技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及準(zhǔn)直透鏡、具備該準(zhǔn)直透鏡的光源裝置以及投影裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)今，作為將個(gè)人計(jì)算機(jī)的畫面、視頻圖像、以及基于存儲(chǔ)卡等所存儲(chǔ)的圖像數(shù)據(jù)的圖像等向屏幕進(jìn)行投影的圖像投影裝置的數(shù)據(jù)投影儀被廣泛使用。以往，這種投影儀的主流是將高亮度的放電燈作為光源，但近年來，提出有使用了省電、長壽命、高亮度的激光二極管的投影裝置。

日本特開2013-190591號(hào)公報(bào)所公開的投影裝置，作為光源而具備：產(chǎn)生藍(lán)色波段光的藍(lán)色激光發(fā)光器、產(chǎn)生紅色波段光的紅色激光發(fā)光器、以及通過對(duì)熒光體層照射激勵(lì)光而產(chǎn)生綠色波段光的熒光發(fā)光裝置。從各色激光發(fā)光器出射的激光，經(jīng)由準(zhǔn)直透鏡向微透鏡陣列照射，由此成為強(qiáng)度分布均勻的擴(kuò)散光而向顯示元件導(dǎo)光。同樣，來自熒光發(fā)光裝置的熒光光也經(jīng)由相同的微透鏡陣列向顯示元件導(dǎo)光。

此外，已知來自激光二極管的出射光的截面形狀成為橢圓形狀。在日本實(shí)開平5-45656號(hào)公報(bào)中公開一種光源裝置，使用軸向一致的2個(gè)圓柱透鏡，對(duì)通過準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直后的來自激光二極管的出射光的截面形狀進(jìn)行整形而成為圓形。

在日本特開2013-190591號(hào)公報(bào)所公開的投影裝置中，來自激光二極管的出射光和來自熒光發(fā)光裝置的熒光光經(jīng)由相同的微透鏡陣列。一般，來自激光二極管的出射光的指向性較強(qiáng)而照射范圍較窄。

因此，當(dāng)激光向與作為熒光光的綠色波段光的入射范圍相配合地調(diào)整了的微透鏡陣列入射時(shí)，激光所照射的微透鏡的數(shù)量較少，不能夠充分地 進(jìn)行強(qiáng)度分布的均勻化。

此外，當(dāng)為了提高激光的強(qiáng)度分布的均勻化而減小微透鏡陣列的各微透鏡時(shí)，微透鏡與微透鏡之間的接合部的透射光的損失變大，會(huì)使光的利用效率降低。

另一方面，在通過準(zhǔn)直透鏡來擴(kuò)大激光的照射范圍而使透射的微透鏡的數(shù)量增加的情況下，為了獲取激光的截面橢圓形狀的長軸方向，而準(zhǔn)直透鏡大型化，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致投影裝置的大型化。

此外，即使是激光的透鏡出射面的截面形狀不是圓形、或者可以不被正確地準(zhǔn)直的用途，當(dāng)相對(duì)于光軸的出射角度不相同(按照橢圓狀擴(kuò)展)時(shí)，有時(shí)對(duì)于之后的利用也是不優(yōu)選的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的在于，提高使激光的照射范圍擴(kuò)展并使相對(duì)于光軸的出射角度相同的準(zhǔn)直透鏡、具備該準(zhǔn)直透鏡的光源裝置以及投影裝置。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，準(zhǔn)直透鏡包括入射部，入射光入射到該入射部，該入射部具有長條凹狀部，該長條凹狀部將與上述入射光的光軸正交的第一軸方向作為長邊方向，并朝向上述入射光的出射方向而形成為凹狀，與上述第一軸正交的截面的凹邊緣形成為圓弧狀；以及出射部，向上述入射部入射的上述入射光從該出射部出射，該出射部形成為，與上述第一軸正交的截面的圓弧邊緣部的曲率和與第二軸正交的截面的圓弧邊緣部的曲率不同，該第二軸與上述光軸以及上述第一軸正交。

并且，根據(jù)本發(fā)明的其他方式，光源裝置包括上述準(zhǔn)直透鏡，來自激光二極管的出射光成為向上述準(zhǔn)直透鏡入射的上述入射光，并且，上述激光二極管被配置為，來自上述激光二極管的出射光的截面橢圓形狀的長軸方向成為上述第一軸方向。

并且，根據(jù)本發(fā)明的其他方式，投影裝置包括：上述光源裝置；顯示元件，被照射來自上述光源裝置的光源光，并形成圖像光；投影側(cè)光學(xué)系統(tǒng)，將從上述顯示元件出射的上述圖像光向屏幕進(jìn)行投影；以及投影裝置控制單元，對(duì)上述顯示元件以及上述光源裝置進(jìn)行控制。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的投影裝置的外觀立體圖。

圖2是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的投影裝置的功能模塊的圖。

圖3是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的投影裝置的內(nèi)部構(gòu)造的平面示意圖。

圖4是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的激光二極管出射光的情況的立體圖。

圖5A是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的準(zhǔn)直透鏡的y-z平面的側(cè)視圖。圖5B是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的準(zhǔn)直透鏡的x-z平面的側(cè)視圖。圖5C是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的準(zhǔn)直透鏡的x-y平面的后視圖。

圖6A是表示來自本發(fā)明的第一實(shí)施方式的激光二極管的出射光透射準(zhǔn)直透鏡的情況的示意圖，是y-z平面的側(cè)視圖。圖6B是表示來自本發(fā)明的第一實(shí)施方式的激光二極管的出射光透射準(zhǔn)直透鏡的情況的示意圖，是x-z平面的側(cè)視圖。

圖7是表示向本發(fā)明的第一實(shí)施方式的微透鏡陣列入射光的情況的平面示意圖。

圖8A是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的準(zhǔn)直透鏡的y-z平面的側(cè)視圖。圖8B是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的準(zhǔn)直透鏡的x-z平面的側(cè)視圖。圖8C是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的準(zhǔn)直透鏡的x-y平面的后視圖。

圖9A是表示來自本發(fā)明的第三實(shí)施方式的激光二極管的出射光透射準(zhǔn)直透鏡的情況的示意圖，是y-z平面的側(cè)視圖。圖9B是表示來自本發(fā)明的第三實(shí)施方式的激光二極管的出射光透射準(zhǔn)直透鏡的情況的示意圖，是x-z平面的側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式

(第一實(shí)施方式)

以下，基于圖1～圖7對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1是投影裝置10的外觀立體圖。此外，在本實(shí)施方式中，投影裝置10的左右表示相對(duì)于投影方向的左右方向，前后表示相對(duì)于投影裝置10的屏幕側(cè)方向以及光線束的行進(jìn)方向的前后方向。

并且，如圖1所示那樣，投影裝置10為大致長方體形狀，在作為投影裝置10的框體的前方側(cè)板的正面板12的側(cè)方具有投影部，并且在該正面板12上設(shè)置有多個(gè)排氣孔17。并且，雖然未圖示，但具備對(duì)來自遙控器的控制信號(hào)進(jìn)行接收的Ir接收部。

此外，在框體的上殼體11上設(shè)置有鍵/指示器部37，在該鍵/指示器部37配置有對(duì)電源開關(guān)鍵、電源的接通或者關(guān)斷進(jìn)行報(bào)告的電源指示器、對(duì)投影的接通、關(guān)斷進(jìn)行切換的投影開關(guān)鍵、在光源單元、顯示元件或者控制電路等過熱時(shí)進(jìn)行報(bào)告的過熱指示器等鍵、指示器。此外，上殼體11構(gòu)成為，對(duì)投影裝置10的框體的上面以及左側(cè)面的一部分進(jìn)行覆蓋，在故障時(shí)等將上殼體11從下殼體16取下。

并且，在框體的背面，在未圖示的背面板上設(shè)置有輸入輸出連接器部以及電源適配器插口等各種端子，在輸入輸出連接器部設(shè)置有USB端子、輸入模擬RGB影像信號(hào)的影像信號(hào)輸入用的D-SUB端子、S端子、RCA端子、聲音輸出端子等。此外，在背面板上形成有多個(gè)吸氣孔。

接下來，使用圖2的功能框圖對(duì)投影裝置10的投影裝置控制單元進(jìn)行說明。投影裝置控制單元包括控制部38、輸入輸出接口22、圖像轉(zhuǎn)換部23、顯示編碼器24以及顯示驅(qū)動(dòng)部26等。

該控制部38負(fù)責(zé)投影裝置10內(nèi)的各電路的動(dòng)作控制，包括CPU、固定地存儲(chǔ)各種設(shè)定等的動(dòng)作程序的ROM以及作為工作存儲(chǔ)器使用的RAM等。

并且，通過該控制單元，從輸入輸出連接器部21輸入的各種規(guī)格的圖像信號(hào)，在經(jīng)由輸入輸出接口22、系統(tǒng)總線(SB)而通過圖像轉(zhuǎn)換部23以統(tǒng)一為適合顯示的規(guī)定格式的圖像信號(hào)的方式轉(zhuǎn)換之后，向顯示編碼器24輸出。

此外，顯示編碼器24在將所輸入的圖像信號(hào)在視頻RAM25中展開存儲(chǔ)之后，根據(jù)該視頻RAM25的存儲(chǔ)內(nèi)容生成視頻信號(hào)而向顯示驅(qū)動(dòng)部26輸出。

顯示驅(qū)動(dòng)部26作為顯示元件控制單元起作用，與從顯示編碼器24輸出的圖像信號(hào)對(duì)應(yīng)，以適當(dāng)?shù)膸蕦?duì)空間的光調(diào)制元件(SOM)即顯示元件51進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

并且，在該投影裝置10中，關(guān)于從光源裝置60出射的光線束，使其經(jīng)由光學(xué)系統(tǒng)向顯示元件51照射，由此通過顯示元件51的反射光來形成光像，并經(jīng)由投影側(cè)光學(xué)系統(tǒng)將圖像向未圖示的屏幕進(jìn)行投影顯示。此外，該投影側(cè)光學(xué)系統(tǒng)的可動(dòng)透鏡組235通過透鏡馬達(dá)45進(jìn)行用于變焦調(diào)整、聚焦調(diào)整的驅(qū)動(dòng)。

此外，圖像壓縮/解壓部31通過ADCT以及霍夫曼編碼等處理對(duì)圖像信號(hào)的亮度信號(hào)以及色差信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，并進(jìn)行向作為裝卸自如的記錄介質(zhì)的存儲(chǔ)卡32依次寫入的記錄處理。

并且，圖像壓縮/解壓部31為，在再生模式時(shí)將存儲(chǔ)卡32所記錄的圖像數(shù)據(jù)讀出，將構(gòu)成一系列動(dòng)畫的各個(gè)圖像數(shù)據(jù)按照1幀單位進(jìn)行解壓，將該圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由圖像轉(zhuǎn)換部23向顯示編碼器24輸出，并進(jìn)行能夠基于存儲(chǔ)卡32所存儲(chǔ)的圖像數(shù)據(jù)來顯示動(dòng)畫等的處理。

并且，由設(shè)置在框體的上殼體11上的主鍵以及指示器等構(gòu)成的鍵/指示器部37的操作信號(hào)，直接向控制部38送出，來自遙控器的鍵操作信號(hào)由Ir接收部35接收，由Ir處理部36解調(diào)的編碼信號(hào)向控制部38輸出。

此外，控制部38經(jīng)由系統(tǒng)總線(SB)連接聲音處理部47。該聲音處理部47具備PCM音源等音源電路，在投影模式以及再生模式時(shí)對(duì)聲音數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬化，對(duì)揚(yáng)聲器48進(jìn)行驅(qū)動(dòng)而進(jìn)行擴(kuò)聲放音。

此外，控制部38對(duì)作為光源控制單元的光源控制電路41進(jìn)行控制，該光源控制電路41對(duì)光源裝置60的紅色光源裝置、綠色光源裝置以及藍(lán)光源裝置的發(fā)光分別獨(dú)立地進(jìn)行控制，以便從光源裝置60出射在圖像生成時(shí)所要求的規(guī)定波段的光。

并且，控制部38使冷卻風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)控制電路43進(jìn)行基于設(shè)置于光源裝置60等的多個(gè)溫度傳感器的溫度檢測(cè)，根據(jù)該溫度檢測(cè)的結(jié)果對(duì)冷卻風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行控制。此外，控制部38還使冷卻風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)控制電路43通過計(jì)時(shí)器等在投影裝置10主體的電源關(guān)斷后也持續(xù)進(jìn)行冷卻風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)、或者根據(jù)溫度傳感器的溫度檢測(cè)的結(jié)果進(jìn)行將投影裝置10主體的電源關(guān)斷等的控制。

接下來，對(duì)該投影裝置10的內(nèi)部構(gòu)造進(jìn)行說明。圖3是表示投影裝置10的內(nèi)部構(gòu)造的平面示意圖。投影裝置10在中央部分具備光源裝置60， 在光源裝置60的左側(cè)方具備投影側(cè)光學(xué)系統(tǒng)220的透鏡鏡筒225。此外，投影裝置10在透鏡鏡筒225與背面板13之間具備DMD等顯示元件51。投影裝置10在顯示元件51與背面板13之間具備使顯示元件51冷卻的散熱器191。并且，投影裝置10在光源裝置60的下方具備主控制電路基板。

光源裝置60包括：出射綠色波段光的綠色光源裝置80；出射紅色波段光的紅色光源裝置120；出射藍(lán)色波段光的藍(lán)光源裝置300；以及導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)140。

藍(lán)光源裝置300和紅色光源裝置120配置為，來自各色光源裝置的出射光的光軸分別與來自激勵(lì)光照射裝置70的激勵(lì)光的光軸以及從綠色光源裝置80即熒光發(fā)光裝置100出射的熒光發(fā)光光的光軸正交。

紅色光源裝置120和藍(lán)光源裝置300為，使紅色光源裝置120為前方側(cè)而前后排列地配置。紅色光源裝置120包括一個(gè)紅色激光二極管121、以及配置在該紅色激光二極管121的光軸上的準(zhǔn)直透鏡400。同樣，藍(lán)光源裝置300包括一個(gè)藍(lán)色激光二極管301、以及配置在該藍(lán)色激光二極管301的光軸上的準(zhǔn)直透鏡400。紅色激光二極管121以及藍(lán)色激光二極管301被配置為，分別朝向左側(cè)板14側(cè)出射激光。

從紅色激光二極管121以及藍(lán)色激光二極管301出射的激光，通過準(zhǔn)直透鏡400而激光的截面橢圓形狀分別被整形為圓形，并且被轉(zhuǎn)換為準(zhǔn)直了的平行光。關(guān)于該準(zhǔn)直透鏡400的詳細(xì)將后述。

在光源裝置60與右側(cè)板15之間，具備對(duì)紅色光源裝置120的紅色激光二極管121以及藍(lán)光源裝置300的藍(lán)色激光二極管301進(jìn)行冷卻的散熱器131、190。

在散熱器131、190與正面板12之間配置有冷卻風(fēng)扇261。冷卻風(fēng)扇261吸入由散熱器131、190加熱的冷卻介質(zhì)而向裝置外部排出。

綠色光源裝置80包括：配置在投影裝置10的框體的左右方向的大致中央部分的激勵(lì)光照射裝置70；以及配置在從該激勵(lì)光照射裝置70出射的光線束的光軸上且在正面板12附近的熒光發(fā)光裝置100。

作為激勵(lì)光源的激勵(lì)光照射裝置70由2個(gè)藍(lán)色激光二極管71構(gòu)成。2個(gè)藍(lán)色激光二極管71以光軸與背面板13垂直的方式左右排列地配置。并且，在藍(lán)色激光二極管71與背面板13之間配置有散熱器81。在各藍(lán)色激 光二極管71的光軸上，分別配置有將來自各藍(lán)色激光二極管71的出射光轉(zhuǎn)換為平行光的聚光透鏡即準(zhǔn)直透鏡73。

在散熱器81與背面板13之間，配置有作為冷卻介質(zhì)而將外部空氣向散熱器81側(cè)送風(fēng)的送風(fēng)風(fēng)扇即冷卻風(fēng)扇261，通過該冷卻風(fēng)扇261和散熱器81對(duì)藍(lán)色激光二極管71進(jìn)行冷卻。

綠色光源裝置80的熒光發(fā)光裝置100具備成為熒光板的熒光輪101、輪馬達(dá)110、以及聚光透鏡組111。

成為熒光板的熒光輪101以與正面板12平行的方式配置，即以與來自激勵(lì)光照射裝置70的出射光的光軸正交的方式配置。輪馬達(dá)110對(duì)該熒光輪101進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。聚光透鏡組111對(duì)從熒光輪101向背面板13方向出射的光線束進(jìn)行聚光。在輪馬達(dá)110與正面板12之間配置有散熱器130等，通過這些對(duì)熒光輪101進(jìn)行冷卻。

成為熒光板的熒光輪101為圓板狀的金屬基材，具有將來自藍(lán)色激光二極管71的出射光作為激勵(lì)光而出射綠色波段的熒光發(fā)光光的環(huán)狀的熒光發(fā)光區(qū)域。該熒光發(fā)光區(qū)域?yàn)椋诮饘倩纳闲纬捎邪疾?，在該凹部設(shè)置有接受激勵(lì)光而進(jìn)行熒光發(fā)光的熒光體層。并且，包括熒光發(fā)光區(qū)域的熒光輪101的藍(lán)色激光二極管71側(cè)的表面，通過銀蒸鍍等而被進(jìn)行鏡面加工，由此形成反射光的反射面，在該反射面上敷設(shè)綠色熒光體的層。

向熒光輪101的綠色熒光體層照射的、來自激勵(lì)光照射裝置70的出射光，對(duì)綠色熒光體層中的綠色熒光體進(jìn)行激勵(lì)。并且，從綠色熒光體向全方位進(jìn)行熒光發(fā)光的光線束，直接向藍(lán)色激光二極管71側(cè)出射、或者在由熒光輪101的反射面反射之后向藍(lán)色激光二極管71側(cè)出射。

此外，未被熒光體層的熒光體吸收、而照射于金屬基材的激勵(lì)光，被反射面反射而再次向熒光體層入射，并對(duì)熒光體進(jìn)行激勵(lì)。由此，通過使熒光輪101的凹部的表面成為反射面，由此能夠提高從激勵(lì)光照射裝置70出射的激勵(lì)光的利用效率，能夠使其更明亮地發(fā)光。

并且，在從紅色光源裝置120出射的紅色波段光以及從藍(lán)光源裝置300出射的藍(lán)色波段光的光軸、與從激勵(lì)光照射裝置70出射的藍(lán)色波段光以及從綠色光源裝置80出射的綠色波段光的光軸正交地交叉的位置，配置有分色鏡141。該分色鏡141使藍(lán)色以及紅色波段光透射，對(duì)綠色波段光進(jìn)行反 射而將該綠色光的光軸向左側(cè)板14方向轉(zhuǎn)換90度。由此，能夠通過1個(gè)分色鏡141使紅色波段光、綠色波段光以及藍(lán)色波段光的各光在相同的光路上重疊。

并且，在分色鏡141的左方配置有微透鏡陣列145。微透鏡陣列145使各色波段光擴(kuò)散并且使透射了各微透鏡陣列145的光重疊，使各波段光的強(qiáng)度分布均勻化。

本實(shí)施方式的微透鏡陣列145的各微透鏡為，作為透鏡形狀成為俯視橫長矩形形狀的雙凸透鏡，并排列為格子狀。并且，在該微透鏡陣列145的左側(cè)板14側(cè)，配置有聚光透鏡147。聚光透鏡147使透射了微透鏡陣列145的擴(kuò)散均勻光聚光為顯示元件51的有效尺寸。并且，導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)140由分色鏡141、微透鏡陣列145、以及聚光透鏡147形成。

此外，作為光源側(cè)光學(xué)系統(tǒng)170，設(shè)置有光軸轉(zhuǎn)換鏡173以及聚光透鏡174。此外，聚光透鏡174將從顯示元件51出射的光進(jìn)行聚光，使其向透鏡鏡筒225入射，因此也成為投影側(cè)光學(xué)系統(tǒng)220的構(gòu)成要素之一。

來自光源裝置60的出射光，通過微透鏡陣列145而成為均勻的強(qiáng)度分布，并經(jīng)由聚光透鏡147向光軸轉(zhuǎn)換鏡173出射。另一方面，在顯示元件51的前方具備聚光透鏡174。因此，由光軸轉(zhuǎn)換鏡173反射的光源光，通過聚光透鏡174而有效地向顯示元件51照射。

由顯示元件51反射的接通光，通過投影側(cè)光學(xué)系統(tǒng)220作為投影光向屏幕放出。該投影側(cè)光學(xué)系統(tǒng)220的透鏡鏡筒225，是具備內(nèi)置于透鏡鏡筒225的固定透鏡組以及可動(dòng)透鏡組235而具備變焦功能的可變焦點(diǎn)型透鏡?？蓜?dòng)透鏡組235將透鏡馬達(dá)作為驅(qū)動(dòng)源，能夠進(jìn)行變焦調(diào)整、聚焦調(diào)整。

通過如此地構(gòu)成投影裝置10，由此當(dāng)在使熒光輪101旋轉(zhuǎn)、并且從激勵(lì)光照射裝置70、紅色光源裝置120、藍(lán)光源裝置300分別以不同定時(shí)出射光時(shí)，紅色、綠色以及藍(lán)色的各波段光經(jīng)由導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)140以及光源側(cè)光學(xué)系統(tǒng)170向顯示元件51入射。因此，投影裝置10的顯示元件51即DMD根據(jù)數(shù)據(jù)來通過各色的光對(duì)圖像進(jìn)行時(shí)分割顯示，由此能夠?qū)⒉噬珗D像對(duì)屏幕進(jìn)行投影。

在此，光源裝置60所具備的激光二極管(紅色激光二極管121、藍(lán)色激光二極管301)，一般在相對(duì)于二極管的接合面的垂直方向和水平方向上 放射角不同。因此，如圖4所示那樣，已知從激光二極管出射的激光的截面成為橢圓形狀。在此，為了進(jìn)行以下的說明，將來自紅色激光二極管121以及藍(lán)色激光二極管301的出射光的截面橢圓形狀P的長軸方向定義為x軸(第一軸)、將短軸方向定義為y軸(第二軸)、將激光的光軸定義為z軸。

圖3根據(jù)上述各軸的定義來表示y-z平面的配置。并且，紅色激光二極管121以及藍(lán)色激光二極管301被配置為，從各激光二極管121、301出射的激光的截面橢圓形狀P的長軸方向(x軸方向)與紙面垂直。在以下的說明中，與圖3所示的各激光二極管121、301的配置相對(duì)應(yīng)，基于上述x―y―z軸系進(jìn)行說明。

圖5A是準(zhǔn)直透鏡400的y-z平面的側(cè)視圖。圖5B是x-z平面的側(cè)視圖。圖5C是x-y平面的后視圖。如圖5C所示那樣，準(zhǔn)直透鏡400的外形形成為圓形。準(zhǔn)直透鏡400在圖5A的左側(cè)形成有作為激光的入射光所入射的入射部410。并且，準(zhǔn)直透鏡400在圖5A的右側(cè)形成有向入射部410入射的入射光所出射的出射部430。

入射部410的外面形成為平坦面411。在該平坦面411的中心部，形成有將與入射光的光軸即z軸正交的x軸方向作為長邊方向的長條凹狀部412。長條凹狀部412朝向入射光的出射方向即圖5A中的右方，而從平坦面411形成為凹狀。并且，與x軸正交的截面中的凹邊緣413形成為圓弧狀。該凹邊緣413的半徑小于激光二極管(紅色激光二極管121、藍(lán)色激光二極管301)的前端即出射面與準(zhǔn)直透鏡400的平坦面411之間的距離(參照?qǐng)D6A)。此外，如圖5B所示那樣，與y軸正交的截面中的凹邊緣414形成為直線狀。即，換言之，長條凹狀部412形成為圓柱形狀的凹部。

如準(zhǔn)直透鏡400的側(cè)面圖、即圖5A以及圖5B所示那樣，出射部430朝向出射方向即右側(cè)而形成為凸透鏡狀。并且，出射部430形成為，圖5A所示的與x軸正交的截面中的形成為圓弧狀的邊緣部即圓弧邊緣部432的曲率、與圖5B所示的相對(duì)于與x軸正交的y軸正交的截面中的形成為圓弧狀的邊緣部即圓弧邊緣部437的曲率不同。即，換言之，出射部430形成為非球面透鏡。并且，出射部430的形成為非球面透鏡的部分形成為，從出射部430出射的光成為平行光。在本實(shí)施方式中，圓弧邊緣部432的曲 率形成得大于圓弧邊緣部437的曲率。

接下來，基于圖6對(duì)從各激光二極管出射的激光透射準(zhǔn)直透鏡400的情況進(jìn)行說明。圖6A表示y-z平面，圖6B表示xz平面。如圖6A以及圖6B所示那樣，來自激光二極管(紅色激光二極管121、藍(lán)色激光二極管301)的出射光即激光LR，以截面橢圓形狀P的長軸方向(x軸方向)與準(zhǔn)直透鏡400的長條凹狀部412的長邊方向相匹配的方式，向入射部410的長條凹狀部412入射。

因此，如圖6A所示那樣，來自激光二極管(紅色激光二極管121、藍(lán)色激光二極管301)的出射光即激光LR的截面橢圓形狀P的短軸方向(y軸方向)，通過長條凹狀部412的凹邊緣413而使寬度擴(kuò)大。此時(shí)，激光LR的y軸方向的寬度被擴(kuò)大為，與出射部430的激光LR的x軸方向的寬度相等。另一方面，如圖6B所示那樣，激光LR的x軸方向的寬度不通過長條凹狀部412而擴(kuò)大，僅根據(jù)準(zhǔn)直透鏡400的材質(zhì)的折射率來擴(kuò)大。

并且，從準(zhǔn)直透鏡400的出射部430出射的激光LR，通過形成為非球面透鏡的凸透鏡狀部分而作為平行光出射。從出射部430出射的激光LR透射分色鏡141，并向微透鏡陣列145照射。

圖7表示從各色激光二極管出射的激光向微透鏡陣列145照射的情況。此外，圖7表示x-y平面的微透鏡陣列145。如圖7所示那樣，從紅色激光二極管121以及藍(lán)色激光二極管301出射的激光，通過準(zhǔn)直透鏡400而作為截面形狀被整形為圓形的平行光即激光121LR以及301LR向微透鏡陣列145照射。此外，來自綠色光源裝置80的熒光光作為熒光光80FR且作為截面形狀為圓形的光向微透鏡陣列145照射。

如此，來自各激光二極管的激光，通過準(zhǔn)直透鏡400從截面橢圓形整形為截面圓形而向微透鏡陣列145照射，與x軸方向的寬度相等、y軸方向的寬度較短的截面橢圓形的激光經(jīng)由通常的準(zhǔn)直透鏡向微透鏡陣列145照射的情況相比，能夠使激光所入射的微透鏡的數(shù)量(單元數(shù)量)增加。

此外，在本實(shí)施方式中，以從形成為非球面透鏡的出射部430出射的激光LR被轉(zhuǎn)換為平行光的方式形成有出射部430，但也能夠以在x軸方向以及y軸方向上均具有大約幾度的擴(kuò)展角度的方式形成出射部430。并且，出射部430形成為，相對(duì)于出射光的光軸的出射角度在x軸方向和y軸方 向上相同。

(第二實(shí)施方式)

接下來，基于圖8A、圖8B、圖8C對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施方式進(jìn)行說明。本第二實(shí)施方式是將第一實(shí)施方式的準(zhǔn)直透鏡400變更為圖8A、圖8B、圖8C所示的準(zhǔn)直透鏡500。因此，關(guān)于該準(zhǔn)直透鏡500以外的位置，與第一實(shí)施方式同樣，因此省略其說明。

圖8A是準(zhǔn)直透鏡500的y-z平面的側(cè)視圖。圖8B是x-z平面的側(cè)視圖。圖8C是x-y平面的后視圖。如圖8C所示那樣，準(zhǔn)直透鏡500的外形形成為圓形。準(zhǔn)直透鏡500為，在圖8A的左側(cè)，形成有供作為激光的入射光入射的入射部510。并且，準(zhǔn)直透鏡500為，在圖8A的右側(cè)，形成有供向入射部510入射后的入射光出射的出射部530。

入射部510為，入射光側(cè)的面形成為平坦面511，在該平坦面511的中心部，形成有將與入射光的光軸即z軸正交的x軸方向作為長邊方向的長條凹狀部512。長條凹狀部512朝向入射光的出射方向即圖8A的右方而從平坦面形成為凹狀。并且，與x軸正交的截面中的凹邊緣513形成為圓弧狀，與y軸正交的截面中的凹邊緣514也形成為圓弧狀。

即，換言之，長條凹狀部512形成為以x軸方向?yàn)殚L軸的橢圓旋轉(zhuǎn)面形狀的凹部。并且，凹邊緣513與凹邊緣514的曲率形成為不同。在本實(shí)施方式中，凹邊緣513的曲率形成為大于凹邊緣514的曲率。

出射部530與第一實(shí)施方式的出射部430同樣。即，如準(zhǔn)直透鏡500的側(cè)面視即圖8A以及圖8B所示那樣，出射部530朝向出射方向即右側(cè)形成為凸透鏡狀。并且，圖8A所示的與x軸正交的截面中的圓弧532的曲率、與圖8B所示的相對(duì)于與x軸正交的y軸正交的截面中的圓弧537的曲率，形成為不同。即，換言之，出射部530的凸透鏡狀部分形成為非球面透鏡。并且，出射部530的形成為非球面透鏡的部分，形成為使從出射部530出射的光成為平行光。

相對(duì)于準(zhǔn)直透鏡500的入射部510的長條凹狀部512，來自紅色激光二極管121、藍(lán)色激光二極管301的激光，與第一實(shí)施方式同樣，使截面橢圓形狀P的長軸方向(x軸方向)與長條凹狀部512的長邊方向一致地入射。于是，激光的截面橢圓形狀P的短軸方向(y軸方向)通過凹邊緣513而 擴(kuò)展。并且，截面橢圓形狀P的長軸方向(x軸方向)通過凹邊緣514而擴(kuò)展。通過各凹邊緣513、514擴(kuò)展的光的寬度，在出射部530成為相等的寬度。因此，向微透鏡陣列145照射的激光的截面形狀成為圓形。

如此，在本實(shí)施方式中，不僅是x軸方向，對(duì)于y軸方向也能夠使激光的寬度擴(kuò)展。因此，能夠進(jìn)一步擴(kuò)展向微透鏡陣列145照射的激光的范圍?；蛘撸軌蚴辜t色以及藍(lán)色激光二極管121、301與準(zhǔn)直透鏡500之間的距離接近，而成為能夠出射規(guī)定直徑的圓形激光的小型的激光發(fā)光元件。

(第三實(shí)施方式)

接下來，基于圖9A以及9B對(duì)本發(fā)明的第三實(shí)施方式進(jìn)行說明。本實(shí)施方式為，將第一實(shí)施方式中的準(zhǔn)直透鏡400變更為圖9A以及9B所示的準(zhǔn)直透鏡600。因此，關(guān)于該準(zhǔn)直透鏡600以外的位置與第一實(shí)施方式同樣，因此對(duì)于相同的部件、位置賦予相同的符號(hào)而省略其說明。

準(zhǔn)直透鏡600包括配置在紅色激光二極管121、藍(lán)色激光二極管301側(cè)的第一透鏡部件601、以及配置在微透鏡陣列145側(cè)的第二透鏡部件602。第一透鏡部件601的整體的形狀形成為將x軸方向作為長邊方向的箱型形狀。第一透鏡部件601在紅色激光二極管121、藍(lán)色激光二極管301側(cè)形成有供激光入射的入射部610。

在入射部610，形成有將x軸方向作為長邊方向、朝向入射光的出射方向形成為凹狀的長條凹狀部612。并且，與x軸正交的截面中的凹邊緣613形成為圓弧狀，與y軸正交的截面中的凹邊緣614形成為直線狀。即，換言之，長條凹狀部612形成為圓柱形狀的凹部。在第一透鏡部件601的入射部610的相反側(cè)，形成有成為平坦面的出射面618。

另一方面，第二透鏡部件602形成有第一透鏡部件601側(cè)的面成為平坦面的入射面634。在入射面634的相反側(cè)，形成有供激光出射的出射部630。出射部630朝向出射方向即右側(cè)形成為凸透鏡狀。并且，圖9A所示的與x軸正交的截面中的圓弧632的曲率、與圖9B所示的相對(duì)于與x軸正交的y軸正交的截面中的圓弧637的曲率形成為不同。即，換言之，出射部630的凸透鏡狀部分形成為非球面透鏡。并且，出射部630的形成為非球面透鏡的部分形成為，從出射部630出射的光成為平行光。

在如此構(gòu)成的準(zhǔn)直透鏡600中，激光的截面形狀也被整形為圓形形狀。 即，向入射部610入射的激光LR通過長條凹狀部612的凹邊緣613而x軸方向的寬度擴(kuò)展。關(guān)于y軸方向，由于由第一透鏡部件601的材質(zhì)產(chǎn)生的折射率而擴(kuò)展。并且，從出射面618出射的激光LR，通過第一透鏡部件601與第二透鏡部件602之間的空氣層，在x軸方向以及y軸方向上均擴(kuò)展，并從入射面634向第二透鏡部件602入射。并且，第二透鏡部件602的出射部630的x軸方向以及y軸方向的寬度成為相同寬度。因此，從出射部630出射的激光LR的截面形狀被整形為圓形形狀。

如此，準(zhǔn)直透鏡600為，由于在第一透鏡部件601與第二透鏡部件602之間夾有空氣層，因此能夠使從激光發(fā)光元件到出射部630為止的距離縮短，同時(shí)能夠使激光LR在x軸方向以及y軸方向上進(jìn)一步擴(kuò)展。

此外，作為第三實(shí)施方式的本實(shí)施方式的長條凹狀部612，與第一實(shí)施方式的長條凹狀部412同樣，形成為圓柱形狀的凹部，但也能夠與第二實(shí)施方式的長條凹狀部512同樣，形成為將x軸方向作為長軸的橢圓旋轉(zhuǎn)面形狀的凹部。

以上，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，激光所入射的準(zhǔn)直透鏡400、500、600具有入射部410、510、610和出射部430、530、630。入射部410、510、610形成有將與入射光的光軸z正交的第一軸即x軸作為長邊方向、與x軸正交的截面成為圓弧狀的長條凹狀部412、512、612。出射部430、530、630形成為，與作為第一軸的x軸正交的截面中的曲率、和相對(duì)于與作為第一軸的x軸正交的作為第二軸的y軸正交的截面中的曲率不同。

由此，能夠使激光的截面橢圓形的長軸方向與第一軸(x軸)方向一致而向準(zhǔn)直透鏡400、500、600入射，將激光的截面橢圓形的短軸方向(作為第二軸的y軸方向)的寬度擴(kuò)展而使激光的截面形狀成為圓形。此外，能夠使出射角度特性成為軸對(duì)稱。因此，能夠?qū)⒛軌虬鸭す庹螢閳A形而使照射范圍擴(kuò)大的準(zhǔn)直透鏡400、500、600形成為小型，能夠防止具備該準(zhǔn)直透鏡400、500、600的激光發(fā)光元件的大型化，并且能夠在較大范圍內(nèi)使激光相對(duì)于微透鏡陣列145均勻地照射。

此外，如圖6A、圖6B、圖8A、圖8B、圖8C所示那樣，將位于準(zhǔn)直透鏡400、500、600的入射部410、510、610側(cè)的長條凹狀部412、512、612(第二軸方向即y軸方向)作為圓弧的圓的半徑，小于激光二極管(紅 色激光二極管121、藍(lán)色激光二極管301)的前端即出射面與準(zhǔn)直透鏡400、500、600的入射部410、510、610側(cè)的平坦面411、511之間的距離。

此外，將位于準(zhǔn)直透鏡400、500、600的入射部410、510、610側(cè)的長條凹狀部412、512、612(第一軸方向即x軸方向)作為圓弧的圓的半徑，大于激光二極管(紅色激光二極管121、藍(lán)色激光二極管301)的出射面與準(zhǔn)直透鏡400、500、600的入射部410、500、600側(cè)的平坦面411、511之間的距離。

即，相對(duì)于與入射光的光軸z正交的第一軸即x軸正交的截面中的y方向的曲率，大于與作為第二軸的y軸正交的截面中的x方向的曲率。

此外，出射部430、530、630形成為，相對(duì)于出射光的光軸的出射角度在第一軸即x軸方向以及第二軸即y軸方向上成為相同。由此，能夠與離準(zhǔn)直透鏡400、500、600的距離無關(guān)地，使從出射部430、530、630出射的出射光的截面形狀成為圓形。

此外，長條凹狀部412、612為，與第二軸即y軸正交的截面中的凹邊緣414、614形成為直線狀。由此，長條凹狀部412、612能夠形成為圓柱形狀的凹部，因此能夠容易地制造準(zhǔn)直透鏡400、600。

此外，長條凹狀部512形成為，與第二軸即y軸正交的截面中的凹邊緣514形成為圓弧狀，并且凹邊緣514的曲率與凹邊緣513的曲率不同。由此，對(duì)于所入射的激光，除了長軸方向即第一軸(x軸)方向以外，在成為第二軸(y軸)的短軸方向上也能夠使寬度擴(kuò)展。因此，能夠使激光以更大范圍進(jìn)行照射。

此外，準(zhǔn)直透鏡600包括具有入射部610的第一透鏡部件601、以及具有出射部630的第二透鏡部件602。由此，能夠在第一透鏡部件601與第二透鏡部件602之間形成空氣層。因此，能夠提供一種準(zhǔn)直透鏡600，能夠使激光進(jìn)一步擴(kuò)大照射范圍，并且光軸方向即z軸方向較短，而適合于裝置的小型化。

此外，光源裝置60具有準(zhǔn)直透鏡400、500、600和激光二極管121、301。并且，激光二極管121、301被配置為，來自激光二極管的激光的截面橢圓形狀的長軸方向、與準(zhǔn)直透鏡400、500、600的長條凹狀部412、512、612相匹配。由此，能夠提供一種光源裝置60，具有能夠擴(kuò)大照射范圍并 且小型化的準(zhǔn)直透鏡400、500、600。

此外、光源裝置60具備來自準(zhǔn)直透鏡400、500、600的出射光所照射的微透鏡陣列145。因此，激光的照射范圍擴(kuò)大了的圓形的光向微透鏡陣列145照射，因此能夠使激光透射更多的微透鏡。因此，光源裝置60能夠出射均勻強(qiáng)度分布的光源光。

此外，光源裝置60具備紅色激光二極管121和藍(lán)色激光二極管301。由此，關(guān)于紅色激光二極管121以及藍(lán)色激光二極管301的各激光，能夠得到使激光的截面形狀成為圓形，并且將相對(duì)于光軸的出射角度整形為軸對(duì)稱，同時(shí)擴(kuò)大了照射范圍且小型化的光源裝置60。

此外，光源裝置60除了紅色激光二極管121和藍(lán)色激光二極管301以外，還具備出射綠色波段的熒光光的綠色光源裝置80。由此，能夠得到具備紅、綠、藍(lán)這三色光源的光源裝置60。

此外，光源裝置60還具備微透鏡陣列145，綠色波段光還透射微透鏡陣列145。由此，向微透鏡陣列145照射的光能夠全部成為截面形狀為圓形的光的激光以及熒光光，因此微透鏡陣列145前后的光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)條件變得明確，能夠成為容易構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)的光源裝置60。

此外，投影裝置10包括光源裝置60、顯示元件51、投影側(cè)光學(xué)系統(tǒng)220以及投影裝置控制單元。由此，對(duì)于來自明亮的激光二極管121、301的激光，能夠使照度分布均勻，因此得到使顏色不均、照度不均降低、能夠?qū)︴r明的投影圖像進(jìn)行投影的投影裝置10。

以上說明的實(shí)施方式是作為例子而提示的，不意圖限定發(fā)明的范圍。這些新的實(shí)施方式能夠以其他各種形態(tài)實(shí)施，在不脫離發(fā)明主旨的范圍能夠進(jìn)行各種省略、置換、變更。這些實(shí)施方式、其變形包含于發(fā)明的范圍、主旨，并且包含于專利請(qǐng)求的范圍所記載的發(fā)明和其均等的范圍。