JP2015090489A - Light source device and projector - Google Patents
Light source device and projector Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015090489A JP2015090489A JP2013231501A JP2013231501A JP2015090489A JP 2015090489 A JP2015090489 A JP 2015090489A JP 2013231501 A JP2013231501 A JP 2013231501A JP 2013231501 A JP2013231501 A JP 2013231501A JP 2015090489 A JP2015090489 A JP 2015090489A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- cylindrical lens
- light source
- lens
- cylindrical
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Projection Apparatus (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Abstract
Description
本発明は、光源装置及びプロジェクターに関するものである。 The present invention relates to a light source device and a projector.
プロジェクターは、光源部から射出される光を、光変調装置で画像情報に応じて変調し、得られた画像を投写レンズによって拡大投写するものである。近年、このようなプロジェクターに用いられる光源装置の光源として、高輝度且つ高出力な光が得られる半導体レーザー(LD)などのレーザー光源が注目されている。 The projector modulates light emitted from the light source unit according to image information with a light modulation device, and enlarges and projects the obtained image with a projection lens. In recent years, a laser light source such as a semiconductor laser (LD) capable of obtaining light with high luminance and high output has attracted attention as a light source of a light source device used in such a projector.
従来、上述のようなレーザー光源から構成された光源装置を備えたプロジェクターでは、複数の球面レンズがアレイ状に配置されたコリメータレンズアレイが用いられている(例えば、下記特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a projector including a light source device composed of a laser light source as described above uses a collimator lens array in which a plurality of spherical lenses are arranged in an array (see, for example, Patent Document 1 below).
しかしながら、上記従来技術においては、アレイ光源を構成する複数の光源のうちいずれかの光源の位置が所定の位置からずれていると、各光源と各コリメータレンズとの光軸合せが困難となるといった問題があった。 However, in the above prior art, if the position of any one of the plurality of light sources constituting the array light source is deviated from a predetermined position, it is difficult to align the optical axes of each light source and each collimator lens. There was a problem.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、光軸合せを容易に行うことが可能な光源装置及びプロジェクターを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a light source device and a projector capable of easily performing optical axis alignment.
本発明の第1態様に従えば、第1の方向に配列された複数の光源と、前記複数の光源からの光が入射する第1のシリンドリカルレンズと、前記第1のシリンドリカルレンズからの光が入射するレンズユニットと、前記レンズユニットを支持する支持部材と、前記支持部材に設けられたガイド部と、を備えた光源装置であって、前記第1のシリンドリカルレンズの母線は前記第1の方向と平行であり、前記レンズユニットは、前記複数の光源各々に対応して設けられた複数のシリンドリカルレンズを備え、前記複数のシリンドリカルレンズ各々の母線は前記第1の方向と交差し、前記複数の光源は第1の発光素子を含み、前記複数のシリンドリカルレンズは、前記第1の発光素子に対応する第2のシリンドリカルレンズを含み、前記第2のシリンドリカルレンズは、前記複数のシリンドリカルレンズのうち前記第2のシリンドリカルレンズと隣り合うシリンドリカルレンズとは独立して、前記第1の発光素子の配置に応じて配置されている光源装置が提供される。 According to the first aspect of the present invention, a plurality of light sources arranged in a first direction, a first cylindrical lens on which light from the plurality of light sources is incident, and light from the first cylindrical lens A light source device comprising an incident lens unit, a support member that supports the lens unit, and a guide portion provided on the support member, wherein the bus of the first cylindrical lens is in the first direction The lens unit includes a plurality of cylindrical lenses provided corresponding to the plurality of light sources, and a generatrix of each of the plurality of cylindrical lenses intersects the first direction, The light source includes a first light emitting element, and the plurality of cylindrical lenses include a second cylindrical lens corresponding to the first light emitting element, and the second serial lens. Dorikarurenzu, said the plurality of cylindrical lenses adjacent to the second cylindrical lens of the cylindrical lens independently, the first light source device which is arranged according to the arrangement of the light emitting device is provided.
第1態様に係る光源装置の構成によれば、第1のシリンドリカルレンズおよび第2のシリンドリカルレンズにより光源から射出された光を平行化することができる。また、各第2のシリンドリカルレンズをそれぞれ第1の方向に移動させることで光源と光軸合せを行うことができる。したがって、複数の光源のそれぞれに対する光軸合せを簡便且つ確実に行う事ができる。 According to the configuration of the light source device according to the first aspect, the light emitted from the light source by the first cylindrical lens and the second cylindrical lens can be collimated. Further, the optical axis alignment with the light source can be performed by moving each second cylindrical lens in the first direction. Therefore, optical axis alignment for each of the plurality of light sources can be performed easily and reliably.
上記第1態様において、前記複数の光源各々から射出される光の最大放射角方向は、前記第1の方向と交差する構成としてもよい。
この構成によれば、第1の方向における光源同士の間隔を小さくすることができる。よって、第1のシリンドリカルレンズを小型化できる。
In the first aspect, the maximum radiation angle direction of the light emitted from each of the plurality of light sources may be configured to intersect the first direction.
According to this configuration, the interval between the light sources in the first direction can be reduced. Therefore, the first cylindrical lens can be reduced in size.
上記第1態様において、前記第2のシリンドリカルレンズは、前記第2のシリンドリカルレンズのレンズ面と垂直な第1の平坦面を有し、前記第2のシリンドリカルレンズは、前記第1の平坦面を介して前記支持部材に支持されている構成としてもよい。
この構成によれば、アライメント時に支持部材に対して第2のシリンドリカルレンズを容易に移動させることができる。
In the first aspect, the second cylindrical lens has a first flat surface perpendicular to a lens surface of the second cylindrical lens, and the second cylindrical lens has the first flat surface. It is good also as a structure supported by the said supporting member via.
According to this configuration, the second cylindrical lens can be easily moved with respect to the support member during alignment.
上記第1態様において、前記第2のシリンドリカルレンズは、前記第2のシリンドリカルレンズのレンズ面と対向する第2の平坦面を有し、前記第2の平坦面は、前記ガイド部と接触している構成としてもよい。
この構成によれば、第2の平坦面がガイド部に沿って移動するので、第2のシリンドリカルレンズを容易に平行移動させることができる。すなわち、第2のシリンドリカルレンズへの光の入射角を一定に保ちながら、第2のシリンドリカルレンズのアラインメントを行うことができる。
この場合において、前記第2の平坦面は、前記第1のシリンドリカルレンズと対向している構成とするのが好ましい。
このようにすれば、ガイド部によって第2のシリンドリカルレンズと第1のシリンドリカルレンズとが所定距離だけ離間した状態に対向配置される。よって、第2のシリンドリカルレンズと第1のシリンドリカルレンズが接触するのを防止できる。
In the first aspect, the second cylindrical lens has a second flat surface facing a lens surface of the second cylindrical lens, and the second flat surface is in contact with the guide portion. It is good also as composition which has.
According to this configuration, since the second flat surface moves along the guide portion, the second cylindrical lens can be easily translated. That is, it is possible to align the second cylindrical lens while keeping the incident angle of the light to the second cylindrical lens constant.
In this case, it is preferable that the second flat surface is configured to face the first cylindrical lens.
In this way, the second cylindrical lens and the first cylindrical lens are arranged to face each other with a predetermined distance apart by the guide portion. Therefore, it can prevent that a 2nd cylindrical lens and a 1st cylindrical lens contact.
上記第1態様において、前記ガイド部は、前記第1のシリンドリカルレンズと前記レンズユニットとの間隔を規定する構成としてもよい。
この構成によれば、ガイド部を第1のシリンドリカルレンズと第2のシリンドリカルレンズとのスペーサとして機能させることができる。
In the first aspect, the guide portion may be configured to define an interval between the first cylindrical lens and the lens unit.
According to this configuration, the guide portion can function as a spacer between the first cylindrical lens and the second cylindrical lens.
上記第1態様において、前記複数の光源を支持する第1の平面をさらに備え、前記第1のシリンドリカルレンズの母線は前記第1の平面と平行である構成としてもよい。
この構成によれば、複数の光源と第1のシリンドリカルレンズとの光軸合せを容易に行うことができる。
この場合において、前記支持部材は、前記レンズユニットを支持する第2の平面を備え、前記第1の平面は前記第2の平面と平行である構成とするのが好ましい。
このようにすれば、複数の光源とレンズユニットとの位置合わせを容易に行うことができる。
The first aspect may further include a first plane that supports the plurality of light sources, and a bus line of the first cylindrical lens may be parallel to the first plane.
According to this configuration, the optical axes of the plurality of light sources and the first cylindrical lens can be easily adjusted.
In this case, it is preferable that the support member includes a second plane that supports the lens unit, and the first plane is parallel to the second plane.
In this way, it is possible to easily align the plurality of light sources and the lens unit.
本発明の第2態様に従えば、照明光を照射する照明装置と、前記照明光を画像情報に応じて変調した画像光を形成する光変調装置と、前記画像光を投射する投射光学系と、を備え、前記照明装置として、上記第1態様に係る光源装置を用いるプロジェクターが提供される。 According to the second aspect of the present invention, an illumination device that emits illumination light, a light modulation device that forms image light obtained by modulating the illumination light according to image information, and a projection optical system that projects the image light And a projector using the light source device according to the first aspect as the illumination device.
第2態様に係るプロジェクターの構成によれば、上述の光源装置を備えるので、本プロジェクター自体も光軸合せを容易に行うことが可能である。 According to the configuration of the projector according to the second aspect, since the light source device described above is provided, the projector itself can easily perform optical axis alignment.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In addition, in the drawings used in the following description, in order to make the features easy to understand, there are cases where the portions that become the features are enlarged for the sake of convenience, and the dimensional ratios of the respective components are not always the same as the actual ones. Absent.
(プロジェクター)
先ず、図1に示すプロジェクター100の一例について説明する。
なお、図1は、このプロジェクター100の概略構成を示す平面図である。
(projector)
First, an example of the
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of the
本実施形態に係るプロジェクターは、スクリーン(被投射面)上にカラー映像(画像)を表示する投射型画像表示装置である。また、このプロジェクター100が備える照明装置の光源として、高輝度・高出力な光が得られる半導体レーザー(LD)などのレーザー光源を用いている。
The projector according to the present embodiment is a projection-type image display device that displays a color image (image) on a screen (projected surface). Further, a laser light source such as a semiconductor laser (LD) that can obtain light with high luminance and high output is used as a light source of an illumination device provided in the
具体的に、プロジェクター100は、照明装置101R,101G,101Bと、光変調装置102R,102G,102Bと、合成光学系103と、投射光学系104と、を備える。
Specifically, the
照明装置101R,101G,101Bは、それぞれが赤色(R),緑色(G),青色(B)の各色に対応したレーザー光(照明光)を射出する。
The
照明装置101R,101G,101B各々は、後述のように光源として赤色(R),緑色(G),青色(B)の各色に対応した半導体レーザーを用いる以外は、基本的に同じ構成を有している。そして、各照明装置101R,101G,101Bは、照明光を各光変調装置102R,102G,102Bに向かって照射する。
Each of the
光変調装置102R,102G,102B各々は、各照明装置101R,101G,101Bからのレーザー光を画像信号に応じてそれぞれ変調し、各色に対応した画像光を形成する。
光変調装置102R,102G,102Bは、液晶ライトバルブ(液晶パネル)からなり、各々は、各色に対応した照明光を画像情報に応じて変調した画像光を形成する。なお、各光変調装置102R,102G,102Bの入射側及び射出側には、偏光板(不図示)が配置されており、特定の方向の直線偏光(例えば、S偏光)の光のみを通過させるようになっている。
Each of the
Each of the
合成光学系103は、各光変調装置102R,102G,102Bからの画像光を合成する。
合成光学系103は、クロスダイクロイックプリズムからなり、各光変調装置102R,102G,102Bからの画像光が入射する。合成光学系103は、各色に対応した画像光を合成し、この合成された画像光を投射光学系104に向かって射出する。
The combining
The combining
投射光学系104は、投射レンズ群からなり、合成光学系103により合成された画像光をスクリーンSCRに向かって拡大投射する。これにより、スクリーンSCR上には、拡大されたカラー映像(画像)が表示される。
The projection
(照明装置)
続いて、照明装置101R,101G,101Bの具体的な構成について説明する。
なお、照明装置101R,101G,101B各々は、上述したように、光源として赤色(R),緑色(G),青色(B)の各色に対応した半導体レーザー(光源)を用いる以外は、基本的に同じ構成である。したがって、以下の説明では、照明装置101Rを例に挙げて、その構成について説明し、照明装置101G,101Bの詳細な説明については省略するものとする。
(Lighting device)
Next, a specific configuration of the
Note that each of the
図2は、照明装置101Rの概略構成を示す平面図であり、図3(a)、(b)は、照明装置においてレーザー光を射出する半導体レーザーの要部構成を示す図である。図4(a),(b)は照明装置101Rにおけるコリメート光学系の詳細構成を示す図であり、図5は、コリメート光学系における光軸のアライメントを説明するための図である。
FIG. 2 is a plan view illustrating a schematic configuration of the
照明装置101Rは、図2に示すように、光源ユニット10と、アフォーカル光学系4と、回折光学素子6と、重畳光学系7と、を備えている。
As shown in FIG. 2, the
光源ユニット10は、複数の固体光源2aを含むアレイ光源2と、各固体光源2aから射出されて入射した光L1を平行光に変換するコリメータ光学系3とを含む。
The
アフォーカル光学系4は、コリメータ光学系3により変換された平行光のサイズ(スポット径)を調整する。回折光学素子6は、回折光L2を重畳光学系7に入射させて、重畳光学系7により重畳された光L3が照明光として光変調装置102Rに照射される。
The afocal
アレイ光源2では、図3(a)に示すように、第1基台21の上面(第1の平面)21a上には、複数の固体光源2aが1列に配置されている。なお、図3(a)では、複数(例えば、7個)の固体光源2aが後述するベース部11の第1基台21上に設置された状態を示している。
In the array
図3(b)に示すように、固体光源2aは、射出される光の光軸方向から視て長手方向W1と短手方向W2とを有する細長い矩形の半導体レーザーである。固体光源2aは、長手方向W1と平行な偏光方向を有する赤色光(直線偏光)L1を射出する。光L1の短手方向W2への拡がりは、光L1の長手方向W1への拡がりよりも大きい。そのため、光Lの断面形状BSは、W2を長手方向とする矩形形状若しくは楕円形状となる。すなわち、各固体光源2a各々から射出される光L1の最大放射角方向は、短手方向W2で規定することができる。本実施形態の場合、固体光源2aの長手方向W1の幅は例えば18μmであり、固体光源2aの短手方向W2の幅は例えば2μmであるが、固体光源2aの形状はこれに限定されない。
As shown in FIG. 3B, the solid-
なお、照明装置101Gにおいて各固体光源2aは、コリメータ光学系3の光入射面に対して緑色光(直線偏光)を射出させ、照明装置101Bにおいて各固体光源2aは、コリメータ光学系3の光入射面に対して青色光(直線偏光)を射出させる。
In the illumination device 101G, each solid
本実施形態において、光源ユニット10は、図4に示すように、アレイ光源2およびコリメータ光学系3と、これらを保持するベース部(支持部材)11と、を有している。以下、図4、5を用いた説明において、XYZ座標系を用いて説明する。図4、5において、X方向は固体光源2aから射出される光L1の光軸の方向を規定し、Y方向とは複数の固体光源2aの配列方向を規定し、Z方向はXZ方向に直交する方向であって鉛直方向を規定する。
In this embodiment, the
ベース部11は、図4(a)、(b)に示すように、第1基台21と第2基台22とを含む。第1基台21は、第2基台22と一体に形成されている。第1基台21の上面(第1の平面)21aおよび第2基台22の上面(第2の平面)22aは水平面を規定するYX平面と平行である。すなわち、上面21aおよび上面22aは互いに平行であり、上面21aは上面22aよりも高い位置に設定されている。第1基台21は、上面21aに配置された固体光源2aから射出される光L1の光軸が、後述する前段シリンドリカルレンズ8の母線8Mと交差するように設計されている。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the
複数の固体光源2aは、各レーザー発光面をYZ平面と平行にした状態でY方向(第1の方向)に沿って第1基台21の上面21aに配列されている。すなわち、本実施形態において、各固体光源2aの発光領域がY方向に沿って配置されている。
The plurality of solid-
本実施形態において、各固体光源2a各々から射出される光L1の最大放射角方向(図3(b)で示した短手方向W2)は、固体光源2aの配列方向(第1の方向)であるY方向と直交(交差)するZ方向となっている。
In the present embodiment, the maximum radiation angle direction (short direction W2 shown in FIG. 3B) of the light L1 emitted from each solid
コリメータ光学系3は、前段シリンドリカルレンズ(第1のシリンドリカルレンズ)8と、レンズユニット9とを含む。前段シリンドリカルレンズ8およびレンズユニット9は、第2基台22の上面22aに接着固定されている。
The collimator
前段シリンドリカルレンズ8は、Y方向に沿う母線8Mと、凸状のシリンドリカル面(レンズ面)8aと、平坦な裏面8bと、を有する。すなわち、前段シリンドリカルレンズ8の母線8Mは、複数の固体光源2aが配置される第1基台21の上面21aと平行である。
The front-stage
前段シリンドリカルレンズ8は、裏面8b(裏面)側を各固体光源2aの発光領域に対向させるように配置される。本実施形態において、前段シリンドリカルレンズ8は、側面が平坦な設置面8cとなっており、該設置面8cが第2基台22の上面22aに固定されることで裏面8bが鉛直方向に沿って配置される。本実施形態では、設置面8cと上面22aとの間にはスペーサ部材30が配置されているが、スペーサ部材30は配置されていなくても良い。スペーサ部材30を設けることによって、光L1の光軸が前段シリンドリカルレンズ8の母線8Mと交差するように、前段シリンドリカルレンズ8の高さを調整することができる。
このような構成に基づき、前段シリンドリカルレンズ8は、母線と直交するZX平面内においてのみレンズ効果を生じさせることで光L1をZX平面内において平行化する。
The front
Based on such a configuration, the front
一方、レンズユニット9は、複数のシリンドリカルレンズ(第2のシリンドリカルレンズ)12を有する。レンズユニット9は、固体光源2aに対応した数のシリンドリカルレンズ12を有する。各シリンドリカルレンズ12は、隣り合う他のシリンドリカルレンズ12とは独立して、固体光源2aの配置に応じて配置されている。
On the other hand, the lens unit 9 includes a plurality of cylindrical lenses (second cylindrical lenses) 12. The lens unit 9 includes a number of
シリンドリカルレンズ12は、その母線12Mが前段シリンドリカルレンズ8の母線方向(Y方向)に交差するように配置される。本実施形態では、母線12Mは前段シリンドリカルレンズ8の母線方向と直交している。すなわち、シリンドリカルレンズ12は、Z方向に沿う母線と、凸状のシリンドリカル面(レンズ面)12aと、平坦面(第2の平坦面)12bを有する。シリンドリカルレンズ12は、平坦面12b(裏面)側を前段シリンドリカルレンズ8のシリンドリカル面8aに対向させるように配置される。本実施形態において、シリンドリカルレンズ12は、側面が平坦な設置面(第1の平坦面)12cとなっており、該設置面12cが第2基台22の上面22aに固定されることで平坦面12bが鉛直方向に沿って配置される。
このような構成に基づき、シリンドリカルレンズ12は、母線と直交するXY平面内においてのみレンズ効果を生じさせることで光L1をXY平面内において平行化する。
The
Based on such a configuration, the
本実施形態において、前段シリンドリカルレンズ8は、スペーサ部材31を介して第1基台21(固体光源2a)との間隔が所定距離に保持された状態で上面22aに接着固定されている。スペーサ部材31は、第2基台22の上面22aであって、第1基台21の側面と前段シリンドリカルレンズ8の裏面8bとの間に配置されている。
In the present embodiment, the front
また、シリンドリカルレンズ12は、スペーサ部材32を介して前段シリンドリカルレンズ8との間隔が所定距離に保持された状態で上面22aに接着固定されている。なお、シリンドリカルレンズ12は、固体光源2aの光軸に対する後述のアライメントが行われた状態で接着固定されている。
Further, the
このように本実施形態に係る光源ユニット10は、固体光源2aから射出された光L1を2つのシリンドリカルレンズを含むコリメータ光学系3によって平行光に変換することが可能である。
Thus, the
続いて、光源ユニット10の組み立て方法について説明する。
まず、第1基台21の上面21aに複数の固体光源2a(アレイ光源2)を設置したベース部11を用意する。続いて、ベース部11の第2基台22の上面22aに前段シリンドリカルレンズ8とレンズユニット9とを仮配置する。このとき、スペーサ部材30、31、32も合わせて配置される。
Then, the assembly method of the
First, the
スペーサ部材30の厚さは、固体光源2aから射出される光L1の光軸と前段シリンドリカルレンズ8とが所定の位置関係になるように調整されている。たとえば、固体光源2aから射出される光L1の光軸が母線8Mと交差するようにスペーサ部材30の厚さが調整されている。本実施形態では、前段シリンドリカルレンズ8の母線8Mが第1基台21の上面21aと平行であるため、複数の固体光源2aと前段シリンドリカルレンズ8との光軸合せが容易である。
The thickness of the
この状態で、シリンドリカルレンズ12のシリンドリカル面12a側に対し、例えば、バネ等の付勢部材を介してレンズ押さえ部材を螺子で押し付けて、前段シリンドリカルレンズ8およびシリンドリカルレンズ12が傾かない状態にする。
In this state, for example, a lens pressing member is pressed against the
ここで、前段シリンドリカルレンズ8は、XZ平面内でのみレンズ効果を生じることから、Y方向において固体光源2aに対するアライメントを考慮する必要が無い。また、本実施形態において、前段シリンドリカルレンズ8は、スペーサ部材31を介して固体光源2aに対する間隔が所定距離に保持されている。そのため、前段シリンドリカルレンズ8は調整時にスペーサ部材(ガイド部材)31に接触した状態でZ方向にガイドされる。よって、前段シリンドリカルレンズ8における固体光源2aに対する位置合わせ(アライメント)は1方向(Z方向)のみを考慮すればよいことから簡便なものとなる。本実施形態では、スペーサ部材31を、前段シリンドリカルレンズ8を移動させる際のガイド部として用いているが、これに限定されず、ガイドとしては上面22aに設けた壁や畝状部でも良い。
Here, since the front
前段シリンドリカルレンズ8のアライメント後、スペーサ部材30、31、32、前段シリンドリカルレンズ8、およびシリンドリカルレンズ12と、ベース部11と、の隙間にUV硬化接着剤を浸透させる。
After the alignment of the front
続いて、各シリンドリカルレンズ12を、例えば、ピンセットなどの道具を用いて、水平方向に独立して動かすことで、固体光源2aから射出されて前段シリンドリカルレンズ8を透過した光L1のスポットが所定の位置に来るように調整する。
Subsequently, by moving each
例えば、シリンドリカルレンズ12を介した光L1をスクリーンSCR上に照射したままでシリンドリカルレンズ12を第2基台22の上面22a上において水平方向(Y方向)に動かす。シリンドリカルレンズ12は、設置面12cが平坦面となっているため、上面22aに対して容易に移動させることができる。本実施形態において、ベース部11は、第2基台22の上面22aと第1基台21の上面21aとが平行となっているので、複数の固体光源2aと各シリンドリカルレンズ12との位置合わせを容易に行うことができる。
For example, the
このとき、図5に示すように、光L1のスポットがスクリーンSCR上で移動する。例えば、スクリーンSCR上にマーキングした位置合わせ用マークMKと比較することで固体光源2aに対するシリンドリカルレンズ12の位置合わせ(アライメント)を行うことができる。例えば、シリンドリカルレンズ12のシリンドリカル面12aから射出される光L1がX方向に沿った平行光に変換される位置に調整する。
At this time, as shown in FIG. 5, the spot of the light L1 moves on the screen SCR. For example, the alignment (alignment) of the
ここで、シリンドリカルレンズ12は、XY平面内でのみレンズ効果を生じることから、Z方向において固体光源2aに対するアライメントを考慮する必要が無い。また、本実施形態において、シリンドリカルレンズ12は、スペーサ部材32を介して前段シリンドリカルレンズ8との間隔が所定距離に保持されている。そのため、シリンドリカルレンズ12は調整時に平坦面12bがスペーサ部材(ガイド部材)32に接触した状態でスムーズにガイドされてアライメントが容易となる。また、アライメント時にスペーサ部材32によってシリンドリカルレンズ12及び前段シリンドリカルレンズ8が接触することが防止される。また、シリンドリカルレンズ12への光L1の入射角を一定に保ったまま、シリンドリカルレンズ12のアライメントを容易に行うことができる。
よって、シリンドリカルレンズ12における固体光源2aに対する位置合わせ(アライメント)は1方向(Y方向)のみを考慮すればよいことから簡便なものとなる。本実施形態では、スペーサ部材32をシリンドリカルレンズ12を移動させる際のガイド部として用いているが、これに限定されず、ガイドとしては上面22aに設けた壁や畝状部でも良い。
Here, since the
Therefore, the alignment (alignment) of the
以上のようにして、固体光源2aに対する前段シリンドリカルレンズ8および各シリンドリカルレンズ12のアライメントが終了した後、上部からUV光を照射し、接着剤を固定する。その後、レンズ押さえ部材、バネ、螺子等を取り外す。なお、レンズ押さえは、接着剤によってシリンドリカルレンズ12に接着されていても良い。
このようにして、本実施形態に係る光源ユニット10の組み立てが完了する。
As described above, after the alignment of the front
In this way, the assembly of the
図2に戻り、アフォーカル光学系4は、レンズ4a,4bから構成されている。回折光学素子6は、計算機合成ホログラム(CGH:Computer Generated Hologram)から構成される。
Returning to FIG. 2, the afocal
回折光学素子6は、入射した光L1を回折することによって、後述する光変調装置102Rに入射する赤色の光(回折光)L1の強度分布を均一化し、且つ、光変調装置102Rに入射する光L1の利用効率を高める機能を有する。
The diffractive optical element 6 diffracts the incident light L1 to uniformize the intensity distribution of red light (diffracted light) L1 incident on the
回折光学素子6は、例えば石英(ガラス)や合成樹脂などの光透過性材料からなる基材の表面に、計算機によって設計された微細な凹凸構造を有する表面レリーフ型のホログラム素子からなる。また、回折光学素子6は、回折現象を利用して入射光の波面を変換する波面変換素子である。特に、位相変調型のCGHでは、入射光波のエネルギーをほとんど失うことなく波面変換が可能である。したがって、CGHは、均一な強度分布や単純な形状の強度分布を発生させることができる。 The diffractive optical element 6 is a surface relief type hologram element having a fine concavo-convex structure designed by a computer on the surface of a base material made of a light transmissive material such as quartz (glass) or synthetic resin. The diffractive optical element 6 is a wavefront conversion element that converts the wavefront of incident light using a diffraction phenomenon. In particular, in the phase modulation type CGH, wavefront conversion is possible with almost no loss of incident light wave energy. Accordingly, CGH can generate a uniform intensity distribution or a simple intensity distribution.
回折素子パターンは、このような微細な凹凸構造からなり、互いに異なる深さで断面視矩形状に形成された複数の凹部と、これら凹部の間に互いに異なる高さで断面視矩形状に形成された凸部とを有する。回折光学素子6では、回折素子パターンにおいて、凹部の幅及び凹部の深さ(凸部の高さ)を含む設計条件を適宜調整することによって、回折素子パターンに所望の拡散機能を持たせることができる。また、回折素子パターンの設定条件を最適化する手法としては、例えば反復フーリエ法などの演算手法を挙げることができる。 The diffraction element pattern has such a fine uneven structure, and is formed with a plurality of recesses formed in a rectangular shape in cross section at different depths, and in a rectangular shape in cross section at different heights between these recesses. And a convex portion. In the diffractive optical element 6, in the diffractive element pattern, the diffractive element pattern can have a desired diffusion function by appropriately adjusting design conditions including the width of the concave portion and the depth of the concave portion (height of the convex portion). it can. Further, as a technique for optimizing the setting conditions of the diffraction element pattern, for example, a calculation technique such as an iterative Fourier method can be cited.
ここで、回折光学素子6には、偏光方向変換素子5から射出された複数の光が入射する。このため、回折光学素子6からは、複数の1次回折光が射出される。また、各1次回折光の主光線は互いに平行である。したがって、本発明では、特に断りがない場合はこれら複数の1次回折光の束を1つの回折光L2として扱うものとする。また、この回折光L2の中心部での主光線の方向は、複数の1次回折光の束の中心を通り、且つ、各1次回折光の主光線と平行な方向とする。 Here, a plurality of light beams emitted from the polarization direction conversion element 5 are incident on the diffractive optical element 6. For this reason, a plurality of first-order diffracted lights are emitted from the diffractive optical element 6. Further, the principal rays of the respective first-order diffracted lights are parallel to each other. Therefore, in the present invention, a bundle of these first-order diffracted lights is handled as one diffracted light L2 unless otherwise specified. The direction of the principal ray at the center of the diffracted light L2 passes through the center of the bundle of the plurality of first-order diffracted lights and is parallel to the principal ray of each first-order diffracted light.
また、回折光学素子6は、配光分布が全体として矩形状を為すと共に、この配光分布のアスペクト比(縦横比)が照明対象(光変調装置の画像形成領域)のアスペクト比(縦横比)と一致するような回折光分布を生成する。これにより、矩形状を為す光変調装置102R,102G,102Bの画像形成領域に対して全体として矩形状を為す照明光を効率的に入射させることができる。
The diffractive optical element 6 has a rectangular light distribution as a whole, and the aspect ratio (aspect ratio) of this light distribution is the aspect ratio (aspect ratio) of the illumination target (image forming area of the light modulation device). A diffracted light distribution that coincides with is generated. Accordingly, the illumination light having a rectangular shape as a whole can be efficiently incident on the image forming regions of the
また、回折光学素子6では、回折光学素子6の入射面6aに対して光L1を垂直に入射させることが好ましい。光L1の光軸方向は、入射面6aと直交している。これにより、上述した回折光L2を得るためのCGHの回折光学設計が容易となる。 Further, in the diffractive optical element 6, it is preferable that the light L <b> 1 is incident perpendicular to the incident surface 6 a of the diffractive optical element 6. The optical axis direction of the light L1 is orthogonal to the incident surface 6a. This facilitates the diffractive optical design of CGH for obtaining the above-described diffracted light L2.
以上のような構成を有する照明装置101Rによれば、コリメータ光学系3と固体光源2aとの光軸合せを行う際、各シリンドリカルレンズ12をそれぞれ第1の方向(シリンドリカルレンズ12の母線と交差する方向)に移動させるだけで行うことができる。したがって、複数の固体光源2aのそれぞれに対する光軸合せを簡便且つ確実に行う事ができる。
According to the illuminating
また、各固体光源2aから射出される光L1の最大放射角方向が固体光源2aの配列方向と直交している。また、前段シリンドリカルレンズ8は、シリンドリカルレンズ12の母線方向において光L1を平行化している。したがって、本実施形態によれば、シリンドリカルレンズ12を小型化することでコスト低減を図ることができる。
Further, the maximum radiation angle direction of the light L1 emitted from each solid
また、回折光学素子6としてCGHを用いることによって、重畳光学系7による収差を小さくしながら、より均一な照度分布(明るさ)を有する照明光を生成することができる。そして、このような照明光を照明対象となる上記光変調装置102Rの画像形成領域に対して効率的に照射することができる。
Further, by using CGH as the diffractive optical element 6, it is possible to generate illumination light having a more uniform illuminance distribution (brightness) while reducing the aberration caused by the superimposing optical system 7. And such illumination light can be efficiently irradiated with respect to the image formation area of the said
したがって、この照明装置101R,101G,101Bをプロジェクター100に適用することによって、プロジェクター100自体も更なる小型化を図りつつ、画像品質に優れた表示を行うことが可能となる。
Therefore, by applying the
本実施形態に係るプロジェクター100では、照明装置101R,101G,101Bの各々から所定の直線偏光の照明光を射出させるため、照明光を光変調装置102R,102G,102Bに確実に入射させることができる。
In the
なお、本発明の一実施形態を例示して説明したが、本発明は上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 In addition, although one embodiment of the present invention has been illustrated and described, the present invention is not necessarily limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. It is.
また、上記実施形態では、3つの光変調装置102R,102G,102Bを備えるプロジェクター100を例示したが、1つの光変調装置でカラー映像(画像)を表示するプロジェクターに適用することも可能である。さらに、光変調装置としては、上述した液晶パネルに限らず、例えばデジタルミラーデバイス(DMD:米国テキサスインツルメンツ社の登録商標)などを用いることもできる。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、回折光学素子6として、表面レリーフ型ホログラム素子を用いたが、体積ホログラム型素子を用いてもよい。また、表面レリーフ型ホログラムと体積ホログラムとの複合型ホログラム素子を用いてもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the surface relief type | mold hologram element was used as the diffractive optical element 6, you may use a volume hologram type element. Further, a composite hologram element of a surface relief hologram and a volume hologram may be used.
2a…固体光源(光源)、8…前段シリンドリカルレンズ(第1のシリンドリカルレンズ)、8M…母線、8a,12a…シリンドリカル面(レンズ面)、8c…設置面(第1の平坦面)、9…レンズユニット、11…ベース部(第1の支持部)、12…シリンドリカルレンズ(第2のシリンドリカルレンズ)、12M…母線、12b…平坦面(第2の平坦面)、12c…設置面(第1の平坦面)、21a…上面(第1の平面)、22a…上面(第2の平面)、31、32…スペーサ部材(ガイド部)、100…プロジェクター、101R,101G,101B…照明装置、104…投写光学系。 2a ... Solid light source (light source), 8 ... Pre-stage cylindrical lens (first cylindrical lens), 8M ... Busbar, 8a, 12a ... Cylindrical surface (lens surface), 8c ... Installation surface (first flat surface), 9 ... Lens unit, 11 ... base portion (first support portion), 12 ... cylindrical lens (second cylindrical lens), 12M ... busbar, 12b ... flat surface (second flat surface), 12c ... installation surface (first Flat surface), 21a ... upper surface (first plane), 22a ... upper surface (second plane), 31, 32 ... spacer member (guide portion), 100 ... projector, 101R, 101G, 101B ... illumination device, 104 ... projection optics.
Claims (9)
前記複数の光源からの光が入射する第1のシリンドリカルレンズと、
前記第1のシリンドリカルレンズからの光が入射するレンズユニットと、
前記レンズユニットを支持する支持部材と、
前記支持部材に設けられたガイド部と、を備えた光源装置であって、
前記第1のシリンドリカルレンズの母線は前記第1の方向と平行であり、
前記レンズユニットは、前記複数の光源各々に対応して設けられた複数のシリンドリカルレンズを備え、
前記複数のシリンドリカルレンズ各々の母線は前記第1の方向と交差し、
前記複数の光源は第1の発光素子を含み、
前記複数のシリンドリカルレンズは、前記第1の発光素子に対応する第2のシリンドリカルレンズを含み、
前記第2のシリンドリカルレンズは、前記複数のシリンドリカルレンズのうち前記第2のシリンドリカルレンズと隣り合うシリンドリカルレンズとは独立して、前記第1の発光素子の配置に応じて配置されていることを特徴とする光源装置。 A plurality of light sources arranged in a first direction;
A first cylindrical lens on which light from the plurality of light sources is incident;
A lens unit on which light from the first cylindrical lens is incident;
A support member for supporting the lens unit;
A light source device comprising a guide portion provided on the support member,
A generatrix of the first cylindrical lens is parallel to the first direction;
The lens unit includes a plurality of cylindrical lenses provided corresponding to the plurality of light sources,
The generatrix of each of the plurality of cylindrical lenses intersects the first direction,
The plurality of light sources includes a first light emitting element,
The plurality of cylindrical lenses include a second cylindrical lens corresponding to the first light emitting element,
The second cylindrical lens is arranged according to the arrangement of the first light emitting element independently of a cylindrical lens adjacent to the second cylindrical lens among the plurality of cylindrical lenses. A light source device.
前記第2のシリンドリカルレンズは、前記第1の平坦面を介して前記支持部材に支持されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の光源装置。 The second cylindrical lens has a first flat surface perpendicular to a lens surface of the second cylindrical lens;
The light source device according to claim 1, wherein the second cylindrical lens is supported by the support member through the first flat surface.
前記第2の平坦面は、前記ガイド部と接触していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の光源装置。 The second cylindrical lens has a second flat surface facing the lens surface of the second cylindrical lens,
The light source device according to claim 1, wherein the second flat surface is in contact with the guide portion.
前記第1のシリンドリカルレンズの母線は前記第1の平面と平行であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の光源装置。 A first plane supporting the plurality of light sources;
The light source device according to claim 1, wherein a generatrix of the first cylindrical lens is parallel to the first plane.
前記第1の平面は前記第2の平面と平行であることを特徴とする請求項7に記載の光源装置。 The support member includes a second plane that supports the lens unit;
The light source device according to claim 7, wherein the first plane is parallel to the second plane.
前記照明光を画像情報に応じて変調して画像光を形成する光変調装置と、
前記画像光を投射する投射光学系と、を備え、
前記照明装置として、請求項1〜8のいずれか一項に記載の光源装置を用いるプロジェクター。 An illumination device that emits illumination light;
A light modulation device that modulates the illumination light according to image information to form image light;
A projection optical system for projecting the image light,
The projector which uses the light source device as described in any one of Claims 1-8 as the said illuminating device.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013231501A JP6318554B2 (en) | 2013-11-07 | 2013-11-07 | Light source device and projector |
US14/525,663 US20150124225A1 (en) | 2013-11-07 | 2014-10-28 | Light source device and projector |
CN201410612711.4A CN104635409B (en) | 2013-11-07 | 2014-11-04 | Light supply apparatus and projector |
EP14192330.0A EP2878985A3 (en) | 2013-11-07 | 2014-11-07 | Light source device and projector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013231501A JP6318554B2 (en) | 2013-11-07 | 2013-11-07 | Light source device and projector |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015090489A true JP2015090489A (en) | 2015-05-11 |
JP6318554B2 JP6318554B2 (en) | 2018-05-09 |
Family
ID=53194012
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013231501A Active JP6318554B2 (en) | 2013-11-07 | 2013-11-07 | Light source device and projector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6318554B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017027903A (en) * | 2015-07-28 | 2017-02-02 | セイコーエプソン株式会社 | Illumination device and projector |
US10057553B2 (en) | 2015-06-19 | 2018-08-21 | Seiko Epson Corporation | Light source device, illumination device, and projector |
JP2018141872A (en) * | 2017-02-28 | 2018-09-13 | セイコーエプソン株式会社 | projector |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06227040A (en) * | 1992-12-07 | 1994-08-16 | Eastman Kodak Co | Multibeam laser printer |
US5844723A (en) * | 1997-04-11 | 1998-12-01 | Blue Sky Research | Laser diode assembly including a carrier-mounted crossed pair of cylindrical microlenses |
JP2003158332A (en) * | 2001-09-10 | 2003-05-30 | Fuji Photo Film Co Ltd | Laser diode array, laser apparatus, synthesized wave laser light source, and light exposure apparatus |
US20030118291A1 (en) * | 2000-12-14 | 2003-06-26 | Brosnan Stephen J. | High brightness laser diode coupling to multimode optical fibers |
EP1372016A2 (en) * | 2002-06-15 | 2003-12-17 | Brocklehurst John Robert | Dynamic shaping of laser beams |
JP2004213003A (en) * | 2002-12-31 | 2004-07-29 | Lg Electron Inc | Optical fiber coupler and its manufacturing method |
JP2004341057A (en) * | 2003-05-13 | 2004-12-02 | Alps Electric Co Ltd | Beam shaping device |
JP2012195064A (en) * | 2011-03-15 | 2012-10-11 | Seiko Epson Corp | Light source device and projector |
JP2013015762A (en) * | 2011-07-06 | 2013-01-24 | Sony Corp | Illumination optical system and image display apparatus |
-
2013
- 2013-11-07 JP JP2013231501A patent/JP6318554B2/en active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06227040A (en) * | 1992-12-07 | 1994-08-16 | Eastman Kodak Co | Multibeam laser printer |
US5844723A (en) * | 1997-04-11 | 1998-12-01 | Blue Sky Research | Laser diode assembly including a carrier-mounted crossed pair of cylindrical microlenses |
US20030118291A1 (en) * | 2000-12-14 | 2003-06-26 | Brosnan Stephen J. | High brightness laser diode coupling to multimode optical fibers |
JP2003158332A (en) * | 2001-09-10 | 2003-05-30 | Fuji Photo Film Co Ltd | Laser diode array, laser apparatus, synthesized wave laser light source, and light exposure apparatus |
EP1372016A2 (en) * | 2002-06-15 | 2003-12-17 | Brocklehurst John Robert | Dynamic shaping of laser beams |
JP2004213003A (en) * | 2002-12-31 | 2004-07-29 | Lg Electron Inc | Optical fiber coupler and its manufacturing method |
JP2004341057A (en) * | 2003-05-13 | 2004-12-02 | Alps Electric Co Ltd | Beam shaping device |
JP2012195064A (en) * | 2011-03-15 | 2012-10-11 | Seiko Epson Corp | Light source device and projector |
JP2013015762A (en) * | 2011-07-06 | 2013-01-24 | Sony Corp | Illumination optical system and image display apparatus |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10057553B2 (en) | 2015-06-19 | 2018-08-21 | Seiko Epson Corporation | Light source device, illumination device, and projector |
JP2017027903A (en) * | 2015-07-28 | 2017-02-02 | セイコーエプソン株式会社 | Illumination device and projector |
JP2018141872A (en) * | 2017-02-28 | 2018-09-13 | セイコーエプソン株式会社 | projector |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6318554B2 (en) | 2018-05-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108351585B (en) | Light source device, illumination device, and projector | |
US10444605B2 (en) | Light source device and projector | |
EP2878985A2 (en) | Light source device and projector | |
US10895803B2 (en) | Illumination device and display unit | |
US11015781B2 (en) | Light source apparatus, light source unit, and image display apparatus | |
JP2017027903A (en) | Illumination device and projector | |
JP2018120672A (en) | Illumination device and projector | |
JP6318554B2 (en) | Light source device and projector | |
JP6318688B2 (en) | Lighting device and projector | |
JP6544520B2 (en) | Lighting device and projector | |
JP2014178693A (en) | Lighting device and display device | |
JP6323072B2 (en) | Lighting device and projector | |
JP2017194494A (en) | Light source device, illumination device, and projector | |
US11709416B2 (en) | Light source device, image display device, and projector | |
US11630382B2 (en) | Optical element, light source device, image display device, and projector | |
JP2019032471A (en) | Luminaire and projector | |
US11204544B2 (en) | Projector | |
JP2022138861A (en) | Light source device and projector | |
JP2021189390A (en) | Illumination device and projector | |
JP2015049461A (en) | Illumination device and projector | |
JP2017116674A (en) | Illumination device and projector | |
JP2015049380A (en) | Projector | |
JP2018097130A (en) | Light source device, illumination device and projector | |
JP2017147195A (en) | Light source device and projector | |
JP6160144B2 (en) | Lighting device and projector |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160913 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170707 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170718 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170915 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180306 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180319 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6318554 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |