Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP4893262B2 - Light source device and image display device - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP4893262B2 - Light source device and image display device - Google Patents

Light source device and image display device Download PDF

Info

Publication number
JP4893262B2
JP4893262B2 JP2006318702A JP2006318702A JP4893262B2 JP 4893262 B2 JP4893262 B2 JP 4893262B2 JP 2006318702 A JP2006318702 A JP 2006318702A JP 2006318702 A JP2006318702 A JP 2006318702A JP 4893262 B2 JP4893262 B2 JP 4893262B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
light source
optical path
source device
laser light
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2006318702A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008134320A (en
Inventor
高司 武田
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.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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 Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2006318702A priority Critical patent/JP4893262B2/en
Publication of JP2008134320A publication Critical patent/JP2008134320A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4893262B2 publication Critical patent/JP4893262B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light source device which has a simple constitution, is small-size and low-cost and can suppress coherence of emission light, and to provide an image display device provided with the light source device. <P>SOLUTION: The light source device includes: a separation part 12 arranged between a laser beam source 11 and a wavelength conversion element 13, reflecting the beams which pass through the wavelength element 13 in an optical path toward the laser beam source 11 and, thereby, are converted into a prescribed wavelength among beams reflected at an external cavity 14, guiding the beams to a position different from the laser beam source 11 and, at the same time, transmitting beams which are not converted into the prescribed wavelength to the laser beam source 11; and a reflection part 17 which reflects beams reflected at the separation part 12 toward an optical element 15, wherein beams which are transmitted by the external cavity 14 and travels through a first optical path A1 toward the optical element 15 and beams which are reflected at a reflection part 17 and travels through a second optical path A2 toward the optical element 15 intersect each other. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、光源装置及びこれを備えた画像表示装置に関する。   The present invention relates to a light source device and an image display device including the same.

近年の投射型画像表示装置では、光源として超高圧水銀ランプなどの放電ランプが用いられるのが一般的である。しかし、このような放電ランプは、寿命が比較的短い、瞬時点灯が難しい、色再現範囲が狭い、ランプから放射された紫外線が液晶ライトバルブを劣化させてしまうことがある等の課題がある。そこで、このような放電ランプの代わりに、単色光を照射するレーザ光源を用いた投射型画像表示装置が提案されている。そして、このような投射型画像表示装置には、特許文献1〜3に記載されたようなレーザ光源を利用することが可能である。しかしながら、レーザ光源は、上記のような課題を持たない反面、干渉性を有するという欠点を持っている。そこで、レーザ光の干渉性を低減させたレーザ照明装置が提案されている(例えば、特許文献4参照。)。
この特許文献1に記載のレーザ照明装置は、レーザ光源と、レーザ光源から射出された光を複数の光に分割する分割光学素子と、分割した複数の光の進行方向を変え、かつ、複数の光の光路長をそれぞれ変える光学素子が集まったユニットとを備えている。レーザ光源から射出され、分割光学素子により分割された複数の光は、ユニット内の45度で傾いたミラー面においてそれぞれ反射する。そして、ミラー面により反射した複数の光は、ユニットより平行光として射出される。このとき、当該ユニットによって複数の光の光路長をそれぞれ異ならせることで、レーザ光の干渉性を低減させている。
特開昭59−128525号公報 特開平7−86668号公報 米国特許第5,762,227号 特開2003−31872号公報
In recent projection type image display apparatuses, a discharge lamp such as an ultrahigh pressure mercury lamp is generally used as a light source. However, such a discharge lamp has problems such as a relatively short life, difficulty in instantaneous lighting, a narrow color reproduction range, and ultraviolet light emitted from the lamp may deteriorate the liquid crystal light bulb. Therefore, a projection type image display apparatus using a laser light source that emits monochromatic light instead of such a discharge lamp has been proposed. A laser light source as described in Patent Documents 1 to 3 can be used for such a projection type image display device. However, the laser light source does not have the above-described problems, but has a defect that it has coherence. Therefore, a laser illumination device in which the coherence of laser light is reduced has been proposed (see, for example, Patent Document 4).
The laser illumination device described in Patent Document 1 includes a laser light source, a split optical element that splits light emitted from the laser light source into a plurality of lights, a traveling direction of the split plurality of lights, and a plurality of split light elements. And a unit in which optical elements that change the optical path length of light are gathered. A plurality of lights emitted from the laser light source and divided by the split optical element are reflected by mirror surfaces inclined at 45 degrees in the unit. And the some light reflected by the mirror surface is inject | emitted as parallel light from a unit. At this time, the coherence of the laser light is reduced by making the optical path lengths of the plurality of lights different depending on the unit.
JP 59-128525 A Japanese Patent Laid-Open No. 7-86668 US Pat. No. 5,762,227 JP 2003-31872 A

しかしながら、上記特許文献1に記載のレーザ照明装置では、レーザ光源から射出され、分割された複数のレーザ光の干渉性を抑えるためには、それぞれの光の光路長の差を干渉距離(コヒーレンス長)以上にする必要が生じる。ここで、レーザ光のコヒーレンス長は数cmから数mである。つまり、特許文献1のレーザ照明装置では、複数の光に数cmから数m以上の光路差を与えることになる。したがって、特許文献1の照明装置は、非常に大型なものとなってしまう。
また、ユニットに設けられたミラー面においてそれぞれ反射した光は、平行光としてユニットから射出されるため、後段に配置される光学素子も大型化してしまい、コストが高くなってしまう。
However, in the laser illuminating device described in Patent Document 1, in order to suppress the coherence of a plurality of laser beams emitted from the laser light source and divided, the difference in optical path length of each light is set to an interference distance (coherence length). ) Or more. Here, the coherence length of the laser beam is several centimeters to several meters. That is, in the laser illumination device of Patent Document 1, an optical path difference of several centimeters to several meters or more is given to a plurality of lights. Therefore, the lighting device of Patent Document 1 is very large.
In addition, since the light reflected on the mirror surface provided in the unit is emitted from the unit as parallel light, the optical element disposed in the subsequent stage is also increased in size and the cost is increased.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、簡易な構成、かつ、小型,低コストであるとともに、射出される光の干渉性を抑えることが可能な光源装置及び画像表示装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and has a simple configuration, a small size, low cost, and a light source device and an image that can suppress the coherence of emitted light. An object is to provide a display device.

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の光源装置は、レーザ光源と、該レーザ光源から射出された光の波長を所定の波長に変換する波長変換素子と、該波長変換素子から射出された光のうち前記所定の波長に変換された光を透過させ、前記所定の波長に変換されなかった光を反射させて、前記レーザ光源の方へ戻す外部共振器と、を備え、該外部共振器から射出された光により、光学素子を介して光変調装置を照明する光源装置であって、前記レーザ光源と前記波長変換素子との間に配置されるとともに、前記外部共振器において反射された光のうち、前記レーザ光源の方へ向かう光路において、前記波長変換素子を通過することによって前記所定の波長に変換された光を反射させて前記レーザ光源とは異なる位置へ導くとともに、前記所定の波長に変換されなかった光を前記レーザ光源の方へ透過させる分離部と、該分離部において反射された光を前記光学素子に向けて反射させる反射部とを備え、前記外部共振器を透過して前記光学素子に向かう第1光路を進行する波長変換後の光と、前記反射部において反射され前記光学素子に向かう第2光路を進行する波長変換後の光とは、互いに交差するように前記光学素子の入射端面に異なる角度で入射することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The light source device of the present invention includes a laser light source, a wavelength conversion element that converts the wavelength of light emitted from the laser light source into a predetermined wavelength, and converts the light emitted from the wavelength conversion element into the predetermined wavelength. An external resonator that transmits the reflected light, reflects the light that has not been converted to the predetermined wavelength, and returns the light toward the laser light source, and the optical element uses the light emitted from the external resonator. A light source device that illuminates the light modulation device via the laser light source, the light source device disposed between the laser light source and the wavelength conversion element, and of the light reflected by the external resonator toward the laser light source In the optical path to go, the light converted to the predetermined wavelength by passing through the wavelength conversion element is reflected and guided to a position different from the laser light source, and the light that has not been converted to the predetermined wavelength A separation unit that transmits light toward the laser light source, and a reflection unit that reflects light reflected by the separation unit toward the optical element, and passes through the external resonator and travels toward the optical element. and light after wavelength conversion that travels on the optical path, wherein the light after wavelength conversion that travels the second optical path is reflected toward the optical element in the reflective portion, a different angle on the incident end surface of the optical element so as to intersect with each other It is incident on .

本発明に係る光源装置では、レーザ光源から射出された光は波長変換素子を通過する。波長変換素子から射出された光のうち、所定の波長の光に変換された光は、外部共振器を透過し、光学素子に入射する。一方、波長変換素子から射出された光のうち、所定の波長に変換されなかった光は、外部共振器において反射され、レーザ光源の方へ戻され、再度、波長変換素子を通過する。そして、その一部は、所定の波長に変換される。本発明は、このように、外部共振器において反射された光のうち、レーザ光源の方へ向かう光路において、波長変換素子を透過することによって、所定の波長に変換された光を、分離部において反射させて、レーザ光源とは異なる位置へ導く。さらにその後、反射部において反射させることによって、光学素子へ入射させる。
さらに、本発明では、外部共振器を透過して光学素子に向かう第1光路を進行する光の光軸と、反射部において反射され光学素子に向かう第2光路を進行する光とが、互いに交差している。第1光路を進行する光と第2光路を進行する光とのなす角度をθとすると、干渉縞の間隔は、波長/sinθとなる。したがって、本発明では、角度θを所定の角度にすることにより、干渉縞の間隔を認識することが困難である間隔まで短くすることが可能となる。また、角度θを時間的に変化させることにより、干渉縞を目立ちにくくすることが可能となる。
In the light source device according to the present invention, the light emitted from the laser light source passes through the wavelength conversion element. Of the light emitted from the wavelength conversion element, the light converted into light of a predetermined wavelength passes through the external resonator and enters the optical element. On the other hand, of the light emitted from the wavelength conversion element, the light that has not been converted to the predetermined wavelength is reflected by the external resonator, returned to the laser light source, and passes through the wavelength conversion element again. A part of the light is converted into a predetermined wavelength. In the present invention, in the light reflected by the external resonator, the light converted to a predetermined wavelength by passing through the wavelength conversion element in the optical path toward the laser light source is separated in the separation unit. Reflected and guided to a position different from the laser light source. Further, the light is then incident on the optical element by being reflected by the reflecting portion.
Furthermore, in the present invention, the optical axis of light traveling through the external resonator and traveling on the first optical path toward the optical element intersects with light traveling on the second optical path reflected by the reflecting portion and traveling toward the optical element. is doing. When the angle formed by the light traveling in the first optical path and the light traveling in the second optical path is θ, the interval between the interference fringes is wavelength / sin θ. Therefore, in the present invention, by setting the angle θ to a predetermined angle, it is possible to reduce the distance to an interval at which it is difficult to recognize the interval between the interference fringes. Further, the interference fringes can be made inconspicuous by changing the angle θ with time.

また、従来の構成の場合、第1光路を進行する光の光軸と第2光路を進行する光とが平行であるため、広い範囲の光が入射可能な開口を有する光学素子を用いる必要があるが、本発明では、第1光路を進行する光の光軸と第2光路を進行する光の光軸とが、角度をなしているため、その必要はなく、開口の小さい光学素子を用いることができる。したがって、安価な光学素子を用いることができる。すなわち、従来のように、レーザ光源から射出された光を複数に分岐させ、それぞれの平行光の光路差をコヒーレンス長にして、干渉を低減させる構成に比べ、本発明は、簡易な構成、かつ、装置全体を小型化、低コスト化した光源装置を実現することができる。   Further, in the case of the conventional configuration, since the optical axis of the light traveling in the first optical path and the light traveling in the second optical path are parallel, it is necessary to use an optical element having an aperture through which a wide range of light can enter. However, in the present invention, since the optical axis of the light traveling in the first optical path and the optical axis of the light traveling in the second optical path form an angle, this is not necessary, and an optical element having a small aperture is used. be able to. Therefore, an inexpensive optical element can be used. That is, as compared with the conventional configuration in which the light emitted from the laser light source is branched into a plurality of beams, the optical path difference of each parallel light is set to the coherence length, and interference is reduced, the present invention has a simple configuration, and Therefore, it is possible to realize a light source device in which the entire apparatus is reduced in size and cost.

また、本発明の光源装置において、前記第1光路を進行する光と前記第2光路を進行する光とのなす角度θは、前記第1光路を進行する光と前記第2光路を進行する光との干渉縞の間隔が、前記光変調装置の画素のピッチ以下となるように設定されることが好ましい。角度θをこのような値に設定にすることにより、干渉縞の間隔を認識することが困難である間隔まで短くすることが可能となる。したがって、良好な照明光を光変調装置に照射することが可能となる。   In the light source device of the present invention, the angle θ between the light traveling in the first optical path and the light traveling in the second optical path is the light traveling in the first optical path and the light traveling in the second optical path. It is preferable that the interval between the interference fringes is set to be equal to or smaller than the pixel pitch of the light modulation device. By setting the angle θ to such a value, it is possible to reduce the distance to the distance at which it is difficult to recognize the distance between the interference fringes. Therefore, it is possible to irradiate the light modulation device with good illumination light.

また、本発明の光源装置は、前記第1光路上及び前記第2光路上の少なくとも一方に、前記第1光路及び前記第2光路のうち少なくとも一方を折り曲げるための集光素子を備えることが好ましい。   Moreover, the light source device of the present invention preferably includes a condensing element for folding at least one of the first optical path and the second optical path on at least one of the first optical path and the second optical path. .

このような集光素子を設けることにより、第1光路及び第2光路の少なくとも一方を進行する光を光学素子に集光することができるため、それぞれの光路を進行する光の利用効率が向上する。さらには、外部共振器及び反射部の後段に配置された光学素子との距離を短くすることができるので、さらに装置全体の小型化を図ることが可能である。   By providing such a condensing element, it is possible to condense light traveling in at least one of the first optical path and the second optical path onto the optical element, thereby improving the utilization efficiency of light traveling in each optical path. . Furthermore, since the distance from the external resonator and the optical element arranged at the rear stage of the reflecting portion can be shortened, the entire apparatus can be further reduced in size.

また、本発明の光源装置は、前記第1光路及び前記第2光路上の少なくとも一方に、前記前記第1光路及び前記第2光路のうち少なくとも一方を折り曲げるための偏向素子が設けられていることが好ましい。
かかる構成により、第1光路を進行する光と第2光路を進行する光とのなす角度θを偏向素子によって調整することができるので、より簡易な構成で、干渉縞の間隔を、人間が認識することが困難な程度まで短くすることが可能となる。
In the light source device of the present invention, a deflection element for bending at least one of the first optical path and the second optical path is provided on at least one of the first optical path and the second optical path. Is preferred.
With this configuration, the angle θ between the light traveling in the first optical path and the light traveling in the second optical path can be adjusted by the deflecting element, so that the human can recognize the interval between the interference fringes with a simpler configuration. It becomes possible to shorten to the extent that it is difficult to do.

また、前記偏向素子には、前記第1光路を進行する光と前記第2光路を進行する光とのなす角度を時間的に変化させる可動部が設けられていることが好ましい。   The deflecting element is preferably provided with a movable portion that temporally changes an angle formed by light traveling in the first optical path and light traveling in the second optical path.

このように、可動部によって前記第1光路を進行する光と前記第2光路を進行する光とのなす角度を時間的に変化させると、干渉縞の間隔が時間的に変化するため、光学素子から射出される光は、残像効果により時間積分されて、干渉性が低下することになる。よって、この場合は、角度θを、前記第1光路を進行する光と前記第2光路を進行する光との干渉縞の間隔が、光変調装置の画素のピッチ以下となるように設定しなくても、干渉縞を人間が認識することが困難な状態にすることができる。その結果、角度θの大きさに関わらず、良好な状態の照明光を得ることが可能となる。   As described above, when the angle formed between the light traveling on the first optical path and the light traveling on the second optical path is changed with time by the movable portion, the interval between the interference fringes changes with time. The light emitted from the light is time-integrated by the afterimage effect, and the coherence is lowered. Therefore, in this case, the angle θ is not set so that the interval between the interference fringes between the light traveling in the first optical path and the light traveling in the second optical path is equal to or less than the pitch of the pixels of the light modulation device. However, it is possible to make it difficult for humans to recognize the interference fringes. As a result, it is possible to obtain illumination light in a good state regardless of the magnitude of the angle θ.

また、上述のように偏向素子に可動部を設ける代わりに、前記反射部に可動部を設けることで、角度θを時間的に変化させるようにしても良いし、前記第1光路及び前記第2光路のうち少なくとも一方に、前記第1光路を進行する光と前記第2光路を進行する光とのなす角度を時間的に変化させる音響光学素子を設けるようにしても良い。これらの場合も、偏向素子に可動部を設けた場合と同様の効果を得ることが可能である。   Further, instead of providing a movable part in the deflecting element as described above, an angle θ may be changed with time by providing a movable part in the reflecting part, or the first optical path and the second optical path may be changed. At least one of the optical paths may be provided with an acousto-optic element that temporally changes the angle formed by the light traveling in the first optical path and the light traveling in the second optical path. In these cases, it is possible to obtain the same effect as when the movable element is provided in the deflection element.

本発明の画像表示装置は、上記の光源装置と、該光源装置から射出された後、光学素子を介して射出された光を画像信号に応じて変調する光変調装置と、該光変調装置により変調された光を投射する投射装置とを備えることを特徴とする。   An image display device according to the present invention includes the light source device, a light modulation device that modulates light emitted from the light source device and then through an optical element according to an image signal, and the light modulation device. And a projection device that projects the modulated light.

本発明に係る画像表示装置では、上記の光源装置から射出された後、光学素子を介して射出された光によって光変調装置を照明し、光変調装置により変調された画像が、投射装置を介して投射される。このとき、光源装置より射出される光は、上述したように、干渉縞を抑えた光となっているので、干渉縞の目立たない良好な画像を投射することができる。   In the image display device according to the present invention, the light modulation device is illuminated by the light emitted from the light source device and then emitted through the optical element, and the image modulated by the light modulation device is transmitted through the projection device. Projected. At this time, since the light emitted from the light source device is light with suppressed interference fringes as described above, a good image with no noticeable interference fringes can be projected.

また、本発明の画像表示装置において、前記光学素子は、前記光源装置から射出された光の照度分布を均一化する均一化手段であり、前記光変調装置は、前記均一化手段によって照度分布が均一化された光によって照明されることが好ましい。   In the image display device according to the aspect of the invention, the optical element is a uniformizing unit that uniformizes an illuminance distribution of light emitted from the light source device, and the light modulation device has an illuminance distribution by the uniformizing unit. It is preferably illuminated by uniformed light.

このような均一化手段を採用することにより、より良好な画像を投射することが可能となる。   By adopting such a uniformizing means, it becomes possible to project a better image.

以下、図面を参照して、本発明に係る光源装置及び画像表示装置の実施形態について説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。   Embodiments of a light source device and an image display device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following drawings, the scale of each member is appropriately changed in order to make each member a recognizable size.

[第1実施形態]
次に、本発明の第1実施形態について、図1を参照して説明する。
本実施形態に係る光源装置10は、レーザ光源11より射出された光の波長を変換し、ロッドインテグレータ(光学素子:均一化手段)15を介して液晶ライトバルブ(光変調装置)20を照明するものである。具体的には、光源装置10は、図1に示すように、単色光を発光するレーザ光源11と、レーザ光源11から射出されたレーザ光の波長を変換する波長変換素子13と、レーザ光源11と波長変換素子13との間に配置されたダイクロイックミラー(分離部)12と、波長変換素子13から射出されたレーザ光のうち、所定の波長の光を透過させ、それ以外の光を反射する外部共振器14と、ダイクロイックミラー12において反射したレーザ光をロッドインテグレータ15に反射させる反射ミラー(反射部)17とを備えている。
[First Embodiment]
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The light source device 10 according to the present embodiment converts the wavelength of light emitted from the laser light source 11 and illuminates the liquid crystal light valve (light modulation device) 20 via a rod integrator (optical element: uniformizing means) 15. Is. Specifically, as shown in FIG. 1, the light source device 10 includes a laser light source 11 that emits monochromatic light, a wavelength conversion element 13 that converts the wavelength of laser light emitted from the laser light source 11, and a laser light source 11. Of the laser light emitted from the dichroic mirror (separating unit) 12 and the wavelength conversion element 13 disposed between the wavelength conversion element 13 and the wavelength conversion element 13, and transmits the other light. An external resonator 14 and a reflection mirror (reflection part) 17 that reflects the laser light reflected by the dichroic mirror 12 to the rod integrator 15 are provided.

本実施形態において、レーザ光源11から射出される光の波長は、青色のレーザ光を射出する青色レーザ光源装置の場合は920nm、緑色のレーザ光を射出する緑色レーザ光源装置の場合は1060nm、赤色のレーザ光を射出する赤色レーザ光源装置の場合は1240nmの波長とする。ただし、この波長は単なる一例に過ぎない。レーザ光源11としては、例えば単一の半導体レーザや、複数の半導体レーザがアレイ化されたものを用いることが可能である。   In the present embodiment, the wavelength of light emitted from the laser light source 11 is 920 nm for a blue laser light source device that emits blue laser light, 1060 nm for a green laser light source device that emits green laser light, and red. In the case of a red laser light source device that emits a laser beam of 1240 nm, the wavelength is 1240 nm. However, this wavelength is only an example. As the laser light source 11, for example, a single semiconductor laser or an array of a plurality of semiconductor lasers can be used.

波長変換素子(SHG:Second Harmonic Generation)13は、入射光を所定の波長に変換する光学素子である。本実施形態の場合は、レーザ光源11から射出され、外部共振器14に向かう光は、波長変換素子13を通過することによって、ほぼ半分の波長の光に変換されるものとする。つまり、青色レーザ光源装置の場合は、レーザ光源から射出された光(920nm)は、波長変換素子によって460nmの青色光に変換される。同様に、緑色レーザ光源装置の場合は、レーザ光源から射出された光(1060nm)が530nmの緑色光に、赤色レーザ光源装置の場合は、レーザ光源から射出された光(1240nm)が620nmの赤色光に変換される。ただし、波長変換素子13の変換効率は40〜50%程度である。つまり、レーザ光源11から射出された光のすべてが、約半分の波長のレーザ光に変換されるわけではない。よって、波長変換素子13から射出されるレーザ光は、所定の波長に変換されたレーザ光と、変換されなかったレーザ光とが混ざったものとなる。波長変換素子13による波長変換効率は、非線形の特性を有しており、例えば、波長変換素子に入射するレーザ光の強度が強いほど、変換効率は向上する。なお、レーザ光源11から外部共振器14に向かう光路を往路OWとする。
ここでは、波長変換素子13として、板形状の導波路型のものを用いている。このような導波路型の波長変換素子13を採用した場合、その波長変換素子13の厚みが薄いので、周期分極反転構造が作成し易く、波長変換効率を高め易く、製造コストを低減することができる。
A wavelength conversion element (SHG: Second Harmonic Generation) 13 is an optical element that converts incident light into a predetermined wavelength. In the case of the present embodiment, light emitted from the laser light source 11 and directed to the external resonator 14 is converted into light having substantially a half wavelength by passing through the wavelength conversion element 13. That is, in the case of a blue laser light source device, light (920 nm) emitted from the laser light source is converted into blue light of 460 nm by the wavelength conversion element. Similarly, in the case of a green laser light source device, the light emitted from the laser light source (1060 nm) is 530 nm green light, and in the case of the red laser light source device, the light emitted from the laser light source (1240 nm) is 620 nm red. Converted to light. However, the conversion efficiency of the wavelength conversion element 13 is about 40 to 50%. That is, not all of the light emitted from the laser light source 11 is converted into a laser beam having about half the wavelength. Therefore, the laser light emitted from the wavelength conversion element 13 is a mixture of laser light converted to a predetermined wavelength and laser light that has not been converted. The wavelength conversion efficiency by the wavelength conversion element 13 has non-linear characteristics. For example, the higher the intensity of the laser light incident on the wavelength conversion element, the higher the conversion efficiency. An optical path from the laser light source 11 to the external resonator 14 is defined as an outward path OW.
Here, a plate-shaped waveguide type is used as the wavelength conversion element 13. When such a waveguide type wavelength conversion element 13 is employed, the thickness of the wavelength conversion element 13 is thin, so that it is easy to create a periodic polarization inversion structure, to easily increase the wavelength conversion efficiency, and to reduce the manufacturing cost. it can.

外部共振器14は、波長変換素子13から射出されたレーザ光のうち所定の波長(本実施形態の場合は約半分の波長)に変換されたレーザ光を透過させ、所定の波長に変換されなかったレーザ光を反射させて前記波長変換素子13の方へ戻すものである。本実施形態において、外部共振器14は、波長変換素子13から射出された光のうち、波長変換素子13によって所定の波長に変換されなかった光のみを選択的に約99%の高効率で反射する特性を備えている。波長変換素子13によって所定の波長(青色レーザ光源の場合は920nm、緑色レーザ光源の場合は530nm、赤色レーザ光源の場合は620nm)に変換された光は、外部共振器14を透過する。
外部共振器14を透過したレーザ光は、そのままロッドインテグレータ15に入射する。このように、外部共振器14を透過してロッドインテグレータ15に向かうレーザ光の光路を第1光路A1とする。なお、本実施形態において、第1光路A1とは、外部共振器14を透過してロッドインテグレータ15に向かうレーザ光の中心軸を示している。
The external resonator 14 transmits laser light converted to a predetermined wavelength (in the present embodiment, approximately half of the wavelength) out of the laser light emitted from the wavelength conversion element 13, and is not converted to the predetermined wavelength. The reflected laser beam is reflected back toward the wavelength conversion element 13. In the present embodiment, the external resonator 14 selectively reflects only light that has not been converted to a predetermined wavelength by the wavelength conversion element 13 out of the light emitted from the wavelength conversion element 13 with a high efficiency of about 99%. It has the characteristics to do. The light converted to a predetermined wavelength (920 nm for a blue laser light source, 530 nm for a green laser light source, 620 nm for a red laser light source) by the wavelength conversion element 13 passes through the external resonator 14.
The laser beam that has passed through the external resonator 14 enters the rod integrator 15 as it is. In this way, the optical path of the laser light that passes through the external resonator 14 and travels toward the rod integrator 15 is defined as a first optical path A1. In the present embodiment, the first optical path A1 indicates the central axis of the laser beam that passes through the external resonator 14 and travels toward the rod integrator 15.

一方、波長変換素子13によって所定の波長に変換されなかった光(青色レーザ光源の場合は920nm、緑色レーザ光源の場合は530nm、赤色レーザ光源の場合は620nmの波長の光)は、外部共振器14で反射される。そして、再び波長変換素子13を通過し、レーザ光源11の方へ戻る。このように、外部共振器14からレーザ光源11の方へ向かう光路を復路HWとする。一般的なレーザ光源装置では、このような光はレーザ光源11にそのまま戻される。しかしながら、外部共振器14からレーザ光源11の方へ戻る過程で、波長変換素子13によって所定の波長に変換される光も存在する。ここでいう「所定の波長」とは、外部共振器14が透過させる光の波長と同一の波長(つまり、青色レーザ光源装置の場合は460nm、緑色レーザ光源装置の場合は530nm、赤色レーザ光源装置の場合は620nm)である。ダイクロイックミラー12は、このようにして、復路で所定の波長に変換されたレーザ光が、そのままレーザ光源11に戻らないようにするものである。具体的には、ダイクロイックミラー12は、レーザ光源11と波長変換素子13との間に配置され、外部共振器14において反射されたレーザ光のうち、レーザ光源11の方へ向かう光路(復路HW)において、波長変換素子13を通過することによって所定の波長に変換されたレーザ光を反射させてレーザ光源11とは異なる位置へ導き、所定の波長に変換されなかったレーザ光をレーザ光源11の方へ透過させるものである。ダイクロイックミラー12の反射面は、復路HWの光が45度で入射するように配置されている。従って、復路HWで所定の波長に変換されたレーザ光は、ダイクロイックミラー12によって90度折り曲げられる。
復路HWで所定の波長に変換されなかった光は、ダイクロイックミラー12を透過して、そのままレーザ光源11へ戻される。このように、レーザ光源11へ戻された光は、一部レーザ光源11で吸収されて熱となってしまうが、大部分はレーザ光源11のエネルギーとして用いられたり、レーザ光源11で反射されて再度レーザ光源から射出されたりすることで有効に利用される。
反射ミラー17は、ダイクロイックミラー12によって反射された所定の波長のレーザ光をロッドインテグレータ15に向けて反射させるものである。この反射ミラー17の反射面は、ダイクロイックミラー12によって反射されたレーザ光が、角度θ1で入射するように配置されている。このように、反射ミラー17によって反射され、ロッドインテグレータ15に向かうレーザ光の光路を第2光路A2とする。なお、本実施形態において、第2光路A2とは、反射ミラー17によって反射され、ロッドインテグレータ15に向かうレーザ光の中心軸を示している。
なお、図1においては、説明をわかりやすくするために、往路OW、光路A1、復路HWの位置をずらして示しているが、これらは、いずれも一点鎖線で示した光源光軸O上に位置するものである。また、往路OW、光路A1、復路HWの位置をずらして示したため、光路A1と光路A2とがロッドインテグレータ15の入射端面上の異なる位置に到達しているが、これらは、ロッドインテグレータ15の入射端面の光源光軸Oの位置で交わるものである。ただし、光路A1と光路A2とは、必ずしもロッドインテグレータ15の入射端面の光源光軸Oの位置で交わるようにする必要は無く、入射端面の付近で互いに交わっておれば良い。「入射端面の付近」とは、ロッドインテグレータが機能する範囲内であれば、ロッドインテグレータの入射端面の手前でもその後(ロッドインテグレータの内部)であっても構わない。
On the other hand, light that has not been converted to a predetermined wavelength by the wavelength conversion element 13 (light having a wavelength of 920 nm for a blue laser light source, 530 nm for a green laser light source, and 620 nm for a red laser light source) 14 is reflected. Then, it passes through the wavelength conversion element 13 again and returns to the laser light source 11. In this way, the optical path from the external resonator 14 toward the laser light source 11 is defined as a return path HW. In a general laser light source device, such light is returned to the laser light source 11 as it is. However, there is also light that is converted into a predetermined wavelength by the wavelength conversion element 13 in the process of returning from the external resonator 14 toward the laser light source 11. The “predetermined wavelength” here is the same wavelength as the light transmitted through the external resonator 14 (that is, 460 nm for a blue laser light source device, 530 nm for a green laser light source device, and a red laser light source device). In the case of 620 nm). The dichroic mirror 12 prevents the laser light converted to a predetermined wavelength in the return path from returning to the laser light source 11 as it is. Specifically, the dichroic mirror 12 is disposed between the laser light source 11 and the wavelength conversion element 13, and of the laser light reflected by the external resonator 14, the optical path toward the laser light source 11 (return path HW). , The laser beam converted to the predetermined wavelength by passing through the wavelength conversion element 13 is reflected and guided to a position different from the laser light source 11, and the laser light that has not been converted to the predetermined wavelength is directed to the laser light source 11. It is made to pass through. The reflection surface of the dichroic mirror 12 is arranged so that light on the return path HW is incident at 45 degrees. Therefore, the laser beam converted to a predetermined wavelength in the return path HW is bent 90 degrees by the dichroic mirror 12.
The light that has not been converted to the predetermined wavelength in the return path HW passes through the dichroic mirror 12 and is returned to the laser light source 11 as it is. Thus, the light returned to the laser light source 11 is partially absorbed by the laser light source 11 and becomes heat, but most of the light is used as energy of the laser light source 11 or reflected by the laser light source 11. It is effectively used by being emitted from the laser light source again.
The reflection mirror 17 reflects the laser beam having a predetermined wavelength reflected by the dichroic mirror 12 toward the rod integrator 15. The reflection surface of the reflection mirror 17 is arranged so that the laser beam reflected by the dichroic mirror 12 is incident at an angle θ1. In this way, the optical path of the laser light reflected by the reflection mirror 17 and traveling toward the rod integrator 15 is defined as a second optical path A2. In the present embodiment, the second optical path A2 indicates the central axis of the laser beam that is reflected by the reflection mirror 17 and travels toward the rod integrator 15.
In FIG. 1, for ease of explanation, the positions of the forward path OW, the optical path A1, and the return path HW are shifted, but these are all located on the light source optical axis O indicated by a one-dot chain line. To do. Further, since the positions of the forward path OW, the optical path A1, and the return path HW are shifted, the optical path A1 and the optical path A2 reach different positions on the incident end face of the rod integrator 15, but these are incident on the rod integrator 15. It intersects at the position of the light source optical axis O on the end face. However, the optical path A1 and the optical path A2 do not necessarily need to intersect at the position of the light source optical axis O on the incident end face of the rod integrator 15, and may intersect with each other in the vicinity of the incident end face. The “near the incident end face” may be before or after the incident end face of the rod integrator (inside the rod integrator) as long as the rod integrator functions.

第1光路A1を進行するレーザ光と第2光路A2を進行するレーザ光とは、互いに角度θで交差する。角度θは、第1光路A1を進行するレーザ光と第2光路A2を進行するレーザ光との干渉縞の間隔が、液晶ライトバルブ20の画素のピッチ以下となるように設定される。このような値に設定することによって、人間が干渉縞を認識することが困難となるためである。ここで、干渉縞の間隔をP、レーザ光源装置10から射出される波長をλとしたとき、P=λ/sinθである。本実施形態において、外部共振器14及びダイクロイックミラー12によって取り出されたレーザ光の波長λは、緑色レーザ光源装置の場合は530nm、青色レーザ光源装置の場合は460nm、赤色レーザ光源装置の場合は620nmである。現在一般的な液晶ライトバルブ20の画素ピッチは、対角0.74インチのもので8.5μm程度である。よって、このようなライトバルブを照明することを考えて、干渉縞の間隔Pを8.51μm以下にする場合、図2に示すように、角度θは、青色レーザ光源装置の場合は3.10度以下、緑色レーザ光源装置の場合は3.55度以下、赤色レーザ光源装置の場合は4.18度以下に設定される。
この角度θは、ライトバルブの画素ピッチや光の波長によって異なるが、現在一般的な液晶ライトバルブの画素ピッチや、光の波長(青440〜460nm、緑510〜560nm、赤620〜630nm)を考慮すると、15度以下であることが好ましい。また、角度θを小さくすればする程、光路A1と光路A2とが交わる位置がレーザ光源11から離れてしまい、光源装置10とその光路下流側に配置する光学素子との距離が離れてしまう可能性がある。つまり、画像表示装置に光源装置10を採用した場合、画像表示装置の大型化を招いてしまう可能性がある、よって、角度θは、0.5度以上であることが好ましい。
The laser light traveling on the first optical path A1 and the laser light traveling on the second optical path A2 intersect each other at an angle θ. The angle θ is set so that the interval between the interference fringes between the laser light traveling in the first optical path A1 and the laser light traveling in the second optical path A2 is equal to or smaller than the pitch of the pixels of the liquid crystal light valve 20. This is because it becomes difficult for humans to recognize interference fringes by setting such values. Here, P = λ / sin θ, where P is the interval between the interference fringes and λ is the wavelength emitted from the laser light source device 10. In this embodiment, the wavelength λ of the laser light extracted by the external resonator 14 and the dichroic mirror 12 is 530 nm for the green laser light source device, 460 nm for the blue laser light source device, and 620 nm for the red laser light source device. It is. The pixel pitch of the currently common liquid crystal light valve 20 is about 8.5 μm with a diagonal of 0.74 inches. Accordingly, in consideration of illuminating such a light valve, when the interference fringe spacing P is set to 8.51 μm or less, the angle θ is 3.10 in the case of a blue laser light source device as shown in FIG. In the case of a green laser light source device, it is set to 3.55 ° or less, and in the case of a red laser light source device, it is set to 4.18 ° or less.
This angle θ varies depending on the pixel pitch of the light valve and the wavelength of light, but the pixel pitch of the current general liquid crystal light valve and the wavelength of light (blue 440 to 460 nm, green 510 to 560 nm, red 620 to 630 nm) In consideration, it is preferably 15 degrees or less. Further, as the angle θ is decreased, the position where the optical path A1 and the optical path A2 intersect with each other is separated from the laser light source 11, and the distance between the light source device 10 and the optical element disposed on the downstream side of the optical path may be increased. There is sex. That is, when the light source device 10 is employed in the image display device, the image display device may be increased in size, and therefore the angle θ is preferably 0.5 degrees or more.

ロッドインテグレータ15は、その射出端面におけるレーザ光の面内照度分布をほぼ均一にするものである。第1光路A1を進行するレーザ光と第2光路A2を進行するレーザ光は、ロッドインテグレータ15に入射し、その内部で反射される。そして、ロッドインテグレータ15の射出端面において、面内照度分布がほぼ均一化された照明光となって射出される。このように面内照度分布が均一となったレーザ光によって、液晶ライトバルブ20が照明される。   The rod integrator 15 makes the in-plane illuminance distribution of the laser light substantially uniform at the emission end face. The laser light traveling on the first optical path A1 and the laser light traveling on the second optical path A2 are incident on the rod integrator 15 and reflected therein. Then, on the exit end face of the rod integrator 15, the illumination light is emitted as illumination light with a substantially uniform in-plane illuminance distribution. The liquid crystal light valve 20 is illuminated by the laser light having a uniform in-plane illuminance distribution.

本実施形態に係る光源装置10では、第1光路A1を進行するレーザ光と第2光路A2を進行するレーザ光とのなす角度θが、第1光路A1を進行するレーザ光と第2光路A2を進行するレーザ光との干渉縞の間隔が液晶ライトバルブ20の画素のピッチ以下となるように設定されているため、干渉縞の間隔を、人間が認識することが困難である程度まで短くすることができる。
また、第1光路A1を進行するレーザ光と第2光路A2を進行するレーザ光とが角度をなしているため、第1光路A1を進行するレーザ光と第2光路A2を進行するレーザ光とが交わる位置にロッドインテグレータ15を配置することにより、ロッドインテグレータ15の入射端面15aの大きさを小さくすることができる。したがって、断面積が小さく、安価なロッドインテグレータ15を用いることができるとともに、光源装置を小型軽量化することが可能となる。
つまり、本実施形態の光源装置10は、簡易な構成、かつ、小型,低コストであるとともに、射出される光の干渉性を抑えることが可能である。
In the light source device 10 according to the present embodiment, the angle θ formed by the laser light traveling in the first optical path A1 and the laser light traveling in the second optical path A2 is equal to the laser light traveling in the first optical path A1 and the second optical path A2. Since the interval between the interference fringes with the laser beam that travels is set to be equal to or less than the pixel pitch of the liquid crystal light valve 20, the interval between the interference fringes is difficult to be recognized by humans and is shortened to a certain extent. Can do.
Further, since the laser light traveling in the first optical path A1 and the laser light traveling in the second optical path A2 are at an angle, the laser light traveling in the first optical path A1 and the laser light traveling in the second optical path A2 By arranging the rod integrator 15 at a position where the crossing points intersect, the size of the incident end face 15a of the rod integrator 15 can be reduced. Therefore, it is possible to use the rod integrator 15 having a small cross-sectional area and being inexpensive, and to reduce the size and weight of the light source device.
That is, the light source device 10 of the present embodiment has a simple configuration, a small size, and low cost, and can suppress the coherence of emitted light.

[第2実施形態]
次に、本発明に係る第2実施形態について、図3を参照して説明する。なお、以下に説明する各実施形態において、上述した第1実施形態に係る光源装置10と構成を共通とする箇所には同一符号を付けて、説明を省略することにする。
本実施形態に係る光源装置30では、第1光路A1及び第2光路A2上に、集光レンズ(集光素子)31を備える点において、第1実施形態と異なる。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In each embodiment described below, portions having the same configuration as those of the light source device 10 according to the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
The light source device 30 according to the present embodiment is different from the first embodiment in that a condensing lens (condenser element) 31 is provided on the first optical path A1 and the second optical path A2.

集光レンズ31は、図3に示すように、第1光路A1の外部共振器14とロッドインテグレータ15との間であるとともに、第2光路A2の反射ミラー17とロッドインテグレータ15との間に配置されている。そして、集光レンズ31は、外部共振器14を透過し、第1光路A1を進行するレーザ光をロッドインテグレータ15の入射面15aに集光させている。さらに、集光レンズ31は、反射ミラー17において反射し第2光路A2を光源光軸Oの方向へ折り曲げるとともに、光路A2を進行するレーザ光をロッドインテグレータ15の入射端面15aに集光させている。第1実施形態と同様、角度θは、第1光路A1を進行するレーザ光と第2光路A2を進行するレーザ光との干渉縞の間隔が、液晶ライトバルブ20の画素のピッチ以下となるように設定される。なお、」角度θ1は、集光レンズ31の屈折力と角度θとを考慮して適宜設定される。   As shown in FIG. 3, the condenser lens 31 is disposed between the external resonator 14 in the first optical path A1 and the rod integrator 15 and between the reflecting mirror 17 and the rod integrator 15 in the second optical path A2. Has been. The condensing lens 31 condenses the laser light that passes through the external resonator 14 and travels through the first optical path A <b> 1 on the incident surface 15 a of the rod integrator 15. Further, the condenser lens 31 is reflected by the reflecting mirror 17 and bends the second optical path A2 in the direction of the light source optical axis O, and condenses the laser light traveling in the optical path A2 on the incident end face 15a of the rod integrator 15. . As in the first embodiment, the angle θ is such that the interval between the interference fringes between the laser light traveling in the first optical path A1 and the laser light traveling in the second optical path A2 is equal to or less than the pitch of the pixels of the liquid crystal light valve 20. Set to The angle θ1 is appropriately set in consideration of the refractive power of the condenser lens 31 and the angle θ.

本実施形態に係る光源装置30は、第1実施形態の光源装置10と同様の効果を備えている。さらに、本実施形態に係る光源装置30では、集光レンズ31を備えることにより、第1光路A1を進行するレーザ光及び第2光路A2を進行するレーザ光をそれぞれロッドインテグレータ15の入射端面15aに集光させることができる。これにより、第1光路A1及び第2光路A2を進行するレーザ光の利用効率を向上させることが可能となる。さらに、集光レンズ31により、外部共振器14とロッドインテグレータ15との距離、反射ミラー17とロッドインテグレータ15との距離をそれぞれ短くすることができる。これにより、第1実施形態に比べて、ロッドインテグレータ15を光源装置10側に配置することが可能となるので、さらに装置全体の小型化を図ることが可能である。   The light source device 30 according to the present embodiment has the same effects as the light source device 10 of the first embodiment. Furthermore, in the light source device 30 according to the present embodiment, the condensing lens 31 is provided so that the laser light traveling in the first optical path A1 and the laser light traveling in the second optical path A2 are respectively incident on the incident end face 15a of the rod integrator 15. It can be condensed. Thereby, it is possible to improve the utilization efficiency of the laser light traveling in the first optical path A1 and the second optical path A2. Furthermore, the condenser lens 31 can shorten the distance between the external resonator 14 and the rod integrator 15 and the distance between the reflection mirror 17 and the rod integrator 15. As a result, the rod integrator 15 can be disposed on the light source device 10 side as compared with the first embodiment, so that the overall size of the device can be further reduced.

[第2実施形態の変形例1]
図3の実施形態では、第1光路A1と第2光路A2に対して1つの集光レンズ31を配置しているが、第1光路A1には第1集光レンズ31A1を配置し、第2光路A2には第2の集光レンズ31A2を配置するようにしても良い。このような変形例について、図4を参照して説明する。なお、以下に説明する各実施形態において、上述した第1実施形態や第2実施形態に係る光源装置10,30と構成を共通とする箇所には同一符号を付けて、説明を省略することにする。
本変形例に係る光源装置30Aでは、第1光路A1及び第2光路A2上に、別々の集光レンズ(集光素子)31A1,31A2を備える点において、第3実施形態と異なる。図3の実施形態では、光路A1を光源光軸Oと一致させ、光路A2を光源光軸Oに対して傾けることによって角度θを形成しているのに対し、本変形例では、光路A1を光源光軸Oに対して傾け、光路A2を光源光軸Oと一致させることによって角度θを形成している。また、本変形例に係る光源装置30Aでは、レーザ光源11の軸(レーザ光源11から射出される光の中心軸を言うものとする)OLと光源光軸Oとが互いに平行な状態でずれている。レーザ光源11の軸OLは、レーザ光源11から射出される光の中心軸と一致しており、光源光軸Oはロッドインテグレータ15の中心と一致している。ただし、図4においては、説明をわかりやすくするために、往路OW、光路A1のレンズ31A1に入射する前の部分、復路HWの位置をずらして示している。これらは、いずれも一点鎖線で示したレーザ光源の軸OL上に位置するものである。また、同様に、光路A2は光源光軸O上に位置するものである。液晶ライトバルブ20の画像形成領域20の中心は、光源光軸Oとほぼ一致するように配置される。
外部共振器14を透過したレーザ光は、レーザ光源11の軸OLに沿って射出され、集光レンズ31A1に入射する。光路A1に配置された第1の集光レンズ31A1は、レーザ光源11の軸OLに沿って射出されたレーザ光(光路A1)を光源光軸Oの方向へ折り曲げるとともに、光路A1を進行するレーザ光をロッドインテグレータ15の入射端面15aに集光させる。
一方、外部共振器14で反射され、復路HWで所定の波長に変換されたレーザ光は、ミラー12によって90度折り曲げられ、ミラー17に入射する。ミラー17の反射面は、ダイクロイックミラー12によって反射されたレーザ光が、角度θ1で入射するように配置されている。本変形例では、角度θ1は45度に設定されている。よって、ミラー17に入射した光は90度折り曲げられ、光源光軸Oに沿ってロッドインテグレータ15の方へ向かう。光路A2に配置された第2の集光レンズ31は、光路A2を進行するレーザ光をロッドインテグレータ15の入射端面15aに集光させる。
なお、図4においては、光路A1のレンズ31A1に入射する前の部分を軸OLからずらし、光路A2を光源光軸Oからずらして示したため、光路A1と光路A2とがロッドインテグレータ15の入射端面上の異なる位置に到達しているが、これらは、ロッドインテグレータ15の入射端面の光源光軸Oの位置で交わるものである。ただし、光路A1と光路A2とは、必ずしもロッドインテグレータ15の入射端面の光源光軸Oの位置で交わるようにする必要は無く、入射端面の付近で互いに交わっておれば良い。「入射端面の付近」とは、ロッドインテグレータが機能する範囲内であれば、ロッドインテグレータの入射端面の手前でもその後(ロッドインテグレータの内部)であっても構わない。
このように、第1光路A1と第2光路A2とに別々の集光レンズ31A1,31A2を設けることにより、第1光路A1あるいは第2光路A2を進行するレーザ光のロッドインテグレータ15の入射端面15aに対する入射角度を個別に調整することが可能となる。よって、光学系の設計における自由度が増す。
なお、この変形例では、光路A2を光源光軸Oと一致させ、光路A1のみを光源光軸Oに対して傾けることによって角度θを形成しているが、光路A2とA2の双方を光源光軸Oに対して傾けるような構成も可能である。このとき、集光レンズ31A1には、光路A1を折り曲げる機能と、光路A1に沿って進行するレーザ光を集光する機能とを持たせる。一方、光レンズ31A2には、集光レンズ31A1と同様、光路A2を折り曲げる機能と、レーザ光を集光する機能の双方を持たせることも可能であるが、集光機能のみを持たせ、光路を折り曲げる機能はミラー17の角度θ1の調整によって実現させることも可能である。
また、この変形例では、第1光路A1あるいは第2光路A2の双方に集光レンズ31A1,31A2を設けているが、光路A1,A2の一方のみに、集光レンズを設け、いずれか一方の光路を進行するレーザ光だけを集光させるようにしても良い。このとき、光路A1あるいはA2に設けた集光レンズには、光路を折り曲げる機能を持たせずに集光機能のみを持たせ、光路を折り曲げる機能はミラー17の角度θ1の調整によって実現させることも可能である。
[Modification 1 of the second embodiment]
In the embodiment of FIG. 3, one condenser lens 31 is arranged for the first optical path A1 and the second optical path A2, but the first condenser lens 31A1 is arranged in the first optical path A1, and the second A second condenser lens 31A2 may be disposed in the optical path A2. Such a modification will be described with reference to FIG. In each embodiment described below, parts having the same configuration as those of the light source devices 10 and 30 according to the first embodiment and the second embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. To do.
The light source device 30A according to the present modification is different from the third embodiment in that separate condenser lenses (condenser elements) 31A1 and 31A2 are provided on the first optical path A1 and the second optical path A2. In the embodiment of FIG. 3, the optical path A1 coincides with the light source optical axis O, and the optical path A2 is tilted with respect to the light source optical axis O to form the angle θ. The angle θ is formed by inclining the light source optical axis O so that the optical path A2 coincides with the light source optical axis O. In the light source device 30A according to this modification, the axis of the laser light source 11 (referred to as the central axis of light emitted from the laser light source 11) OL and the light source optical axis O are shifted in a parallel state. Yes. The axis OL of the laser light source 11 coincides with the central axis of the light emitted from the laser light source 11, and the light source optical axis O coincides with the center of the rod integrator 15. However, in FIG. 4, for easy understanding, the positions of the forward path OW, the portion of the optical path A1 before entering the lens 31A1, and the position of the return path HW are shifted. These are all located on the axis OL of the laser light source indicated by the one-dot chain line. Similarly, the optical path A2 is located on the light source optical axis O. The center of the image forming area 20 of the liquid crystal light valve 20 is arranged so as to substantially coincide with the light source optical axis O.
The laser light that has passed through the external resonator 14 is emitted along the axis OL of the laser light source 11, and enters the condenser lens 31A1. The first condenser lens 31A1 disposed in the optical path A1 bends the laser light (optical path A1) emitted along the axis OL of the laser light source 11 in the direction of the light source optical axis O and travels along the optical path A1. The light is condensed on the incident end face 15 a of the rod integrator 15.
On the other hand, the laser beam reflected by the external resonator 14 and converted into a predetermined wavelength by the return path HW is bent 90 degrees by the mirror 12 and enters the mirror 17. The reflection surface of the mirror 17 is arranged so that the laser beam reflected by the dichroic mirror 12 is incident at an angle θ1. In this modification, the angle θ1 is set to 45 degrees. Therefore, the light incident on the mirror 17 is bent 90 degrees and travels toward the rod integrator 15 along the light source optical axis O. The second condenser lens 31 arranged in the optical path A2 condenses the laser light traveling in the optical path A2 on the incident end face 15a of the rod integrator 15.
In FIG. 4, since the portion of the optical path A1 before entering the lens 31A1 is shifted from the axis OL and the optical path A2 is shifted from the light source optical axis O, the optical path A1 and the optical path A2 are incident end faces of the rod integrator 15. Although they have reached different positions above, they intersect at the position of the light source optical axis O on the incident end face of the rod integrator 15. However, the optical path A1 and the optical path A2 do not necessarily need to intersect at the position of the light source optical axis O on the incident end face of the rod integrator 15, and may intersect with each other in the vicinity of the incident end face. The “near the incident end face” may be before or after the incident end face of the rod integrator (inside the rod integrator) as long as the rod integrator functions.
Thus, by providing separate condensing lenses 31A1 and 31A2 in the first optical path A1 and the second optical path A2, the incident end face 15a of the rod integrator 15 for the laser light traveling in the first optical path A1 or the second optical path A2 is provided. It is possible to individually adjust the incident angle with respect to. Therefore, the degree of freedom in designing the optical system is increased.
In this modification, the optical path A2 is aligned with the light source optical axis O, and the angle θ is formed by tilting only the optical path A1 with respect to the light source optical axis O. However, both of the optical paths A2 and A2 are light source light. A configuration in which it is inclined with respect to the axis O is also possible. At this time, the condensing lens 31A1 has a function of bending the optical path A1 and a function of condensing the laser light traveling along the optical path A1. On the other hand, the optical lens 31A2 can have both the function of bending the optical path A2 and the function of condensing the laser light, as in the case of the condensing lens 31A1, but it has only the condensing function, and the optical path The function of bending can also be realized by adjusting the angle θ1 of the mirror 17.
In this modification, the condensing lenses 31A1 and 31A2 are provided in both the first optical path A1 and the second optical path A2, but the condensing lens is provided in only one of the optical paths A1 and A2. Only the laser beam traveling in the optical path may be condensed. At this time, the condensing lens provided in the optical path A1 or A2 does not have the function of bending the optical path, but only the condensing function, and the function of bending the optical path can be realized by adjusting the angle θ1 of the mirror 17. Is possible.

[第2実施形態の変形例2]
図3の実施形態では、角度θ1を45度よりも小さくすることにより、光路A2のうち、反射ミラー17と集光レンズ31までの部分をも光源光軸Oに対して非平行としているが、角度θ1は、45度に設定しても良い。この場合は、図5に示すように、光路A2のうち、反射ミラー17と集光レンズ32までの部分は光源光軸Oに対して平行となり、集光レンズ32からロッドインテグレータ15の部分だけが光源光軸Oに対して非平行となる。図5の構成は、特に、集光レンズ32の収差を積極的に利用できる点で有利である。つまり、集光レンズ32に収差がある場合には、集光レンズ32本来のパワー(光路A2を折り曲げる力)に加え、収差によっても干渉性が弱まるので、干渉縞の発生をより効率良く抑えることが可能となる。
[Modification 2 of the second embodiment]
In the embodiment of FIG. 3, by making the angle θ1 smaller than 45 degrees, the part of the optical path A2 up to the reflecting mirror 17 and the condenser lens 31 is also non-parallel to the light source optical axis O. The angle θ1 may be set to 45 degrees. In this case, as shown in FIG. 5, the part of the optical path A2 from the reflecting mirror 17 to the condenser lens 32 is parallel to the light source optical axis O, and only the part from the condenser lens 32 to the rod integrator 15 is present. It becomes non-parallel to the light source optical axis O. The configuration of FIG. 5 is particularly advantageous in that the aberration of the condenser lens 32 can be actively used. That is, when there is an aberration in the condenser lens 32, the coherence is weakened by the aberration in addition to the original power of the condenser lens 32 (the force that bends the optical path A2). Is possible.

[第3実施形態]
次に、本発明に係る第3実施形態について、図6を参照して説明する。
本実施形態に係る光源装置40では、第2光路A2上に、プリズム(偏向素子)41を備える点において、第1実施形態と異なる。
反射ミラー17は、レーザ光の入射角度θ1が45度となるように配置されており、入射したレーザ光を第1光路A1を進行するレーザ光と平行な方向、つまり、光源光軸Oと平行な方向に反射させるようになっている。
プリズム41は、楔形状であり、反射ミラー17において反射されたレーザ光(光路A2)を折り曲げてロッドインテグレータ15の入射面15aの中心に向けるようにしている。このプリズム41の形状及び配置により、第1光路A1を進行する光と第2光路A2を進行する光とのなす角度θを調整することが可能である。第1実施形態と同様、角度θは、第1光路A1を進行するレーザ光と第2光路A2を進行するレーザ光との干渉縞の間隔が、液晶ライトバルブ20の画素のピッチ以下となるように設定される。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.
The light source device 40 according to the present embodiment is different from the first embodiment in that a prism (deflection element) 41 is provided on the second optical path A2.
The reflection mirror 17 is arranged so that the incident angle θ1 of the laser beam is 45 degrees, and the incident laser beam is parallel to the laser beam traveling in the first optical path A1, that is, parallel to the light source optical axis O. To reflect in any direction.
The prism 41 has a wedge shape, and bends the laser light (optical path A2) reflected by the reflection mirror 17 so as to be directed toward the center of the incident surface 15a of the rod integrator 15. Depending on the shape and arrangement of the prism 41, it is possible to adjust the angle θ between the light traveling on the first optical path A1 and the light traveling on the second optical path A2. As in the first embodiment, the angle θ is such that the interval between the interference fringes between the laser light traveling in the first optical path A1 and the laser light traveling in the second optical path A2 is equal to or less than the pitch of the pixels of the liquid crystal light valve 20. Set to

本実施形態に係る光源装置40は、第1実施形態の光源装置10と同様の効果を備えている。さらに、本実施形態に係る光源装置40では、プリズム41により、第1光路A1を進行するレーザ光と第2光路A2を進行するレーザ光とのなす角度θを調整することができるので、より簡易な構成で、干渉縞の間隔を、人間が認識することが困難である程度まで短くすることが可能となる。
なお、プリズム41は、反射ミラー17と一体化することも可能である。このような一体化により、装置の小型化を実現することが可能となる。
また、プリズム41を、第2光路A2ではなく、第1光路A1に配置することも可能である。この場合は、光路A1を光源光軸Oに対して傾けることにより、角度θを形成することが可能となる。なお、このとき、光路A2は、角度θ1を45度とすることで、光源光軸Oと一致させても良いが、角度θ1を45度よりも小さくして、光源光軸Oに対して傾けることも可能である。また、プリズム41を第1光路A1と第2光路A2の双方に配置することにより、光路A2とA2の双方を光源光軸Oに対して傾けるような構成も可能である。
The light source device 40 according to the present embodiment has the same effects as the light source device 10 of the first embodiment. Furthermore, in the light source device 40 according to the present embodiment, the prism 41 can adjust the angle θ between the laser light traveling on the first optical path A1 and the laser light traveling on the second optical path A2, and thus is simpler. With this configuration, it is possible to shorten the interval between the interference fringes to a certain extent that is difficult for humans to recognize.
The prism 41 can also be integrated with the reflection mirror 17. Such integration makes it possible to reduce the size of the apparatus.
It is also possible to arrange the prism 41 not in the second optical path A2 but in the first optical path A1. In this case, the angle θ can be formed by tilting the optical path A1 with respect to the light source optical axis O. At this time, the optical path A2 may be aligned with the light source optical axis O by setting the angle θ1 to 45 degrees, but the angle θ1 is made smaller than 45 degrees and tilted with respect to the light source optical axis O. It is also possible. Further, by arranging the prism 41 in both the first optical path A1 and the second optical path A2, a configuration in which both the optical paths A2 and A2 are inclined with respect to the light source optical axis O is possible.

[第4実施形態]
次に、本発明に係る第4実施形態について説明する。
本実施形態に係る光源装置50では、図7に示すように、反射ミラー51に静電アクチュエータ(可動部)52が設けられている点において、第1実施形態と異なる。
静電アクチュエータ52は、図8(a)に示すように、反射ミラー51の中央部に設けられるとともに、屈曲するバネからなるGND電極52aと、GND電極52aを挟んで設けられた第1電極52b及び第2電極52cとを備えている。この第1電極52b及び第2電極52cには、図8(b)に示すように、第1電極52bと第2電極52cとで電位差が生じるように、交流電圧を印加する。これにより、反射ミラー51は、回転軸M1を中心にして回転する。そして、図8の矢印Pに示すように、反射ミラー51により反射したレーザ光の傾き、つまり、光路A2の傾きを時間的に変化させることが可能となる。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment according to the present invention will be described.
The light source device 50 according to the present embodiment is different from the first embodiment in that an electrostatic actuator (movable part) 52 is provided on the reflection mirror 51 as shown in FIG.
As shown in FIG. 8A, the electrostatic actuator 52 is provided at the central portion of the reflection mirror 51, and also includes a GND electrode 52a formed of a bending spring and a first electrode 52b provided with the GND electrode 52a interposed therebetween. And a second electrode 52c. As shown in FIG. 8B, an alternating voltage is applied to the first electrode 52b and the second electrode 52c so that a potential difference is generated between the first electrode 52b and the second electrode 52c. Thereby, the reflection mirror 51 rotates around the rotation axis M1. Then, as shown by an arrow P in FIG. 8, the tilt of the laser beam reflected by the reflecting mirror 51, that is, the tilt of the optical path A2 can be temporally changed.

本実施形態に係る光源装置50では、このように静電アクチュエータ52により光路A2の傾きを時間的に変化させることによって、第1光路A1を進行するレーザ光と第2光路A2を進行するレーザ光のなす角度θを時間的に変化させているので、干渉縞の間隔Pが時間的に変化する。したがって、ロッドインテグレータ15から射出される光は、残像効果により時間積分されて、干渉性が低下することになる。よって、この場合は、角度θを、第1光路A1を進行するレーザ光と第2光路A2を進行するレーザ光との干渉縞の間隔が、液晶ライトバルブ20の画素のピッチ以下となるように設定しなくても、干渉縞を人間が認識することが困難な状態にすることが可能となる。つまり、本実施形態の光源装置50は、角度θの大きさに関わらず、第1実施形態と同様、簡易な構成、かつ、小型,低コストであるとともに、射出される光の干渉性を抑えることが可能である。   In the light source device 50 according to the present embodiment, the laser light traveling in the first optical path A1 and the laser light traveling in the second optical path A2 are obtained by temporally changing the inclination of the optical path A2 by the electrostatic actuator 52 in this way. Since the angle θ formed by is changed with time, the interval P between the interference fringes changes with time. Therefore, the light emitted from the rod integrator 15 is time-integrated by the afterimage effect, and the coherence is lowered. Therefore, in this case, the angle θ is set so that the interval between the interference fringes between the laser light traveling in the first optical path A1 and the laser light traveling in the second optical path A2 is equal to or less than the pitch of the pixels of the liquid crystal light valve 20. Even without setting, it is possible to make it difficult for humans to recognize interference fringes. That is, the light source device 50 of the present embodiment has a simple configuration, a small size, and a low cost, and suppresses the coherence of emitted light regardless of the size of the angle θ. It is possible.

なお、本実施形態では、可動部として、静電アクチュエータ52を用いたが、これに限らず、図9(a)に示すような電磁アクチュエータ55を用いても良い。この電磁アクチュエータ55は、反射ミラー56の中央部に設けられたGND電極55aと、反射ミラー56の一方の端面56aに設けられたS極の磁石55bと、他方の端面56bに設けられたN極の磁石55cと、GND電極55aを挟んで設けられた1対の電磁コイル55d,55eとを備えている。また、電磁コイル55d,55eには、図9(b)に示すような、交流電圧を印加する。これにより、反射ミラー56は、回転軸M2を中心にして回転するため、第1光路A1を進行するレーザ光と第2光路A2を進行するレーザ光とのなす角度θを時間的に変化させることが可能となる。   In the present embodiment, the electrostatic actuator 52 is used as the movable portion. However, the present invention is not limited to this, and an electromagnetic actuator 55 as shown in FIG. 9A may be used. The electromagnetic actuator 55 includes a GND electrode 55a provided at the center of the reflection mirror 56, an S-pole magnet 55b provided on one end face 56a of the reflection mirror 56, and an N pole provided on the other end face 56b. Magnet 55c and a pair of electromagnetic coils 55d and 55e provided with a GND electrode 55a therebetween. Further, an AC voltage as shown in FIG. 9B is applied to the electromagnetic coils 55d and 55e. Accordingly, since the reflection mirror 56 rotates about the rotation axis M2, the angle θ formed by the laser light traveling on the first optical path A1 and the laser light traveling on the second optical path A2 is changed temporally. Is possible.

また、可動部として、圧電アクチュエータ60を用いても良い。圧電アクチュエータ60は、図10(a)に示すように、GND電極60aと、GND電極60aと反射ミラー61との間の反射ミラー61の一端61a側に設けられた第1圧電素子60b及び反射ミラー61の他端61b側に設けられた第2圧電素子60cとを備えている。この第1圧電素子60b及び第2圧電素子60cには、図10(b)に示すような、交流電圧を印加する。これにより、反射ミラー61は、回転軸M3を中心にして回転するため、第1光路A1を進行するレーザ光と第2光路A2を進行するレーザ光とのなす角度θを時間的に変化させることが可能となる。
なお、本実施形態では、第1実施形態の光源装置の反射ミラー17に相当する反射ミラー51を回転させるようにしていたが、第2,第3実施形態(変形例を含む)の光源装置の反射ミラー17に上述したような可動部を設けても良い。
Moreover, you may use the piezoelectric actuator 60 as a movable part. As shown in FIG. 10A, the piezoelectric actuator 60 includes a GND electrode 60a, a first piezoelectric element 60b provided on one end 61a side of the reflection mirror 61 between the GND electrode 60a and the reflection mirror 61, and a reflection mirror. 61, the second piezoelectric element 60c provided on the other end 61b side. An alternating voltage as shown in FIG. 10B is applied to the first piezoelectric element 60b and the second piezoelectric element 60c. Accordingly, since the reflection mirror 61 rotates about the rotation axis M3, the angle θ formed by the laser light traveling on the first optical path A1 and the laser light traveling on the second optical path A2 is changed with time. Is possible.
In the present embodiment, the reflection mirror 51 corresponding to the reflection mirror 17 of the light source device of the first embodiment is rotated. However, the light source device of the second and third embodiments (including modifications) is rotated. The reflection mirror 17 may be provided with a movable part as described above.

[第4実施形態の変形例1]
第4実施形態では、静電アクチュエータ52,電磁アクチュエータ55,圧電アクチュエータ60によって反射ミラー51を回転させるようにしていたが、その代わりに、第3実施形態(変形例を含む)のプリズム41を回転させるようにしても良い。この場合も、プリズム41へのレーザ光の入射や、プリズム41からのレーザ光の射出を妨げない位置に、上述したような静電アクチュエータ52,電磁アクチュエータ55,圧電アクチュエータ60を設ければ良い。
[第4実施形態の変形例2]
更に、反射ミラー17,51やプリズム41を回転させる代わりに、図11に示すようなAOM(音響光学素子)46を用いても良い。この構成では、AOM46に供給される周波数によって、AOM46から射出されるレーザ光の角度が調整される。つまり、AOM46を可動部として機能させることも可能である。この場合、人間が感知可能なフリッカの周波数よりも高い周波数、例えば、30Hz以上、好ましくは60Hz以上の周期でAOM46に印加する交流電圧の周波数を変えることにより、第4実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。この変形例では、ロッドインテグレータ15の位置に応じて、AOM46に供給する周波数を変えれば良いため、ロッドインテグレータ15の配置の自由度が向上する。なお、反射ミラー17へのレーザ光の入射角度θ1は、45度に限らず、それより小さくても良い。なお、この変形例では、AOM46を第2光路A2に配置し、光路A2の傾きを時間的に変化させることによって、角度θを時間的に変化させているが、AOM46を第1光路に配置し、光路A1の傾きを時間的に変化させることによって、角度θを時間的に変化させるようにしても良い。また、第1光路A1と第2光路A2の両方にAOM46を設けるようにしても良い。さらに、図11では、第2実施形態(変形例を含む)の集光レンズ31等や、第3実施形態のプリズム41の代わりにAOM46を設けた構成を説明しているが、集光レンズ31等やプリズム41に加えて、AOM46を設けるようにしても良い。
[Modification 1 of Fourth Embodiment]
In the fourth embodiment, the reflection mirror 51 is rotated by the electrostatic actuator 52, the electromagnetic actuator 55, and the piezoelectric actuator 60. Instead, the prism 41 of the third embodiment (including the modified example) is rotated. You may make it let it. Also in this case, the electrostatic actuator 52, the electromagnetic actuator 55, and the piezoelectric actuator 60 as described above may be provided at positions that do not hinder the incidence of laser light on the prism 41 and the emission of laser light from the prism 41.
[Modification 2 of the fourth embodiment]
Furthermore, instead of rotating the reflecting mirrors 17 and 51 and the prism 41, an AOM (acousto-optic element) 46 as shown in FIG. 11 may be used. In this configuration, the angle of the laser light emitted from the AOM 46 is adjusted by the frequency supplied to the AOM 46. That is, the AOM 46 can function as a movable part. In this case, the same effect as that of the fourth embodiment can be obtained by changing the frequency of the AC voltage applied to the AOM 46 at a frequency higher than the frequency of flicker that can be detected by humans, for example, 30 Hz or more, preferably 60 Hz or more. Can be obtained. In this modification, since the frequency supplied to the AOM 46 may be changed according to the position of the rod integrator 15, the degree of freedom of arrangement of the rod integrator 15 is improved. The incident angle θ1 of the laser beam to the reflection mirror 17 is not limited to 45 degrees, and may be smaller than that. In this modification, the AOM 46 is arranged in the second optical path A2, and the angle θ is changed temporally by changing the inclination of the optical path A2 with time. However, the AOM 46 is arranged in the first optical path. The angle θ may be changed with time by changing the inclination of the optical path A1 with time. Moreover, you may make it provide AOM46 in both 1st optical path A1 and 2nd optical path A2. Further, FIG. 11 illustrates a configuration in which the condensing lens 31 of the second embodiment (including the modification) and the AOM 46 are provided instead of the prism 41 of the third embodiment. In addition to the prism 41 or the like, an AOM 46 may be provided.

[第5実施形態]
次に、本発明に係る第5実施形態について、図12を参照して説明する。
本実施形態では、上記第1実施形態の光源装置10を備えるプロジェクタ(画像表示装置)500について説明する。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, a projector (image display device) 500 including the light source device 10 of the first embodiment will be described.

図12は、上記実施形態の光源装置を備えたプロジェクタ500の説明図である。
プロジェクタ500は、光源装置10R,10G,10Bと、液晶ライトバルブ522,523,524と、クロスダイクロイックプリズム525と、投射レンズ(投射装置)526とを備えている。
FIG. 12 is an explanatory diagram of a projector 500 including the light source device of the above embodiment.
The projector 500 includes light source devices 10R, 10G, and 10B, liquid crystal light valves 522, 523, and 524, a cross dichroic prism 525, and a projection lens (projection device) 526.

図12のプロジェクタ500は、緑色の光源装置10G及び青色の光源装置10Bとしては、第1実施形態の光源装置を用いている。赤色の光源装置10Rはレーザ光源のみで構成されており、レーザ光源から射出される波長620nmのレーザ光を波長変換を行わずにそのまま射出する。なお、緑色の光源装置10Gおよび青色の光源装置10Bの構成等については、第1実施形態で説明したため、詳細な説明を省略する。
また、それぞれの光源装置10R,10G,10Bの後段(光路下流側)には、ロッドインテグレータ(光学素子:均一化手段)15R,15G,15Bが設けられている。これらは、第1実施形態で説明したロッドインテグレータ15と同様のものであるため、詳細な説明を省略する。
The projector 500 of FIG. 12 uses the light source device of the first embodiment as the green light source device 10G and the blue light source device 10B. The red light source device 10R includes only a laser light source, and emits laser light having a wavelength of 620 nm emitted from the laser light source without performing wavelength conversion. Note that the configurations and the like of the green light source device 10G and the blue light source device 10B have been described in the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted.
Further, rod integrators (optical elements: equalizing means) 15R, 15G, and 15B are provided in the subsequent stage (downstream side of the optical path) of the respective light source devices 10R, 10G, and 10B. Since these are the same as the rod integrator 15 described in the first embodiment, a detailed description thereof will be omitted.

赤色の光源装置10Rからの光束は、ロッドインテグレータ15Rにおいて均一化された後、伝達レンズ535Rを透過して反射ミラー517で反射され、赤色光用液晶ライトバルブ20Rに入射する。また、緑色の光源装置10Gからの光束は、ロッドインテグレータ15Gにおいて均一化された後、伝達レンズ535Gを透過して緑色光用液晶ライトバルブ20Gに入射する。また、青色の光源装置10Bからの光束は、ロッドインテグレータ15Bにおいて均一化された後、伝達レンズ535Bを透過して反射ミラー516で反射され、青色の光用液晶ライトバルブ20Bに入射する。伝達レンズ535R,G,Bは、いずれも、ロッドインテグレータ15R,G,Bの射出端面の像を液晶ライトバルブの画像形成領域に伝達するためのものである。本実施形態では、ロッドインテグレータ15R,G,Bと伝達レンズ535R,G,Bの作用により、液晶ライトバルブが均一に照明されるようになっている。なお、ロッドインテグレータ15R,G,Bの射出端面の形状が液晶ライトバルブ20R,G、Bの画像形成領域と同一であり、かつ、ロッドインテグレータ15R,G,Bが液晶ライトバルブ20R,G,Bに近接して配置される場合は、レンズ535R,G,Bを省略することも可能である。また、図12では、伝達レンズ535R,G,Bがほぼ同一形状のレンズとして図示されているが、伝達レンズ535R,G,Bの作用は、光源10R,G,Bと液晶ライトバルブ20R,G,Bの距離等に応じて最適化されるため、必ずしも同一形状になるとは限らない。   The light beam from the red light source device 10R is made uniform by the rod integrator 15R, then passes through the transmission lens 535R, is reflected by the reflection mirror 517, and enters the red light liquid crystal light valve 20R. Further, the light flux from the green light source device 10G is made uniform by the rod integrator 15G, then passes through the transfer lens 535G and enters the green light liquid crystal light valve 20G. The light beam from the blue light source device 10B is made uniform by the rod integrator 15B, then passes through the transmission lens 535B, is reflected by the reflection mirror 516, and enters the blue light liquid crystal light valve 20B. The transmission lenses 535R, G, and B are all for transmitting the image of the exit end face of the rod integrator 15R, G, and B to the image forming area of the liquid crystal light valve. In the present embodiment, the liquid crystal light valve is uniformly illuminated by the action of the rod integrators 15R, G, B and the transfer lenses 535R, G, B. The shape of the exit end face of the rod integrator 15R, G, B is the same as the image forming area of the liquid crystal light valve 20R, G, B, and the rod integrator 15R, G, B is the liquid crystal light valve 20R, G, B. The lenses 535R, G, and B can be omitted when they are arranged close to each other. In FIG. 12, the transmission lenses 535R, G, and B are illustrated as lenses having substantially the same shape, but the functions of the transmission lenses 535R, G, and B are the light sources 10R, G, and B and the liquid crystal light valves 20R, G. , B are optimized in accordance with the distance, etc., and therefore do not necessarily have the same shape.

各液晶ライトバルブ20R,G,Bの入射側および出射側には、偏光板(図示せず)が配置されている。そして、各光源装置10R,G,Bからの光束のうち所定方向の直線偏光のみが入射側偏光板を透過して、各液晶ライトバルブに入射する。レーザ光は、基本的には偏光状態が揃った光(直線偏光)であるため、入射側偏光板を省略することも可能である。しかし、光源から液晶ライトバルブ20R,G,Bに到達するまでに、ロッドインテグレータ15R,G,Bや反射ミラー516,517等の光学要素を通過する際に、偏光状態が多少乱れてしまう可能性がある。よって、入射側偏光板を設けて偏光状態を揃えることにより、画像のコントラストを向上させることが可能となる。また、入射側偏光板の前方に、または入射側偏光板の代わりに偏光変換手段(図示せず)を設けて、液晶ライトバルブ20R,G,Bに入射する光を直線偏光に揃えるようにしてもよい。この場合、入射側偏光板の前方に偏光変換手段を設けた場合は、入射側偏光板で光が吸収または反射されることによる光の損失を低減することが可能となる。よって、光の利用効率を向上させることができる。入射側偏光板の代わりに偏光変換手段を設けた場合は、入射側偏光板の場合と同様、画像のコントラストを向上させることが可能となる。   Polarizers (not shown) are arranged on the incident side and the emission side of each liquid crystal light valve 20R, G, B. Of the light beams from the light source devices 10R, 10G, and 10B, only linearly polarized light in a predetermined direction passes through the incident side polarizing plate and enters each liquid crystal light valve. Since the laser light is basically light having a uniform polarization state (linearly polarized light), the incident-side polarizing plate can be omitted. However, there is a possibility that the polarization state is somewhat disturbed when passing through the optical elements such as the rod integrators 15R, G, B and the reflection mirrors 516, 517 before reaching the liquid crystal light valves 20R, G, B from the light source. There is. Therefore, it is possible to improve the contrast of the image by providing the incident side polarizing plate and aligning the polarization state. Also, a polarization conversion means (not shown) is provided in front of the incident side polarizing plate or instead of the incident side polarizing plate so that the light incident on the liquid crystal light valves 20R, 20G, 20B is aligned with linearly polarized light. Also good. In this case, when the polarization conversion means is provided in front of the incident side polarizing plate, it is possible to reduce light loss due to light being absorbed or reflected by the incident side polarizing plate. Therefore, the light use efficiency can be improved. When a polarization conversion means is provided instead of the incident side polarizing plate, the contrast of the image can be improved as in the case of the incident side polarizing plate.

各液晶ライトバルブ20R,G,Bによって変調された3つの色光は、クロスダイクロイックプリズム525に入射する。このプリズムは4つの直角プリズムを貼り合わせて形成され、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に配置されている。これらの誘電体多層膜によって3つの色光が合成され、カラー画像を表す光が形成される。そして、合成された光は投射光学系である投射レンズ526により投射スクリーン527上に投射され、拡大された画像が表示される。   The three color lights modulated by the liquid crystal light valves 20R, 20G, and 20B are incident on the cross dichroic prism 525. This prism is formed by bonding four right-angle prisms, and a dielectric multilayer film that reflects red light and a dielectric multilayer film that reflects blue light are arranged in a cross shape on the inner surface thereof. These dielectric multilayer films combine the three color lights to form light representing a color image. The synthesized light is projected onto the projection screen 527 by the projection lens 526 which is a projection optical system, and an enlarged image is displayed.

上述した本実施形態のプロジェクタ500では、緑色の光源装置10G,青色の光源装置10Bとして、簡易な構成、かつ、小型,低コストであるとともに、射出される光の干渉性を抑えることが可能な第1実施形態の光源装置を用いている。したがって、本実施形態のプロジェクタ500は、簡易な構成、かつ、小型,低コストであるとともに、投射スクリーン527に干渉縞の目立たない良好な画像を表示することができる。
なお、本実施形態のプロジェクタにおいて、緑色及び青色の光源装置10G,Bについて第1実施形態の光源装置10を用いたものを説明したが、赤色の光源装置10Rについても第1実施形態の光源装置10を採用することが可能である。また、光源装置10R,G,Bについて、第2〜第4実施形態(変形例を含む)の光源装置を用いることも可能である。
また、第1〜第4実施形態(変形例を含む)の光源装置は、光源装置10R,G,Bのうち、最低1つに適用されていれば良い。さらに、光源装置10R,G,Bのそれぞれに、異なる実施形態の光源装置を採用することも可能である。
In the projector 500 of the present embodiment described above, the green light source device 10G and the blue light source device 10B have a simple configuration, a small size, and low cost, and can suppress the coherence of emitted light. The light source device of the first embodiment is used. Therefore, the projector 500 according to the present embodiment has a simple configuration, is small in size, and low in cost, and can display a good image with no noticeable interference fringes on the projection screen 527.
In the projector according to this embodiment, the green and blue light source devices 10G and B using the light source device 10 according to the first embodiment have been described. However, the red light source device 10R is also used as the light source device according to the first embodiment. 10 can be employed. Moreover, it is also possible to use the light source device of 2nd-4th embodiment (a modification is included) about light source device 10R, G, B. FIG.
Moreover, the light source device of 1st-4th embodiment (a modification is included) should just be applied to at least one among the light source devices 10R, G, and B. Furthermore, it is also possible to employ light source devices of different embodiments for each of the light source devices 10R, 10G, and B.

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に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。
例えば、上記各実施形態において、均一化手段として、ロッドインテグレータ15等を用いたが、これに限らず、光ファイバやフライアレイレンズ等であっても良い。また、光源装置10等と光変調装置20等との間に配置される光学素子は、均一化手段に限られず、レンズやプリズム等他の光学素子であっても良い。また、上記実施形態では、光源装置10等と光変調装置20等との間に配置される光学素子の数は1つ(均一化手段のみ)であったが、2つ以上の光学素子を配置するようにしても良い。
また、上記実施形態では、光変調装置として透過型の液晶ライトバルブを用いた例について説明したが、本発明は、液晶ライトバルブ以外の変調装置にも適用することが可能である。また、光変調装置には、透過型のものと反射型のものとがあるが、本発明はいずれのタイプにも適用可能である。
さらに、第5実施形態では、光変調装置を3つ用いたプロジェクタの例について説明したが、本発明は、光変調装置を1つ、2つ、あるいは4つ以上用いたプロジェクタにも適用することができる。プロジェクタとしては、投射面を観察する方向から画像投射を行うフロント型のものと、投射面を観察する方向とは反対側から画像投射を行うリア型のものとがあるが、本発明はいずれのタイプにも適用可能である。
また、第5実施形態では画像表示装置の一例としてプロジェクタを挙げて説明したが、本発明の光源装置はプロジェクタ以外の画像表示装置にも適用可能である。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in each of the above-described embodiments, the rod integrator 15 or the like is used as the uniformizing means. Moreover, the optical element disposed between the light source device 10 and the like and the light modulation device 20 and the like is not limited to the uniformizing means, and may be another optical element such as a lens or a prism. In the above embodiment, the number of optical elements arranged between the light source device 10 and the like and the light modulation device 20 and the like is one (only uniformizing means), but two or more optical elements are arranged. You may make it do.
In the above-described embodiment, an example in which a transmissive liquid crystal light valve is used as the light modulation device has been described. However, the present invention can also be applied to a modulation device other than the liquid crystal light valve. Further, although there are a transmission type and a reflection type in the light modulation device, the present invention is applicable to any type.
Furthermore, in the fifth embodiment, an example of a projector using three light modulation devices has been described, but the present invention is also applicable to a projector using one, two, or four or more light modulation devices. Can do. As a projector, there are a front type that projects an image from the direction of observing the projection surface and a rear type that projects an image from the side opposite to the direction of observing the projection surface. It is also applicable to types.
In the fifth embodiment, the projector is described as an example of the image display device. However, the light source device of the present invention can be applied to an image display device other than the projector.

本発明の第1実施形態に係る光源装置を示す平面図である。It is a top view which shows the light source device which concerns on 1st Embodiment of this invention. 第1光路A1と第2光路A2とのなす角度θと、干渉縞の間隔Pとの関係を示すグラフ本である。It is a graph book which shows the relationship between the angle (theta) which 1st optical path A1 and 2nd optical path A2 make, and the space | interval P of an interference fringe. 本発明の第2実施形態に係る光源装置を示す平面図である。It is a top view which shows the light source device which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態の変形例1に係る光源装置を示す平面図である。It is a top view which shows the light source device which concerns on the modification 1 of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態の変形例2に係る光源装置の変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the modification of the light source device which concerns on the modification 2 of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る光源装置を示す平面図である。It is a top view which shows the light source device which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る光源装置の変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the modification of the light source device which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係る光源装置を示す平面図である。It is a top view which shows the light source device which concerns on 4th Embodiment of this invention. 図8の光源装置の可動部を示す平面図である。It is a top view which shows the movable part of the light source device of FIG. 図8の光源装置の可動部の変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the modification of the movable part of the light source device of FIG. 図8の光源装置の可動部の変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the modification of the movable part of the light source device of FIG. 本発明の光源装置を備えた画像表示装置を示す平面図である。It is a top view which shows the image display apparatus provided with the light source device of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10,10R,10G,10B,30,35,40,45…光源装置、11…レーザ光源、12…ダイクロイックミラー(分離部)、13…波長変換素子、14…外部共振器、15,15R,15G,15B…ロッドインテグレータ(光学素子:均一化手段)、17…反射ミラー(反射部)、20,20R,20G,20B…液晶ライトバルブ(光変調装置)、31…集光レンズ(集光素子)、41…プリズム(偏向素子)、500…プロジェクタ(画像表示装置)、526…投射レンズ(投射装置)   10, 10R, 10G, 10B, 30, 35, 40, 45 ... light source device, 11 ... laser light source, 12 ... dichroic mirror (separation unit), 13 ... wavelength conversion element, 14 ... external resonator, 15, 15R, 15G , 15B ... Rod integrator (optical element: uniformizing means), 17 ... Reflection mirror (reflection part), 20, 20R, 20G, 20B ... Liquid crystal light valve (light modulation device), 31 ... Condensing lens (condensing element) , 41 ... Prism (deflection element), 500 ... Projector (image display device), 526 ... Projection lens (projection device)

Claims (9)

レーザ光源と、
該レーザ光源から射出された光の波長を所定の波長に変換する波長変換素子と、
該波長変換素子から射出された光のうち前記所定の波長に変換された光を透過させ、前記所定の波長に変換されなかった光を反射させて、前記レーザ光源の方へ戻す外部共振器と、を備え、
該外部共振器から射出された光により、光学素子を介して光変調装置を照明する光源装置であって、
前記レーザ光源と前記波長変換素子との間に配置されるとともに、前記外部共振器において反射された光のうち、前記レーザ光源の方へ向かう光路において、前記波長変換素子を通過することによって前記所定の波長に変換された光を反射させて前記レーザ光源とは異なる位置へ導くとともに、前記所定の波長に変換されなかった光を前記レーザ光源の方へ透過させる分離部と、
該分離部において反射された光を前記光学素子に向けて反射させる反射部とを備え、
前記外部共振器を透過して前記光学素子に向かう第1光路を進行する波長変換後の光と、前記反射部において反射され前記光学素子に向かう第2光路を進行する波長変換後の光とは、互いに交差するように前記光学素子の入射端面に異なる角度で入射することを特徴とする光源装置。
A laser light source;
A wavelength conversion element that converts the wavelength of light emitted from the laser light source into a predetermined wavelength;
An external resonator that transmits light that has been converted to the predetermined wavelength out of light emitted from the wavelength conversion element, reflects light that has not been converted to the predetermined wavelength, and returns the light toward the laser light source; With
A light source device that illuminates a light modulation device via an optical element with light emitted from the external resonator,
The light source is disposed between the laser light source and the wavelength conversion element, and passes through the wavelength conversion element in an optical path toward the laser light source among the light reflected by the external resonator. A separation unit that reflects the light converted into the wavelength of the laser and guides the light to a position different from the laser light source, and transmits the light that has not been converted into the predetermined wavelength toward the laser light source;
A reflection unit that reflects the light reflected by the separation unit toward the optical element;
Wherein the light after wavelength conversion traveling the first optical path passes through the external resonator toward the optical element, the light after wavelength conversion that travels the second optical path is reflected toward the optical element in the reflective portion The light source device is incident on the incident end face of the optical element at different angles so as to cross each other.
前記第1光路を進行する光と前記第2光路を進行する光とのなす角度は、前記第1光路を進行する光と前記第2光路を進行する光との干渉縞の間隔が、前記光変調装置の画素のピッチ以下となる角度となるように設定されることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。   The angle between the light traveling on the first optical path and the light traveling on the second optical path is such that the interval between interference fringes between the light traveling on the first optical path and the light traveling on the second optical path is the light. The light source device according to claim 1, wherein the light source device is set to have an angle that is equal to or smaller than a pixel pitch of the modulation device. 前記第1光路上及び前記第2光路上の少なくとも一方に、前記第1光路及び前記第2光路のうち少なくとも一方を折り曲げるための集光素子を備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光源装置。   3. The condensing element for bending at least one of the first optical path and the second optical path is provided on at least one of the first optical path and the second optical path. 4. The light source device according to 1. 前記第1光路及び前記第2光路上の少なくとも一方に、前記前記第1光路及び前記第2光路のうち少なくとも一方を折り曲げるための偏向素子が設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光源装置。   The deflection element for bending at least one of the first optical path and the second optical path is provided on at least one of the first optical path and the second optical path. Item 3. The light source device according to Item 2. 前記偏向素子には、前記第1光路を進行する光と前記第2光路を進行する光とのなす角度を時間的に変化させる可動部が設けられていることを特徴とする請求項4に記載の光源装置。   5. The movable element that changes temporally an angle formed by the light traveling in the first optical path and the light traveling in the second optical path is provided in the deflection element. Light source device. 前記反射部には、前記第1光路を進行する光と前記第2光路を進行する光とのなす角度を時間的に変化させる可動部が設けられていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の光源装置。   The movable part which changes temporally the angle which the light which follows the said 1st optical path and the light which follows the said 2nd optical path makes in the said reflection part is provided. Item 5. The light source device according to any one of Items 4. 前記第1光路及び前記第2光路のうち少なくとも一方に、前記第1光路を進行する光と前記第2光路を進行する光とのなす角度を時間的に変化させる音響光学素子が設けられていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の光源装置。   At least one of the first optical path and the second optical path is provided with an acousto-optic element that temporally changes an angle formed by light traveling through the first optical path and light traveling through the second optical path. The light source device according to claim 1, wherein the light source device is a light source device. 請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の光源装置と、
該光源装置から射出された後、前記光学素子を介して射出された光を画像信号に応じて変調する光変調装置と、
該光変調装置により変調された光を投射する投射装置とを備えることを特徴とする画像表示装置。
The light source device according to any one of claims 1 to 7,
A light modulation device that modulates light emitted from the light source device through the optical element according to an image signal;
An image display device comprising: a projection device that projects light modulated by the light modulation device.
前記光学素子は、前記光源装置から射出された光の照度分布を均一化する均一化手段であり、前記光変調装置は、前記均一化手段によって照度分布が均一化された光によって照明されることを特徴とする請求項8に記載の画像表示装置。   The optical element is a uniformizing unit that uniformizes an illuminance distribution of light emitted from the light source device, and the light modulator is illuminated by light whose illuminance distribution is uniformized by the uniformizing unit. The image display device according to claim 8.
JP2006318702A 2006-11-27 2006-11-27 Light source device and image display device Expired - Fee Related JP4893262B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006318702A JP4893262B2 (en) 2006-11-27 2006-11-27 Light source device and image display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006318702A JP4893262B2 (en) 2006-11-27 2006-11-27 Light source device and image display device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008134320A JP2008134320A (en) 2008-06-12
JP4893262B2 true JP4893262B2 (en) 2012-03-07

Family

ID=39559223

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006318702A Expired - Fee Related JP4893262B2 (en) 2006-11-27 2006-11-27 Light source device and image display device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4893262B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI432780B (en) 2011-01-19 2014-04-01 台達電子工業股份有限公司 Illumination system
JP7040345B2 (en) * 2018-07-30 2022-03-23 セイコーエプソン株式会社 Light source device and projector
JP7604963B2 (en) * 2021-03-17 2024-12-24 セイコーエプソン株式会社 Light source device and projector

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10293268A (en) * 1997-04-17 1998-11-04 Sony Corp Laser display device
JPH1167623A (en) * 1997-08-11 1999-03-09 Hitachi Ltd Exposure light source, exposure apparatus, and method of manufacturing semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008134320A (en) 2008-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104536248B (en) Projector
JP7203317B2 (en) Light source device and projection type image display device
JP4241776B2 (en) Image display device
JP4245041B2 (en) Lighting device and projector
WO2016148210A1 (en) Light source device and projection device
JP4353287B2 (en) projector
JP2004078159A (en) Projection display device
JP4909141B2 (en) Projection display
JP4325135B2 (en) Lighting device and projector
WO2005036255A1 (en) Illumination unit and projector comprising it
JP4893262B2 (en) Light source device and image display device
JP2008107521A (en) Light source device, illumination device, and image display device
JP7710525B2 (en) Light source device and projection type image display device
JP4872272B2 (en) Lighting device and projector
JP5268428B2 (en) Illumination optical system and image projection apparatus
JP2015210488A (en) Illumination optical system and image display apparatus using the same
JP2011158920A (en) Projection display device
JP2004170630A (en) Lighting unit
JP2004157405A (en) Illumination optical system and projection type display device using the same
CN101191906B (en) Optical components and projectors
JP4893264B2 (en) Light source device and image display device
JP4893263B2 (en) Light source device and image display device
JP2006308787A (en) projector
JP2008112623A (en) Light source device, projector
JP2015022294A (en) Image projection device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090713

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20090714

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110208

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110406

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20110407

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: 20111122

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20111205

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4893262

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150106

Year of fee payment: 3

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees