WO2007007388A1 - 照明装置 - Google Patents

照明装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2007007388A1
WO2007007388A1 PCT/JP2005/012736 JP2005012736W WO2007007388A1 WO 2007007388 A1 WO2007007388 A1 WO 2007007388A1 JP 2005012736 W JP2005012736 W JP 2005012736W WO 2007007388 A1 WO2007007388 A1 WO 2007007388A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optical fiber
light
multimode optical
laser
light source
Prior art date
Application number
PCT/JP2005/012736
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Yasuharu Koyata
Yoshihito Hirano
Kiyohide Sakai
Masao Imaki
Shinsuke Shikama
Jiro Suzuki
Takao Endou
Kouhei Teramoto
Shigenori Shibue
Original Assignee
Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
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 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha filed Critical Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority to JP2007524483A priority Critical patent/JP5058798B2/ja
Priority to US11/920,862 priority patent/US7643707B2/en
Priority to PCT/JP2005/012736 priority patent/WO2007007388A1/ja
Publication of WO2007007388A1 publication Critical patent/WO2007007388A1/ja

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0004—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
    • G02B19/0009—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed having refractive surfaces only
    • G02B19/0014—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed having refractive surfaces only at least one surface having optical power
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0047—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source
    • G02B19/0052—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source the light source comprising a laser diode
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0938—Using specific optical elements
    • G02B27/0994—Fibers, light pipes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0005—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type
    • G02B6/0008—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type the light being emitted at the end of the fibre
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/005—Projectors using an electronic spatial light modulator but not peculiar thereto
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/2006—Lamp housings characterised by the light source
    • G03B21/2033—LED or laser light sources
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/208—Homogenising, shaping of the illumination light
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G02B6/4206—Optical features
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S3/0085—Modulating the output, i.e. the laser beam is modulated outside the laser cavity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S3/0092—Nonlinear frequency conversion, e.g. second harmonic generation [SHG] or sum- or difference-frequency generation outside the laser cavity
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S385/00—Optical waveguides
    • Y10S385/901—Illuminating or display apparatus

Definitions

  • the present invention relates to a lighting device, and in particular, in a projection display that uses a laser as a light source and uses liquid crystal or DMD (Digital Micromirror Device) as a spatial light modulation means, the spatial light modulation means is uniform.
  • This technology relates to a technology that removes speckles that appear in the laser beam while illuminating efficiently.
  • Projection-type displays are currently used as image display devices in various forms such as consumer TVs, presentations, industrials, and large theaters.
  • an image is formed by irradiating light to a spatial light modulator called a light valve (light valve), and the transmitted light or reflected light is projected onto an auxiliary surface such as a screen to display the image.
  • a light valve light valve
  • an optical system that illuminates a light valve with light emitted from a light source is called an illumination optical system
  • an optical system that magnifies and projects a light beam emitted from the light valve is a projection optical system.
  • the functions of the illumination optical system of the projection display require uniform illumination of the light valve and efficient illumination.
  • the intensity distribution in the luminous flux of the lamp's light source has spatial inhomogeneity, and if uneven illumination occurs on the light bulb, light and dark appear in the projected image. Therefore, a mixing rod (or rod integrator, light tunnel) type optical integrator is used as a method for uniformly illuminating the light valve (see, for example, Patent Document 1).
  • the light flux from the light source is collected by the lens and incident on the entrance of the mixing rod, and the incident light flux is repeatedly reflected in the rod.
  • the exit end face can be regarded as a secondary light source having a uniform distribution.
  • the numerical aperture (NA) of the light emitted from the mixing rod is stored as the numerical aperture of the incident light incident on the mixing rod.
  • the emitted light beam is reflected by a light beam that is the surface to be illuminated by a relay optical system (illumination optical system) consisting of a lens and mirror force. Illuminate the lub evenly.
  • a relay optical system illumination optical system
  • Another effect of the optical integrator is beam shaping.
  • the light source efficiency of the lamp can also improve the light utilization efficiency by converting a light beam having a substantially circular cross-sectional shape into a square shape that is approximately the same as the light bulb.
  • the exit end face of the mixing rod is used as a light source, and an image of the light source (exit end face) is connected to a light valve by a relay optical system.
  • the numerical aperture NA of the light emitted from the mixing rod is Nr
  • the aperture size of the mixing rod is Wr
  • the numerical aperture NA of the illumination light is Ni
  • the aperture size of the light valve is Wi
  • the color reproduction region is expanded by a monochromatic spectrum, the high contrast intensity is obtained by modulating the light source intensity, the life is extended by a semiconductor laser, etc.
  • the size of the optical system can be reduced, and an overwhelming performance improvement over the light source of the conventional lamp can be achieved.
  • the laser light source has a very small product of the numerical aperture NA and the beam size compared to the lamp light source. Therefore, if the numerical aperture NA of the illumination light and the aperture size of the light valve are determined, the numerical aperture NA of the incident light to the mixing rod is reduced, or the beam size of the incident light is reduced. When the numerical aperture NA is small, the number of times of total reflection in the rod is reduced. Also, if the beam size is small, the intensity distribution is spatially biased at the opening of the rod. For these reasons, it is difficult to uniformly illuminate the light bulb with the mixing rod used in the light source of the conventional lamp.
  • the light utilization efficiency is low unlike the shape of the light valve because the emitted light is a substantially circular light beam.
  • laser light has a single wavelength, and in order to obtain a wide color reproduction range, laser light with multiple wavelengths such as the three primary colors R (red), G (green), and B (blue) is required. It is. Therefore, when combining a plurality of wavelengths of laser beams with a plurality of light source powers and irradiating one light valve, the optical system for combining the laser beams is complicated, and the apparatus becomes large and expensive.
  • speckle becomes a noise component of an image and is preferable for an observer.
  • Patent Document 1 US Pat. No. 5,634,704
  • Patent Document 2 JP 2000-121836 A
  • Patent Document 3 U.S. Pat.No. 3,588,217
  • the present invention has been made in view of the above points, and the spatial light modulation means is uniform and efficient.
  • An object of the present invention is to obtain an illuminating device that can be illuminated smoothly.
  • An illumination device includes a light source that outputs laser light, and a multimode optical fiber that propagates the laser light also having the light source power transmitted through an inner core having a substantially polygonal outer diameter in cross section. And spatial light modulation means for generating an image with light illuminated from the multimode optical fiber.
  • the light source power laser light is output, and the laser light is propagated and output to the multimode optical fiber having an outer diameter shape of the core cross section of approximately polygon. Can be illuminated uniformly and efficiently.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a lighting device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a cross-sectional structure of the multimode optical fiber 2 of FIG.
  • FIG. 3 An explanatory view showing a manufacturing method of the multimode optical fiber 2 of FIG.
  • FIG. 4 Explanatory diagram when the light source is changed from a mixing rod (which is the secondary light source of the lamp light source) to a fiber (which is the secondary light source of the laser),
  • FIG. 5 is a block diagram showing a lighting device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of the multimode optical fiber of FIG.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a lighting device according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 8 is a view showing a longitudinal sectional structure of the multimode optical fiber of FIG.
  • FIG. 9 is a configuration diagram showing a lighting device according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 10A is a diagram showing an example in which the arm expansion / contraction amplitude is separately given by the optical fiber deformation means 6 of FIG.
  • FIG. 10B is a diagram showing an example in which the optical fiber deformation means 6 in FIG.
  • FIG. 10C is a diagram showing an example in which the arm expansion / contraction amplitude and the optical fiber position interval are separately given by the optical fiber deformation means 6 of FIG.
  • FIG. 12 is a diagram showing a cross-sectional structure of a multimode optical fiber in an illumination apparatus according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an illumination apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the illuminating device according to Embodiment 1 of the present invention includes a light source, a multimode optical fino having a square outer diameter shape in the core cross section, and spatial light modulation means.
  • a laser obtained by wavelength conversion of a semiconductor laser or a solid laser with a nonlinear optical material, or a semiconductor laser itself can be used as the light source 1.
  • the output laser beam has a wavelength in the range of about 400 to 700 nm which is visible.
  • a semiconductor laser with a wavelength of 630 nm due to a semiconductor mixed crystal of InGaAs compound or a solid-state laser with a laser medium of N d: YAG is made with a nonlinear optical material of MgO: LiNbO.
  • an illumination device using a single-wavelength laser beam in that range is shown.
  • FIG. 2 illustrates a cross-sectional structure of the multimode optical fiber 2.
  • the outer diameter shape is a square.
  • One side length of the square has about several tens to several hundreds / zm.
  • a quartz cylindrical rod member 23 is formed in the same manner as known optical fiber preform manufacturing methods such as MCVD, OVD, and VAD.
  • Pre Form 24 is made.
  • the produced preform 24 is set on a drawing machine, and the preform is heated and stretched to reduce the diameter.
  • the heating temperature for the drawing process is set so that the core forming portion becomes the core of the optical fiber by the drawing process while the outer diameter shape in the cross section is substantially maintained.
  • an acrylic resin solution to which a radical generator is added is attached to the surface of the drawn one, and cured by irradiating it with ultraviolet rays to form a cladding that covers and protects the core surface.
  • the multimode optical fiber 2 including the core 21 at the center of the optical fiber and the clad 22 provided so as to cover the core 21 is manufactured.
  • the spatial light modulation means 3 can use liquid crystal, DMD (Digital Micromirror Device) or the like as a modulation medium.
  • DMD Digital Micromirror Device
  • an element is formed by sandwiching a liquid crystal material between glass substrates, etc., and an external force electric field is applied to generate an image by utilizing the change in the optical properties of the element caused by the change in the molecular arrangement of the liquid crystal.
  • MEMS Micro Electro Mechanical Systems
  • the laser beam output from the light source 1 is condensed by the lens 4 and is incident on the multimode optical fiber 2.
  • the numerical aperture NA of the laser light incident on the multimode optical fiber 2 is equal to or smaller than the numerical aperture NA that can be transmitted through the optical fiber, and the beam size is equal to or smaller than the core size of the optical fiber. .
  • the laser light output from the light source 1 is directly incident on the multimode optical fiber 2 and the lens 4 need not be used.
  • the numerical aperture NA and the beam size of the laser light are smaller than the numerical aperture NA and the core size of the optical fiber, and enter the optical fiber. Can be propagated.
  • the laser light incident on the multimode optical fiber 2 is transmitted through the core 21 of the multimode optical fiber 2 and emitted.
  • the laser light can be transmitted with high transport efficiency.
  • the multimode optical fiber 2 has many modes capable of propagating light. Highest mode The propagation angle of is almost equal to the total reflection angle, and the mode propagation angle is such that it can be considered to be distributed almost continuously in the range between 0 and the total reflection angle, and the number of modes is several hundred to several thousand or more.
  • the multimode optical fiber 2 is long and bent in the longitudinal direction, the number of reflections is sufficient, and the incident laser light is expanded into a plurality of modes and propagates through the multimode optical fiber 2.
  • the spatial distribution of the intensity of the laser beam is a Gaussian distribution at the end face incident on the multimode optical fiber 2, whereas the spatial distribution of the intensity of each mode is superimposed on the end face exiting the multimode optical fiber 2.
  • the emitted laser light is spatially averaged.
  • the outer diameter shape of the core 21 in the cross section of the multimode optical fiber 2 is a square. Therefore, the beam shape of the laser beam is substantially circular at the end face incident on the multimode optical fiber 2, whereas the beam shape of the laser light is substantially square at the end face exiting the multimode optical fiber 2. It is done.
  • the laser light emitted from the multimode optical fiber 2 illuminates the spatial light modulation means 3.
  • the irradiated surface of the spatial light modulator 3 can be irradiated with the laser light evenly by the spatial distribution of the uniform intensity of the emitted laser light.
  • the illuminated surface of the spatial light modulation means 3 is a square. Due to the substantially square beam shape of the emitted laser light, the spatial light modulation means 3 can be irradiated with the laser light with high light utilization efficiency.
  • the spatial light modulation means 3 changes the optical characteristics of the device by an input signal, and locally modulates the light beam of the illuminated laser light to form an image.
  • the transmitted light or reflected light from the spatial light modulator 3 (projected light in Fig. 1) is projected onto an auxiliary surface such as a screen, the laser light is evenly applied to the illuminated surface of the spatial light modulator 3 and high light utilization efficiency is achieved. Since the spatial light modulation means 3 is irradiated with the light, a bright and dark image can be displayed.
  • the spatial light modulating means 3 can be made uniform by making the core outer diameter shape of the cross section of the multimode optical fiber 2 substantially the same as the illuminated surface of the spatial light modulating means 3. It can be illuminated efficiently. For example, when the illuminated surface of the spatial light modulator 3 is a rectangle with an aspect ratio of 4: 3, the outer diameter shape of the core of the cross section of the multimode optical fiber 2 is also a rectangle with an aspect ratio of 4: 3 and a similar shape. If the illuminated surface of the spatial light modulator 3 is a regular hexagon, the core outer diameter shape of the cross-section of the multimode optical fiber 2 is also a regular hexagon and a similar shape. And
  • the numerical aperture NA of the outgoing light of the multimode optical fiber 2 becomes equal to the numerical aperture NA of the optical fiber, and the numerical aperture NA of the incident light is not preserved. Therefore, even if the numerical aperture NA of the illumination light, the illuminated surface size of the spatial light modulation means 3, and the core size of the optical fiber 2 are determined, the numerical aperture NA of the incident light is less than or equal to the numerical aperture NA of the optical fiber 2. Can be set arbitrarily. Thereby, the reliability of the optical system can be increased.
  • the multimode optical fiber 2 can be freely bent, the arrangement for reducing the size of the apparatus can be freely set. As a result, the cost of the apparatus can be reduced.
  • a relay optical system (illumination optical system) having a lens and mirror force is provided between the multimode optical fiber 2 and the spatial light modulation means 3, the output end face of the multimode optical fiber 2 (this is the original)
  • the spatial distribution and the beam shape of the intensity of the laser light in the laser light secondary light source) can be directly transferred to the illuminated surface of the spatial light modulation means 3, so that the spatial light modulation means 3 is more effective.
  • the lens constituting the relay optical system (illumination optical system) can be miniaturized.
  • the conventional relay optical system can reduce the size of the folding mirror and prism for the same reason as the force used to turn the optical path to reduce the size of the device.
  • the components of the relay optical system are reduced, the cost of the apparatus can be reduced.
  • the product is 30 times smaller.
  • the NA of the illumination light is 30 times smaller than NA.
  • the conventional illumination optical system is often a telecentric optical system in order to obtain a high peripheral light quantity ratio.
  • NA when NA is reduced by 30 times, the illumination light beam constitutes the telecentric optical system. Even if it is not built, the light beam is nearly parallel.
  • a telecentric optical system requires a lens of the same size as the illuminated surface (a large lens), but there is no need to construct such an optical system.
  • the illumination device includes a light source, a multimode optical fiber having a circular outer diameter shape in the core cross section, a multimode optical fiber having a square outer diameter shape in the core cross section, and spatial light modulation. Means are provided.
  • the outer diameter shape of the core cross section of all the multimode optical fibers is a square shape.
  • a part of the multimode optical fiber including the end face from which the laser beam is output is included. This is a case where the outer diameter shape of the core cross section of the mode optical fiber is a square, and the outer diameter shape of the core cross section of another multimode optical fiber including the end face for inputting laser light is circular.
  • FIG. 5 is a block diagram showing an illumination apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 5 shows the same configuration as the illumination device of FIG. 1, and has the same function as the illumination device of FIG. 1 unless otherwise specified.
  • a multimode optical fiber 5 having a circular outer diameter shape in the core cross section and a multimode optical fiber 2 having a square outer diameter shape in the core cross section are fused. It is connected.
  • the NA of the circular multimode optical fiber 5 and the NA of the square multimode optical fiber 2 are almost equal!
  • the diameters of the core circles of the circular multimode optical fiber 5 and the rectangular multimode optical fiber 2 are approximately equal to the length of one side of the core square. Therefore, the fusion splicing is easy, and the coupling loss of the laser light incident on the rectangular multimode optical fiber 2 from the circular multimode optical fiber 5 is small.
  • the laser light output from the light source 1 is collected by the lens 4 and is incident on the multimode optical fiber 5.
  • Multimode optical fiber with a circular outer cross-sectional shape in the core cross section The laser light incident on the fiber 5 propagates through the core of the multimode optical fiber 5 and is emitted from the multimode optical fiber 2 whose outer cross-sectional shape is square.
  • the multi-mode optical fiber 5 having a circular outer diameter in the cross section of the core is bent in a long direction in the longitudinal direction, the number of reflections is sufficient and the incident laser light is developed into a plurality of modes. Propagating through a circular multimode optical fiber 2. For this reason, the spatial distribution of the intensity of the laser light is a Gaussian distribution at the end face incident on the circular multimode optical fiber 5, whereas the space of the intensity of each mode at the end face emitting the circular multimode optical fiber 5 is used. The distributions are superimposed and the emitted laser light is spatially averaged.
  • the multimode optical fiber 2 having a square outer cross-sectional shape of the core has many modes different from the circular multimode optical fiber 5 and is bent in a long direction in the longitudinal direction.
  • the laser beam incident on the rectangular multimode optical fiber 2 from the circular multimode optical fiber 5 having a sufficient number of shots is expanded into different modes and propagates through the multimode optical fiber. Therefore, the spatial distribution of the intensity of each mode is superimposed on the end face that emits from the multimode optical fiber, and the laser light emitted more effectively is spatially averaged.
  • the laser light emitted from the multimode optical fiber illuminates the spatial light modulation means 3.
  • the irradiated surface of the spatial light modulation means 3 can be irradiated with the laser light evenly by the spatial distribution of the uniform intensity of the emitted laser light.
  • the illuminated surface of the spatial light modulation means 3 is a square. Due to the substantially square beam shape of the emitted laser light, the spatial light modulation means 3 can be irradiated with the laser light with high light utilization efficiency.
  • the multimode optical fiber 5 can be bent freely, an arrangement for reducing the size of the apparatus can be freely set. Thereby, the cost of the apparatus can be reduced.
  • An illumination device includes a plurality of light sources, a multimode optical fiber having a rectangular outer cross-sectional shape that is branched into a plurality of cores, and one spatial light modulator.
  • a single light source and a single multimode optical fiber are used.
  • the third embodiment is a case of three light sources and a multimode optical fiber branched into three.
  • FIG. 7 is a configuration diagram showing an illumination apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 7 shows the same configuration as the illumination device of FIG. 1, and has the same function as the illumination device of FIG. 1 unless otherwise specified.
  • FIG. 7 there are three light sources la, lb, and lc, and a combination of a laser obtained by wavelength conversion of a semiconductor laser or a solid-state laser with a nonlinear optical material, a semiconductor laser itself, and the like is used. Can do.
  • the three laser beams to be output have visible wavelengths in the range of about 400 to 700 nm.
  • a semiconductor laser with a wavelength of 630 nm using an InGaAs compound semiconductor mixed crystal a wavelength conversion laser with a wavelength of 532 nm obtained by converting a solid-state laser with an Nd: YAG laser medium using a non-linear optical material of MgO: LiNbO, and
  • the three light sources of wavelength-converted lasers with a wavelength of 473 nm that have been wavelength-converted by optical materials are shown.
  • FIG. 8 illustrates a longitudinal cross-sectional structure of the multimode optical fiber.
  • the multi-mode optical fiber is composed of three multi-mode optical fibers 2a, 2b, and 2c and is spliced into one multi-mode optical fiber 2d.
  • the core outer diameter shape of the cross-section of the multimode optical fiber 2d synthesized into one is a square.
  • the NA of the multimode optical fiber 2d synthesized into one is larger than the NA of the multimode optical fibers 2a, 2b, and 2c branched into three.
  • the diameter of the multimode optical fiber 2d synthesized into one is larger than the diameter of the multimode optical fibers 2a, 2b, and 2c branched into three.
  • the core outer diameter shape of the cross section of the multi-mode optical fiber 2a, 2b, 2c branched into three may be a force circle which is a square shape.
  • the laser beams output from the three light sources la, lb, and lc are condensed by the lenses 4a, 4b, and 4c, and are incident on the multimode optical fibers 2a, 2b, and 2c. Is done.
  • Each laser beam incident on the multi-mode optical fiber 2a, 2b, 2c branched into three is propagated through the core of each multi-mode optical fiber and emitted from the multi-mode optical fiber 2d synthesized into one. Is done.
  • the multi-mode optical fibers 2a, 2b, 2c branched into three are bent in the longitudinal direction, the number of reflections is sufficient, and each incident laser beam is developed into a plurality of modes. It propagates through each multimode optical fiber.
  • the multimode optical fiber 2d synthesized into one has many different modes from the multimode optical fibers 2a, 2b, and 2c branched into three, and is bent in a long length in the longitudinal direction. Multimode optical fiber 2a, 2b, 2c split into three, and the number of reflections is sufficient.
  • the multimode optical fiber 2d synthesized into one is split into multiple modes. Propagates the optical fiber.
  • the spatial distribution of the intensity of each laser beam is a Gaussian distribution on each end face incident on the multi-mode optical fibers 2a, 2b, 2c branched into three, but is synthesized into one. Further, the spatial distribution of the intensity of each mode is overlapped on the end face that emits the multimode optical fiber 2d, and the emitted laser light is spatially averaged. As a result, three-wavelength laser light can be synthesized by a single multimode optical fiber.
  • the laser light emitted from the multi-mode optical fiber 2 d synthesized into one illuminates the spatial light modulation means 3.
  • the irradiated surface of the spatial light modulation means 3 can be irradiated with the laser light evenly by the spatial distribution of the uniform intensity of the emitted laser light.
  • the illuminated surface of the spatial light modulator 3 is a square. Due to the substantially rectangular beam shape of the emitted laser light, the spatial light modulation means 3 can be irradiated with high light utilization efficiency.
  • the spatial light modulation means 3 changes the optical characteristics of the device in response to an input signal, and locally modulates the illuminated three-wavelength laser beam to form an image.
  • an image with a wide color reproduction range can be obtained by irradiating the spatial light modulation means by temporally dividing the three-wavelength laser light with a pulse operation of a light source, or with a filter or the like.
  • a single spatial light modulator 3 illuminates the laser light having a plurality of wavelengths by synthesizing laser beams of a plurality of wavelengths, and a single spatial light with a high output by synthesizing laser beams of the same wavelength.
  • the modulation means 3 can be illuminated.
  • the multimode optical fiber can be bent freely, the size and arrangement of the device can be set freely. be able to. Thereby, the cost of the apparatus can be reduced.
  • An illumination device includes a light source, a multimode optical fiber having a square outer cross-sectional shape of the core, an optical fiber deforming unit, and a spatial light modulating unit.
  • FIG. 9 is a configuration diagram showing an illumination apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 9 shows the same configuration as the illumination device of FIG. 1, and has the same function as that of the illumination device of FIG. 1 unless otherwise specified.
  • an optical fiber deforming means 6 is for temporally deforming the bent shape of the multimode optical fiber 2 in the longitudinal direction.
  • it is a mechanism that deforms a substantially elliptical shape of a wound optical fiber by an arm that expands and contracts.
  • the expansion and contraction amplitude of the arm may be given separately.
  • the optical fiber position intervals may be given separately even if the arm expansion / contraction amplitude is the same.
  • the arm expansion / contraction amplitude and the optical fiber position interval may be provided separately.
  • the laser light output from the light source 1 is collected by the lens 4 and is incident on the multimode optical fiber 2.
  • the laser light incident on the multimode optical fiber 2 propagates through the core of the multimode optical fiber 2 and is emitted.
  • the lowest order mode (fundamental mode) existing in the multimode optical fiber 2 propagates almost parallel to the optical axis of the optical fiber having a very small propagation angle, and therefore reaches the exit end the earliest.
  • the propagation angle of the higher-order mode propagates a distance equivalently lZcos ⁇ c times longer than the basic mode, as shown in Fig. 11, which is almost equal to the total reflection angle ⁇ c.
  • the propagation time difference ⁇ t between the fundamental mode and the highest order mode when propagating through the distance L is given by Equation (1).
  • the light propagation angle changes with time, that is, the mode order changes with time. Since the propagation time varies depending on the order of the mode, the phase of each mode changes with time.
  • speckle is a laser beam that is spatially and temporally coherently reflected from an optically rough surface such as a screen (object surface). Different phases are observed as interference on the image plane). Since the phase of each mode changes with time, the speckle pattern changes with time.
  • the core outer diameter shape of the cross section of the multimode optical fiber 2 is a square. As a result, the skew component that circulates in the circumferential direction of the optical fiber is reduced, and the speckle pattern is spatially uniformized, so that speckle can be more effectively removed.
  • the laser light emitted from the multimode optical fiber 2 illuminates the spatial light modulation means 3.
  • the irradiated surface of the spatial light modulation means 3 can be irradiated with the laser light evenly by the spatial distribution of the uniform intensity of the emitted laser light.
  • the illuminated surface of the spatial light modulation means 3 is a square. Due to the substantially square beam shape of the emitted laser light, the spatial light modulation means 3 can be irradiated with the laser light with high light utilization efficiency.
  • Spatial light modulation means 3 changes the optical characteristics of the device with an input signal, and locally modulates the light beam of the illuminated laser light to form an image.
  • the transmitted or reflected light from the spatial light modulation means 3 is projected onto an auxiliary surface such as a screen, the speckle pattern is Therefore, speckles are removed and a bright and dark image can be displayed.
  • An illuminating device includes a light source, a substantially polygonal multimode optical fiber in which the outer diameter of the cross section of the core is a curved line and each side is configured, and spatial light modulation means. It is.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining an illumination apparatus according to Embodiment 5 of the present invention, and illustrates a cross-sectional structure of a multimode optical fiber.
  • Embodiment 5 of the present invention shows the same configuration as that of the illumination device of FIG. 1, and has the same function as that of the illumination device of FIG. 1 unless otherwise specified.
  • the outer diameter of the core 21 in the cross section of the multimode optical fiber 2 is the outer diameter.
  • the shape is a square in which each side is configured with a curved line.
  • Reference numeral 22 denotes a cladding around the core.
  • a method for manufacturing the multimode optical fiber 2 will be described as in the first embodiment.
  • a cylindrical rod rod made of quartz is formed in the same manner as known optical fiber preform manufacturing methods such as MCVD, OVD, and VAD.
  • the cross-section is made into a square shape with a circular force removed from the arc shape along its circumference, and each side is constituted by a curved line by removing the arc shape from the square shape.
  • a preform for the core forming part is produced.
  • the prepared preform is set on a drawing machine, and the preform is heated and stretched to draw a small diameter.
  • the heating temperature for the drawing process is set so that the core forming portion becomes the core of the optical fiber by the drawing force force while the outer diameter shape in the cross section is substantially maintained.
  • an acrylic resin solution added with a radical generator is attached to the surface of the drawn material, and cured by irradiating with ultraviolet rays to form a clad for covering and protecting the core surface.
  • the multimode optical fiber 2 including the core 21 at the center of the optical fiber and the clad 22 provided so as to cover the core 21 is manufactured. Next, the operation will be described.
  • the laser light output from the light source 1 is collected by the lens 4 and is incident on the multimode optical fiber 2.
  • the laser light incident on the multimode optical fiber 2 propagates through the core 21 of the multimode optical fiber 2 and is emitted.
  • the outer diameter shape of the core 21 in the cross section of the multimode optical fiber 2 is a square in which each side is constituted by a curved line. For this reason, the beam shape of the laser beam is substantially circular at the end face incident on the multimode optical fiber 2, whereas the beam shape of the laser beam is a curved line and each side is at the end face exiting the multimode optical fiber 2. A structured square is obtained.
  • the laser light emitted from the multimode optical fiber 2 illuminates the spatial light modulation means 3.
  • the light output from the multimode optical fiber 2 propagates to the spatial light modulation means 3, the beam shape of the transverse plane is deformed by diffraction, and the beam shape of the laser light is substantially rectangular.
  • the irradiated surface of the spatial light modulator 3 can be irradiated with the laser light evenly by the spatial distribution of the uniform intensity of the emitted laser light.
  • the illuminated surface of the spatial light modulation means 3 is a square. Due to the substantially square beam shape of the emitted laser light, the spatial light modulation means 3 can be irradiated with high light utilization efficiency.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

　空間光変調手段を均一で効率良く照明することができる照明装置を提供する。 　レーザ光を出力する光源と、前記光源から出力されたレーザ光を横断面の外径形状が略多角形でなる内部のコアで伝搬する多モード光ファイバと、前記多モード光ファイバから照明された光で画像を生成する空間光変調手段とを備え、光源からレーザ光を出力し、コア横断面の外径形状が略多角形の多モード光ファイバにレーザ光を伝搬させて出力することにより、空間光変調手段を均一で効率良く照明する。

Description

明 細 書
照明装置
技術分野
[0001] この発明は、照明装置に関するものであり、特に、光源としてレーザを使用し、空間 光変調手段として液晶あるいは DMD (Digital Micromirror Device)を使用した投写 型ディスプレイにおいて、空間光変調手段を均一で効率良く照明する一方で、レー ザの光束内に現れるスペックルを除去する技術に関するものである。
背景技術
[0002] 投写型ディスプレイは、画像表示装置として民生 TV用、プレゼンテーション用、産 業用、大劇場用など、様々な形態で現在利用されている。一般に、ライトバルブ (光 弁）と呼ばれる空間光変調手段に光を照射して画像を形成し、その透過光あるいは 反射光をスクリーンなどの補助面に投影して画像を表示する。
[0003] 投写型ディスプレイの一般的な構成として、光源力 出射する光でライトバルブを照 明する光学系を照明光学系と呼び、ライトバルブから出射する光束を拡大投写する 光学系を投写光学系と呼ぶ。
[0004] 投写型ディスプレイの照明光学系の機能としては、ライトバルブを均一に照明する こと、および効率良く照明することが必要とされる。ランプの光源力 の光束における 強度分布は空間的に不均一性をもち、ライトバルブ上で照度ムラが生じると投影した 画像に明暗が現れてしまう。そのため、ライトバルブを均一に照明する方法として、ミ キシングロッド（またはロッドインテグレータ、ライトトンネル）方式の光インテグレータが 用いられている（例えば、特許文献 1参照)。
[0005] この方式によれば、光源からの光束をレンズにより集光させ、ミキシングロッドの入 射口に入射させることで、入射した光束は、ロッド内で反射を繰り返し重畳されるため 、ロッドの出射端面は均一分布を持つ二次光源と見なすことができる。
[0006] また、上記理由のため、ミキシングロッドの出射光の開口数（NA: Numerical Apert ure)は、ミキシングロッドに入射した入射光の開口数が保存される。出射した光束は レンズやミラー力 構成されるリレー光学系（照明光学系）により被照面であるライトバ ルブをムラなく均一に照明する。光インテグレータのもう一つの効果として、ビーム整 形作用がある。ランプの光源力も断面形状が略円形の光束を、ライトバルブとほぼ等 しい方形に変換することにより、光利用効率を高めることができる。
[0007] ミキシングロッドの出射端面を光源とし、リレー光学系にて、光源（出射端面）の像を ライトバルブに結ばせる。ここで、ミキシングロッドの出射光の開口数 NAを Nr、ミキシ ングロッドの開口サイズを Wr、照明光の開口数 NAを Ni、ライトバルブの開口サイズ を Wiとすると、照明系の横倍率 j8は、 13 =WiZWrと表される。照明系が Abbeの正 弦条件を満足していれば、 β =NrZNUり、 NrXWr=NiXWiとなり、開口数と光 源の大きさの積が保存する。これは、近軸領域においては Lagrange- Helmholtzの不 変量で考えても良い。実際には、レンズの収差や、けられのため必ずしも等号ではな い。
[0008] また、ライトバルブが均一に効率良く照明されたとしても、それが投写光学系により スクリーンまで反映されなければならず、ライトバルブを照明した照明光の開口数を 投写光学系のそれに整合させる必要がある。これは、照明光の開口数 NAが投写光 学系の開口数 NAよりも大きいと、その分の照明光は投写光学系に入射しなくなり、 光利用効率が低くなるからである。したがって、投写光学系と照明光学系、および照 明光学系と光源の開口数と大きさは自由に選ぶことができない。
[0009] 一方、投写型ディスプレイにおけるランプの光源をレーザの光源に置き換えること により、単色スペクトルによる色再現領域拡大、光源強度変調による高コントラストイ匕 、半導体レーザなどによる長寿命化、光指向性による光学系小型化が可能となり、従 来のランプの光源に対し圧倒的な高性能化が図れる。
[0010] レーザの光源は、ランプの光源に比べて開口数 NAとビームサイズの積が非常に小 さくなる。そのため、照明光の開口数 NAおよびライトバルブの開口サイズが決まって いると、ミキシングロッドへの入射光の開口数 NAが小さくなる、あるいは入射光のビ ームサイズが小さくなる。開口数 NAが小さいとロッド内で全反射を繰り返す回数が少 なくなる。また、ビームサイズが小さいとロッドの開口で空間的に強度分布の偏りが大 きくなる。これらにより、従来のランプの光源に用いられているミキシングロッドではライ トバルブを均一に照明することが困難である。 [0011] ライトバルブを均一に照明する方法として、レーザの光源力もの光を多モード光ファ ィバに結合し、均一分布の出射光をライトバルブに照射するものがある（例えば、特 許文献 2参照)。
[0012] しかし、断面形状が円形の光ファイバでは出射光が略円形の光束でライトバルブの 形状と異なり、光利用効率が低くなる。
[0013] また、レーザ光は単一波長であり、広い色再現範囲を得るためには、 R (赤）、 G (緑 )、 B (青）の 3原色などの複数波長のレーザ光が必要である。そのため、複数の光源 力 の複数波長のレーザ光を合成して一つのライトバルブに照射する場合、レーザ 光を合成する光学系は複雑であり、装置が大型で高価になってしまう。
[0014] さらに、レーザをライトバルブに照明してスクリーンに投影すると、スペックルと呼ば れる明暗の斑点状の模様が画像上に現れる。これは、空間的および時間的にコヒー レントな光であるレーザ力 光学的に粗い面を反射あるいは透過して位相の異なる光 となり、人間の眼で異なる位相を干渉として観察するためである。スペックルは、画像 のノイズ成分となり観察者にとって好ましくな 、。
[0015] スペックルを除去する方法として、レーザの光源からの光を多モード光ファイバに結 合し、その光ファイバを振動させてモードスクランブルを引き起こすものがある（例え ば、特許文献 3参照)。
[0016] これにより、スペックルパターンが変化し、スペックルパターンが重ね合わされれば、 スペックルは平均化されて低減する。しかし、光ファイバを振動させる機械的な装置 が必要であり、その機械的な装置、および振動する光ファイバの耐久性が問題となる 。また、断面形状が円形の光ファイバでは円周方向を周回するスキュー成分が発生 し、スペックルパターンは空間的に偏りが大きぐスペックルを十分に除去できない。
[0017] 特許文献 1 :米国特許第 5, 634, 704号
特許文献 2 :特開 2000— 121836号公報
特許文献 3 :米国特許第 3, 588, 217号
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0018] この発明は上述した点に鑑みてなされたもので、空間光変調手段を均一で効率良 く照明することができる照明装置を得ることを目的とする。
課題を解決するための手段
[0019] この発明に係る照明装置は、レーザ光を出力する光源と、前記光源力も出力された レーザ光を横断面の外径形状が略多角形でなる内部のコアで伝搬する多モード光 ファイバと、前記多モード光ファイバから照明された光で画像を生成する空間光変調 手段とを備えたものである。
発明の効果
[0020] この発明によれば、光源力 レーザ光を出力し、コア横断面の外径形状が略多角 形の多モード光ファイバにレーザ光を伝搬させて出力することにより、空間光変調手 段を均一で効率良く照明することができる。
図面の簡単な説明
[0021] [図 1]この発明の実施の形態 1による照明装置を示す構成図、
[図 2]図 1の多モード光ファイバ 2の横断面構造を示す図、
[図 3]図 1の多モード光ファイバ 2の製造方法を示す説明図、
[図 4]光源を (ランプ光源の二次光源である）ミキシングロッドから（レーザの二次光源 である)ファイバに変えた場合の説明図、
[図 5]この発明の実施の形態 2による照明装置を示す構成図、
[図 6]図 5の多モード光ファイバの説明図、
[図 7]この発明の実施の形態 3による照明装置を示す構成図、
[図 8]図 7の多モード光ファイバの縦断面構造を示す図、
[図 9]この発明の実施の形態 4による照明装置を示す構成図、
[図 10A]図 9の光ファイバ変形手段 6によるアームの伸縮の振幅を別々に与える例を 示す図、
[図 10B]図 9の光ファイバ変形手段 6によるアームの伸縮の振幅は同じでも光ファイバ の位置間隔を別々に与える例を示す図、
[図 10C]図 9の光ファイバ変形手段 6によるアームの伸縮の振幅も光ファイバの位置 間隔も別々に与える例を示す図、
[図 11]図 9の多モード光ファイバ 2における距離 Lを伝搬したときの基本モードと最高 次モードの伝搬時間差の説明図、
[図 12]この発明の実施の形態 5に係る照明装置における多モード光ファイバの横断 面構造を示す図である。
発明を実施するための最良の形態
[0022] 以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明の好ましい実施の形態につ いて、図面を用いてこれを説明する。
[0023] 実施の形態 1.
図 1は、この発明の実施の形態 1による照明装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態 1に係る照明装置は、光源、コア横断面の外径形状が方形 の多モード光ファイノ 、および空間光変調手段を備えるものである。
[0024] 図 1において、光源 1としては、半導体レーザや固体レーザを非線形光学材料によ り波長変換したレーザ、あるいは半導体レーザそれ自体などを用いることができる。 出力されるレーザ光は、可視である 400〜700nm程度の範囲の波長を有する。例え ば、 InGaAs系化合物の半導体混晶による波長 630nmの半導体レーザ、あるいは N d： YAGのレーザ媒質による固体レーザを MgO： LiNbOの非線形光学材料により
3
波長変換した波長 532nmの波長変換レーザ、あるいは InGaAs系化合物の半導体 混晶による半導体レーザを MgO： LiNbOの非線形光学材料により波長変換した波
3
長 473nmの波長変換レーザの光源である。ここでは、簡単のため、その範囲の単一 波長のレーザ光を用いた場合の照明装置について示す。
[0025] 図 2は、多モード光ファイバ 2の横断面構造を図示している。
多モード光ファイバ 2の横断面の中心には、光を伝搬させるコア 21があり、外径形 状は方形である。方形の一辺長は、数十〜数百/ z m程度を有する。コア 21の外周に は、光を全反射させるためのクラッド 22があり、コア 21よりも屈折率が低くなつている。
[0026] この多モード光ファイバ 2の製造方法にっ 、て説明する。
まず、 MCVD法、 OVD法、 VAD法等の公知の光ファイバ用プリフォームの製造方 法と同様にして、図 3に示すように、石英製の円柱ロッド材 23を形成する。
[0027] 次いで、図 3に示すように、円柱ロッド材 23の側面を研磨することにより、その横断 面を円形力 その円周に沿って弓形を除去した略方形に形成し、コア形成部のプリ フォーム 24を作製する。作製したプリフォーム 24を線引き機にセットし、そのプリフォ ームを加熱延伸して細径化する線引き加工を施す。ここで、線引き加工の加熱温度 を、横断面における外径形状が実質的に維持されたままコア形成部が線引き加工で 光ファイバのコアになるように設定する。
[0028] 次いで、線引きされたものの表面にラジカル発生剤を添加したアクリル榭脂液を付 着させ、それに紫外線を照射することにより硬化させ、コア表面を被覆保護するクラッ ドを形成する。
[0029] 以上のようにして、光ファイバの中心にあるコア 21と、コア 21を被覆するように設け られたクラッド 22とからなる多モード光ファイバ 2が製造される。
[0030] 空間光変調手段 3は、液晶あるいは DMD (Digital Micromirror Device)などを変調 媒体として用いることができる。液晶を用いた方式は、液晶材料をガラス基板などで 挟んで素子とし、外部力 電界を加えて液晶の分子配列の変化とともに引き起こされ る素子の光学的性質の変化を利用して画像を生成する。また、 DMDを用いた方式 は、 MEMS (Micro Electro Mechanical Systems)技術により製造したマイクロミラーを 2次元に並べ、各ミラーを傾けることにより ONZOFF駆動して画像を生成する。
[0031] 次に、動作について説明する。
光源 1から出力されたレーザ光は、レンズ 4により集光し、多モード光ファイバ 2に入 射される。多モード光ファイバ 2に入射するレーザ光の開口数 NAは光ファイバを伝 搬可能な開口数 NAと同等力もしくはそれ以下、ビームサイズは光ファイバのコアサイ ズと同等力もしくはそれ以下となっている。この条件となれば、光源 1から出力された レーザ光が直接多モード光ファイバ 2に入射し、レンズ 4を用いなくても良い。ここで、 レーザ光はランプ光に比べて指向性の高いコヒーレンスな光であるため、レーザ光の 開口数 NAおよびビームサイズが光ファイバの開口数 NAおよびコアサイズより小さく なり、光ファイバに入射して伝搬させることができる。
[0032] 多モード光ファイバ 2に入射したレーザ光は、多モード光ファイバ 2のコア 21内を伝 搬して出射される。ここで、光を全反射しているため、高い輸送効率でレーザ光を伝 搬させることができる。
[0033] 多モード光ファイバ 2には、光を伝搬可能なモードが多数存在する。最高次モード の伝搬角は全反射角にほぼ等しく、モードの伝搬角が 0から全反射角の間の範囲に ほぼ連続的に分布すると見なしてよい程度で、モード数は数百〜数千以上である。こ こで、多モード光ファイバ 2は長手方向に長尺で屈曲されているため、反射回数は十 分で入射したレーザ光が複数のモードに展開されて多モード光ファイバ 2を伝搬する 。そのため、多モード光ファイバ 2に入射する端面において、レーザ光の強度の空間 分布はガウス分布であるのに対し、多モード光ファイバ 2を出射する端面において、 各モードの強度の空間分布が重ね合わされ、出射したレーザ光は空間的に平均化 される。
[0034] 多モード光ファイバ 2の横断面のコア 21の外径形状は方形である。そのため、多モ ード光ファイバ 2に入射する端面において、レーザ光のビーム形状は略円形であるの に対し、多モード光ファイバ 2を出射する端面において、レーザ光のビーム形状は略 方形が得られる。
[0035] 多モード光ファイバ 2を出射したレーザ光は、空間光変調手段 3を照明する。ここで 、出射したレーザ光の均一な強度の空間分布により、空間光変調手段 3の被照面に ムラなくレーザ光を照射することができる。また、空間光変調手段 3の被照面は方形 である。出射したレーザ光の略方形のビーム形状により、高い光利用効率でレーザ 光を空間光変調手段 3に照射することができる。
[0036] 空間光変調手段 3は、入力信号でデバイスの光学特性を変化させ、照明されたレ 一ザ光の光束を局所的に変調し、画像を形成する。空間光変調手段 3からの透過光 あるいは反射光（図 1では透過光）をスクリーンなどの補助面に投影すると、レーザ光 を空間光変調手段 3の被照面にムラなく照射し、高い光利用効率で空間光変調手段 3に照射しているため、明るく明暗がない画像を表示することができる。
[0037] このように構成すれば、多モード光ファイバ 2の横断面のコア外径形状を空間光変 調手段 3の被照面とほぼ等しい形状とすることにより、空間光変調手段 3を均一で効 率良く照明することができる。例えば、空間光変調手段 3の被照面がアスペクト比 4 : 3 の長方形である場合、多モード光ファイバ 2の横断面のコア外径形状もアスペクト比 4 : 3の長方形で相似形状とする。また、空間光変調手段 3の被照面が正六多角形であ る場合は、多モード光ファイバ 2の横断面のコア外径形状も正六多角形で相似形状 とする。
[0038] また、多モード光ファイバ 2の出射光の開口数 NAは、光ファイバの開口数 NAと等 しくなり、入射光の開口数 NAが保存されない。そのため、照明光の開口数 NA、空 間光変調手段 3の被照面サイズ、および光ファイバ 2のコアサイズが決まって 、ても、 入射光の開口数 NAは光ファイバ 2の開口数 NA以下で任意に設定することができる 。これにより、光学系の信頼性を高くすることができる。
[0039] また、多モード光ファイバ 2は、自由に屈曲することができるため、装置のサイズを小 さぐ配置を自由に設定することができる。これにより、装置のコストを安くすることがで きる。
[0040] さらに、多モード光ファイバ 2と空間光変調手段 3の間にレンズ、ミラー力 なるリレ 一光学系（照明光学系）を設ければ、多モード光ファイバ 2の出射端面 (これは元の レーザ光の二次光源に相当する）におけるレーザ光の強度の空間分布およびビーム 形状を空間光変調手段 3の被照面にそのまま像転写することができるため、より効果 的に空間光変調手段 3を均一で効率良く照明することができる。また、光ファイバ 2の コアサイズおよび開口数がロッドインテグレータのそれより小さいためリレー光学系（ 照明光学系）を構成するレンズの小型化が可能となる。さらに、従来のリレー光学系 は装置の小型化のため光路の折り返しを行っている力 同様の理由のため折り返しミ ラーやプリズムの小型化が可能となる。また、リレー光学系の構成部材が小さくなるた め、装置のコストを安くすることができる。
[0041] 具体的に、図 4と数値を使って示すと、
ミキシングロッド L =8mm、 NA =0. 5 ( θ = 30. 0度）、積 =4. 0、
1 1 1
ファイノく L =0. 6mm、 NA =0. 22 ( θ = 12. 7度）、積 =0. 132
0 0 0
と 30倍も積が小さくなる。ミキシングロッドとファイバで、同じライトバルブを照明する場 合、ライトバルブの開口サイズ L =Lは同じであるから、光源を (ランプ光源の二次光
2 3
源である）ミキシングロッドから（レーザの二次光源である）ファイバに変えるだけで、 照明光の NAが NAに比べ 30倍も小さくなる。
3 2
[0042] 従来の照明光学系は、高い周辺光量比を得るためにテレセントリック光学系にして いることも多いが、 NAが 30倍も小さくなると、照明光束はテレセントリック光学系を構 築せずとも平行に近い光束となる。テレセントリック光学系は被照面と同等の大きさの レンズ (大きなレンズ)が必要になるが、このような光学系を構成する必要が無くなる。
[0043] また、コスト削減のためにライトバルブが年々小型化している力 開口数を保ったま ま小さい領域を照明するには、光源側の開口数と大きさの積を小さくする必要がある 。これも同様の理由のため、光源を (ランプ光源の二次光源である）ミキシングロッドか ら（レーザの二次光源である）ファイバに変えるだけで問題を解決することができる。
[0044] 実施の形態 2.
この発明の実施の形態 2に係る照明装置は、光源、コア横断面の外径形状が円形 の多モード光ファイノく、コア横断面の外径形状が方形の多モード光ファイバ、および 空間光変調手段を備えるものである。
[0045] 実施の形態 1では、全ての多モード光ファイバのコア横断面の外径形状が方形の 場合であつたが、実施の形態 2では、レーザ光が出力する端面を含む一部の多モー ド光ファイバのコア横断面の外径形状が方形であり、レーザ光を入力する端面を含 む他の多モード光ファイバのコア横断面の外径形状が円形の場合である。
[0046] 図 5は、この発明の実施の形態 2による照明装置を示す構成図である。
図 5に示す構成においては、図 1の照明装置と同様の構成を示しており、特に明記 しない限り、図 1の照明装置と同様の機能を有する。
[0047] 図 5において、多モード光ファイバとしては、コア横断面の外径形状が円形の多モ ード光ファイバ 5とコア横断面の外径形状が方形の多モード光ファイバ 2が融着接続 されている。ここで、円形の多モード光ファイバ 5の NAと方形の多モード光ファイバ 2 の NAはほぼ等しくなつて!/ヽる。
[0048] また、図 6に示すように、円形の多モード光ファイバ 5と方形の多モード光ファイバ 2 のコア円形の直径とコア方形の一辺長はほぼ等しくなつている。そのため、融着接続 は容易であり、円形の多モード光ファイバ 5から方形の多モード光ファイバ 2に入射し たレーザ光の結合損失は小さくなつて 、る。
[0049] 次に、動作について説明する。
実施の形態 1と同様に、光源 1から出力されたレーザ光は、レンズ 4により集光し、 多モード光ファイバ 5に入射される。コア横断面の外径形状が円形の多モード光ファ ィバ 5に入射したレーザ光は、多モード光ファイバ 5のコア内を伝搬してコア横断面の 外径形状が方形の多モード光ファイバ 2から出射される。
[0050] ここで、コア横断面の外径形状が円形の多モード光ファイバ 5は長手方向に長尺で 屈曲されているため、反射回数は十分で入射したレーザ光が複数のモードに展開さ れて円形の多モード光ファイバ 2を伝搬する。そのため、円形の多モード光ファイバ 5 に入射する端面において、レーザ光の強度の空間分布はガウス分布であるのに対し 、円形の多モード光ファイバ 5を出射する端面において、各モードの強度の空間分布 が重ね合わされ、出射したレーザ光は空間的に平均化される。
[0051] また、コア横断面の外径形状が方形の多モード光ファイバ 2は、円形の多モード光 ファイバ 5と異なるモードが多数存在し、長手方向に長尺で屈曲されているため、反 射回数は十分で円形の多モード光ファイバ 5から方形の多モード光ファイバ 2に入射 したレーザ光が異なる複数のモードに展開されて多モード光ファイバを伝搬する。そ のため、多モード光ファイバを出射する端面において、各モードの強度の空間分布 が重ね合わされ、より効果的に出射したレーザ光は空間的に平均化される。
[0052] 実施の形態 1と同様に、多モード光ファイバを出射したレーザ光は、空間光変調手 段 3を照明する。ここで、出射したレーザ光の均一な強度の空間分布により、空間光 変調手段 3の被照面にムラなくレーザ光を照射することができる。また、空間光変調 手段 3の被照面は方形である。出射したレーザ光の略方形のビーム形状により、高い 光利用効率でレーザ光を空間光変調手段 3に照射することができる。
[0053] このように構成すれば、コア横断面の外径形状が円形の多モード光ファイバ 5から レーザ光が出力する光源と融着接続して使用することができる。また、多モード光ファ ィバは、自由に屈曲することができるため、装置のサイズを小さぐ配置を自由に設定 することができる。これにより、装置のコストを安くすることができる。
[0054] 実施の形態 3.
この発明の実施の形態 3に係る照明装置は、複数の光源、複数に分岐したコア横 断面の外径形状が方形の多モード光ファイバ、および一つの空間光変調手段を備 えるものである。
[0055] 実施の形態 1では、一つの光源、一本の多モード光ファイバの場合であつたが、実 施の形態 3では、三つの光源、三本に分岐した多モード光ファイバの場合である。
[0056] 図 7は、この発明の実施の形態 3による照明装置を示す構成図である。
図 7に示す構成においては、図 1の照明装置と同様の構成を示しており、特に明記 しない限り、図 1の照明装置と同様の機能を有する。
[0057] 図 7において、光源 la、 lb、 lcは、三つであり、半導体レーザや固体レーザを非線 形光学材料により波長変換したレーザ、および半導体レーザそれ自体などを組み合 わせて用いることができる。出力される三つのレーザ光は、可視である 400〜700nm 程度の範囲の波長を有する。例えば、 InGaAs系化合物の半導体混晶による波長 6 30nmの半導体レーザ、および Nd :YAGのレーザ媒質による固体レーザを MgO : L iNbOの非線形光学材料により波長変換した波長 532nmの波長変換レーザ、およ
3
び InGaAs系化合物の半導体混晶による半導体レーザを MgO： LiNbOの非線形
3 光学材料により波長変換した波長 473nmの波長変換レーザの三つの光源である。 ここでは、簡単のため、三波長のレーザ光を用いた場合の照明装置について示す。
[0058] 図 8は、多モード光ファイバの縦断面構造を図示している。
多モード光ファイバは、三本の多モード光ファイバ 2a, 2b, 2c力 一本の多モード 光ファイバ 2dに合成されて融着接続されている。ここで、一本に合成された多モード 光ファイバ 2dの横断面のコア外径形状は方形である。一本に合成された多モード光 ファイバ 2dの NAは、三本に分岐した多モード光ファイバ 2a, 2b, 2cの NAよりも大き くなつている。また、一本に合成された多モード光ファイバ 2dの直径は、三本に分岐 した多モード光ファイバ 2a, 2b, 2cの直径よりも大きくなつている。そのため、三本に 分岐した多モード光ファイバ 2a, 2b, 2cから一本の多モード光ファイバ 2dに入射し たレーザ光の結合損失は小さくなる。ここでは、三本に分岐した多モード光ファイバ 2 a, 2b, 2cの横断面のコア外径形状は方形の場合である力 円形の場合でも良い。
[0059] 次に、動作について説明する。
実施の形態 1と同様に、三つの光源 la, lb, lcから出力された各レーザ光は、レン ズ 4a, 4b, 4cにより集光し、各々の多モード光ファイバ 2a, 2b, 2cに入射される。三 本に分岐した多モード光ファイバ 2a, 2b, 2cに入射した各レーザ光は、各々の多モ ード光ファイバのコア内を伝搬して一本に合成された多モード光ファイバ 2dから出射 される。
[0060] ここで、三本に分岐した多モード光ファイバ 2a, 2b, 2cは、長手方向に長尺で屈曲 されているため、反射回数は十分で入射した各レーザ光が複数のモードに展開され て各々の多モード光ファイバを伝搬する。また、一本に合成された多モード光フアイ バ 2dは、三本に分岐した多モード光ファイバ 2a, 2b, 2cと異なるモードが多数存在 し、長手方向に長尺で屈曲されているため、反射回数は十分で三本に分岐した多モ ード光ファイバ 2a, 2b, 2cから一本に合成された多モード光ファイバ 2dに入射した 各レーザ光が異なる複数のモードに展開されて多モード光ファイバを伝搬する。
[0061] そのため、三本に分岐した多モード光ファイバ 2a, 2b, 2cに入射する各端面にお いて、各レーザ光の強度の空間分布はガウス分布であるのに対し、一本に合成され た多モード光ファイバ 2dを出射する端面において、各モードの強度の空間分布が重 ね合わされ、出射したレーザ光は空間的に平均化される。これにより、三波長のレー ザ光を一本の多モード光ファイバで合成させることができる。
[0062] 実施の形態 1と同様に、一本に合成された多モード光ファイバ 2dを出射したレーザ 光は、空間光変調手段 3を照明する。ここで、出射したレーザ光の均一な強度の空間 分布により、空間光変調手段 3の被照面にムラなくレーザ光を照射することができる。 また、空間光変調手段 3の被照面は方形である。出射したレーザ光の略方形のビー ム形状により、高い光利用効率でレーザ光を空間光変調手段 3に照射することができ る。
[0063] 空間光変調手段 3は、入力信号でデバイスの光学特性を変化させ、照明された三 波長のレーザ光の光束を局所的に変調し、画像を形成する。ここで、三波長のレー ザ光を光源のパルス動作、ある ヽはフィルタなどで時間的に分割させて空間光変調 手段に照明することにより、広い色再現範囲の画像を得ることができる。
[0064] このように構成すれば、複数の光源 la, lb, lcからのレーザ光を合成して使用する ことができる。複数の波長のレーザ光を合成して複数波長化したレーザ光を一つの 空間光変調手段 3に照明する、および同じの波長のレーザ光を合成して高出力化し たレーザ光を一つの空間光変調手段 3に照明することができる。また、多モード光フ アイバは、自由に屈曲することができるため、装置の大きさや配置を自由に設定する ことができる。これにより、装置のコストを安くすることができる。
[0065] 実施の形態 4.
この発明の実施の形態 4に係る照明装置は、光源、コア横断面の外径形状が方形 の多モード光ファイバ、光ファイバ変形手段、および空間光変調手段を備えるもので ある。
[0066] 図 9は、この発明の実施の形態 4による照明装置を示す構成図である。
図 9に示す構成において、図 1の照明装置と同様の構成を示しており、特に明記し ない限り、図 1の照明装置と同様の機能を有する。
[0067] 図 9において、光ファイバ変形手段 6は、多モード光ファイバ 2の長手方向の屈曲形 状を時間的に変形させるものである。例えば、巻き取られた光ファイバの略楕円形状 を伸縮するアームにより変形させる機構である。また、図 10Aに示すように、アームの 伸縮の振幅を別々に与えても良い。また、図 10Bに示すように、アームの伸縮の振幅 は同じでも光ファイバの位置間隔を別々に与えても良い。また、図 10Cに示すように 、アームの伸縮の振幅も光ファイバの位置間隔も別々に与えても良い。
[0068] 次に、動作について説明する。
実施の形態 1と同様に、光源 1から出力されたレーザ光は、レンズ 4により集光し、 多モード光ファイバ 2に入射される。多モード光ファイバ 2に入射したレーザ光は、多 モード光ファイバ 2のコア内を伝搬して出射される。
[0069] 多モード光ファイバ 2に存在する最低次モード (基本モード）は、伝搬角が非常に小 さぐ光ファイバの光軸にほぼ平行に伝搬するので最も早く出射端に到達する。一方 、高次モードの伝搬角はほぼ全反射角 Θ cに等しぐ図 11に示すように、等価的に基 本モードよりも lZcos Θ c倍だけ長い距離を伝搬することになる。そのため、距離 Lを 伝搬したときの基本モードと最高次モードの伝搬時間差 Δ tは、式（ 1)となる。
[0070] [数 1]
Figure imgf000015_0001
( 1 [0071] 光ファイバ変形手段 6により多モード光ファイバ 2の長手方向の屈曲形状を時間的 に変形させると、光の伝搬角が時間的に変化する、つまりモードの次数が時間的に 変化する。モードの次数により伝搬時間が異なるため、各モードの位相が時間的に 変化する。ここで、スペックルは、空間的および時間的にコヒーレントなレーザ光が、 スクリーン (物体面)などの光学的に粗 ヽ面を反射ある 、は透過して位相の異なる光 となり、人間の眼 (像面)で異なる位相を干渉として観察している。各モードの位相が 時間的に変化するため、スペックルパターンは時間的に変化する。
[0072] 人間が安定な画像として認識することができるのは、視覚の光刺激に対する感覚が 一定期間残っていて、その期間内に別の刺激が視野内の別の場所に到来すると同 時に光っているような感覚を生じる。もし、ここで、光ファイバが振動されずに一定で、 後続の光刺激が同じ場所に到来するならば、感覚の強度が足し合わされる (積分さ れる）ことになる。時間的に短い間隔をおいて 2つの光刺激を提示し、光刺激の強度 を調節し光刺激が知覚される閾値を調べる方法により、時間間隔 20ms程度までは 2 つの刺激が完全に足し合わされて 1つの光刺激と同等になることが分力 ている。光 ファイバ変形手段 6により、スペックルパターンは時間間隔 20ms以下で変化するた め、この時間的足し合わせ効果 (時間積分効果)でスペックルを除去することができる
[0073] 多モード光ファイバ 2の横断面のコア外径形状は方形である。そのため、光ファイバ の円周方向を周回するスキュー成分が低減し、スペックルパターンは空間的に均一 化することにより、より効果的にスペックルを除去することができる。
[0074] 実施の形態 1と同様に、多モード光ファイバ 2を出射したレーザ光は、空間光変調 手段 3を照明する。ここで、出射したレーザ光の均一な強度の空間分布により、空間 光変調手段 3の被照面にムラなくレーザ光を照射することができる。また、空間光変 調手段 3の被照面は方形である。出射したレーザ光の略方形のビーム形状により、高 い光利用効率でレーザ光を空間光変調手段 3に照射することができる。
[0075] 空間光変調手段 3は、入力信号でデバイスの光学特性を変化させ、照明されたレ 一ザ光の光束を局所的に変調し、画像を形成する。空間光変調手段 3からの透過光 あるいは反射光をスクリーンなどの補助面に投影すると、スペックルパターンは時間 的に変化するため、スペックルが除去されるとともに、明るく明暗がない画像を表示す ることがでさる。
[0076] 実施の形態 5.
この発明の実施の形態 5に係る照明装置は、光源、コア横断面の外径形状が湾曲 線で各辺が構成された略多角形の多モード光ファイバ、および空間光変調手段を備 えるものである。
[0077] 図 12は、この発明の実施の形態 5に係る照明装置を説明するもので、多モード光フ アイバの横断面構造を図示している。この発明の実施の形態 5は、図 1の照明装置と 同様の構成を示しており、特に明記しない限り、図 1の照明装置と同様の機能を有す る。
[0078] 図 12に示すこの発明の実施の形態 5に係る照明装置における多モード光ファイバ の横断面構造にぉ 、て、多モード光ファイバ 2の横断面のコア 21の外径形状は外径 形状が湾曲線で各辺が構成された方形である。なお、 22はコア外周のクラッドを示 す。
[0079] 実施の形態 1と同様に、この多モード光ファイバ 2の製造方法について説明する。
まず、 MCVD法、 OVD法、 VAD法等の公知の光ファイバ用プリフォームの製造方 法と同様にして、石英製の円柱ロッド材を形成する。次いで、円柱ロッド材の側面を 研磨することにより、その横断面を円形力 その円周に沿って弓形を除去した略方形 とし、さらに略方形から弓形を除去して湾曲線で各辺が構成された略方形に形成し、 コア形成部のプリフォームを作製する。作製したプリフォームを線引き機にセットし、 そのプリフォームを加熱延伸して細径ィ匕する線引き加工を施す。
[0080] ここで、線引き加工の加熱温度を、横断面における外径形状が実質的に維持され たままコア形成部が線引き力卩ェで光ファイバのコアになるように設定する。次いで、線 引きされたものの表面にラジカル発生剤を添加したアクリル榭脂液を付着させ、それ に紫外線を照射することにより硬化させ、コア表面を被覆保護するクラッドを形成する
[0081] 以上のように、光ファイバの中心にあるコア 21と、コア 21を被覆するように設けられ たクラッド 22とからなる多モード光ファイバ 2が製造される。 [0082] 次に、動作について説明する。
実施の形態 1と同様に、光源 1から出力されたレーザ光は、レンズ 4により集光し、 多モード光ファイバ 2に入射される。多モード光ファイバ 2に入射したレーザ光は、多 モード光ファイバ 2のコア 21内を伝搬して出射される。
[0083] 多モード光ファイバ 2の横断面のコア 21の外径形状は湾曲線で各辺が構成された 方形である。そのため、多モード光ファイバ 2に入射する端面において、レーザ光の ビーム形状は略円形であるのに対し、多モード光ファイバ 2を出射する端面において 、レーザ光のビーム形状は湾曲線で各辺が構成された略方形が得られる。
[0084] 多モード光ファイバ 2を出射したレーザ光は、空間光変調手段 3を照明する。多モ ード光ファイバ 2から出力された光が空間光変調手段 3まで伝搬し、回折により横断 面のビーム形状が変形して、レーザ光のビーム形状は略方形が得られる。ここで、出 射したレーザ光の均一な強度の空間分布により、空間光変調手段 3の被照面にムラ なくレーザ光を照射することができる。また、空間光変調手段 3の被照面は方形であ る。出射したレーザ光の略方形のビーム形状により、高い光利用効率でレーザ光を 空間光変調手段 3に照射することができる。

Claims

請求の範囲
[1] レーザ光を出力する光源と、
前記光源から出力されたレーザ光を横断面の外径形状が略多角形でなる内部のコ ァで伝搬する多モード光ファイバと、
前記多モード光ファイバから照明された光で画像を生成する空間光変調手段と を備えた照明装置。
[2] 請求項 1に記載の照明装置において、
前記多モード光ファイバは、コア横断面の外径形状が円形の多モード光ファイバと 、コア横断面の外径形状が方形の多モード光ファイバが融着接続されて形成された ことを特徴とする照明装置。
[3] 請求項 1に記載の照明装置において、
前記光源は、二つ以上の光源でなり、
前記多モード光ファイバは、各光源から出力されたレーザ光を各々入力する二本 以上の多モード光ファイバと、前記二本以上の多モード光ファイバからのレーザ光を 合成して出力する一本の多モード光ファイバとでなる
ことを特徴とする照明装置。
[4] 請求項 1に記載の照明装置において、
前記多モード光ファイバの少なくとも一部の長手方向の屈曲形状を時間的に変形 させる光ファイバ変形手段をさらに備えた
ことを特徴とする照明装置。
[5] 請求項 1に記載の照明装置において、
前記多モード光ファイバは、少なくとも光を出力する端面を含む一部の横断面のコ ァ外径形状が湾曲線で各辺が構成された略多角形であり、出力するレーザ光を空間 光変調手段まで伝搬し、回折により横断面のビーム形状が変形している
ことを特徴とする照明装置。
PCT/JP2005/012736 2005-07-11 2005-07-11 照明装置 WO2007007388A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007524483A JP5058798B2 (ja) 2005-07-11 2005-07-11 照明装置
US11/920,862 US7643707B2 (en) 2005-07-11 2005-07-11 Lighting apparatus
PCT/JP2005/012736 WO2007007388A1 (ja) 2005-07-11 2005-07-11 照明装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2005/012736 WO2007007388A1 (ja) 2005-07-11 2005-07-11 照明装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007007388A1 true WO2007007388A1 (ja) 2007-01-18

Family

ID=37636796

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2005/012736 WO2007007388A1 (ja) 2005-07-11 2005-07-11 照明装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7643707B2 (ja)
JP (1) JP5058798B2 (ja)
WO (1) WO2007007388A1 (ja)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007133161A (ja) * 2005-11-10 2007-05-31 Sumitomo Electric Ind Ltd 照明用光学系及びそれを利用したプロジェクタ
JP2009103802A (ja) * 2007-10-22 2009-05-14 Mitsubishi Electric Corp 投射型表示装置
JP2009157379A (ja) * 2007-12-26 2009-07-16 Christie Digital Systems Usa Inc デコヒーレンス化レーザー光生成システム
WO2009104350A1 (ja) * 2008-02-20 2009-08-27 三菱電線工業株式会社 光ファイバ及びそれを備えたモードスクランブラ
EP2228674A1 (en) * 2008-01-11 2010-09-15 Mitsubishi Cable Industries, Ltd. Optical fiber and method for producing the same
JP2015141371A (ja) * 2014-01-30 2015-08-03 三菱電線工業株式会社 光ファイバ
JP2015172680A (ja) * 2014-03-12 2015-10-01 住友電気工業株式会社 光モジュール及び光結合構造
WO2016031895A1 (ja) * 2014-08-28 2016-03-03 古河電気工業株式会社 レーザ光照射装置
CN109683252A (zh) * 2017-10-18 2019-04-26 株式会社岛津制作所 光耦合装置
WO2019239559A1 (ja) * 2018-06-14 2019-12-19 オリンパス株式会社 光ファイバユニット、照明装置、及び内視鏡システム
JP2020505990A (ja) * 2017-02-02 2020-02-27 ノバルティス アーゲー 手術用レーザ照明のためのファイバベースのモードミキシング技術
US10845523B2 (en) 2013-09-20 2020-11-24 Asml Netherlands B.V. Laser-operated light source
JP7295037B2 (ja) 2016-09-29 2023-06-20 エヌライト，インコーポレーテッド 光ファイバ曲げメカニズム

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5198312B2 (ja) * 2009-02-13 2013-05-15 富士フイルム株式会社 ライトガイド、ライトガイドの製造方法、光源装置、及び内視鏡システム
WO2011071921A2 (en) * 2009-12-07 2011-06-16 Barret Lippey Despeckling apparatus and method
US9939653B2 (en) * 2009-12-07 2018-04-10 Projection Ventures Inc. Despeckling stability
US20120307349A1 (en) * 2010-12-07 2012-12-06 Laser Light Engines Speckle Reduction Using Multiple Starting Wavelengths
US20130107350A1 (en) * 2010-12-07 2013-05-02 Laser Light Engines, Inc. Multiple Laser Despeckling
US20140160442A1 (en) * 2010-12-07 2014-06-12 Laser Light Engines, Inc. Despeckling of Continuous-Wave Lasers
US20130278903A1 (en) * 2010-12-07 2013-10-24 Laser Light Engines, Inc. Short Pulse Despeckling
US20130044367A1 (en) * 2010-12-07 2013-02-21 Laser Light Engines, Inc. Microbend-Enhanced Despeckling
US20130162952A1 (en) * 2010-12-07 2013-06-27 Laser Light Engines, Inc. Multiple Laser Projection System
US20130021586A1 (en) * 2010-12-07 2013-01-24 Laser Light Engines Frequency Control of Despeckling
US9485480B2 (en) * 2011-05-02 2016-11-01 The Research Foundation Of The City University Of New York Laser based projection display system
US10663652B2 (en) 2011-12-30 2020-05-26 Fraen Corporation Light mixing systems with a glass light pipe
US9995872B2 (en) 2011-12-30 2018-06-12 Fraen Corporation Light mixing systems with a glass light pipe
US9046697B2 (en) 2012-01-02 2015-06-02 Jgm Associates, Inc. Low-speckle light sources and displays employing multimode optical fiber
FI125512B (en) * 2012-12-11 2015-11-13 Rofin Sinar Laser Gmbh Fiber optic mode mixer and method of manufacture thereof
US9459407B2 (en) * 2013-03-15 2016-10-04 Ofs Fitel, Llc Ring combiner
CN113069204A (zh) * 2014-11-14 2021-07-06 波士顿科学医学有限公司 手术激光系统和激光装置
CN107003182B (zh) * 2014-12-18 2020-08-11 通用电气健康护理生物科学股份公司 用于测量光吸收或确定物质的浓度的系统的光纤布置
WO2017012828A1 (en) * 2015-07-21 2017-01-26 Philips Lighting Holding B.V. A digital image projection device with a fiber laser
US10585292B2 (en) 2018-06-28 2020-03-10 Fraen Corporation Low-profile color-mixing lightpipe
CN109541878A (zh) * 2018-12-07 2019-03-29 合肥翰视激光科技有限公司 一种投影光源传输及混光、匀光系统
CN109656029B (zh) * 2019-01-04 2021-02-26 浙江工业大学 一种结合多模光波导和衍射光学器件的静态激光散斑抑制方法
WO2020173577A1 (en) * 2019-02-28 2020-09-03 Barco N.V. Method and system for spatial and angular uniformization of light beams
US20210181518A1 (en) * 2019-12-13 2021-06-17 Hamamatsu Photonics K.K. Light source module
ES2916219B2 (es) * 2022-04-01 2024-02-07 Univ Valencia Politecnica Dispositivo optico, sistema y procedimiento de obtencion de imagenes fotoacusticas mediante el uso de haces homogeneizados provenientes de fuentes luminosas pulsadas
WO2023196336A1 (en) * 2022-04-05 2023-10-12 Dolby Laboratories Licensing Corporation Rectangular optical fiber for projection systems

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4948979B1 (ja) * 1969-06-17 1974-12-24
JPH0798479A (ja) * 1993-05-19 1995-04-11 Mitsubishi Electric Corp 光源装置及び投写型表示装置
JP2000121836A (ja) * 1998-10-09 2000-04-28 Sony Corp 光源装置、照明方法及びその装置、並びに、光学装置
JP2004165396A (ja) * 2002-11-13 2004-06-10 Toshiba Corp アップコンバージョンファイバレーザ装置、映像表示装置
JP2004264831A (ja) * 2003-03-03 2004-09-24 Lg Electron Inc レーザーディスプレイシステム
JP2005109036A (ja) * 2003-09-29 2005-04-21 Toshiba Corp 光ファイバレーザ装置及び映像表示装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4948979A (ja) 1972-09-14 1974-05-11
JPH02129611A (ja) * 1988-11-09 1990-05-17 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光ファイバの接続部構造
JPH07128545A (ja) * 1993-11-05 1995-05-19 Hitachi Cable Ltd 光導波路と光ファイバとの接続方法
US5956447A (en) * 1996-05-07 1999-09-21 Univ Central Florida Device and method for image acquisition through multi-mode fiber
JP3683039B2 (ja) * 1996-06-24 2005-08-17 康博 小池 光ファイバ
US5715337A (en) * 1996-09-19 1998-02-03 The Mirco Optical Corporation Compact display system
JP3479219B2 (ja) * 1997-06-06 2003-12-15 三菱電線工業株式会社 増幅用光ファイバ
JP2001004877A (ja) * 1999-06-22 2001-01-12 Hitachi Ltd 光導波路、光モジュールおよび光システム
US6663560B2 (en) * 1999-12-17 2003-12-16 Digital Optical Imaging Corporation Methods and apparatus for imaging using a light guide bundle and a spatial light modulator
JP3767544B2 (ja) * 2002-11-25 2006-04-19 セイコーエプソン株式会社 光学装置、照明装置及びプロジェクタ
WO2004102752A1 (ja) 2003-05-14 2004-11-25 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha 固体レーザ装置
JP2005049693A (ja) * 2003-07-30 2005-02-24 Sumitomo Electric Ind Ltd 光伝送体および光伝送モジュール
US7034992B2 (en) * 2003-10-08 2006-04-25 Northrop Grumman Corporation Brightness enhancement of diode light sources
US7195375B2 (en) * 2004-01-28 2007-03-27 Anvik Corporation Compact, high-efficiency, energy-recycling illumination system
KR100619070B1 (ko) * 2005-03-08 2006-08-31 삼성전자주식회사 조명유닛 및 이를 채용한 화상투사장치

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4948979B1 (ja) * 1969-06-17 1974-12-24
JPH0798479A (ja) * 1993-05-19 1995-04-11 Mitsubishi Electric Corp 光源装置及び投写型表示装置
JP2000121836A (ja) * 1998-10-09 2000-04-28 Sony Corp 光源装置、照明方法及びその装置、並びに、光学装置
JP2004165396A (ja) * 2002-11-13 2004-06-10 Toshiba Corp アップコンバージョンファイバレーザ装置、映像表示装置
JP2004264831A (ja) * 2003-03-03 2004-09-24 Lg Electron Inc レーザーディスプレイシステム
JP2005109036A (ja) * 2003-09-29 2005-04-21 Toshiba Corp 光ファイバレーザ装置及び映像表示装置

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007133161A (ja) * 2005-11-10 2007-05-31 Sumitomo Electric Ind Ltd 照明用光学系及びそれを利用したプロジェクタ
JP2009103802A (ja) * 2007-10-22 2009-05-14 Mitsubishi Electric Corp 投射型表示装置
JP2009157379A (ja) * 2007-12-26 2009-07-16 Christie Digital Systems Usa Inc デコヒーレンス化レーザー光生成システム
US8965161B2 (en) 2007-12-26 2015-02-24 Christie Digital Systems Inc. Decohered laser light production system
EP2228674A1 (en) * 2008-01-11 2010-09-15 Mitsubishi Cable Industries, Ltd. Optical fiber and method for producing the same
EP2228674A4 (en) * 2008-01-11 2013-10-23 Mitsubishi Cable Ind Ltd OPTICAL FIBER AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
WO2009104350A1 (ja) * 2008-02-20 2009-08-27 三菱電線工業株式会社 光ファイバ及びそれを備えたモードスクランブラ
US10845523B2 (en) 2013-09-20 2020-11-24 Asml Netherlands B.V. Laser-operated light source
JP2015141371A (ja) * 2014-01-30 2015-08-03 三菱電線工業株式会社 光ファイバ
JP2015172680A (ja) * 2014-03-12 2015-10-01 住友電気工業株式会社 光モジュール及び光結合構造
JPWO2016031895A1 (ja) * 2014-08-28 2017-06-15 古河電気工業株式会社 レーザ光照射装置
WO2016031895A1 (ja) * 2014-08-28 2016-03-03 古河電気工業株式会社 レーザ光照射装置
JP7295037B2 (ja) 2016-09-29 2023-06-20 エヌライト，インコーポレーテッド 光ファイバ曲げメカニズム
JP2020505990A (ja) * 2017-02-02 2020-02-27 ノバルティス アーゲー 手術用レーザ照明のためのファイバベースのモードミキシング技術
CN109683252A (zh) * 2017-10-18 2019-04-26 株式会社岛津制作所 光耦合装置
WO2019239559A1 (ja) * 2018-06-14 2019-12-19 オリンパス株式会社 光ファイバユニット、照明装置、及び内視鏡システム

Also Published As

Publication number Publication date
JP5058798B2 (ja) 2012-10-24
US20090109698A1 (en) 2009-04-30
US7643707B2 (en) 2010-01-05
JPWO2007007388A1 (ja) 2009-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5058798B2 (ja) 照明装置
JP5147849B2 (ja) プロジェクタ
US8472102B2 (en) Illumination source and method therefor
US8192030B2 (en) Laser illuminating device and image display device
US9488849B2 (en) Coherent light source device and projector
JPWO2007007389A1 (ja) スペックル除去光源および照明装置
JPWO2009028438A1 (ja) 画像表示装置
JPH11326826A (ja) 照明方法及び照明装置
KR20060102278A (ko) 프로젝터용 이미징 시스템 및 대응하는 프로젝터
JP3595297B2 (ja) レーザ光源装置
KR19990088320A (ko) 광코히런스저감방법과그장치,조명방법과그시스템,및광섬유다발
JP4353992B2 (ja) 照明用光源装置および画像表示装置
JP2008159348A (ja) 光源光学システム及びそれを用いたプロジェクションディスプレイシステム
JP4260851B2 (ja) 照明用光源装置および画像表示装置
CN113391506B (zh) 照明系统及投影装置
JP5209067B2 (ja) スペックル除去光源および照明装置
JPH11223795A (ja) 光のコヒーレンス低減方法及びその装置、照明方法及びその装置、並びにバンドルファイバー
JP5339746B2 (ja) 画像投射装置および画像表示システム
JP4893262B2 (ja) 光源装置及び画像表示装置
JP6642298B2 (ja) 投射型表示装置
WO2009081913A1 (ja) 光源装置
US20050018142A1 (en) Projection system
KR101141653B1 (ko) 휴대가능한 프로젝터
KR100595196B1 (ko) 광학계 조명장치
WO2014002511A1 (ja) 背面投射型表示装置、背面投射型表示システムおよび制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007524483

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 11920862

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 05765517

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1