JP6318554B2 - Light source device and projector - Google Patents

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).

特開２０１２−１１８２２０号公報JP2012-118220A

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スペーサ部材を含み、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おり、前記第２のシリンドリカルレンズは、シリンドリカル面からなるレンズ面と、前記レンズ面に交差する側面である第１の平坦面と、前記レンズ面に対向する第２の平坦面とを有し、前記第２のシリンドリカルレンズは、前記第１の平坦面が前記支持部材に接触するとともに、前記第２の平坦面が前記第１のシリンドリカルレンズに対向するように、前記支持部材上に配置され、前記第２の平坦面の一部が前記スペーサ部材に接触した状態で、前記第２のシリンドリカルレンズが前記支持部材に固定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 including an incident lens unit, a support member that supports the lens unit, and a guide portion provided on the support member, wherein the guide portion includes the first cylindrical lens and the lens. A spacer member for defining a distance from the unit, wherein a bus line of the first cylindrical lens is parallel to the first direction, and the lens unit includes a plurality of light sources provided corresponding to each of the plurality of light sources. A cylindrical lens, wherein a bus line of each of the plurality of cylindrical lenses intersects the first direction, the plurality of light sources includes a first light emitting element, The cylindrical lens includes a second cylindrical lens corresponding to the first light emitting element, and the second cylindrical lens is a cylindrical lens adjacent to the second cylindrical lens among the plurality of cylindrical lenses. Independently , the second cylindrical lens is arranged according to the arrangement of the first light emitting element, and the second cylindrical lens includes a lens surface formed of a cylindrical surface and a first flat surface which is a side surface intersecting the lens surface. And a second flat surface facing the lens surface, wherein the second cylindrical lens has the first flat surface in contact with the support member and the second flat surface is the first flat surface. 1 is arranged on the support member so as to face the cylindrical lens 1 and a part of the second flat surface is in contact with the spacer member. In state, the second light source cylindrical lens is fixed to the support member 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.

本実施形態に係るプロジェクターの概略構成を示す平面図である。It is a top view which shows schematic structure of the projector which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る照明装置の概略構成を示す平面図である。It is a top view which shows schematic structure of the illuminating device which concerns on this embodiment. （ａ）、（ｂ）は半導体レーザーの要部構成を示す図である。(A), (b) is a figure which shows the principal part structure of a semiconductor laser. （ａ），（ｂ）はコリメート光学系の詳細構成を示す図である。(A), (b) is a figure which shows the detailed structure of a collimating optical system. コリメート光学系における光軸のアライメント動作の説明図である。It is explanatory drawing of the alignment operation | movement of the optical axis in a collimating optical system.

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 projector 100 shown in FIG. 1 will be described.
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of the projector 100.

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 projector 100.

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 projector 100 includes illumination devices 101R, 101G, and 101B, light modulation devices 102R, 102G, and 102B, a combining optical system 103, and a projection optical system 104.

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 illumination devices 101R, 101G, and 101B each emit laser light (illumination light) corresponding to each color of red (R), green (G), and blue (B).

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 illumination devices 101R, 101G, and 101B has basically the same configuration except that semiconductor lasers corresponding to the colors of red (R), green (G), and blue (B) are used as light sources as described later. ing. And each illuminating device 101R, 101G, 101B irradiates illumination light toward each light modulation device 102R, 102G, 102B.

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 light modulation devices 102R, 102G, and 102B modulates the laser light from each of the lighting devices 101R, 101G, and 101B according to an image signal, and forms image light corresponding to each color.
Each of the light modulation devices 102R, 102G, and 102B includes a liquid crystal light valve (liquid crystal panel), and each forms image light obtained by modulating illumination light corresponding to each color according to image information. Note that polarizing plates (not shown) are arranged on the incident side and the emission side of each of the light modulation devices 102R, 102G, and 102B, and allow only linearly polarized light (for example, S-polarized light) in a specific direction to pass therethrough. It is like that.

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 optical system 103 combines the image light from each of the light modulation devices 102R, 102G, and 102B.
The combining optical system 103 includes a cross dichroic prism, and image light from each of the light modulation devices 102R, 102G, and 102B is incident thereon. The combining optical system 103 combines the image light corresponding to each color and emits the combined image light toward the projection optical system 104.

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 optical system 104 includes a projection lens group, and enlarges and projects the image light combined by the combining optical system 103 toward the screen SCR. Thereby, an enlarged color video (image) is displayed on the screen SCR.

（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 lighting devices 101R, 101G, and 101B will be described.
Note that each of the illumination devices 101R, 101G, and 101B is basically the same as described above except that a semiconductor laser (light source) corresponding to each color of red (R), green (G), and blue (B) is used as a light source. The same configuration. Therefore, in the following description, the configuration of the lighting device 101R will be described as an example, and the detailed description of the lighting devices 101G and 101B will be omitted.

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 illumination device 101R, and FIGS. 3A and 3B are diagrams illustrating a configuration of a main part of a semiconductor laser that emits laser light in the illumination device. 4A and 4B are diagrams showing a detailed configuration of the collimating optical system in the illumination apparatus 101R, and FIG. 5 is a diagram for explaining alignment of the optical axis in the collimating optical system.

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 illumination device 101R includes a light source unit 10, an afocal optical system 4, a diffractive optical element 6, and a superimposing optical system 7.

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 light source unit 10 includes an array light source 2 including a plurality of solid light sources 2a, and a collimator optical system 3 that converts incident light L1 emitted from each solid light source 2a into parallel light.

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 optical system 4 adjusts the size (spot diameter) of the parallel light converted by the collimator optical system 3. The diffractive optical element 6 causes the diffracted light L2 to enter the superimposing optical system 7, and the light L3 superimposed by the superimposing optical system 7 is irradiated to the light modulation device 102R as illumination light.

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 light source 2, as shown in FIG. 3A, a plurality of solid light sources 2 a are arranged in a row on the upper surface (first plane) 21 a of the first base 21. FIG. 3A shows a state in which a plurality of (for example, seven) solid light sources 2a are installed on a first base 21 of the base portion 11 described later.

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-state light source 2a is an elongated rectangular semiconductor laser having a longitudinal direction W1 and a lateral direction W2 when viewed from the optical axis direction of emitted light. The solid light source 2a emits red light (linearly polarized light) L1 having a polarization direction parallel to the longitudinal direction W1. The spread of the light L1 in the short direction W2 is larger than the spread of the light L1 in the longitudinal direction W1. Therefore, the cross-sectional shape BS of the light L has a rectangular shape or an elliptical shape with W2 as the longitudinal direction. That is, the maximum radiation angle direction of the light L1 emitted from each solid light source 2a can be defined by the short direction W2. In the present embodiment, the width of the solid light source 2a in the longitudinal direction W1 is, for example, 18 μm, and the width of the solid light source 2a in the short direction W2 is, for example, 2 μm, but the shape of the solid light source 2a is not limited to this.

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 light source 2a emits green light (linearly polarized light) to the light incident surface of the collimator optical system 3, and in the illumination device 101B, each solid light source 2a emits light from the collimator optical system 3. Blue light (linearly polarized light) is emitted to the surface.

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 light source unit 10 has the array light source 2 and the collimator optical system 3, and the base part (support member) 11 holding these, as shown in FIG. Hereinafter, the description using FIGS. 4 and 5 will be made using the XYZ coordinate system. 4 and 5, the X direction defines the direction of the optical axis of the light L1 emitted from the solid light source 2a, the Y direction defines the arrangement direction of the plurality of solid light sources 2a, and the Z direction is orthogonal to the XZ direction. The vertical direction is defined.

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 base portion 11 includes a first base 21 and a second base 22. The first base 21 is formed integrally with the second base 22. The upper surface (first plane) 21a of the first base 21 and the upper surface (second plane) 22a of the second base 22 are parallel to the YX plane that defines the horizontal plane. That is, the upper surface 21a and the upper surface 22a are parallel to each other, and the upper surface 21a is set at a position higher than the upper surface 22a. The first base 21 is designed so that the optical axis of the light L1 emitted from the solid-state light source 2a disposed on the upper surface 21a intersects the bus 8M of the front cylindrical lens 8 described later.

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-state light sources 2a are arranged on the upper surface 21a of the first base 21 along the Y direction (first direction) with each laser light emitting surface parallel to the YZ plane. That is, in this embodiment, the light emission area | region of each solid light source 2a is arrange | positioned along the Y direction.

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 light source 2a is the arrangement direction (first direction) of the solid light sources 2a. The Z direction is orthogonal to (intersects) a certain Y direction.

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 optical system 3 includes a front cylindrical lens (first cylindrical lens) 8 and a lens unit 9. The front cylindrical lens 8 and the lens unit 9 are bonded and fixed to the upper surface 22 a of the second base 22.

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 cylindrical lens 8 has a generatrix 8M along the Y direction, a convex cylindrical surface (lens surface) 8a, and a flat back surface 8b. That is, the bus 8M of the front cylindrical lens 8 is parallel to the upper surface 21a of the first base 21 on which the plurality of solid light sources 2a are arranged.

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 cylindrical lens 8 is arranged so that the back surface 8b (back surface) side faces the light emitting region of each solid-state light source 2a. In the present embodiment, the front cylindrical lens 8 has an installation surface 8c having a flat side surface, and the installation surface 8c is fixed to the upper surface 22a of the second base 22 so that the back surface 8b is along the vertical direction. Be placed. In the present embodiment, the spacer member 30 is disposed between the installation surface 8c and the upper surface 22a, but the spacer member 30 may not be disposed. By providing the spacer member 30, the height of the front cylindrical lens 8 can be adjusted so that the optical axis of the light L <b> 1 intersects with the bus 8 </ b> M of the front cylindrical lens 8.
Based on such a configuration, the front cylindrical lens 8 collimates the light L1 in the ZX plane by generating a lens effect only in the ZX plane orthogonal to the generatrix.

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 cylindrical lenses 12 corresponding to the solid light sources 2a. Each cylindrical lens 12 is arranged in accordance with the arrangement of the solid light source 2a independently of the other adjacent cylindrical lenses 12.

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 cylindrical lens 12 is disposed such that its bus 12M intersects the bus direction (Y direction) of the preceding cylindrical lens 8. In the present embodiment, the bus 12 </ b> M is orthogonal to the bus direction of the front cylindrical lens 8. That is, the cylindrical lens 12 has a generatrix along the Z direction, a convex cylindrical surface (lens surface) 12a, and a flat surface (second flat surface) 12b. The cylindrical lens 12 is disposed so that the flat surface 12b (back surface) side faces the cylindrical surface 8a of the preceding cylindrical lens 8. In the present embodiment, the cylindrical lens 12 has a flat installation surface (first flat surface) 12c on the side surface, and the installation surface 12c is fixed to the upper surface 22a of the second base 22 so as to be a flat surface. 12b is arranged along the vertical direction.
Based on such a configuration, the cylindrical lens 12 collimates the light L1 in the XY plane by causing a lens effect only in the XY plane orthogonal to the generatrix.

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 cylindrical lens 8 is bonded and fixed to the upper surface 22a with the distance from the first base 21 (solid light source 2a) being held at a predetermined distance via the spacer member 31. The spacer member 31 is the upper surface 22 a of the second base 22 and is disposed between the side surface of the first base 21 and the rear surface 8 b of the front cylindrical lens 8.

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 cylindrical lens 12 is bonded and fixed to the upper surface 22a in a state in which the distance from the preceding cylindrical lens 8 is held at a predetermined distance via the spacer member 32. The cylindrical lens 12 is bonded and fixed in a state where the alignment described later with respect to the optical axis of the solid light source 2a is performed.

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 light source unit 10 according to the present embodiment can convert the light L1 emitted from the solid light source 2a into parallel light by the collimator optical system 3 including two cylindrical lenses.

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 light source unit 10 is demonstrated.
First, the base unit 11 having a plurality of solid light sources 2a (array light sources 2) installed on the upper surface 21a of the first base 21 is prepared. Subsequently, the front cylindrical lens 8 and the lens unit 9 are temporarily disposed on the upper surface 22 a of the second base 22 of the base portion 11. At this time, the spacer members 30, 31, 32 are also arranged.

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 spacer member 30 is adjusted so that the optical axis of the light L1 emitted from the solid light source 2a and the front cylindrical lens 8 have a predetermined positional relationship. For example, the thickness of the spacer member 30 is adjusted so that the optical axis of the light L1 emitted from the solid light source 2a intersects the bus 8M. In the present embodiment, since the bus 8M of the front cylindrical lens 8 is parallel to the upper surface 21a of the first base 21, the optical axes of the plurality of solid light sources 2a and the front cylindrical lens 8 can be easily aligned.

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 cylindrical surface 12a side of the cylindrical lens 12 with a screw through a biasing member such as a spring so that the front cylindrical lens 8 and the cylindrical lens 12 are not tilted.

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 cylindrical lens 8 produces a lens effect only in the XZ plane, it is not necessary to consider alignment with the solid-state light source 2a in the Y direction. In the present embodiment, the front cylindrical lens 8 is held at a predetermined distance from the solid light source 2 a via the spacer member 31. Therefore, the front cylindrical lens 8 is guided in the Z direction in contact with the spacer member (guide member) 31 during adjustment. Therefore, alignment (alignment) with respect to the solid-state light source 2a in the front-stage cylindrical lens 8 is simple because only one direction (Z direction) needs to be considered. In the present embodiment, the spacer member 31 is used as a guide part when the front cylindrical lens 8 is moved, but the present invention is not limited to this, and the wall may be a wall or a bowl-like part provided on the upper surface 22a.

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 cylindrical lens 8, the UV curable adhesive is infiltrated into the gaps between the spacer members 30, 31, 32, the front cylindrical lens 8, the cylindrical lens 12, and the base portion 11.

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 cylindrical lens 12 independently in the horizontal direction using, for example, a tool such as tweezers, a spot of the light L1 emitted from the solid light source 2a and transmitted through the previous cylindrical lens 8 is a predetermined value. Adjust so that it is in position.

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 cylindrical lens 12 is moved in the horizontal direction (Y direction) on the upper surface 22a of the second base 22 while the light L1 through the cylindrical lens 12 is irradiated on the screen SCR. Since the installation surface 12c is a flat surface, the cylindrical lens 12 can be easily moved with respect to the upper surface 22a. In the present embodiment, since the upper surface 22a of the second base 22 and the upper surface 21a of the first base 21 are parallel to each other, the base portion 11 is aligned with the plurality of solid light sources 2a and the respective cylindrical lenses 12. Can be easily performed.

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 cylindrical lens 12 with respect to the solid light source 2a can be performed by comparing with the alignment mark MK marked on the screen SCR. For example, the light L1 emitted from the cylindrical surface 12a of the cylindrical lens 12 is adjusted to a position where it is converted into parallel light along the X direction.

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 cylindrical lens 12 produces a lens effect only in the XY plane, it is not necessary to consider alignment with the solid light source 2a in the Z direction. In the present embodiment, the cylindrical lens 12 is maintained at a predetermined distance from the preceding cylindrical lens 8 via the spacer member 32. Therefore, the cylindrical lens 12 is smoothly guided while the flat surface 12b is in contact with the spacer member (guide member) 32 at the time of adjustment, and alignment becomes easy. In addition, the spacer member 32 prevents the cylindrical lens 12 and the front-stage cylindrical lens 8 from contacting each other during alignment. Further, the alignment of the cylindrical lens 12 can be easily performed while keeping the incident angle of the light L1 to the cylindrical lens 12 constant.
Therefore, the alignment (alignment) of the cylindrical lens 12 with respect to the solid light source 2a is simple because only one direction (Y direction) needs to be considered. In the present embodiment, the spacer member 32 is used as a guide portion when the cylindrical lens 12 is moved, but the present invention is not limited to this, and the guide may be a wall or a bowl-shaped portion provided on the upper surface 22a.

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 cylindrical lens 8 and each cylindrical lens 12 with respect to the solid light source 2a is completed, UV light is irradiated from above to fix the adhesive. Thereafter, the lens pressing member, spring, screw and the like are removed. The lens holder may be bonded to the cylindrical lens 12 with an adhesive.
In this way, the assembly of the light source unit 10 according to the present embodiment is completed.

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 optical system 4 includes lenses 4a and 4b. The diffractive optical element 6 includes a computer generated hologram (CGH).

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 light modulation device 102R, which will be described later, and to enter the light modulation device 102R. It has a function to increase the utilization efficiency of L1.

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. Moreover, the chief 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 light modulation devices 102R, 102G, and 102B having the rectangular shape.

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 device 101R having the above-described configuration, when the optical axes of the collimator optical system 3 and the solid light source 2a are aligned, each cylindrical lens 12 crosses the first direction (the bus line of the cylindrical lens 12). It can be done simply by moving it in the direction). Therefore, the optical axis alignment for each of the plurality of solid state light sources 2a can be performed easily and reliably.

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 light source 2a is orthogonal to the arrangement direction of the solid light sources 2a. The front-stage cylindrical lens 8 collimates the light L1 in the generatrix direction of the cylindrical lens 12. Therefore, according to the present embodiment, cost reduction can be achieved by downsizing the cylindrical lens 12.

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 light modulation apparatus 102R used as illumination object.

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 illumination devices 101R, 101G, and 101B to the projector 100, it is possible to perform display with excellent image quality while further reducing the size of the projector 100 itself.

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 projector 100 according to the present embodiment, since illumination light with a predetermined linear polarization is emitted from each of the illumination devices 101R, 101G, and 101B, the illumination light can be reliably incident on the light modulation devices 102R, 102G, and 102B. .

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 projector 100 including the three light modulation devices 102R, 102G, and 102B is exemplified. However, the projector 100 can be applied to a projector that displays a color image (image) with one light modulation device. Further, the light modulation device is not limited to the above-described liquid crystal panel, and for example, a digital mirror device (DMD: registered trademark of Texas Instruments Inc., USA) can be used.

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 (5)

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スペーサ部材を含み、
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おり、
前記第２のシリンドリカルレンズは、シリンドリカル面からなるレンズ面と、前記レンズ面に交差する側面である第１の平坦面と、前記レンズ面に対向する第２の平坦面とを有し、
前記第２のシリンドリカルレンズは、前記第１の平坦面が前記支持部材に接触するとともに、前記第２の平坦面が前記第１のシリンドリカルレンズに対向するように、前記支持部材上に配置され、
前記第２の平坦面の一部が前記スペーサ部材に接触した状態で、前記第２のシリンドリカルレンズが前記支持部材に固定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,
The guide portion includes a spacer member that defines an interval between the first cylindrical lens and the lens unit;
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 the cylindrical lens adjacent to the second cylindrical lens among the plurality of cylindrical lenses ,
The second cylindrical lens has a lens surface composed of a cylindrical surface, a first flat surface that is a side surface intersecting with the lens surface, and a second flat surface facing the lens surface,
The second cylindrical lens is disposed on the support member such that the first flat surface is in contact with the support member and the second flat surface is opposed to the first cylindrical lens,
The light source device , wherein the second cylindrical lens is fixed to the support member in a state where a part of the second flat surface is in contact with the spacer member . 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の方向と交差することを特徴とする請求項１に記載の光源装置。   2. The light source device according to claim 1, wherein a maximum radiation angle direction of light emitted from each of the plurality of light sources intersects the first direction. 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ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。 A first plane supporting the plurality of light sources;
The generatrix of the first cylindrical lens is a light source apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that parallel to the first plane. 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ことを特徴とする請求項３に記載の光源装置。 The light source device according to claim 3 , wherein the support member includes a second plane that supports the lens unit, and the first plane is parallel to the second plane. 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１〜４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 1-4 as said illuminating device.

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