JP2008046479A - Lighting optical system and projection type image display device provided therewith - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、照射面を均一に照明するための照明光学系、およびこの照明光学系からの出力光をライトバルブにより所定の映像情報に応じて変調してスクリーンに投写する投写型画像表示装置に関し、詳しくは、複数の光源部を備えた照明光学系の構成に関するものである。 The present invention relates to an illumination optical system for uniformly illuminating an irradiation surface, and a projection-type image display device that modulates output light from the illumination optical system in accordance with predetermined video information using a light valve and projects it onto a screen. Specifically, the present invention relates to a configuration of an illumination optical system including a plurality of light source units.
従来、投写型画像表示装置に用いられる照明光学系において、スクリーンを明るく照明するために複数の光源部を備えたものとしては、下記特許文献1、2に記載されたものが知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an illumination optical system used for a projection type image display apparatus, those described in Patent Documents 1 and 2 below are known as having a plurality of light source units for brightly illuminating a screen.
下記特許文献1に記載のものは、光源からの光束を楕円面鏡により集光しつつ出力する光源部を複数備えており、各光源部からの光束を、ミラー素子を介して2枚のフライアイ等からなるインテグレータ部に入射せしめるように構成されている。 The device described in Patent Document 1 includes a plurality of light source units that collect and output a light beam from a light source with an ellipsoidal mirror, and the light beam from each light source unit is transmitted to two fly through mirror elements. It is configured to be incident on an integrator unit made of an eye or the like.
一方、下記特許文献2に記載のものは、光源からの光束を凹面鏡により集光しつつ出力する光源部を複数備えており、各光源部からの光束を直接に、またはミラー面やプリズム外面等の光反射面を介して、ロッドインテグレータに入射せしめるように構成されている。 On the other hand, the device described in Patent Document 2 includes a plurality of light source units that collect and output a light beam from a light source by a concave mirror, and directly or directly from each light source unit, a mirror surface, a prism outer surface, or the like. It is configured to enter the rod integrator through the light reflecting surface.
近年、この種の照明光学系、特に、ロッドインテグレータを用いた照明光学系において、コンパクトな構成としつつ照明照度を高めようという要望がある。 In recent years, in this type of illumination optical system, in particular, an illumination optical system using a rod integrator, there is a demand to increase illumination illuminance while having a compact configuration.
このような要望に応えるために、各光源部において、集光角(本明細書では、集光せしめる光束の軸と該光束の最外光線とのなす角のことをいう)の大きい反射鏡を用いることが考えられる。このような反射鏡は、各光源部における光束の集光効率を高めることができるとともに、光源部をコンパクトに構成し得るという利点がある。 In order to meet such a demand, in each light source unit, a reflecting mirror having a large condensing angle (in this specification, an angle formed by the axis of the light beam to be condensed and the outermost light beam) is provided. It is possible to use it. Such a reflecting mirror has an advantage that the light collection efficiency of each light source unit can be increased and the light source unit can be made compact.
一方、照明照度を高めるには、ロッドインテグレータに入射された光束の光量損失を抑制しつつ、ロッドインテグレータからの出射光束をライトバルブに効率良く導くことも重要となる。ロッドインテグレータに入射された光束の光量損失を抑えるには、ロッドインテグレータに入射する光束の入射角度(軸上光線の入射角度)を小さくすることや、光束の集光点が入射面近傍に位置するように設定することが望ましいとされる。 On the other hand, in order to increase the illumination illuminance, it is also important to efficiently guide the emitted light beam from the rod integrator to the light valve while suppressing the light amount loss of the light beam incident on the rod integrator. In order to suppress the loss of light quantity of the light beam incident on the rod integrator, the incident angle of the light beam incident on the rod integrator (incident angle of the axial light beam) is reduced, or the condensing point of the light beam is located near the incident surface. It is desirable to set as follows.
また、ロッドインテグレータに入射する光束の集光角が大きくなると、ロッドインテグレータから出射される光束の広がり角が大きくなり、ライトバルブに効率良く光束を導くことが難しくなってしまうので、ロッドインテグレータから出射される光束の光量損失を抑制するという観点からは、ロッドインテグレータへの入射光束の集光角を小さくすることが望ましいことになる。 Also, if the collection angle of the light beam incident on the rod integrator increases, the spread angle of the light beam emitted from the rod integrator increases, making it difficult to efficiently guide the light beam to the light valve. From the viewpoint of suppressing the loss of light quantity of the emitted light beam, it is desirable to reduce the condensing angle of the light beam incident on the rod integrator.
このように、コンパクトな構成としつつ照明照度を高めるには、各光源部における集光効率や、各光源部からロッドインテグレータへ入射される光束の入射角度や集光位置、および集光角等を適正に設定することが重要となるが、これらを、従来技術のように、各光源部の反射鏡の形状を変えることや、各光源部とロッドインテグレータおよびその間に配される反射部材との位置調整により達成することは、極めて難しい。 In this way, in order to increase the illumination illuminance while having a compact configuration, the light collection efficiency in each light source unit, the incident angle and the light collection position of the light beam incident on the rod integrator from each light source unit, the light collection angle, etc. It is important to set them appropriately. However, as in the prior art, these can be changed by changing the shape of the reflecting mirror of each light source unit, and the position of each light source unit and the rod integrator and the reflecting member disposed between them. Achieving by coordination is extremely difficult.
なお、上記特許文献2においては、側面がテーパ面で形成されたロッドインテグレータを用いることにより、ロッドインテグレータから出射される光束の広がり角を制御することが記載されているが、このような特殊なロッドインテグレータは製造コストが嵩むだけではなく、製造精度や取付精度の面でも不具合が生じる虞がある。 In addition, in the above-mentioned patent document 2, it is described that the spread angle of the light beam emitted from the rod integrator is controlled by using a rod integrator having a tapered side surface. The rod integrator not only increases the manufacturing cost, but also may cause problems in terms of manufacturing accuracy and mounting accuracy.
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、各光源部において集光角の大きい反射鏡を用いた場合でも、各光源部からロッドインテグレータへ入射される光束の入射角度や集光位置および集光角等を適正に設定することができ、これにより、コンパクトな構成としつつ照明照度を高め得る照明光学系および投写型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 view of such circumstances, and even when a reflector having a large condensing angle is used in each light source unit, the incident angle and condensing position of the light beam incident on the rod integrator from each light source unit and An object of the present invention is to provide an illumination optical system and a projection-type image display device that can appropriately set a condensing angle and the like, and can increase illumination illuminance while having a compact configuration.
本発明に係る照明光学系は、光源からの光束を集光しつつ出力する複数の光源部と、該複数の光源部からの光束の光量均一化を図るロッドインテグレータとを有してなる照明光学系であって、
前記複数の光源部と前記ロッドインテグレータとの間に、該複数の光源部それぞれから入射された光束を変向し、かつ該光束の集光位置を該光束の進行方向前方へ移動せしめる集光状態変更手段が配されていることを特徴とする。
An illumination optical system according to the present invention includes a plurality of light source units that collect and output a light beam from a light source, and a rod integrator that achieves uniform light quantity of the light beam from the plurality of light source units. A system,
A condensing state in which a light beam incident from each of the plurality of light source units is diverted between the plurality of light source units and the rod integrator, and a condensing position of the light beam is moved forward in a traveling direction of the light beam. A changing means is arranged.
本発明の照明光学系において、前記集光状態変更手段は、前記光源部からの光束を透過させるプリズムからなり、該プリズムは、前記光源部からの光束が入射する入射面と、入射した該光束を該プリズム内において反射して該光束を変向する少なくとも1つの反射面と、該光束を出射する出射面とを備えてなるものとすることが好ましい。 In the illumination optical system of the present invention, the condensing state changing unit includes a prism that transmits the light beam from the light source unit, and the prism includes an incident surface on which the light beam from the light source unit is incident and the incident light beam. Is preferably provided with at least one reflecting surface for reflecting the light beam in the prism to change the light beam and an exit surface for emitting the light beam.
また、前記光源部は、前記光源の発光中心近傍に一方の焦点が位置する楕円面鏡を有してなるものとすることができ、その場合、前記楕円面鏡からの光束の集光位置が、前記プリズムの光屈折、反射作用により、前記ロッドインテグレータの入射面近傍に位置するように構成されていることが好ましい。 In addition, the light source unit may include an ellipsoidal mirror in which one focal point is located in the vicinity of the light emission center of the light source, and in this case, the light collection position of the light beam from the ellipsoidal mirror is It is preferable that the prism is configured to be positioned in the vicinity of the incident surface of the rod integrator by the light refraction and reflection action of the prism.
一方、前記光源部は、前記光源の発光中心近傍に焦点が位置する放物面鏡と、該放物面鏡からの光を集光するコンデンサレンズとを有してなるものとすることもでき、その場合、前記コンデンサレンズからの光束の集光位置が、前記プリズムの光屈折、反射作用により、前記ロッドインテグレータの入射面近傍に位置するように構成されていることが好ましい。 On the other hand, the light source unit may include a parabolic mirror whose focal point is located near the light emission center of the light source, and a condenser lens that collects light from the parabolic mirror. In this case, it is preferable that the condensing position of the light flux from the condenser lens is configured to be located in the vicinity of the incident surface of the rod integrator by the light refraction and reflection action of the prism.
また、本発明に係る照明光学系においては、前記光源部の光軸上を進行する光線が、前記集光状態変更手段を介して、前記ロッドインテグレータの光軸と略平行な状態で、該ロッドインテグレータに入射するように構成されていることが好ましい。 Further, in the illumination optical system according to the present invention, the light beam traveling on the optical axis of the light source unit is substantially parallel to the optical axis of the rod integrator via the condensing state changing means. It is preferable to be configured to enter the integrator.
また、本発明に係る投写型画像表示装置は、上記照明光学系と、該照明光学系のロッドインテグレータからの光束を所定の映像情報に応じて変調するライトバルブと、該ライトバルブにより変調された光による光学像をスクリーン上に投写する投写レンズとを備えてなることを特徴とする。 A projection type image display apparatus according to the present invention is modulated by the illumination optical system, a light valve that modulates a light beam from a rod integrator of the illumination optical system according to predetermined video information, and the light valve. And a projection lens that projects an optical image of light on a screen.
なお、上記「光源の発光中心」とは、光源を構成する発光体において光強度が大きい部分を意味し、上記「変向」とは、光束の進行方向を変えることを意味する。 The “light emission center of the light source” means a portion where the light intensity is high in the light emitter constituting the light source, and the “turning” means changing the traveling direction of the light beam.
本発明に係る照明光学系および投写型画像表示装置によれば、複数の光源部とロッドインテグレータとの間に配された集光状態変更手段により、各光源部から入射された光束を所定の向きに変向しつつ、該光束の集光位置を該光束の進行方向前方へ所定の距離だけ移動させることができる。また、光束の集光位置を光束の進行方向前方へ移動させることにより、該光束の集光角を小さくすることも可能となる。 According to the illumination optical system and the projection-type image display device according to the present invention, the light incident from each light source unit is directed in a predetermined direction by the condensing state changing unit arranged between the plurality of light source units and the rod integrator. The condensing position of the light beam can be moved a predetermined distance forward in the traveling direction of the light beam. Further, by moving the condensing position of the light beam forward in the traveling direction of the light beam, it is also possible to reduce the light collecting angle of the light beam.
このため、各光源部において集光角の大きい反射鏡を用いた場合でも、各光源部からロッドインテグレータへ入射される光束の入射角度や集光位置および集光角等を適正に設定することができる。したがって、各光源からの光束の集光効率を高めつつ、光路中での光量損失を低減することができるので、照明照度を効率良く高めることが可能となるとともに、各光源部をコンパクトに構成し得るので、全体的にもコンパクト化が可能となる。 For this reason, even when a reflecting mirror with a large condensing angle is used in each light source unit, it is possible to appropriately set the incident angle, condensing position, condensing angle, etc. of the light beam incident on the rod integrator from each light source unit. it can. Therefore, it is possible to reduce the light loss in the optical path while increasing the light collection efficiency of the light flux from each light source, so that the illumination illuminance can be increased efficiently and each light source section is configured compactly. Therefore, the overall size can be reduced.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。図1は本発明の第1の実施形態に係る照明光学系の構成を示す図であり、図5はこの第1の実施形態に係る照明光学系を備えた投写型画像表示装置の概略構成を示す図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an illumination optical system according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a schematic configuration of a projection type image display apparatus provided with the illumination optical system according to the first embodiment. FIG.
図1に示す照明光学系1Aは、同一平面上に配された2つの光源部2A,2Bと、細長い直方体状のロッドインテグレータ4と、2つの光源部2A,2Bおよびロッドインテグレータ4の間に配された集光状態変更手段3Aとを有してなる。
The illumination
上記2つの光源部2A,2Bはそれぞれ、楕円面鏡22と、該楕円面鏡22の一方の焦点位置に発光中心が位置するように配された光源21とからなり、該光源21からの光束を集光しつつ、上記集光状態変更手段3Aに向けて出力するように構成されている。
Each of the two
一方、上記集光状態変更手段3Aは、上記各光源部2A,2Bからの光束をそれぞれ透過させる2つのプリズム30A,30Bからなり、該2つのプリズム30A,30Bはそれぞれ、上記光源部2A,2Bからの光束が入射する入射面31と、入射した光束をプリズム内において反射して変向する反射面32と、変向された光束を出射する出射面33とを備えてなる。なお、本実施形態においては、2つのプリズム30A,30Bの各出射面33が、上記ロッドインテグレータ4の入射面4aと略面一に接するように配置されている。
On the other hand, the condensing state changing
また、上記ロッドインテグレータ4は、上記集光状態変更手段3Aを介して入射された上記光源部2A,2Bからの光束を、内部において複数回反射せしめることによりその光量を均一化した後、出射面4bより出射するように構成されている。
Further, the
上記光源部2A,2Bの楕円面鏡22は、光源21からの光束を効率良く集光し得るように集光角が大きく設定されたものである。一方、上記集光状態変更手段3Aは、光源部2A,2Bから出射され、上記ロッドインテグレータ4へ入射される光束の入射角度や集光位置および集光角等を適正に設定するために設けられており、以下に示すように、光源部2A,2Bからそれぞれ入射された光束を変向するとともに、該光束の集光位置をロッドインテグレータ4の方へ移動せしめることにより、該光束の集光角を小さくするように構成されている。
The
すなわち、上記光源部2A,2Bから上記プリズム30A,30Bにそれぞれ入射した光束は、入射面31における屈折作用により、その集光角が入射前に比べて小とされた状態でプリズム30A,30B内を進行し、さらに反射面32により変向された後、集光角が小とされた状態を維持したまま出射面33を経て上記ロッドインテグレータ4の入射面4aに入射するようになっている。また、光源部2A,2Bの各光軸X,Y上を進行する光線が、ロッドインテグレータ4の光軸Zと略平行な状態(例えば、光軸Zに対する傾斜角が10°以内の状態)で、該ロッドインテグレータ4の入射面4aに入射するようになっており、さらに、光源部2A,2Bからの光束の集光位置が、ロッドインテグレータ4の入射面4aの近傍に位置するようになっている。
That is, the light beams incident on the
このような集光状態変更手段3Aの作用により、ロッドインテグレータ4に入射された光束の光量損失を抑制しつつ、ロッドインテグレータ4からの出射光束を、後段に配されるライトバルブ等に効率良く導くことが可能となる。なお、上記プリズム30A,30Bに用いる硝材としては、屈折率が1.5程度の一般的な硝材を用いることが可能であるが、屈折率が1.8以上の、より高屈折率の硝材を用いることも可能である。このことは、他の実施形態における他のプリズムについても同様である。
By such an action of the condensing state changing means 3A, the light flux emitted from the
また、図5に示す投写型画像表示装置は、図1に示す照明光学系1Aと、該照明光学系1Aからの光束をリレーする、複数枚(本実施形態では5枚)のレンズからなるリレーレンズ5と、該リレーレンズ5からの光束に所定の画像情報を担持せしめるライトバルブ6(例えば、マイクロミラーデバイス等で構成される)と、該ライトバルブ6からの光束をスクリーンに投写する投写レンズ7とを備えている。
Further, the projection type image display apparatus shown in FIG. 5 is a relay composed of the illumination
次に、図2は本発明の第2の実施形態に係る照明光学系の構成を示す図であり、図6はこの第2の実施形態に係る照明光学系を備えた投写型画像表示装置の概略構成を示す図である。なお、この第2の実施形態において、上述の第1の実施形態と同様の構成要素については、同一の符番等を用いることとし、その詳細な説明は省略する。このことは、他の実施形態についても同様とする。 Next, FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an illumination optical system according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram of a projection type image display apparatus provided with the illumination optical system according to the second embodiment. It is a figure which shows schematic structure. In the second embodiment, the same reference numerals and the like are used for the same components as those in the first embodiment, and the detailed description thereof is omitted. The same applies to other embodiments.
図2に示す照明光学系1Bは、同一平面上に配された2つの光源部2C,2Dと、細長い直方体状のロッドインテグレータ4と、2つの光源部2C,2Dおよびロッドインテグレータ4の間に配された集光状態変更手段3Bとを有してなる。
The illumination
上記2つの光源部2C,2Dはそれぞれ、放物面鏡23と、該放物面鏡23の焦点位置に発光中心が位置するように配された光源21と、集光レンズ(コンデンサレンズ)24とからなり、光源21からの光束を放物面鏡23により平行光束に変換した後、集光レンズ24により集光しつつ、上記集光状態変更手段3Bに向けて出力するように構成されている。
The two
一方、上記集光状態変更手段3Bは、上記各光源部2C,2Dからの光束をそれぞれ透過させる2つのプリズム30C,30Dからなる。該2つのプリズム30C,30Dは、上述の第1の実施形態における2つのプリズム30A,30Bと同様に構成されており、その作用も同様とされている。
On the other hand, the condensing
すなわち、上記光源部2C,2Dから上記プリズム30C,30Dにそれぞれ入射した光束は、入射面31における屈折作用により、その集光角が入射前に比べて小とされた状態でプリズム30C,30D内を進行し、さらに反射面32により変向された後、集光角が小とされた状態を維持したまま出射面33を経て上記ロッドインテグレータ4の入射面4aに入射するようになっている。また、光源部2C,2Dの各光軸X,Y上を進行する光線が、ロッドインテグレータ4の光軸Zと略平行な状態(例えば、光軸Zに対する傾斜角が10°以内の状態)で、該ロッドインテグレータ4の入射面4aに入射するようになっており、さらに、光源部2C,2Dからの光束の集光位置が、ロッドインテグレータ4の入射面4aの近傍に位置するようになっている。
In other words, the light beams incident on the
また、図6に示す投写型画像表示装置は、図2に示す照明光学系1Bと、該照明光学系1Bからの光束をリレーする、複数枚(本実施形態では5枚)のレンズからなるリレーレンズ5と、該リレーレンズ5からの光束に所定の画像情報を担持せしめるライトバルブ6(例えば、マイクロミラーデバイス等で構成される)と、該ライトバルブ6からの光束をスクリーンに投写する投写レンズ7とを備えている。
Further, the projection type image display apparatus shown in FIG. 6 has a relay composed of the illumination
次に、図3は本発明の第3の実施形態に係る照明光学系の構成を示す図であり、図4は本発明の第4の実施形態に係る照明光学系の構成を示す図である。 Next, FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an illumination optical system according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram showing a configuration of the illumination optical system according to the fourth embodiment of the present invention. .
図3に示す照明光学系1Cは、同一平面上に配された2つの光源部2E,2Fと、細長い直方体状のロッドインテグレータ4と、2つの光源部2E,2Fおよびロッドインテグレータ4の間に配された集光状態変更手段3Cとを有してなる。
The illumination
上記2つの光源部2E,2Fはそれぞれ、楕円面鏡22と、該楕円面鏡22の一方の焦点位置に発光中心が位置するように配された光源21とからなり、該光源21からの光束を集光しつつ、上記集光状態変更手段3Cに向けて出力するように構成されており、この点に関しては、上述の第1の実施形態における2つの光源部2A,2Bと同じである。ただし、この第3の実施形態における2つの光源部2E,2Fは、図3に示すように、それぞれの光軸X,Yが互いに同一直線状に位置するように配置されている。
Each of the two
このように光源部2E,2Fの各光軸X,Yを同一直線状に位置せしめることにより、次のような利点がある。すなわち、一般に光源21として用いられるランプの中には、本来設定された光軸に対して傾けると熱等の影響により出力効率が低下したり、耐久性が低下したりするものがある。一方、投写型画像表示装置は、スクリーンの高さの違い等に応じて投写方向を傾けて使用される場合があるので、このように投写方向が傾けられても光源ランプの光軸が傾かないようにすることが好ましい。本実施形態では、2つの光源部2E,2Fの各光軸X,Yが同一直線状に位置しているので、これらの光軸X,Yが投写方向の軸線に対して直角となるように光源部2E,2Fを配置することにより、投写方向が傾けられる場合でも両方の光源部2E,2Fにおいて、それぞれの光源21の光軸X,Yが傾くことを防止することが可能となる。
Thus, by positioning the optical axes X and Y of the
一方、上記集光状態変更手段3Cは、上記各光源部2E,2Fからの光束をそれぞれ透過させる2つのプリズム30E,30Fからなり、該2つのプリズム30E,30Fはそれぞれ、上記光源部2E,2Fからの光束が入射する入射面31と、入射した光束をプリズム内において反射して変向する反射面32と、変向された光束を出射する出射面33とを備えてなる。なお、本実施形態においては、2つのプリズム30E,30Fの各出射面33が、上記ロッドインテグレータ4の入射面4aに対して傾斜するように配置されている。
On the other hand, the condensing state changing means 3C includes two
本実施形態においては、上記光源部2E,2Fから上記プリズム30E,30Fにそれぞれ入射した光束は、入射面31における屈折作用により、その集光角が入射前に比べて小とされた状態でプリズム30E,30F内を進行し、さらに反射面32により変向された後、出射面33から出射され、上記ロッドインテグレータ4の入射面4aに入射するようになっている。出射面33から出射される際、光束の集光角が少し大きくなるが、光源部2E,2Fの各光軸X,Y上を進行する光線が、ロッドインテグレータ4の光軸Zと略平行な状態(例えば、光軸Zに対する傾斜角が10°以内の状態)で、該ロッドインテグレータ4の入射面4aに入射するようになっている点、および光源部2E,2Fからの光束の集光位置が、ロッドインテグレータ4の入射面4aの近傍に位置するようになっている点は、上述の第2の実施形態と同様であり、これによってロッドインテグレータ4に入射された光束の光量損失を抑制しつつ、ロッドインテグレータ4からの出射光束を、後段に配されるライトバルブ等に効率良く導くことが可能となるという効果を奏する。
In the present embodiment, the light beams incident on the
図4に示す照明光学系1Dは、同一平面上に配された2つの光源部2G,2Hと、細長い直方体状のロッドインテグレータ4と、2つの光源部2G,2Hとロッドインテグレータ4との間に配された集光状態変更手段3Dとを有してなる。
The illumination
上記2つの光源部2G,2Hはそれぞれ、放物面鏡23と、該放物面鏡23の焦点位置に発光中心が位置するように配された光源21と、集光レンズ24とからなり、光源21からの光束を放物面鏡23により平行光束に変換した後、集光レンズ24により集光しつつ、上記集光状態変更手段3Dに向けて出力するように構成されており、この点に関しては、上述の第2の実施形態における2つの光源部2C,2Dと同じである。ただし、この第4の実施形態における2つの光源部2G,2Hは、図4に示すように、それぞれの光軸X,Yが互いに同一直線状に位置するように配置されている。
Each of the two
一方、上記集光状態変更手段3Dは、上記各光源部2G,2Hからの光束をそれぞれ透過させる2つのプリズム30G,30Hからなり、該2つのプリズム30G,30Hはそれぞれ、上記光源部2G,2Hからの光束が入射する入射面31と、入射した光束をプリズム内において反射して変向する反射面32と、変向された光束を出射する出射面33とを備えてなる。また、2つのプリズム30G,30Hの各出射面33は、上述の第3の実施形態のものと同様に、上記ロッドインテグレータ4の入射面4aに対して傾斜するように配置されている。
On the other hand, the condensing state changing means 3D includes two
本実施形態においては、上記光源部2G,2Hから上記プリズム30G,30Hにそれぞれ入射した光束は、入射面31における屈折作用により、その集光角が入射前に比べて小とされた状態でプリズム30G,30H内を進行し、さらに反射面32により変向された後、出射面33から出射され、上記ロッドインテグレータ4の入射面4aに入射するようになっている。出射面33から出射される際、光束の集光角が少し大きくなるが、光源部2G,2Hの各光軸X,Y上を進行する光線が、ロッドインテグレータ4の光軸Zと略平行な状態(例えば、光軸Zに対する傾斜角が10°以内の状態)で、該ロッドインテグレータ4の入射面4aに入射するようになっている点、および光源部2G,2Hからの光束の集光位置が、ロッドインテグレータ4の入射面4aの近傍に位置するようになっている点は、上述の第3の実施形態と同様であり、これによってロッドインテグレータ4に入射された光束の光量損失を抑制しつつ、ロッドインテグレータ4からの出射光束を、後段に配されるライトバルブ等に効率良く導くことが可能となるという効果を奏する。
In the present embodiment, the light beams incident on the
なお、本発明に係る照明光学系およびこれを備えた投写型画像表示装置としては、上述したものに限られるものではなく種々の態様の変更が可能であり、例えばレンズの構成や形状を適宜変更することが可能である。 The illumination optical system according to the present invention and the projection-type image display apparatus including the illumination optical system are not limited to those described above, and various modifications can be made. For example, the configuration and shape of the lens can be changed as appropriate. Is possible.
また、本発明に係る照明光学系の光源部の数は2に限られるものではなく、2以上の任意の数を選択することが可能であり、例えば4つの光源部を備えることも可能である。 Further, the number of light source units of the illumination optical system according to the present invention is not limited to two, and an arbitrary number of 2 or more can be selected, and for example, four light source units can be provided. .
また、集光状態変更手段としてプリズムを用いる場合において、反射面は1つに限られるものではなく、プリズム内において複数の反射面で反射されつつ変向されるようにしてもよい。さらに、入射面と出射面とを同一面に設定することも可能である。 Further, in the case where a prism is used as the condensing state changing means, the number of reflecting surfaces is not limited to one, and the direction may be changed while being reflected by a plurality of reflecting surfaces in the prism. Furthermore, it is possible to set the incident surface and the output surface to the same surface.
また、本発明に係る照明光学系に用いられる集光状態変更手段は、上述したプリズムにより構成されるものに限られるものではない。例えば、集光角を小さくする集光レンズと反射素子とを用いて集光状態変更手段を構成することも可能である。 Further, the condensing state changing means used in the illumination optical system according to the present invention is not limited to the one constituted by the prism described above. For example, the condensing state changing means can be configured by using a condensing lens and a reflecting element that reduce the condensing angle.
1A〜1D 照明光学系
2A〜2H 光源部
3A〜3D 集光状態変更手段
4 ロッドインテグレータ
4a (ロッドインテグレータの)入射面
4b (ロッドインテグレータの)出射面
5 リレーレンズ
6 ライトバルブ
7 投写レンズ
21 光源
22 楕円面鏡
23 放物面鏡
24 集光レンズ
30A〜30H プリズム
31 (プリズムの)入射面
32 (プリズムの)反射面
33 (プリズムの)出射面
X,Y,Z 光軸
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記複数の光源部と前記ロッドインテグレータとの間に、該複数の光源部それぞれから入射された光束を変向し、かつ該光束の集光位置を該光束の進行方向前方へ移動せしめる集光状態変更手段が配されていることを特徴とする照明光学系。 An illumination optical system comprising: a plurality of light source units that collect and output a light beam from a light source; and a rod integrator that achieves uniform light quantity of the light beam from the plurality of light source units,
A condensing state in which a light beam incident from each of the plurality of light source units is diverted between the plurality of light source units and the rod integrator, and a condensing position of the light beam is moved forward in a traveling direction of the light beam. An illumination optical system characterized in that a changing means is arranged.
The illumination optical system according to any one of claims 1 to 8, a light valve that modulates a light beam from the rod integrator of the illumination optical system according to predetermined video information, and the light valve modulated by the light valve A projection-type image display device comprising: a projection lens that projects an optical image of light on a screen.
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