JP5914808B2 - 光源装置及び投写型映像表示装置 - Google Patents

光源装置及び投写型映像表示装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5914808B2
JP5914808B2 JP2011279814A JP2011279814A JP5914808B2 JP 5914808 B2 JP5914808 B2 JP 5914808B2 JP 2011279814 A JP2011279814 A JP 2011279814A JP 2011279814 A JP2011279814 A JP 2011279814A JP 5914808 B2 JP5914808 B2 JP 5914808B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
light source
light sources
fast axis
emitted
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.)
Active
Application number
JP2011279814A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2013130692A (ja
Inventor
倫弘 奥田
倫弘 奥田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
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 Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority to JP2011279814A priority Critical patent/JP5914808B2/ja
Priority to CN201210532318.5A priority patent/CN103176340B/zh
Priority to US13/724,378 priority patent/US9063404B2/en
Publication of JP2013130692A publication Critical patent/JP2013130692A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5914808B2 publication Critical patent/JP5914808B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • G03B21/20Lamp housings
    • G03B21/2066Reflectors in illumination beam
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0047Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source
    • G02B19/0052Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source the light source comprising a laser diode
    • G02B19/0057Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source the light source comprising a laser diode in the form of a laser diode array, e.g. laser diode bar
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10Beam splitting or combining systems
    • G02B27/1006Beam splitting or combining systems for splitting or combining different wavelengths
    • G02B27/102Beam splitting or combining systems for splitting or combining different wavelengths for generating a colour image from monochromatic image signal sources
    • G02B27/1026Beam splitting or combining systems for splitting or combining different wavelengths for generating a colour image from monochromatic image signal sources for use with reflective spatial light modulators
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10Beam splitting or combining systems
    • G02B27/12Beam splitting or combining systems operating by refraction only
    • G02B27/126The splitting element being a prism or prismatic array, including systems based on total internal reflection
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10Beam splitting or combining systems
    • G02B27/14Beam splitting or combining systems operating by reflection only
    • G02B27/141Beam splitting or combining systems operating by reflection only using dichroic mirrors
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • G03B21/20Lamp housings
    • G03B21/2006Lamp housings characterised by the light source
    • G03B21/2013Plural light sources
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • G03B21/20Lamp housings
    • G03B21/2006Lamp housings characterised by the light source
    • G03B21/2033LED or laser light sources
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • G03B21/20Lamp housings
    • G03B21/208Homogenising, shaping of the illumination light
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B33/00Colour photography, other than mere exposure or projection of a colour film
    • G03B33/10Simultaneous recording or projection
    • G03B33/12Simultaneous recording or projection using beam-splitting or beam-combining systems, e.g. dichroic mirrors
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141Constructional details thereof
    • H04N9/315Modulator illumination systems
    • H04N9/3152Modulator illumination systems for shaping the light beam
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141Constructional details thereof
    • H04N9/315Modulator illumination systems
    • H04N9/3161Modulator illumination systems using laser light sources
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V13/00Producing particular characteristics or distribution of the light emitted by means of a combination of elements specified in two or more of main groups F21V1/00 - F21V11/00
    • F21V13/02Combinations of only two kinds of elements
    • F21V13/04Combinations of only two kinds of elements the elements being reflectors and refractors
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0938Using specific optical elements
    • G02B27/0994Fibers, light pipes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Description

本発明は、ファスト軸において大きな広がり角を有しており、スロー軸において狭い広がり角を有する光を出射する複数の光源を備える光源装置及び投写型映像表示装置に関する。
従来、2つの軸(ファスト軸及びスロー軸)を有する光を出射する光源(例えば、LD;Laser Diode)が知られている。光源から出射される光は、ファスト軸において大きな広がり角を有しており、スロー軸において狭い広がり角を有している。
このような光源をアレイ状に並べることによって、複数の光源を有する光源装置から出射される光の光量を増大することも提案されている。例えば、光源装置において、複数の光源は、スロー軸に沿って並べられる(例えば、特許文献1)。
特開2006−337923号公報
しかしながら、上述した技術では、エタンデューについて考慮されていない。具体的には、スロー軸におけるエタンデューがファスト軸におけるエタンデューよりも大きい。このように、2つの軸におけるエタンデューのアンバランスが生じると、エタンデューが大きい軸方向のサイズに合わせて、光源の後段に設けられる光学系を設計する必要がある。従って、Fナンバーが小さい光学系が必要となり、レンズの大型化やコストアップを招来させることになる。
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、ファスト軸及びスロー軸におけるエタンデューのアンバランスを解消することを可能とする光源装置及び投写型映像表示装置を提供することを目的とする。
第1の特徴に係る光源装置は、ファスト軸において大きな広がり角を有しており、スロー軸において狭い広がり角を有する光を出射する複数の光源(光源210)と、前記ファスト軸において前記複数の光源から出射される光を平行光化する第1屈折光学素子(第1屈折光学素子220)と、前記スロー軸において前記複数の光源から出射される光を平行光化する第2屈折光学素子(第2屈折光学素子230)とを備える。前記光源は、前記ファスト軸において、前記スロー軸よりも狭い幅を有し、大きな広がり角を有する光を出射するエミッタを有し、前記複数の光源は、N×ylf×θlf≒yls×θls
N:ファスト軸に沿って並べられる光源の数
ylf:ファスト軸におけるエミッタの幅
θlf:ファスト軸においてエミッタから出射される光の広がり角
yls:スロー軸におけるエミッタの幅
θls:スロー軸においてエミッタから出射される光の広がり角
の関係が満たされるように、前記ファスト軸に沿って並べられる。
第1の特徴において、前記ファスト軸に沿って並べられる光源の数は、前記スロー軸に
沿って並べられる光源の数よりも多く、
N×ylf×θlf≒M×yls×θls
の関係が満たされるように、前記複数の光源が配置される
第1の特徴において、光源装置は、前記複数の光源から出射される光を所定方向に向けて反射するミラー群(ミラー240)を備える。前記ミラー群は、前記ファスト軸において前記複数の光源から出射される光束の間隔が狭まるように配置される。
第1の特徴において、前記ミラー群は、前記複数の光源から出射される光の光軸方向において各ミラーがシフトするように配置される。
第1の特徴において、光源装置は、複数の光源ユニット(光源ユニット200P及び光源ユニット200Q)を備える。前記複数の光源ユニットのそれぞれは、前記複数の光源と、前記第1屈折光学素子と、前記第2屈折光学素子と、前記ミラー群とを有する。前記複数の光源ユニットは、互いに対向するように配置される。
第2の特徴に係る投写型映像表示装置は、第1の特徴に係る光源装置と、前記光源装置から出射された光を変調する光変調素子と、前記光変調素子から出射された光を投写面上に投写する投写ユニットとを備える。
本発明によれば、ファスト軸及びスロー軸におけるエタンデューのアンバランスを解消することを可能とする光源装置及び投写型映像表示装置を提供することができる。
図1は、第1実施形態に係る光源210を示す図である。 図2は、第1実施形態に係るファスト軸におけるエタンデューを示す図である。 図3は、第1実施形態に係るスロー軸におけるエタンデューを示す図である。 図4は、第1実施形態に係る光源ユニット200を示す図である。 図5は、変更例1に係る光源ユニット200を示す図である。 図6は、変更例1に係る光源ユニット200を示す図である。 図7は、変更例2に係る光源ユニット200を示す図である。 図8は、変更例2に係る光源ユニット200を示す図である。 図9は、変更例3に係る光源装置を示す図である。 図10は、変更例3に係る光源装置を示す図である。 図11は、第1実施形態に係る投写型映像表示装置100を示す図である。
以下において、本発明の実施形態に係る光源装置及び投写型映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。
ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
[実施形態の概要]
実施形態に係る光源装置は、ファスト軸において大きな広がり角を有しており、スロー軸において狭い広がり角を有する光を出射する複数の光源と、前記ファスト軸において前記複数の光源から出射される光を平行光化する第1屈折光学素子と、前記スロー軸において前記複数の光源から出射される光を平行光化する第2屈折光学素子とを備える。前記複数の光源は、前記ファスト軸に沿って並べられる。
実施形態では、ファスト軸及びスロー軸におけるエタンデューに着目して、複数の光源は、少なくともファスト軸に沿って並べられる。これによって、ファスト軸及びスロー軸におけるエタンデューのアンバランスが解消する。従って、Fナンバーが小さいレンズを用いる必要がなく、複数の光源から出射される光の利用効率が向上する。
[第1実施形態]
(光源)
以下において、第1実施形態に係る光源について説明する。図1は、第1実施形態に係る光源210を示す図である。
図1に示すように、光源210は、エミッタ211を有する。エミッタ211は、ファスト軸においてスロー軸よりも大きな広がり角を有する光を出射する。言い換えると、エミッタ211は、スロー軸においてファスト軸よりも狭い広がり角を有する光を出射する。エミッタ211は、ファスト軸においてスロー軸よりも狭い幅を有する。言い換えると、エミッタ211は、スロー軸においてファスト軸よりも大きな幅を有する。
エタンデューは、一般的に、π・Asinθで表され、共役関係において保存される。すなわち、物面におけるエタンデューと像面におけるエタンデューとは等しい。但し、Aは、エミッタの面積であり、θは、エミッタから出射される光の広がり角である。
ここで、ファスト軸及びスロー軸を分離して考えるために、一次元的なエタンデューを導入すると、一次元的なエタンデューは、√π・ysinθで表される。このような一次元的なエタンデューも、共役関係において保存される。但し、yは、エミッタの幅である。
以下においては、説明を簡略化するために、sinu=uと近似することによって、エミッタの幅y及びエミッタから出射される光の広がり角uについて、以下に示す関係(式1)を導き出すことができる。y及びuの積は、ラグランジュの不変量と呼ばれ、共役関係において略保存される。
この関係について、ファスト軸及びスロー軸に分けて考えると、以下のように表すことができる。
ファスト軸については、図2に示すように、以下の関係(式2)が成り立つ。
スロー軸については、図3に示すように、以下の関係(式3)が成り立つ。
ここで、光源210として、一般的な半導体レーザを用いる場合には、ファスト軸におけるエタンデューは、スロー軸におけるエタンデューに比べて非常に小さい。すなわち、以下の関係(式4)が満たされる。
ypf及びypsは、サイズのオーダーとして略同一のサイズを有するため、光源210から出射される光を光変調素子に照射する場合には、(式2)〜(式4)の関係から、ファスト軸において光変調素子に入射する集光角θpfは、スロー軸において光変調素子に入射する集光角θpsに比べて非常に小さい。このように、ファスト軸及びスロー軸においてエタンデューのアンバランスが生じている場合には、光変調素子から出射される光の全てを投写レンズに取り込むために、広がり角が大きいθlsに対応するFナンバーを有する投写レンズを用いる必要がある。このように、θlsに対応するFナンバーを有する投写レンズを用いると、広がり角が小さいθlfに対して、投写レンズのサイズが余剰になってしまう。
このような課題に対して、第1実施形態では、複数の光源210は、ファスト軸に沿って並べられる。詳細には、N×ylf×θlf≒yls×θls(但し、Nは、ファスト軸に沿って並べられる光源210の数)の関係が満たされるように、複数の光源210が配置される。
或いは、ファスト軸に沿って並べられる光源210の数は、スロー軸に沿って並べられる光源210の数よりも多い。詳細には、N×ylf×θlf≒M×yls×θls(但し、Nは、ファスト軸に沿って並べられる光源210の数、Mは、スロー軸に沿って並べられる光源210の数)の関係が満たされるように、複数の光源210が配置される。
これによって、ファスト軸及びスロー軸においてエタンデューのアンバランスが取れる。すなわち、レンズの大型化やコストアップが抑制される。
(光源装置)
以下において、第1実施形態に係る光源装置について説明する。図4は、第1実施形態に係る光源ユニット200を示す図である。第1実施形態では、光源装置が1つの光源ユニット200によって構成されるケースについて例示する。
図4に示すように、光源ユニット200は、複数の光源210と、複数の第1屈折光学素子220と、複数の第2屈折光学素子230と、複数のミラー240とを有する。
複数の光源210は、少なくともファスト軸に沿って並んでいる。複数の光源210は、スロー軸に沿って並んでいてもよい。但し、ファスト軸に沿って並べられる光源210の数は、スロー軸に沿って並べられる光源210の数よりも多い。
複数の第1屈折光学素子220は、ファスト軸において複数の光源210から出射される光を平行光化する。複数の第1屈折光学素子220は、互いに別体として設けられていてもよく、一体として設けられていてもよい。
複数の第2屈折光学素子230は、スロー軸において複数の光源210から出射される光を平行光化する。複数の第2屈折光学素子230は、互いに別体として設けられていてもよく、一体として設けられていてもよい。
複数のミラー240は、複数の光源210から出射される光を所定方向に向けて反射するミラー群を構成する。複数のミラー240は、ファスト軸において複数の光源210から出射される光束の間隔が狭まるように配置される。言い換えると、複数のミラー240で反射される光束の幅A(ファスト軸における幅)は、複数の光源210から出射される光束の幅B(ファスト軸における幅)よりも狭まる。詳細には、複数のミラー240は、複数の光源210から出射される光の光軸方向において各ミラー240がシフトするように配置される。
このように、ファスト軸において複数の光源210から出射される光束の間隔が狭まるため、ファスト軸においてエタンデューの増大が抑制される。
(作用及び効果)
第1実施形態では、ファスト軸及びスロー軸におけるエタンデューに着目して、複数の光源210は、少なくともファスト軸に沿って並べられる。これによって、ファスト軸及びスロー軸におけるエタンデューのアンバランスが解消する。従って、大きな口径のレンズを用いる必要がなく、複数の光源210から出射される光の利用効率が向上する。
第1実施形態では、複数のミラー240は、ファスト軸において複数の光源210から出射される光束の間隔が狭まるように配置されるように配置される。これによって、ファスト軸においてエタンデューの増大が抑制される。すなわち、複数のミラー240の配置は、ファスト軸及びスロー軸におけるエタンデューのアンバランスの解消に寄与する。
[変更例1]
以下において、第1実施形態の変更例1について説明する。以下においては、第1実施形態に対する相違点について主として説明する。
変更例1では、光源ユニット200は、図5に示すように、ファスト軸に沿って4つの光源210を有する。一方で、各光源210は、図6に示すように、スロー軸に沿って8つのエミッタ211を有するバータイプの半導体レーザである。ここでは、1つの光源210は、スロー軸に沿って複数のエミッタ211を有する。
変更例1では、上述した第1屈折光学素子220及び第2屈折光学素子230は、各エミッタ211から出射される光を平行光化するレンズがスロー軸において一体として設けられた構成(レンズアレイ)を有する。また、第1屈折光学素子220は、第2屈折光学素子230に対して複数の光源210側に設けられる。
変更例1においても、複数のミラー240で反射される光束の幅A(ファスト軸における幅)は、複数の光源210から出射される光束の幅C(スロー軸における幅)と略同様である。すなわち、ファスト軸及びスロー軸におけるエタンデューが揃うように、複数の光源210から出射される光が調整される。
[変更例2]
以下において、第1実施形態の変更例2について説明する。以下においては、第1実施形態に対する相違点について主として説明する。
変更例2では、光源ユニット200は、図7に示すように、ファスト軸に沿って4つの光源210を有する。一方で、各光源210は、図8に示すように、スロー軸に沿って8つのエミッタ211を有する。
ここでは、1つの光源210は、スロー軸に沿って複数のエミッタ211を有する。言い換えると、複数のエミッタ211は、1つのヒートシンク上に設けられる。
変更例2では、上述した第1屈折光学素子220及び第2屈折光学素子230は、各エミッタ211から出射される光を平行光化するレンズがスロー軸において一体として設けられた構成(レンズアレイ)を有する。また、第2屈折光学素子230は、第1屈折光学素子220に対して複数の光源210側に設けられる。
変更例2においても、複数のミラー240で反射される光束の幅A(ファスト軸における幅)は、複数の光源210から出射される光束の幅C(スロー軸における幅)と略同様である。すなわち、ファスト軸及びスロー軸におけるエタンデューが揃うように、複数の光源210から出射される光が調整される。
[変更例3]
以下において、第1実施形態の変更例3について説明する。以下においては、第1実施形態に対する相違点について主として説明する。
変更例3では、図9に示すように、光源装置は、複数の光源ユニット200(光源ユニット200P及び光源ユニット200Q)を有する。
光源ユニット200Pは、複数の光源210Pと、複数の第1屈折光学素子220Pと、複数の第2屈折光学素子230Pと、複数のミラー240Pとを有する。光源ユニット200Qは、複数の光源210Qと、複数の第1屈折光学素子220Qと、複数の第2屈折光学素子230Qと、複数のミラー240Qとを有する。
ここで、光源210P及び光源210Qは、光源210と同様の構成を有する。第1屈折光学素子220P及び第1屈折光学素子220Qは、第1屈折光学素子220と同様の構成を有する。第2屈折光学素子230P及び第2屈折光学素子230Qは、第2屈折光学素子230と同様の構成を有する。ミラー240P及びミラー240Qは、ミラー240と同様の構成を有する。
変更例3において、光源ユニット200P及び光源ユニット200Qは、図9に示すように、互いに対向するように配置される。光源ユニット200P及び光源ユニット200Qは、図10に示すように、スロー軸において互いにシフトした位置に配置される。
変更例3においては、ファスト軸及びスロー軸において光源装置(ここでは、光源ユニット200P及び光源ユニット200Q)から出射される光束の幅(全体の幅)に応じて、ファスト軸において複数の光源210から出射される光束の幅を狭める量が決定されることに留意すべきである。すなわち、ファスト軸及びスロー軸において光源装置(ここでは、光源ユニット200P及び光源ユニット200Q)から出射される光束の幅(全体の幅)に応じて、複数のミラー240(ミラー240P及びミラー240Q)のシフト量が決定される。
[変更例4]
以下において、第1実施形態の変更例4について説明する。以下においては、第1実施形態に対する相違点について主として説明する。
変更例4では、上述した光源装置を用いる投写型映像表示装置について説明する。図11は、変更例4に係る投写型映像表示装置100を示す図である。なお、第1実施形態では、基準映像光として、赤成分光R、緑成分光G及び青成分光Bを用いるケースについて例示する。
図1に示すように、第1に、投写型映像表示装置100は、複数の光源ユニット200(光源ユニット200R、光源ユニット200G及び光源ユニット200B)と、ダイクロイックミラー10と、ダイクロイックミラー20と、ロッドインテグレータ30と、DMD40と、投写ユニット50とを有する。
光源ユニット200Rは、赤成分光Rを出射する。同様に、光源ユニット200Gは、緑成分光Gを出射し、光源ユニット200Bは、青成分光Bを出射する。
ダイクロイックミラー10は、赤成分光Rを透過して、緑成分光Gを反射する。ダイクロイックミラー20は、赤成分光R及び緑成分光Gを透過して、青成分光Bを反射する。
ロッドインテグレータ30は、ガラスなどの透明部材によって構成される中実のロッドである。ロッドインテグレータ30は、光源ユニット200から出射される光を均一化する。なお、ロッドインテグレータ30は、内壁がミラー面によって構成される中空のロッドであってもよい。
DMD40は、光源ユニット200から出射される光を変調する。詳細には、DMD40は、複数の微小ミラーによって構成されており、複数の微小ミラーは可動式である。各微小ミラーは、基本的に1画素に相当する。DMD40は、各微小ミラーの角度を変更することによって、投写ユニット50側に光を反射するか否かを切り替える。
第1実施形態では、DMD40として、DMD40R、DMD40G及びDMD40Bが設けられる。DMD40Rは、赤映像信号Rに基づいて赤成分光Rを変調する。DMD40Gは、緑映像信号Gに基づいて緑成分光Gを変調する。DMD40Bは、青映像信号Bに基づいて青成分光Bを変調する。
投写ユニット50は、DMD40によって変調された映像光を投写面上に投写する。
第2に、投写型映像表示装置100は、必要なレンズ群及びミラー群を有する。レンズ群としては、レンズ114〜レンズ116が設けられており、ミラー群としては、ミラー125が設けられる。
レンズ114は、光源ユニット200のそれぞれから出射される光をロッドインテグレータ30の光入射面に集光する集光レンズである。レンズ115及びレンズ116は、ロッドインテグレータ30から出射される光を各DMD40上に略結像するリレーレンズである。ミラー125は、各色成分光を反射する反射ミラーである。
第3に、投写型映像表示装置100は、必要なプリズム群を有する。プリズム群として、プリズム210、プリズム220、プリズム230、プリズム240及びプリズム250が設けられる。
プリズム210は、透光性部材によって構成されており、面211及び面212を有する。プリズム210(面211)とプリズム250(面251)との間にはエアギャップが設けられており、プリズム210に入射した光が面211に入射する角度(入射角)が全反射角よりも大きいため、プリズム210に入射した光は面211で反射される。一方で、プリズム210(面212)とプリズム220(面221)との間にはエアギャップが設けられるが、面211で反射された光が面212に入射する角度(入射角)が全反射角よりも小さいため、面211で反射された光は面212を透過する。
プリズム220は、透光性部材によって構成されており、面221及び面222を有する。プリズム210(面212)とプリズム220(面221)との間にはエアギャップが設けられており、面222で最初に反射された青成分光B及びDMD40Bから出射された青成分光Bが面221に入射する角度(入射角)が全反射角よりも大きいため、面222で最初に反射された青成分光B及びDMD40Bから出射された青成分光Bは面221で反射される。一方で、面221で反射された後に面222で2回目に反射された青成分光Bが面221に入射する角度(入射角)が全反射角よりも小さいため、面221で反射された後に面222で2回目に反射された青成分光Bは面221を透過する。
面222は、赤成分光R及び緑成分光Gを透過して、青成分光Bを反射するダイクロイックミラー面である。従って、面211で反射された光のうち、赤成分光R及び緑成分光Gは面222を透過し、青成分光Bは面222で反射される。面221で反射された青成分光Bは面222で反射される。
プリズム230は、透光性部材によって構成されており、面231及び面232を有する。プリズム220(面222)とプリズム230(面231)との間にはエアギャップが設けられており、面231を透過して面232で反射された赤成分光R及びDMD40Rから出射された赤成分光Rが再び面231に入射する角度(入射角)が全反射角よりも大きいため、面231を透過して面232で反射された赤成分光R及びDMD40Rから出射された赤成分光Rは面231で反射される。一方で、DMD40Rから出射されて面231で反射された後に面232で反射された赤成分光Rが再び面231に入射する角度(入射角)が全反射角よりも小さいため、DMD40Rから出射されて面231で反射された後に面232で反射された赤成分光Rは面231を透過する。
面232は、緑成分光Gを透過して、赤成分光Rを反射するダイクロイックミラー面である。従って、面231を透過した光のうち、緑成分光Gは面232を透過し、赤成分光Rは面232で反射される。面231で反射された赤成分光Rは面232で反射される。DMD40Gから出射された緑成分光Gは面232を透過する。
プリズム240は、透光性部材によって構成されており、面241を有する。面241は、緑成分光Gを透過するように構成されている。なお、DMD40Gへ入射する緑成分光G及びDMD40Gから出射された緑成分光Gは面241を透過する。
プリズム250は、透光性部材によって構成されており、面251を有する。
言い換えると、青成分光Bは、(1)面211で反射されて、(2)面222で反射されて、(3)面221で反射されて、(4)DMD40Bで反射されて、(5)面221で反射されて、(6)面222で反射されて、(7)面221、面251を透過する。これによって、青成分光Bは、DMD40Bで変調されて、投写ユニット50に導かれる。
赤成分光Rは、(1)面211で反射されて、(2)面212、面221、面222及び面231を透過した上で、面232で反射されて、(3)面231で反射されて、(4)DMD40Rで反射されて、(5)面231で反射されて、(6)面232で反射されて、(7)面231、面232、面221、面212、面211及び面251を透過する。これによって、赤成分光Rは、DMD40Rで変調されて、投写ユニット50に導かれる。
緑成分光Gは、(1)面211で反射されて、(2)面212、面221、面222、面231、面232、面241を透過した上で、DMD40Gで反射されて、(3)面241、面232、面231、面222、面221、面212、面211及び面251を透過する。これによって、緑成分光Gは、DMD40Gで変調されて、投写ユニット50に導かれる。
[その他の実施形態]
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
実施形態では、光変調素子として、3つのDMDが例示されているが、実施形態は、これに限定されるものではない。光変調素子は、1つのDMDであってもよい。或いは、光変調素子は、1つの液晶パネル或いは3つの液晶パネル(赤液晶パネル、緑液晶パネル及び青液晶パネル)であってもよい。液晶パネルは、透過型であってもよく、反射型であってもよい。
実施形態では、複数のミラー240は、ファスト軸及びスロー軸におけるエタンデューが揃うように複数の光源210から出射される光を調整する調整部を構成する。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。具体的には、ファスト軸及びスロー軸において光源装置から出射される光束の幅(全体の幅)が揃うように、光源装置に設けられる複数の光源210が配置されていてもよい。このようなケースにおいては、複数のミラー240が必ずしもシフトしていなくてもよい。すなわち、ファスト軸及びスロー軸におけるエタンデューが揃うように複数の光源210から出射される光を調整する調整部は、複数のミラー240の配置によって構成される。
10…ダイクロイックミラー、20…ダイクロイックミラー、30…ロッドインテグレータ、40…DMD、50…投写ユニット、100…投写型映像表示装置、114〜116…レンズ、125…ミラー、200…光源装置、210…光源、211…エミッタ、220…第1屈折光学素子、230…第2屈折光学素子、240…ミラー

Claims (6)

  1. ファスト軸において大きな広がり角を有しており、スロー軸において狭い広がり角を有する光を出射する複数の光源と、前記ファスト軸において前記複数の光源から出射される光を平行光化する第1屈折光学素子と、前記スロー軸において前記複数の光源から出射される光を平行光化する第2屈折光学素子とを備えた光源装置であって、
    前記光源は、前記ファスト軸において、前記スロー軸よりも狭い幅を有し、大きな広がり角を有する光を出射するエミッタを有し、
    前記複数の光源は、
    N×ylf×θlf≒yls×θls
    N:ファスト軸に沿って並べられる光源の数
    ylf:ファスト軸におけるエミッタの幅
    θlf:ファスト軸においてエミッタから出射される光の広がり角
    yls:スロー軸におけるエミッタの幅
    θls:スロー軸においてエミッタから出射される光の広がり角
    の関係が満たされるように、前記ファスト軸に沿って並べられることを特徴とする光源装置。
  2. 前記ファスト軸に沿って並べられる光源の数は、前記スロー軸に沿って並べられる光源の数よりも多く、
    N×ylf×θlf≒M×yls×θls
    の関係が満たされるように、前記複数の光源が配置されることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
  3. 前記複数の光源から出射される光を所定方向に向けて反射するミラー群を備え、
    前記ミラー群は、前記ファスト軸において前記複数の光源から出射される光束の間隔が狭まるように配置されることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
  4. 前記ミラー群は、前記複数の光源から出射される光の光軸方向において各ミラーがシフトするように配置されることを特徴とする請求項3に記載の光源装置。
  5. 複数の光源ユニットを備え、
    前記複数の光源ユニットのそれぞれは、前記複数の光源と、前記第1屈折光学素子と、前記第2屈折光学素子と、前記ミラー群とを有しており、
    前記複数の光源ユニットは、互いに対向するように配置されることを特徴とする請求項3に記載の光源装置。
  6. 請求項1に記載の光源装置と、前記光源装置から出射された光を変調する光変調素子と、前記光変調素子から出射された光を投写面上に投写する投写ユニットとを備える投写型映像表示装置。
JP2011279814A 2011-12-21 2011-12-21 光源装置及び投写型映像表示装置 Active JP5914808B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011279814A JP5914808B2 (ja) 2011-12-21 2011-12-21 光源装置及び投写型映像表示装置
CN201210532318.5A CN103176340B (zh) 2011-12-21 2012-12-11 光源装置和投影型图像显示装置
US13/724,378 US9063404B2 (en) 2011-12-21 2012-12-21 Laser light source and projection device having first and second refractive parallelizing elements

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011279814A JP5914808B2 (ja) 2011-12-21 2011-12-21 光源装置及び投写型映像表示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013130692A JP2013130692A (ja) 2013-07-04
JP5914808B2 true JP5914808B2 (ja) 2016-05-11

Family

ID=48636310

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011279814A Active JP5914808B2 (ja) 2011-12-21 2011-12-21 光源装置及び投写型映像表示装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9063404B2 (ja)
JP (1) JP5914808B2 (ja)
CN (1) CN103176340B (ja)

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104868362A (zh) 2011-10-11 2015-08-26 深圳市光峰光电技术有限公司 光源***与激光光源
US8891579B1 (en) 2011-12-16 2014-11-18 Nlight Photonics Corporation Laser diode apparatus utilizing reflecting slow axis collimators
CN105158913B (zh) * 2013-05-13 2019-06-21 深圳光峰科技股份有限公司 激光光源、波长转换光源、合光光源及投影***
US9705289B2 (en) 2014-03-06 2017-07-11 Nlight, Inc. High brightness multijunction diode stacking
WO2015134931A1 (en) 2014-03-06 2015-09-11 Nlight Photonics Corporation High brightness multijunction diode stacking
US11067885B2 (en) * 2014-04-04 2021-07-20 Barco Nv Laser projection illumination system
EP2933886B1 (en) * 2014-04-16 2019-08-28 DirectPhotonics Industries GmbH Laser beam generating device and method for adjusting a wavelength of a laser beam
CA3238721A1 (en) * 2014-08-14 2016-02-18 Mtt Innovation Incorporated Multiple-laser light source
JP6072177B2 (ja) * 2014-09-30 2017-02-01 キヤノン株式会社 光学ユニット、光学装置およびこれを用いた光源装置、投射型表示装置
JP6582487B2 (ja) 2015-03-27 2019-10-02 セイコーエプソン株式会社 光源装置、照明装置、およびプロジェクター
DE102015105807A1 (de) * 2015-04-16 2016-10-20 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronische Leuchtvorrichtung
US10761276B2 (en) 2015-05-15 2020-09-01 Nlight, Inc. Passively aligned crossed-cylinder objective assembly
CN104950561B (zh) * 2015-06-26 2016-08-17 西安域视光电科技有限公司 一种用于激光显示的半导体激光光源模组
KR102589283B1 (ko) * 2015-12-08 2023-10-16 한국전기연구원 거울을 이용한 다중 광원 기판
WO2017143089A1 (en) 2016-02-16 2017-08-24 Nlight, Inc. Passively aligned single element telescope for improved package brightness
CN109075524B (zh) 2016-03-18 2021-09-03 恩耐公司 用以提高亮度的光谱复用二极管泵浦模块
CN105607402A (zh) * 2016-03-21 2016-05-25 北京为世联合科技有限公司 一种投影显示集成激光光源
WO2017163793A1 (ja) * 2016-03-25 2017-09-28 パナソニックIpマネジメント株式会社 プロジェクタ
US20190162975A1 (en) * 2016-08-26 2019-05-30 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Laser module
US10283939B2 (en) 2016-12-23 2019-05-07 Nlight, Inc. Low cost optical pump laser package
US10763640B2 (en) 2017-04-24 2020-09-01 Nlight, Inc. Low swap two-phase cooled diode laser package
JP6636062B2 (ja) * 2018-01-11 2020-01-29 三菱電機株式会社 レーザ合成光学装置
CN110082998A (zh) * 2018-01-25 2019-08-02 深圳光峰科技股份有限公司 激光合光装置及显示设备
US10833482B2 (en) 2018-02-06 2020-11-10 Nlight, Inc. Diode laser apparatus with FAC lens out-of-plane beam steering
CN208780976U (zh) 2018-09-25 2019-04-23 中强光电股份有限公司 光源装置及投影设备
CN109164668A (zh) * 2018-09-30 2019-01-08 青岛海信激光显示股份有限公司 一种激光光源及激光投影***
CN111487841B (zh) * 2019-01-29 2021-11-16 中强光电股份有限公司 光源装置及投影设备
JP6973457B2 (ja) * 2019-09-20 2021-12-01 セイコーエプソン株式会社 プロジェクター
WO2021108054A1 (en) * 2019-11-29 2021-06-03 Cymer, Llc Apparatus for and methods of combining multiple laser beams
DE102020118421B4 (de) 2020-07-13 2023-08-03 Focuslight Technologies Inc. Laservorrichtung
US11982441B1 (en) * 2021-02-25 2024-05-14 Nichia Corporation Light-emitting module
CN113203078A (zh) * 2021-05-18 2021-08-03 深圳市皓龙激光设备有限公司 一种光源整形调节***

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6240116B1 (en) * 1997-08-14 2001-05-29 Sdl, Inc. Laser diode array assemblies with optimized brightness conservation
DE19800590B4 (de) 1998-01-09 2005-12-01 Jenoptik Ag Optische Anordnung zur Symmetrierung der Strahlung eines oder mehrerer übereinander angeordneter Hochleistungsdiodenlaser
JP3585097B2 (ja) * 1998-06-04 2004-11-04 セイコーエプソン株式会社 光源装置,光学装置および液晶表示装置
US6594299B1 (en) * 1998-11-12 2003-07-15 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor laser light emitting apparatus and solid-state laser rod pumping module
US6462883B1 (en) * 2000-08-23 2002-10-08 Apollo Instruments Inc. Optical coupling systems
JP2003031872A (ja) * 2001-07-19 2003-01-31 Ricoh Co Ltd レーザ照明装置およびこれを用いた画像表示装置
US6700709B1 (en) * 2002-03-01 2004-03-02 Boston Laser Inc. Configuration of and method for optical beam shaping of diode laser bars
US7010194B2 (en) * 2002-10-07 2006-03-07 Coherent, Inc. Method and apparatus for coupling radiation from a stack of diode-laser bars into a single-core optical fiber
JP2004186233A (ja) * 2002-11-29 2004-07-02 Toshiba Corp 半導体レーザ装置、半導体レーザの制御方法、映像表示装置
US7006549B2 (en) * 2003-06-11 2006-02-28 Coherent, Inc. Apparatus for reducing spacing of beams delivered by stacked diode-laser bars
US6993059B2 (en) * 2003-06-11 2006-01-31 Coherent, Inc. Apparatus for reducing spacing of beams delivered by stacked diode-laser bars
TWI227791B (en) * 2003-10-06 2005-02-11 Delta Electronics Inc Reflective projection display system
JP2006171348A (ja) * 2004-12-15 2006-06-29 Nippon Steel Corp 半導体レーザ装置
KR100677551B1 (ko) * 2005-01-05 2007-02-02 삼성전자주식회사 Led 패키지, 조명계 및 이를 채용한 프로젝션 시스템
JP2006337923A (ja) 2005-06-06 2006-12-14 Sony Corp 光源、製造方法、光学装置、画像生成装置、および画像表示装置
US7769068B2 (en) * 2006-05-31 2010-08-03 University Of New Hampshire Spectral-narrowing diode laser array system
US7680170B2 (en) * 2006-06-15 2010-03-16 Oclaro Photonics, Inc. Coupling devices and methods for stacked laser emitter arrays
CN1933266A (zh) * 2006-09-29 2007-03-21 清华大学 一种激光阵列器件
JP4144642B2 (ja) * 2006-10-30 2008-09-03 ソニー株式会社 レーザ光源装置及びこれを用いた画像生成装置
CN100460977C (zh) * 2007-01-05 2009-02-11 北京工业大学 实现大功率激光二极管堆光束整形的装置
JP4901656B2 (ja) * 2007-09-04 2012-03-21 三洋電機株式会社 照明装置および投写型映像表示装置
CN101144909A (zh) * 2007-10-25 2008-03-19 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种面阵半导体激光器的光束整形装置
US8033666B2 (en) * 2009-05-28 2011-10-11 Eastman Kodak Company Beam alignment system using arrayed light sources
JP4711155B2 (ja) * 2009-06-30 2011-06-29 カシオ計算機株式会社 光源装置及びプロジェクタ
CN102156352B (zh) * 2011-03-30 2014-09-03 青岛海信电器股份有限公司 光束整形方法和装置及激光显示光源模组和设备
CN102147563A (zh) * 2011-03-30 2011-08-10 青岛海信电器股份有限公司 激光投影光源模块及其光束整形方法、激光显示设备
CN102141683B (zh) * 2011-03-30 2014-08-27 青岛海信电器股份有限公司 光束整形方法和装置及激光显示光源模组和设备
CN102401949A (zh) * 2011-12-02 2012-04-04 北京工业大学 一种平台式折转反射单管半导体激光器光纤耦合模块

Also Published As

Publication number Publication date
US9063404B2 (en) 2015-06-23
JP2013130692A (ja) 2013-07-04
CN103176340A (zh) 2013-06-26
US20130162956A1 (en) 2013-06-27
CN103176340B (zh) 2016-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5914808B2 (ja) 光源装置及び投写型映像表示装置
JP6072817B2 (ja) 光源装置及び投写型映像表示装置
US9664990B2 (en) Illumination apparatus and projection-type image display apparatus having the same
US9519204B2 (en) Light source apparatus used in a projection type image display apparatus
US9648291B2 (en) Light source device and projection type image display device
JP5923733B2 (ja) 光源装置及び投写型映像表示装置
JP6421930B2 (ja) 照明装置及び投写型映像表示装置
JP2013114229A (ja) 光源装置及び投写型映像表示装置
JP6229972B2 (ja) 照明装置
JP2012078488A (ja) 光源装置及び投写型映像表示装置
JP6244558B2 (ja) 光源装置及び投写型映像表示装置
JP2013228607A5 (ja)
US20180149955A1 (en) Illumination device and projector
US9891514B2 (en) Light source apparatus and projection display apparatus
US11156910B2 (en) Projection display apparatus including a reflection device including reflection regions and transmission regions
JP6330147B2 (ja) 光源装置及び投写型映像表示装置
US9874805B2 (en) Light source apparatus and projection display apparatus
US9175826B2 (en) Illuminating unit and display
JP6284098B2 (ja) 照明装置
US10690931B2 (en) Light source device and projection display apparatus
JP5991389B2 (ja) 照明装置及びプロジェクター
JP2013072901A (ja) 光源装置及び投写型映像表示装置
US11054731B2 (en) Light source device and projection type display apparatus
JP2017211603A (ja) 光源装置及び投写型映像表示装置
JP6290369B2 (ja) 投写型映像表示装置および光源装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20141008

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20141107

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20141114

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150714

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150715

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150909

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: 20160105

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160203

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5914808

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151