源・レンズ対の個々において「ＬＤ２の発光部が、これに対応する正レンズ３の焦点に位置する」ように配置されている。

ＬＤ２の発光部は長方形形状で、正レンズ３の光軸上に位置するのは、長方形形状の発光部の中心」である。

従って、複数のＬＤ２から放射され、正レンズ３により平行光束化された複数の光束は「互いに平行な平行光束群」となる。

これら複数の平行光束は、集光レンズ４に入射し、各々集光されて「共通の集光部」に集光する。この共通の集光部は、集光レンズ４の焦点位置である。

図２に即して、ＬＤ２から放射されるレーザ光につき説明する。

図２（ｃ）は、ＬＤ２を発光側から見た状態を説明図的に示す。ＬＤ２は、所謂端面発光型の半導体レーザであり、符号２１は長方形形状の発光部を示している。

図２（ａ）において、矢印Ａで示す方向（Ａ方向と言う。）は、図２（ｃ）において、発光部２１の短手方向に対応する。

図２（ｂ）において、矢印Ｂで示す方向（Ｂ方向と言う。）は、図２（ｃ）において、発光部２１の長手方向に対応する。

ＬＤ２から放射されるレーザ光ＬＢは、発光部２１の中心部から発散する発散光であるが、その発散角は、Ａ方向とＢ方向とで異なる。

即ち、レーザ光ＬＢは、Ａ方向における発散角が、Ｂ方向における発散角より大きい。

即ち、ＬＤ２から放射されるレーザ光ＬＢは「楕円錐状」に発散する。

なお、レーザ光ＬＢは、発光部全体から放射され、Ａ方向における発散の仮想的な起点、Ｂ方向における発散の仮想的な起点は、発光部よりも内部にあり、その深さが異なる。

楕円錐状に発散するレーザ光束ＬＢの光束断面形状（ファーフィールドパターン）は、図２（ｃ）に示すように、Ａ方向に長い楕円形状となる。

図２（ｄ）に示す、レーザ光束ＬＢの光束断面形状におけるＡ方向を「長軸方向」、Ｂ方向を「短軸方向」と呼ぶ。

図２（ｅ）は、正レンズ３の形状を説明するための図である。
説明中の実施の形態における正レンズ３は、レンズ光軸を含む平面に対称に、レンズ両側を切除された形状である。

このため、正レンズ３の形状は、１方向（図２（ｅ）の上下方向）に長い形状となる。図２（ｆ）は、正レンズ３の形状を示す斜視図である。

図２（ｆ）の符号３ａは、「カットされた断面」を示す。

正レンズ３は、図２（ｅ）のように、対応するＬＤ２から入射するレーザビームＬＢの光束断面形状における長軸方向が、レンズ長手方向に平行となるように設けられる。

図２（ｅ）に示す正レンズ３を形成する方法としては、図２に破線で示す円形のレンズをカットする方法や、研磨により加工する方法が考えられる。

また、正レンズ３のレンズ形状に応じた金型を用いてモールド加工してもよい。

図３は、複数の正レンズ３の配列の例を示している。

複数（図では１２個）の正レンズ３は、半径：ｒの円周上に等間隔に配置されている。

複数のＬＤ２は、正レンズ３と同数であり、各正レンズ３の焦点位置に発光部の中心を合致させて、円周上に等間隔で配置されている。

各ＬＤ２における発光部の向きは、図３に示すように「対応する正レンズ３の長手方向に対して、光束断面の楕円形状の長軸方向が平行となる」ように定められている。

図３において、符号０は「半径：ｒの円の中心」である。この中心０が、複数の正レンズ３の円周状の配列の「配設中心」である。

複数の正レンズ３は、長手方向に沿うレンズ辺同士が隣接するように配設されている。

図１に示すように、複数のＬＤ２から放射され、対応する正レンズ３を透過したレーザ光は、互いに平行な複数の平行光束となる。

これら複数の平行光束は、集光レンズ４に、その光軸に平行に入射し、集光レンズ４により平行光束ごとに集光される。
集光レンズ４の光軸は、前記「配設中心」を通る。

集光レンズ４に入射する各レーザ光は、平行光束で、集光レンズ４の光軸に平行であるから、収差を無視すれば、集光レンズ４の焦点で集光する。

即ち、集光レンズ４の焦点位置は、複数の平行光束の「共通の集光部」である。

この共通の集光部にホイール５を設置する。

図１の実施の形態では、集光レンズ４の光軸は、ホイール５に直交している。

複数のＬＤ２は、集光レンズ４の光軸を中心とする、同一円周上に位置しているから、集光レンズ４による結像の「像高」は、全てのＬＤ２について同一である。

このため、集光レンズ４による集光像の収差は、全てのＬＤ２について収差量が同一となり、ホイール５の設置位置を、収差の影響を含めて最適な位置に設定できる。

また、集光レンズ４の「平行光束が入射する位置でのみ、収差を低減するようなレンズ設計」も可能となる。

上記実施の形態の正レンズ３に代え、複数の「円形状正レンズ」を用いる場合を考えると、互いに隣接する円形状正レンズ同士が機械的に干渉しないようにする必要がある。

この場合、前記実施の形態と同様に１２個の正レンズを配設すれば「円形状正レンズを配置する円周」の半径は、上記実施の形態の半径：ｒよりも大きくならざるを得ない。

即ち、光源と円形状正レンズとの配列部分が、上記実施の形態の場合より大きくなる。
そして、集光レンズ４のレンズ径も大きくせざるを得ない。

このようにして、光源装置が大型化することになる。

上記実施の形態では、正レンズ３の形状を「１方向に長い形状」とし、長手方向に沿うレンズ辺同士が隣接するように正レンズの配置が設定される。

従って、隣接する正レンズ３の間隔を有効に小さくでき、正レンズ３の円周状の配列の半径：ｒを有効に小さくでき、集光レンズ４のレンズ径も小さくできる。

従って、光源の配列密度を高めた明るい光源装置をコンパクトに構成できる。

また、正レンズ３の長手方向が、入射するレーザ光束ＬＢの光束断面の長軸方向に平行であるので、光源から放射されるレーザ光束ＬＢを効率よく取り込むことができる。

上に説明した実施の形態においては、正レンズ３は「円形のレンズの光軸の両側のレンズ部分を切除した形状」であり、長手方向に沿う２つの直線状部分は平行である。

しかし、正レンズの形状は、このような形状に限らない。

図４（ａ）は「１方向に長い正レンズ」の形状の別の１例を示す。

図４（ａ）に示す正レンズ３Ａは、長手方向（図の上下方向）に沿う２辺が、非平行であり、図の下方へ向かって「狭まって」いる。

図４（ｂ）は、正レンズ３Ａを「円周状に配置」した状態を示している。
この図に示すように、複数の正レンズ３Ａは、長手方向（図の上下方向）に沿う２辺が「配設中心０に向かって狭まる非平行な直線状」である。

このような正レンズ３Ａの配列では、隣接する正レンズ３Ａの間隔を、前記実施の形態における正レンズ３の配置の場合よりも更に小さくすることができる。

従って、正レンズ３Ａを配設した円周の半径：ｒ０を、前記実施の形態における半径：ｒよりも小さくでき、光源装置の更なる小型化が可能となる。

上には、光源・レンズ対を、１重の円周状に配置して配設する実施の形態を説明した。

光源・レンズ対の配置を、２重以上の円周状に同心円状に配置することにより、配置する光源の数が増大し、光源装置の持つ光強度を増大させることができる。

図５、図６は、このような構成の実施の形態を示す図である。

図５に示す実施の形態では、図１〜図３に即して説明した実施の形態と同様の正レンズ３を用い、これらを２重の円周状に同心円状に配置した例である。

個々の光源であるＬＤは、対応する正レンズ３の焦点位置に発光部を合致させ、光束断面の長軸方向を正レンズの長手方向に平行にして配置される。

図５に示す例では、「ＬＤ３と正レンズ３による光源・レンズ対」が２４対、同心円状に配置されている。小さい円周の半径：ｒ１、大きい円周の半径：ｒ２である。

小さい円周上に配置される光源・レンズ対の半径：ｒ１は、図１〜図３に即して説明した実施の形態における半径：ｒと同じでよい。

このように、先に説明した実施の形態の２倍の光源を用いることにより、光源装置の高輝度化を図ることができる。

各ＬＤの出力が同一で、例えば、３．５Ｗとすれば、ＬＤは全部で２４個あるから、光源装置全体の出力は、３．５×２４＝８４Ｗとなる。

上に説明した例では、正レンズ３、３Ａは、円形状レンズの「光軸の両側の部分」を切除した形状であり、長手方向の長さは、円形状レンズの直径に等しい。

しかし、正レンズの形状は、これに限らない。

即ち、正レンズの長手方向の長さをさらに短縮化しても良い。図６（ａ）、（ｂ）に、このような、正レンズの例を２例示す。

図６（ａ）に示す正レンズ３Ｂは、図の上下方向が長手方向であるが、図で下方の端部は、直線状にカットされて切除され、長さ方向の大きさが「より小さく」なっている。

図６（ｂ）に示す正レンズ３Ｃは、図の上下方向が長手方向であるが、図で上方の端部と下方の端部は、直線状にカットされて切除され、長さが「さらに小さく」なっている。

図６（ｃ）は、光源・レンズ対を２重の同心円状に配置して配設した例で、内側の、半径：ｒの円周上に配置されたのは「正レンズ３とＬＤによる光源・レンズ対」である。

そして、外側の半径：ｒ３の円周上には、ＬＤと図６（ａ）の正レンズ３Ｂによる光源・レンズ対が配置されている。

外側の円周上に配置される光源・レンズ対における正レンズ３Ｂは、正レンズ３に比して、長手方向の長さがより小さい。

従って、外側の円周の半径：ｒ３を、図５の場合の半径：ｒ２（＝ｒ）よりも更に小さくでき、光源装置のさらなるコンパクト化が可能になる。

上に説明した実施の形態においては、光源・レンズ対における光源であるＬＤ２は、正レンズ３等の光軸上の焦点位置に配置されている。

しかし、光源と正レンズの位置関係は、この場合に限らない。
図７に示す実施の形態は、光源２と正レンズ３の位置関係を、正レンズ３の光軸に直交する方向へずらした配置の例である。

図７（ｂ）の如く、ＬＤ２を正レンズ３の焦点面上で光軸ａｘに直交する方向へ「Δ」だけずらすと、正レンズ３からの平行光束（レーザ光）の射出方向が偏向する。

このときの偏向角：θは、正レンズ３の焦点距離：ｆと上記「Δ」とにより、
θ＝ａｒｃｔａｎ（Δ／ｆ）
で定まる。

図７（ａ）に示す例では、同一円周上に配置されて配設された複数のＬＤ２に対して、対応する正レンズの光軸は、集光レンズ４の光軸ＡＸに近づく側にずらされている。

このため、各正レンズ３により偏向されたレーザ光は、光軸ＡＸに向かって近づきつつ集光レンズ４に入射し、それぞれ集光される。

このように正レンズ３による光路の偏向と、集光レンズ４による集光を併用し、ＬＤ２から、ホイールが配置される「共通の集光部」までの距離を短くすることができる。

このような構成では、図１等の実施の形態に比して、集光レンズ４のレンズ径を小さくすることが可能となり、集光レンズ４から「共通の集光部」までの距離も短くなる。

従って、光源装置を「よりコンパクト」に構成できる。

なお、図７（ａ）に示す光学配置では、集光レンズ４に入射する複数の平行光束は、光軸ＡＸに対して傾いている。

このため、個々の平行光束の集光点は、光軸ＡＸから僅かにずれるが、この集光点位置の近傍の集光レンズ４よりの位置の微小面積領域で互いに重なり合う。

従って、ホイールは、この微小面積位置に配置すればよい。

図７に示す実施の形態において、正レンズは、図７に示す正レンズ３に限らず、上に説明した正レンズ３Ａや３Ｂ、３Ｃを用いても良いことは言うまでも無い。

以下に、図５に示した実施の形態におけるレーザ光の分布を説明する。

図８においてＬＤ２を発光させ、「計測位置」で、正レンズ（コリメータレンズ）３から射出した平行光束化されたレーザ光の分布を光線追跡シミュレーションにより計測する。

光源・レンズ対は、図５のように２重の同心円状に配置されている。

シミュレーションの結果を、図９に示す。

なお、ＬＤ２と正レンズ３との配置は、円周状で不等間隔に配置している。

図９に示されたように、各ＬＤ２から放射されるレーザ光の光束断面形状の長軸方向は、配設中心に向かうようにＬＤ２の態位を設定している。

比較例として、ＬＤ２から放射されるレーザ光の光束断面形状の短軸方向が、配設中心に向かうようにした場合の、シミュレーションの結果を、図１０に示す。

なお、光線追跡シミュレーションに用いたソフトウェアはSynopsys.IncのLighTools(64) 7.3.0（商品名）である。

図９に示した光源・レンズ対の配置の場合に、集光レンズによる共通の集光部における照度分布を図１１に示す。

２１個のＬＤから射出されたレーザ光が共通の集光部に集光されている状態である。

この集光状態のｘ方向とｙ方向の断面上の照度分布を図１２に示す。

ｘ、ｙ方向の各断面の照度分布は、略等しく、共に先鋭な分布が得られている。

比較例として、図１０に示すＬＤ配置態位の場合の、集光レンズによる共通の集光部における照度分布を図１３に示す。

図１３の照度分布の、ｘ方向とｙ方向の断面上の照度分布を図１４に示す。

図１４から明らかなように、照度分布は「中央付近で落ち込んで」おり、集光状態が良くないことが分かる。

ＬＤの配置の違いにより、図１２と図１４の如き照度分布の差が生じるのは、集光レンズ４のメリディオナルとサジタルの収差の差によると考えられる。

図１５に「多原色の光源装置」の実施の１形態を説明図的に示す。

説明図であるので、レンズ等の光学系は簡略化して示している。

図１５に、符号１０で示す部分は、図１に示した集光光束用の光源装置であり、共通の集光部には、ホイール５が配置されている。

図１においては、集光レンズ４の光軸に直交するホイール５を示したが、図１４の例では、ホイール５は、集光レンズの光軸に対して傾いている。

光源装置１０に用いられている光源は、前述した「波長：４４０ｎｍ〜４４５ｎｍの青色レーザ光を放射するＬＤ（以下、「青色ＬＤ」とも言う。）」である。

図１５（ｂ）に示すように、ホイール５は、モータ５０に設けられて高速回転されるようになっている。

ホイール５は、図１５（ｃ）に示すように、３つの部分５Ｒ、５Ｇ、５Ｂに分かれている。部分５Ｂは、光源装置１０の光源が放射する青色光を反射する反射面となっている。

また、部分５Ｒは遮光部となっている。部分５Ｇは光透過性である。

ホイール５は、集光レンズの光軸に対して４５度傾き、図１５（ｂ）に示すように、光源装置１０からの青色レーザ光を部分５Ｂで反射して９０度偏向させる。

ホイール５は、例えば、円形状の透明ガラス板の、部分５Ｂに反射膜を蒸着等で形成し、部分５Ｒの部分に遮光膜を蒸着等で形成することで形成できる。

部分５Ｒには、反射防止膜を形成するのが好ましい。

光源装置１０からのレーザ光は、ホイール５の部分５Ｇに入射するときは、ホイールを透過して直進する。また、部分５Ｂに入射するときは反射される。

部分５Ｒに入射するときは遮光される。

図１５に示す「多原色の光源装置」は、集光光束用の光源装置１０とともに、光源装置１０の光源（青色ＬＤ）とは異なる波長の光を放射する光源２０と光源３０とを有する。

図１５において、符号ＬＮ１〜ＬＮ６はレンズ、符号ＤＭ１〜ＤＭ３はダイクロイックミラーを示す。また、符号４０は「ライトトンネル」を示す。

ダイクロイックミラーＤＭ１は「青色光を透過させ、緑色光を反射」する。ダイクロイックミラーＤＭ２は「赤色光を透過させ、緑色光を反射」する。

ダイクロイックミラーＤＭ３は「青色光を透過させ、赤色光と緑色光を反射」する。

光源装置１０の複数の青色ＬＤを発光させると、各青色ＬＤからの青色レーザ光は、ホイール５上に集光する。

青色レーザ光は、ホイール５の部分５Ｂ、５Ｇ、５Ｒに順次に入射する。

部分５Ｂに入射した青色レーザ光は反射され、レーザ光ＬＢとしてレンズＮＬ２、ダイクロイックミラーＤＭ３、レンズＬＮ６を介してライトトンネル４０に入射する。

ホイール５による反射光は発散性であるので、レンズＬＮ２によりレーザ光ＬＢの発散性を抑え、さらにレンズＬＮ６により、ライトトンネル４０の入口部に集光する。

ホイール５の部分５Ｇに入射した青色レーザ光は、透過してレーザ光ＬＢとしてレンズＬＮ１、ダイクロイックミラーＤＭ１、レンズＬＮ３を介して光源２０に入射する。

ホイール５を透過したレーザ光ＬＢも発散性であるので、レンズＬＮ１により発散性を抑え、さらにレンズＬＮ３により光源２０上に集光させる。

光源２０は「緑色蛍光体」であり、集光されたレーザ光ＬＢにより励起されて、緑色の蛍光ＬＧを放射する。

緑色の蛍光ＬＧはレンズＬＮ３を介してダイクロイックミラーＤＭ１に入射して反射される。

反射された蛍光ＬＧは、ＤＭ２、ＤＭ３で順次反射され、レンズＬＮ６により、ライトトンネル４０の入口部に集光される。

光源３０は、赤色光ＬＲを放射する赤色ＬＥＤであり、青色レーザ光がホイール５の部分５Ｒに入射して遮光されるタイミングで発光する。

赤色光ＬＲは、レンズＬＮ５により発散性を抑えられ、ダイクロイックミラーＤＭ２を透過し、ダイクロイックミラーＤＭ３により反射されレンズＬＮ６に入射する。

そして、レンズＬＮ６により、ライトトンネル４０の入口部に集光される。

このようにして、ライトトンネル４０には、青色のレーザ光ＬＢ、緑色の蛍光ＬＧ、赤色光ＬＲが、順次に切り替わりながら入射する。

ライトトンネル４０に順次に入射するレーザ光ＬＢ、蛍光ＬＧ、赤色光ＬＲは、ライトトンネル４０の内部での多数回の反射により、その照度が均一化される。

そして、ライトトンネル４０から射出した上記各色の光は、画像投射装置のライトバルブへ導光されて、ライトバルブに表示された画像を照明する。

図１６は、図１５の「多原色用の光源装置」を用いる画像投射装置の実施の１形態を示す図である。図１５と同一の部分については、図１４におけると同一の符号を付する。

図１５に即して説明したように、各色の光はライトトンネル４０から順次に射出する。

図１６に示すように、ライトトンネル４０から出た光は、リレーレンズＬＬを透過し、２枚の折り返しミラーＭＬ１、ＭＬ２により順次反射されてライトバルブ５０に向かう。

折り返しミラーＭＬ１は平面ミラー、折り返しミラーＭＬ２は「球面ミラー」である。

ライトバルブ５０はＤＭＤ（Digital micromirror device）であり、２次元配列されたマイクロミラーの傾きを個別に制御して、画像を表示する。

表示される画像は、図示されないスクリーン上に投射されるカラー投射画像の３原色：Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色分解画像である。

これら３色の色分解画像は、対応する色の光がライトバルブ５０に照射されるタイミングに併せて切り替えられる。

ライトバルブ５０により反射された各色の光は、投射結像レンズ６０により図示されないスクリーン上に拡大投射される。

３原色：Ｒ、Ｇ、Ｂの各投射画像がスクリーン上で光束に順次に切り替えられることにより、観察者は拡大カラー画像を視認することになる。

上に、図１〜図３を参照して実施の形態を説明した光源装置は「１個の光源２と、この光源２に対向配置される１個の正レンズ３とによる光源・レンズ対」を複数対有する。

光源・レンズ対における正レンズ３は、１方向に長い形状を有する。

複数の光源・レンズ対は、各対における正レンズ３の、少なくとも長手方向に沿うレンズ辺同士が隣接するように、所定の配置に配設される。

そして、個々の光源・レンズ対における光源３が、光束断面形状が楕円形状の光を放射する半導体光源（ＬＤ）である。

この半導体光源（ＬＤ）は、この光源に対向配置される正レンズ３に対して、楕円形状の長軸方向（Ａ方向）が正レンズ３の長手方向となるように態位調整されている。

複数対の光源・レンズ対は、レンズの長手方向が配設中心０に向かうようにして、１重以上の円形状に配置されて配設されている。

また、図４に示す実施の形態では、光源・レンズ対における正レンズ３Ａは、長手方向に沿う２辺が、配設中心０に向かって狭まる非平行な直線状である。

図５、図６に示す実施の形態では、複数対の光源・レンズ対は、レンズの長手方向が配設中心０に向かうようにして、２重の同心円形状に配置されて配設されている。

図６に示す実施の形態の正レンズ３Ｂ、３Ｃは、レンズの長さ方向がレンズ３や３Ａよりも小さく形成されている。

図７の実施の形態では、個々の光源・レンズ対において、正レンズ３の光軸位置に対し、光源２の位置が正レンズ３の長手方向の配設中心０から離れる向きにずらされている。

また、上に説明した各実施の形態において、個々の光源・レンズ対における正レンズ３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃは、コリメータレンズである。

そして、複数の光源・レンズ対の正レンズを通過した光束群を、共通の集光部に集光させる集光レンズ４を有する「集束光束用の光源装置」である。

また、図１５示す「多原色の光源装置」は、集束光束用の光源装置１０とともに、集束光束用の光源装置１０の光源とは異なる波長の光を放射する光源２０、３０を有する。

そして、図１６に示す画像投射装置は、図１７に示す多原色の光源装置を用いた画像投射装置である。

１ ホルダ
２ 光源
３ 正レンズ
４ 集光レンズ
５ ホイール

特開２０１２− ４８８３２号公報 特開２０１２−２１５６３３号公報

Claims (8)

1. １個の光源と、この光源に対向配置される１個のレンズとによる光源・レンズ対を複数対有し、
   前記光源・レンズ対におけるレンズは、１方向に長い形状を有し、
   複数の光源・レンズ対は、各対におけるレンズの、少なくとも長手方向に沿うレンズ辺同士が隣接するように、所定の配置に配設されることを特徴とする光源装置。
2. 請求項１記載の光源装置において、
   個々の光源・レンズ対における光源が、光束断面形状が楕円形状の光を放射する半導体光源であり、この光源に対向配置されるレンズに対して、前記楕円形状の長軸方向が前記レンズの長手方向となるように態位調整されており、
   前記複数対の光源・レンズ対は、レンズの長手方向が配設中心に向かうようにして、１重以上の円形状に配置されて配設されることを特徴とする光源装置。
3. 請求項２記載の光源装置において、
   光源・レンズ対におけるレンズは、長手方向に沿う２辺が、配設中心に向かって狭まる非平行な直線状であることを特徴とする光源装置。
4. 請求項２または３記載の光源装置において、
   個々の光源・レンズ対において、レンズの光軸位置に対し、光源の位置が、該レンズの長手方向の、配設中心から離れる向きにずらされていることを特徴とする光源装置。
5. 請求項２〜４の任意の１に記載の光源装置において、
   個々の光源・レンズ対におけるレンズが、コリメータレンズであることを特徴とする光源装置。
6. 請求項２〜５の任意の１に記載の光源装置において、
   複数の光源・レンズ対のレンズを通過した光束群を、共通の集光部に集光させる集光レンズを有することを特徴とする集束光束用の光源装置。
7. 請求項６記載の集束光束用の光源装置とともに、該集束光束用の光源装置の光源とは異なる波長の光を放射する光源を１以上有することを特徴とする多原色の光源装置。
8. 請求項７に記載の多原色の光源装置を用いた画像投射装置。

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