JP2000089158A - Light source device - Google Patents

Light source device

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JP2000089158A
JP2000089158A JP25446298A JP25446298A JP2000089158A JP 2000089158 A JP2000089158 A JP 2000089158A JP 25446298 A JP25446298 A JP 25446298A JP 25446298 A JP25446298 A JP 25446298A JP 2000089158 A JP2000089158 A JP 2000089158A
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Japan
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light
source device
light source
lamp
section
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Application number
JP25446298A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoji Kubota
洋治 久保田
Takashi Sugiyama
隆 杉山
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NAGANO KOGAKU KENKYUSHO KK
Nagano Optics Laboratory Corp
Original Assignee
NAGANO KOGAKU KENKYUSHO KK
Nagano Optics Laboratory Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light source device that improvement in utilization of light, uniformalizing of intensity distribution of emitted light, and reduction in a diameter of the emitted light beam can be achieved at the same time. SOLUTION: In this light source device, the whole light emitted from a reflector 3 is separated into plural light fluxes by a condenser lens array 11. These separated light fluxes are converted into a luminous flux L1 having an annular cross section and a uniform light intensity by the conversion lens 12. This luminous flux L1 is narrowed by being reflected by each reflecting interface 21a and 22a of a 1st reflection mirror 21 and a 2nd reflection mirror 22 and converted into a circular cross sectional luminous flux L2. Therefore, the diameter of the luminous flux L2 becomes smaller than the outer diameter of the annular cross sectional luminous flux L1. According to such a light source device, it is possible to achieve improvement in light utilization efficiency, uniformalizing of intensity distribution of emitted light, and reduction in a diameter of the emitted light beam at the same time.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、スライド投写器や
液晶プロジェクタ等に用いる光利用効率の高い光源装置
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light source device having high light use efficiency used for a slide projector, a liquid crystal projector, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶プロジェクタには、図5(A)に示
すような光源装置100が用いられている。図5(A)
に示す光源装置100は、メタルハライドランプ等のラ
ンプ2と、円形射出開口4を備えた放物面反射鏡3とを
有する構成となっている。放物面反射鏡3の底部中央に
はランプ取付け孔3bが形成されており、ここにランプ
2の一方の端部が口金を介して固定された状態となって
いる。
2. Description of the Related Art A light source device 100 as shown in FIG. 5A is used in a liquid crystal projector. FIG. 5 (A)
The light source device 100 shown in FIG. 1 includes a lamp 2 such as a metal halide lamp, and a parabolic reflector 3 having a circular emission opening 4. A lamp mounting hole 3b is formed in the center of the bottom of the parabolic reflector 3, and one end of the lamp 2 is fixed to this end via a base.

【0003】この光源装置100では、ランプ2のラン
プ発光部2aから放射された光は放物面反射鏡3によっ
て反射されて、ランプ光軸Lにほぼ平行な光として前方
の円形射出開口4から射出される。射出される光束の径
は放物面反射鏡3の焦点距離とランプ2から発光される
光の角度(配光角度)によって決定される。
In this light source device 100, light emitted from a lamp light emitting portion 2a of a lamp 2 is reflected by a parabolic reflecting mirror 3 and converted as light substantially parallel to the lamp optical axis L from a front circular emission opening 4. Be injected. The diameter of the emitted light beam is determined by the focal length of the parabolic reflector 3 and the angle (light distribution angle) of the light emitted from the lamp 2.

【0004】また、スライド投写器には、図5(B)に
示すような光源装置100Aが用いられる。図5(B)
に示す光源装置100Aは、ランプ2と、ランプ光軸L
を挟んでランプ発光部2aの一方の側に配置された球面
反射鏡5と、他方の側に配置されたコンデンサーレンズ
6とを有する構成となっている。
Further, a light source device 100A as shown in FIG. 5B is used for the slide projector. FIG. 5 (B)
A light source device 100A shown in FIG.
, A spherical reflecting mirror 5 arranged on one side of the lamp light emitting portion 2a and a condenser lens 6 arranged on the other side.

【0005】光源装置100Aでは、ランプ2のランプ
発光部2aから放射された光は球面反射鏡5に向かう光
成分と、直接にコンデンサーレンズ6に向かう光成分と
に分かれる。球面反射鏡5に向かった光成分は、球面反
射鏡5で反射されて再度ランプ発光部2aに入射し、し
かる後に、その発光部2aからコンデンサーレンズ6に
向かう。
In the light source device 100A, the light emitted from the lamp light emitting portion 2a of the lamp 2 is divided into a light component going to the spherical reflecting mirror 5 and a light component going directly to the condenser lens 6. The light component directed to the spherical reflecting mirror 5 is reflected by the spherical reflecting mirror 5 and re-enters the lamp light emitting unit 2a, and thereafter, travels from the light emitting unit 2a to the condenser lens 6.

【0006】従って、ランプ発光部2aから放射された
光は最終的にコンデンサーレンズ6に到り、このレンズ
6によって所定の角度が付いた光束の状態として射出さ
れる。
Accordingly, the light emitted from the lamp light emitting section 2a finally reaches the condenser lens 6 and is emitted by this lens 6 as a light beam having a predetermined angle.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】近年、液晶プロジェク
タ等に用いられる光源装置においては、ランプから放射
された光を効率良く利用すること、および射出光の光強
度分布を均一化することが強く求められており、これら
の要求を満足する光源装置の開発が急務になっている。
しかしながら、図5(A)および(B)に示した光源装
置100、100Aでは、次のような解決すべき課題が
ある。
In recent years, there has been a strong demand for a light source device used in a liquid crystal projector or the like to efficiently use light emitted from a lamp and to make the light intensity distribution of emitted light uniform. Therefore, there is an urgent need to develop a light source device that satisfies these requirements.
However, the light source devices 100 and 100A shown in FIGS. 5A and 5B have the following problems to be solved.

【0008】まず、図5(A)に示す光源装置100で
は、ランプ光軸近傍の光強度が低下してしまう。この理
由は、光源装置100では、射出光のランプ光軸近傍は
ランプ2の影になるからである。ランプ2を小さくし
て、光強度が低下する範囲を狭くしても良いが、ランプ
光軸近傍における光強度の低下を完全になくすことはで
きない。従って、この構成の光源装置100では、光強
度分布が均一な射出光を得ることができない。
First, in the light source device 100 shown in FIG. 5A, the light intensity near the lamp optical axis decreases. The reason is that in the light source device 100, the vicinity of the lamp optical axis of the emitted light is a shadow of the lamp 2. Although the lamp 2 may be made smaller to narrow the range in which the light intensity decreases, the decrease in light intensity near the lamp optical axis cannot be completely eliminated. Therefore, in the light source device 100 having this configuration, it is not possible to obtain emitted light having a uniform light intensity distribution.

【0009】一方、図5(B)に示す光源装置100A
では、ランプ光軸Lに直交する方向に光を射出するの
で、ランプ2の影になる部分がなく、光強度分布が均一
な射出光を得ることができる。しかし、ランプ2のラン
プ発光部2aから放射された光の一部しか用いることが
できない。その要因の一つとして、球面反射鏡3cによ
って戻された光成分が発光部表面での反射によって光損
失を受けることが挙げられる。このため、この構成の光
源装置100Aでは、光の利用効率が低い。
On the other hand, the light source device 100A shown in FIG.
In this case, light is emitted in a direction perpendicular to the lamp optical axis L, so that there is no portion that becomes a shadow of the lamp 2 and emitted light having a uniform light intensity distribution can be obtained. However, only a part of the light emitted from the lamp light emitting portion 2a of the lamp 2 can be used. One of the factors is that the light component returned by the spherical reflecting mirror 3c receives light loss due to reflection on the light emitting unit surface. Therefore, in the light source device 100A having this configuration, the light use efficiency is low.

【0010】ここで、光源装置が組み込まれる装置、例
えば、液晶プロジェクタ等においては、光源装置から射
出される光束の小径化を図ることで、装置のコンパクト
化および小型化を図ることできる。
Here, in a device in which the light source device is incorporated, for example, a liquid crystal projector or the like, it is possible to reduce the size of the device by reducing the diameter of the light beam emitted from the light source device.

【0011】このような点に鑑みて、本発明の課題は、
光の利用効率の向上および射出光の光強度分布の均一化
を同時に達成できる光源装置を提供することにある。ま
た、本発明の課題は、射出光の小径化も達成できる光源
装置を提供することにある。
[0011] In view of the above, an object of the present invention is to provide:
An object of the present invention is to provide a light source device capable of simultaneously improving the light use efficiency and making the light intensity distribution of the emitted light uniform. Another object of the present invention is to provide a light source device that can also reduce the diameter of emitted light.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は、ランプと、このランプから放射された光
を反射して当該ランプのランプ光軸に平行な方向に射出
するリフレクタとを有する光源装置において、次の構成
を採用している。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a lamp and a reflector which reflects light emitted from the lamp and emits the light in a direction parallel to the lamp optical axis of the lamp. The light source device having the following configuration is employed.

【0013】すなわち、前記リフレクタで反射された光
を、均一な光強度分布を有する円環状断面の光束に変換
する第1の光学要素と、前記円環状断面の光束を、当該
円環状断面の光束の外径より小さな直径の円形断面の光
束に変換する第2の光学要素とを有する構成とする。
That is, a first optical element for converting light reflected by the reflector into a light beam having an annular cross section having a uniform light intensity distribution, and converting the light beam having the annular cross section into a light beam having the annular cross section. And a second optical element that converts the light beam into a light beam having a circular cross section smaller than the outer diameter of the second optical element.

【0014】また、前記第2の光学要素を、光出射側に
向けて窄まった円錐台状の内周反射面を備えた第1の反
射ミラーと、光出射側に向けて窄まった円錐状の外周反
射面を備えた第2の反射ミラーとを備えた構成とする。
そして、これらの第1および第2の反射ミラーを、前記
第1の光学要素に対して光出射側の位置において、前記
ランプ光軸を中心として同軸状態に配置する。さらに、
前記第2の反射ミラーを前記第1の反射ミラーの内側位
置に配置する。そして、前記円環状断面の光束が前記第
1の反射ミラーの前記内周反射面に導かれるように構成
する。
The second optical element may include a first reflecting mirror having a frustoconical inner peripheral reflecting surface narrowed toward the light emitting side, and a conical shape narrowed toward the light emitting side. And a second reflection mirror having an outer peripheral reflecting surface in a shape.
Then, the first and second reflection mirrors are arranged coaxially about the lamp optical axis at a position on the light emission side with respect to the first optical element. further,
The second reflection mirror is disposed at a position inside the first reflection mirror. Then, the light flux having the annular cross section is configured to be guided to the inner peripheral reflection surface of the first reflection mirror.

【0015】本発明の光源装置において、リフレクタで
反射された光は第1の光学要素によって光強度分布が均
一な円環状断面の光束に変換される。すなわち、ランプ
光軸近傍の光強度が低下している光が、光強度分布が均
一な円環状断面の光束に変換される。その後、この光束
は第1の反射ミラーおよび第2の反射ミラーによって円
環状断面の光束の外径より小さな直径の円形断面の光束
に変換される。従って、光強度分布の均一化が図られた
円形断面の光束を射出光として出射できる。また、円環
状断面の光束の外径より小さな直径の円形断面の光束に
変換されるので、光源装置から射出される光の小径化を
達成できる。このように射出光の小径化を達成できれ
ば、その分、光源装置が組み込まれる液晶プロジェクタ
等の光学装置の小型化およびコンパクト化を図ることが
できる。
In the light source device of the present invention, the light reflected by the reflector is converted by the first optical element into a light beam having an annular cross section with a uniform light intensity distribution. That is, light having a reduced light intensity near the lamp optical axis is converted into a light beam having an annular cross section with a uniform light intensity distribution. Thereafter, the light beam is converted into a light beam having a circular cross section having a diameter smaller than the outer diameter of the light beam having an annular cross section by the first reflection mirror and the second reflection mirror. Therefore, a light beam having a circular cross section with a uniform light intensity distribution can be emitted as emission light. Further, since the light beam is converted into a light beam having a circular cross section having a diameter smaller than the outer diameter of the light beam having an annular cross section, the diameter of light emitted from the light source device can be reduced. If the diameter of the emitted light can be reduced in this manner, the size and size of an optical device such as a liquid crystal projector in which the light source device is incorporated can be reduced.

【0016】また、本発明の光源装置では、ランプから
放射された光をリフレクタで反射する構成を採用してい
るので、ランプの左右に球面反射鏡およびコンデンサー
レンズが配置された構成の光源装置に比べて光の利用効
率を向上できる。
The light source device of the present invention employs a configuration in which light emitted from the lamp is reflected by the reflector. Therefore, the light source device has a configuration in which a spherical reflecting mirror and a condenser lens are disposed on the left and right of the lamp. Light use efficiency can be improved as compared with the above.

【0017】前記第1の光学要素としては、前記リフレ
クタの光出射側に配置された集光レンズアレイと、この
集光レンズアレイの光出射側に配置された変換レンズと
を備えた構成を採用できる。この場合、前記集光レンズ
アレイに、前記リフレクタで反射した光を複数の光に分
割して、それぞれの光を所定の位置に集光させる複数の
マイクロレンズを設ける。そして、前記変換レンズによ
って、前記複数のマイクロレンズによって分割された光
から前記円環状断面の光束を生成すれば良い。
As the first optical element, a configuration including a condenser lens array disposed on the light exit side of the reflector and a conversion lens disposed on the light exit side of the condenser lens array is employed. it can. In this case, the condenser lens array is provided with a plurality of microlenses for dividing the light reflected by the reflector into a plurality of lights and condensing each light at a predetermined position. Then, the light beam having the annular cross section may be generated from the light split by the plurality of microlenses by the conversion lens.

【0018】前記集光レンズアレイとしては、前記ラン
プ光軸を中心とした中央部分が欠けた円環状のレンズを
用いることが可能である。すなわち、リフレクタに取り
付けられたランプによってランプ光軸近傍の光強度分布
は低下するので、上記のような集光レンズアレイを用い
たとしても、リフレクタから射出された光の大部分を射
出光を生成するための光として利用できる。
As the condenser lens array, it is possible to use an annular lens lacking a central portion centered on the lamp optical axis. That is, since the light intensity distribution in the vicinity of the lamp optical axis is reduced by the lamp attached to the reflector, even if the above condensing lens array is used, most of the light emitted from the reflector is generated as the emitted light. It can be used as light to perform.

【0019】複数のマイクロレンズを備えた集光レンズ
アレイを用いた場合は、前記変換レンズとして、前記マ
イクロレンズと対をなす微小レンズを複数備えたものを
用いて、前記微小レンズのそれぞれから射出された円形
断面の光束を同心円状に繋げることにより、前記円環状
断面の光束を生成しても良い。
When a condensing lens array having a plurality of microlenses is used, a lens having a plurality of microlenses paired with the microlenses is used as the conversion lens, and the light is emitted from each of the microlenses. The luminous flux having the annular cross section may be generated by connecting the luminous fluxes having the circular cross section concentrically.

【0020】ここで、本発明の光源装置は、リフレクタ
で反射された光の偏光方向を揃えるための偏光変換光学
系を備えた光源装置についても適用可能である。偏光変
換光学系としては、1/2波長板と偏光分離膜とを備え
た構成のものを採用できる。このような偏光変換光学系
の場合、例えば、前記偏光分離膜を、前記第1の反射ミ
ラーの内側位置において、前記変換レンズの光出射側に
配置し、前記1/2波長板を、前記第1の反射ミラーの
内側位置において、前記第1の反射ミラーの反射側に配
置した構成とすれば良い。
Here, the light source device of the present invention is also applicable to a light source device provided with a polarization conversion optical system for aligning the polarization direction of light reflected by the reflector. As the polarization conversion optical system, a configuration having a half-wave plate and a polarization separation film can be adopted. In the case of such a polarization conversion optical system, for example, the polarization separation film is disposed on the light emission side of the conversion lens at a position inside the first reflection mirror, and the half-wave plate is The configuration may be such that it is disposed on the reflection side of the first reflection mirror at a position inside the one reflection mirror.

【0021】このような構成によれば、変換レンズから
の円環状断面の光束のうち、一方の偏光光は偏光分離膜
を透過して第1の反射ミラーの外周反射面に到り、他方
の偏光光は偏光分離膜で反射されて第2の反射ミラーの
内周反射面に到る。外周反射面に到達した偏光光はそこ
で反射された後、1/2波長板を通過して偏光面が90
度回転させられる。この結果、一方の偏光光と同一の偏
光面となる。その後、この偏光光は第2の反射ミラーの
内周反射面に到り、この面で反射されて一方の偏光光と
合成される。これにより、光源装置からは偏光面の揃っ
た光が出射される。
According to such a configuration, one of the light beams having an annular cross section from the conversion lens passes through the polarization separation film and reaches the outer peripheral reflection surface of the first reflection mirror, while the other polarization light beam passes through the polarization separation film. The polarized light is reflected by the polarization splitting film and reaches the inner peripheral reflection surface of the second reflection mirror. The polarized light that has reached the outer peripheral reflection surface is reflected there, passes through a half-wave plate, and has a polarization surface of 90 °.
Rotated by degrees. As a result, the same polarization plane as that of one polarized light is obtained. Thereafter, the polarized light reaches the inner peripheral reflecting surface of the second reflecting mirror, is reflected by this surface, and is combined with one polarized light. As a result, light with a uniform polarization plane is emitted from the light source device.

【0022】また、偏光変換光学系は、1/4波長板
と、偏光分離膜とを備えた構成としても良い。このよう
な偏光変換光学系の場合、前記偏光分離膜を、前記第1
の反射ミラーの内側位置において、前記変換レンズの光
出射側に配置し、前記1/4波長板を、前記第1の反射
ミラーの前記内周反射面上に配置すれば良い。
Further, the polarization conversion optical system may be configured to include a quarter wavelength plate and a polarization separation film. In the case of such a polarization conversion optical system, the polarization splitting film is provided with the first
At the inner position of the reflection mirror, and the 1 / wavelength plate may be disposed on the inner peripheral reflection surface of the first reflection mirror.

【0023】この構成によれば、変換レンズからの円環
状断面の光束のうち、偏光分離膜を透過した偏光光は、
外周反射面で反射されるのに先だって1/4波長板を1
回通過し、外周反射面で反射された後に再び1/4波長
板を1回通過することになる。このように1/4波長板
を2回通過するので、この光の偏光面は偏光分離膜で反
射された偏光光と同一の偏光面になる。よって、このよ
うな偏光変換光学系によっても、リフレクタから出射さ
れた光の偏光方向を揃えることができる。
According to this configuration, of the light flux having an annular cross section from the conversion lens, the polarized light transmitted through the polarization separating film is
1/4 wave plate before reflection on outer peripheral reflection surface
After passing through once and being reflected by the outer peripheral reflection surface, the light passes through the quarter-wave plate once again. Since the light passes through the quarter-wave plate twice in this manner, the polarization plane of this light becomes the same polarization plane as the polarized light reflected by the polarization separation film. Therefore, even with such a polarization conversion optical system, the polarization directions of the light emitted from the reflector can be made uniform.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明を
適用した光源装置を説明する。図1(A)は光源装置の
概略構成図である。この図に示すように、光源装置1
は、ランプ2と、このランプ2から放射された光を反射
して当該ランプ2のランプ光軸Lに平行な方向に射出す
るリフレクタ3とを有している。また、光源装置1は、
リフレクタ3で反射された光を、均一な光強度分布を有
する円環状断面の光束L1に変換する第1の光学要素1
0と、この第1の光学要素10からの円環状断面の光束
L1を、当該光束L1の外径より小さな直径の円形断面
の光束L2に変換する第2の光学要素20とを有してい
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a light source device according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1A is a schematic configuration diagram of a light source device. As shown in FIG.
Has a lamp 2 and a reflector 3 that reflects light emitted from the lamp 2 and emits the light in a direction parallel to the lamp optical axis L of the lamp 2. Further, the light source device 1
A first optical element 1 that converts light reflected by the reflector 3 into a light flux L1 having a uniform light intensity distribution and having an annular cross section.
0, and a second optical element 20 for converting the light beam L1 having an annular cross section from the first optical element 10 into a light beam L2 having a circular cross section having a diameter smaller than the outer diameter of the light beam L1. .

【0025】ランプ2は、例えば、メタルハライドラン
プ、高圧水銀ランプ、キセノンランプ等である。リフレ
クタ3は、例えば、放物面反射鏡や球面反射鏡である。
ランプ2のランプ発光部2aから放射された光は、直接
に、リフレクタ3の反射面3aで反射されて、全体とし
てほぼ平行な光となって、リフレクタ3の円形射出開口
4から射出される。
The lamp 2 is, for example, a metal halide lamp, a high-pressure mercury lamp, a xenon lamp, or the like. The reflector 3 is, for example, a parabolic reflector or a spherical reflector.
The light radiated from the lamp light emitting portion 2a of the lamp 2 is directly reflected by the reflecting surface 3a of the reflector 3, becomes substantially parallel light as a whole, and is emitted from the circular emission opening 4 of the reflector 3.

【0026】光源装置1では、リフレクタ3の円形射出
開口4の光出射側に第1の光学要素10が配置されてい
る。第1の光学要素10は、円形射出開口4の光出射側
に配置された集光レンズアレイ11と、この集光レンズ
アレイ11の光出射側に配置された変換レンズ12を備
えている。集光レンズアレイ11および変換レンズ12
はランプ光軸Lに直交する姿勢で配置され、また、ラン
プ光軸Lを中心として同軸状態に配置されている。
In the light source device 1, the first optical element 10 is arranged on the light exit side of the circular exit opening 4 of the reflector 3. The first optical element 10 includes a condenser lens array 11 disposed on the light exit side of the circular exit aperture 4 and a conversion lens 12 disposed on the light exit side of the condenser lens array 11. Condensing lens array 11 and conversion lens 12
Are arranged in a posture orthogonal to the lamp optical axis L, and are arranged coaxially about the lamp optical axis L.

【0027】図1(B)に示すように、集光レンズアレ
イ11は、縦横にそれぞれ2分割された計4個のマイク
ロレンズ11aを備えている。これらのマイクロレンズ
11aは、凸レンズの屈折力を持ったレンズであり、入
射した光を所定の位置に集光させる機能を備えている。
リフレクタ3の円形射出開口4から射出された光は、マ
イクロレンズ11aによって4分割され、所定の集光位
置に向けてそれぞれ射出される。
As shown in FIG. 1B, the condenser lens array 11 includes a total of four microlenses 11a which are divided into two in each of the vertical and horizontal directions. These microlenses 11a are lenses having a refractive power of a convex lens, and have a function of condensing incident light at a predetermined position.
The light emitted from the circular emission opening 4 of the reflector 3 is divided into four by the microlenses 11a, and emitted toward predetermined light condensing positions.

【0028】変換レンズ12は、リング状のレンズであ
り、マイクロレンズ11aの集光位置よりも集光レンズ
アレイ11に近寄った位置に配置されている。従って、
各マイクロレンズ11aから射出された光は変換レンズ
12に入射する。本例の変換レンズ12は、その入射側
のレンズ面121が所定の曲率を持って内側に湾曲した
曲面となっており、凹レンズの屈折力を持っている。す
なわち、マイクロレンズ11aの焦点に変換レンズ12
の負の焦点をつきあわせてある。この結果、変換レンズ
12によって、集光レンズアレイ11の各マイクロレン
ズ11aから射出された光から均一な光強度分布を有す
る円環状断面の光束L1が生成される。本例の光源装置
1では、円環状断面の光束L1の幅Aが中心部の光の無
い部分の直径Bの1/2となるように、変換レンズ12
の形状(中央の中空部分の直径)やその光学特性が設定
されている。
The conversion lens 12 is a ring-shaped lens, and is disposed at a position closer to the condenser lens array 11 than the condenser position of the micro lens 11a. Therefore,
The light emitted from each microlens 11a enters the conversion lens 12. In the conversion lens 12 of the present example, the lens surface 121 on the incident side is a curved surface curved inward with a predetermined curvature, and has a refractive power of a concave lens. That is, the conversion lens 12 is set at the focal point of the micro lens 11a.
Has a negative focus. As a result, the conversion lens 12 generates a light flux L1 having an annular cross section having a uniform light intensity distribution from the light emitted from each microlens 11a of the condenser lens array 11. In the light source device 1 of the present example, the conversion lens 12 is set so that the width A of the light flux L1 having the annular cross section is の of the diameter B of the light-free portion at the center.
(The diameter of the central hollow portion) and its optical characteristics are set.

【0029】第2の光学要素20は、変換レンズ12の
光出射側に配置されている。第2の光学要素20は、光
出射側に向けて窄まった円錐台状の内周反射面21aを
備えた第1の反射ミラー21と、光出射側に向けて窄ま
った円錐状の外周反射面22aを備えた第2の反射ミラ
ー22を備えている。
The second optical element 20 is arranged on the light exit side of the conversion lens 12. The second optical element 20 includes a first reflection mirror 21 having a truncated conical inner peripheral reflection surface 21a converging toward the light exit side, and a conical outer periphery converging toward the light exit side. A second reflection mirror 22 having a reflection surface 22a is provided.

【0030】第1の反射ミラー21は、変換レンズ12
の光出射側において、ランプ光軸Lを中心として同軸状
に配置されている。また、第1の反射ミラー21の内周
反射面21aのランプ光軸Lに沿って切断したときに得
られる断面は、当該ランプ光軸Lに対して45度傾斜し
ている。第2の反射ミラー22は、第1の反射ミラー2
1と同様に、変換レンズ12の光出射側において、ラン
プ光軸Lを中心として同軸状に配置されている。また、
第2の反射ミラー22は、第1の反射ミラー21の内側
位置に配置されている。この反射ミラー22の外周反射
面22aのランプ光軸Lに沿って切断したときに得られ
る断面は、当該ランプ光軸Lに対して45度傾斜してい
る。
The first reflecting mirror 21 is connected to the conversion lens 12
Are arranged coaxially around the lamp optical axis L. Further, a cross section obtained when the inner peripheral reflecting surface 21a of the first reflecting mirror 21 is cut along the lamp optical axis L is inclined by 45 degrees with respect to the lamp optical axis L. The second reflection mirror 22 is a first reflection mirror 2
Similarly to 1, on the light emission side of the conversion lens 12, the conversion lens 12 is coaxially arranged about the lamp optical axis L. Also,
The second reflection mirror 22 is arranged at a position inside the first reflection mirror 21. The cross section obtained when the outer peripheral reflecting surface 22a of the reflecting mirror 22 is cut along the lamp optical axis L is inclined by 45 degrees with respect to the lamp optical axis L.

【0031】変換レンズ12から射出された円環状断面
の光束L1は、その全てが第1の反射ミラー21の内周
反射面21および第2の反射ミラー22の外周反射面2
2によって規定される円環状の空間に取り込まれて、内
周反射面21aに到る。内周反射面21aに到った光
は、この面21aで内側、すなわち、ランプ光軸Lに向
けて直角に折り曲げられる。
All of the light beams L1 having an annular cross section emitted from the conversion lens 12 have an inner peripheral reflecting surface 21 of the first reflecting mirror 21 and an outer peripheral reflecting surface 2 of the second reflecting mirror 22.
The light is taken into the annular space defined by 2 and reaches the inner peripheral reflection surface 21a. The light that has reached the inner peripheral reflection surface 21a is bent inside at this surface 21a, that is, at a right angle toward the lamp optical axis L.

【0032】ランプ光軸Lに向けて折り曲げられた光は
第2の反射ミラー22の外周反射面22aに入射する。
この外周反射面22aに入射した光は、ここで直角に反
射されてランプ光軸Lに平行な円形断面の光束L2にな
る。すなわち、変換レンズ12から射出された円環状断
面の光束L1は、その中央部分が絞り込まれて、当該光
束L1の外径よりも小さな直径の円形断面の光束L2に
変換される。その後、第1の反射ミラー21の円形射出
開口21bから外部に射出される。
The light bent toward the lamp optical axis L enters the outer peripheral reflection surface 22 a of the second reflection mirror 22.
The light incident on the outer peripheral reflecting surface 22a is reflected at a right angle to become a light beam L2 having a circular cross section parallel to the lamp optical axis L. That is, the light beam L1 having an annular cross section emitted from the conversion lens 12 is narrowed down at its central portion and converted into a light beam L2 having a circular cross section having a diameter smaller than the outer diameter of the light beam L1. Thereafter, the light is emitted from the circular emission opening 21b of the first reflection mirror 21 to the outside.

【0033】ここで、リフレクタ3の円形射出開口4か
ら射出された光のランプ光軸近傍の光強度は低下してい
るが、本例の光源装置1では、この光を第1の光学要素
10で光強度分布が均一な円環状断面の光束L1に一旦
変換する。この後、第2の光学要素20によって、この
円環状断面の光束L1を絞り込んで、当該円環状断面の
光束L1の外径より小さな直径の円形断面の光束L2に
整形する。従って、光強度分布が均一な円形断面の光束
を得ることができる。また、光源装置1からの射出光の
小径化を達成できる。射出光の小径化を達成できれば、
その分、光源装置1を組み込まれた装置、例えば、液晶
プロジェクタの小型化およびコンパクト化を図ることが
できる。
Here, the light intensity of the light emitted from the circular emission opening 4 of the reflector 3 in the vicinity of the lamp optical axis decreases, but in the light source device 1 of the present embodiment, this light is transmitted to the first optical element 10. , The light is once converted into a light flux L1 having an annular cross section with a uniform light intensity distribution. Thereafter, the light beam L1 having the annular cross section is narrowed down by the second optical element 20, and shaped into a light beam L2 having a circular cross section having a diameter smaller than the outer diameter of the light beam L1 having the annular cross section. Therefore, it is possible to obtain a light beam having a circular cross section with a uniform light intensity distribution. Further, the diameter of the light emitted from the light source device 1 can be reduced. If the diameter of the emitted light can be reduced,
Accordingly, it is possible to reduce the size and size of a device incorporating the light source device 1, for example, a liquid crystal projector.

【0034】また、光源装置1では、リフレクタ3の円
形射出開口4から射出された光は、その全てが第1およ
び第2の光学要素10および20を通過することによ
り、円形断面の光束L2に変換される。従って、ランプ
2のランプ発光部2aの左右に球面反射鏡5およびコン
デンサーレンズ6を配置した構成の光源装置100Aに
比べて光の利用効率を向上できる。
Further, in the light source device 1, all of the light emitted from the circular emission opening 4 of the reflector 3 passes through the first and second optical elements 10 and 20, thereby forming a light beam L2 having a circular cross section. Is converted. Therefore, the light use efficiency can be improved as compared with the light source device 100A in which the spherical reflecting mirror 5 and the condenser lens 6 are arranged on the left and right of the lamp light emitting portion 2a of the lamp 2.

【0035】なお、光源装置1では、各マイクロレンズ
11aの焦点に変換レンズ12の負の焦点をつきあわせ
ることにより、各マイクロレンズ11aから射出された
光を当該変換レンズ12で平行化している。この代わり
に、図2に示すように、入射側のレンズ面121が凸面
となった変換レンズ12Aを用いることも可能である。
すなわち、各マイクロレンズ11aの焦点に変換レンズ
12Aの焦点をつきあわせることにより、各マイクロレ
ンズ11aから射出された光を当該変換レンズ12Aで
平行化できる。
In the light source device 1, the light emitted from each microlens 11a is collimated by the conversion lens 12 by making the negative focus of the conversion lens 12 coincide with the focus of each microlens 11a. Instead, as shown in FIG. 2, it is also possible to use a conversion lens 12A having a convex lens surface 121 on the incident side.
That is, by setting the focal point of the conversion lens 12A to the focal point of each micro lens 11a, the light emitted from each micro lens 11a can be parallelized by the conversion lens 12A.

【0036】また、集光レンズアレイ11としては、4
つのマイクロレンズ11aを備えたものに限らず、2つ
または3つ、あるいは5つ以上のマイクロレンズを備え
たものであっても良い。
The condensing lens array 11 has 4
The present invention is not limited to one provided with one microlens 11a, and may be provided with two, three, or five or more microlenses.

【0037】さらに、リフレクタ3の円形射出開口4か
ら射出される光のランプ光軸近傍の光強度分布は低いの
で、図1(C)に示すような中央部分11bが欠けた円
環状の集光レンズアレイ11Aとすることも可能であ
る。すなわち、このような集光レンズアレイ11Aを用
いたとしても、ランプ2から放射された光のほぼ全てを
射出光を生成するための光として利用できる。
Further, since the light intensity distribution of the light emitted from the circular emission opening 4 of the reflector 3 in the vicinity of the lamp optical axis is low, an annular light condensed without the central portion 11b as shown in FIG. It is also possible to use the lens array 11A. That is, even if such a condenser lens array 11A is used, almost all of the light emitted from the lamp 2 can be used as light for generating emission light.

【0038】さらに、複数のマイクロレンズ11aを備
えた集光レンズアレイ11、11Aを用いた場合は、マ
イクロレンズ11aと対をなす微小レンズを複数備えた
変換レンズを用いて、それぞれの微小レンズから射出さ
れた円形断面の光束を同心円状に繋げることにより、円
環状断面の光束L1を生成しても良い。
Further, when the condenser lens arrays 11 and 11A having a plurality of microlenses 11a are used, a conversion lens having a plurality of microlenses paired with the microlenses 11a is used to convert each microlens. The light flux L1 having an annular cross section may be generated by connecting the emitted light fluxes having a circular cross section concentrically.

【0039】例えば、8個のマイクロレンズ11aが同
心円状に配列された集光レンズアレイを用いている場合
は、8個の微小レンズが同心円状に配列された変換レン
ズを用いる。変換レンズがマイクロレンズ11aの集光
位置よりも集光レンズアレイの側に配置される場合は、
各微小レンズに凹レンズの屈折力を持たせる。一方、変
換レンズがマイクロレンズ11aの集光位置よりも第2
の光学要素20の側に配置される場合は、各微小レンズ
に凸レンズの屈折力を持たせる。このようにすると、図
3に示すように、各微小レンズからは円形断面の光束L
3が射出され、これらの光束L3は同心円状に連結し
て、全体として円形断面の光束L1を形成する。
For example, when a condenser lens array in which eight microlenses 11a are arranged concentrically is used, a conversion lens in which eight microlenses are arranged concentrically is used. When the conversion lens is disposed closer to the condenser lens array than the condenser position of the micro lens 11a,
Each microlens has a concave lens refractive power. On the other hand, the conversion lens is located at a second position
In the case of being disposed on the side of the optical element 20, each microlens has a refractive power of a convex lens. In this manner, as shown in FIG. 3, the light flux L having a circular cross section
3 are emitted and these light beams L3 are concentrically connected to form a light beam L1 having a circular cross section as a whole.

【0040】さらにまた、各反射ミラー21、22の内
周反射面21a、外周反射面22aの断面は、必ずしも
ランプ光軸Lに対して45度傾斜している必要はなく、
所定の曲率を持った凸曲面あるいは凹曲面であっても良
い。これらの反射曲面の曲面形状を調整することによ
り、光源装置1から射出される円形断面の光束の平行度
を調整できる。
Further, the cross sections of the inner peripheral reflecting surface 21a and the outer peripheral reflecting surface 22a of each of the reflecting mirrors 21 and 22 need not necessarily be inclined at 45 degrees with respect to the lamp optical axis L.
It may be a convex curved surface or a concave curved surface having a predetermined curvature. By adjusting the curved shapes of these reflection curved surfaces, it is possible to adjust the parallelism of a light beam having a circular cross section emitted from the light source device 1.

【0041】ここで、液晶パネルをライトバルブとして
用いた液晶プロジェクタでは、ライトバルブが特定の偏
光光のみを取り扱うようになっている。このため、液晶
プロジェクタに用いる光源装置としては、特定の偏光光
を射出できるものが望ましい。
In a liquid crystal projector using a liquid crystal panel as a light valve, the light valve handles only a specific polarized light. For this reason, it is desirable that the light source device used for the liquid crystal projector can emit a specific polarized light.

【0042】このような光源装置の一部を図4(A)お
よび(B)に示してある。まず、図4(A)に示す例
は、光源装置1に偏光変換光学系30を追加したもので
ある。偏光変換光学系30は、1/2波長板31および
偏光分離素子32を備えている。偏光分離素子32はラ
ンプ光軸Lに対して45度傾斜した偏光分離膜32aを
備えている。この偏光分離膜32aは、P偏光光を透過
し、S偏光光を反射するように、その光学特性が設定さ
れている。1/2波長板31は第1の反射ミラー21の
反射側に配置されている。
FIGS. 4A and 4B show a part of such a light source device. First, the example shown in FIG. 4A is obtained by adding a polarization conversion optical system 30 to the light source device 1. The polarization conversion optical system 30 includes a 波長 wavelength plate 31 and a polarization separation element 32. The polarization separation element 32 includes a polarization separation film 32a inclined at 45 degrees with respect to the lamp optical axis L. The optical characteristics of the polarized light separating film 32a are set so as to transmit P-polarized light and reflect S-polarized light. The half-wave plate 31 is arranged on the reflection side of the first reflection mirror 21.

【0043】この偏光変換光学系30を備えた光源装置
1において、変換レンズ12から射出された円環状断面
の光束L1は、偏光分離素子32に入射する。円環状断
面の光束L1はS偏光光およびP偏光光が混入された光
である。このため、偏光分離素子32に入射した光束L
1のうち、S偏光光は偏光分離膜32aでランプ光軸L
に向けて直角に反射され、P偏光光は当該偏光分離膜3
2aを透過する。
In the light source device 1 provided with the polarization conversion optical system 30, the light beam L1 having an annular cross section emitted from the conversion lens 12 enters the polarization separation element 32. The light beam L1 having an annular cross section is light in which S-polarized light and P-polarized light are mixed. Therefore, the light beam L incident on the polarization separation element 32
1, the S-polarized light is transmitted through the polarization separation film 32a to the lamp optical axis L.
Is reflected at right angles to the polarization separation film 3
2a.

【0044】偏光分離膜32aで反射されたS偏光光は
第2の反射ミラー22の外周反射面22aで反射され
て、ランプ光軸Lに平行な状態の光束に変換される。一
方、偏光分離膜32aを透過したP偏光光は第1の反射
ミラー21の内周反射面21aに到り、この面21aで
ランプ光軸Lに向けて直角に反射される。反射されたP
偏光光は内周反射面21aの反射側に配置された1/2
波長板31を通過する。この結果、P偏光光は偏光面が
90度回転させられてS偏光光に変換される。
The S-polarized light reflected by the polarization separation film 32a is reflected by the outer peripheral reflection surface 22a of the second reflection mirror 22, and is converted into a light beam parallel to the lamp optical axis L. On the other hand, the P-polarized light transmitted through the polarization separation film 32a reaches the inner peripheral reflection surface 21a of the first reflection mirror 21, and is reflected at a right angle toward the lamp optical axis L by this surface 21a. Reflected P
The polarized light is 1 / which is disposed on the reflection side of the inner peripheral reflection surface 21a.
The light passes through the wave plate 31. As a result, the P-polarized light is converted into S-polarized light by rotating the polarization plane by 90 degrees.

【0045】変換されたS偏光光は第2の反射ミラー2
2の外周反射面22aで反射されて、ランプ光軸Lに平
行な状態の光束に変換され、偏光分離膜32aで反射さ
れたS偏光光と合成される。これにより、第1の反射ミ
ラー21の円形射出開口21bからは偏光方向の揃った
円形断面の光束L2が射出される。
The converted S-polarized light is supplied to the second reflection mirror 2
The light is reflected by the outer peripheral reflection surface 22a of the second light source 2, is converted into a light beam in a state parallel to the lamp optical axis L, and is combined with the S-polarized light reflected by the polarization separation film 32a. As a result, a light beam L2 having a circular cross section with a uniform polarization direction is emitted from the circular emission opening 21b of the first reflection mirror 21.

【0046】なお、1/2波長板31の配置位置は偏光
分離素子32によって分離されたP偏光光のみが通過す
る位置に配置すれば良い。例えば、偏光分離素子32に
おけるP偏光光の射出面上に配置することができる。
The half-wave plate 31 may be disposed at a position where only the P-polarized light separated by the polarization separation element 32 passes. For example, it can be arranged on the exit plane of the P-polarized light in the polarization splitting element 32.

【0047】図4(B)に示す偏光変換光学系30A
は、偏光分離素子32と、第1の反射ミラー21の内周
反射面21aに貼り付けられた1/4波長板33を備え
ている。この偏光変換光学系30Aでは、偏光変換光学
系30と同様に、変換レンズ12から射出された円環状
断面の光束L1のうち、S偏光光は偏光分離膜32aで
ランプ光軸Lに向けて直角に反射され、P偏光光は当該
偏光分離膜32aを透過する。偏光分離膜32aで反射
されたS偏光光は第2の反射ミラー22の外周反射面2
2aで反射されて、ランプ光軸Lに平行な状態の光束に
変換される。
The polarization conversion optical system 30A shown in FIG.
Comprises a polarization separation element 32 and a quarter-wave plate 33 attached to the inner peripheral reflection surface 21 a of the first reflection mirror 21. In the polarization conversion optical system 30A, similarly to the polarization conversion optical system 30, of the light flux L1 having an annular cross section emitted from the conversion lens 12, S-polarized light is orthogonally directed toward the lamp optical axis L by the polarization separation film 32a. And the P-polarized light is transmitted through the polarized light separating film 32a. The S-polarized light reflected by the polarization separation film 32a is reflected on the outer peripheral reflection surface 2 of the second reflection mirror 22.
The light is reflected by 2a, and is converted into a light beam parallel to the lamp optical axis L.

【0048】一方、偏光分離膜32aを透過したP偏光
光は第1の反射ミラー21の内周反射面21aに向か
い、当該内周反射面21aに入射するのに先立って1/
4波長板33を通過する。その後、内周反射面21aで
反射されて再び1/4波長板を通過する。この結果、P
偏光光は1/4波長板33を2回通過し、1/2波長板
を1回通過するとの同等となる。このため、P偏光光の
偏光面が90度回転させられてS偏光光に変換される。
変換されたS偏光光は第2の反射ミラー22の外周反射
面22aで反射されて、ランプ光軸Lに平行な状態の光
束に変換され、偏光分離膜32aで反射したS偏光光と
合成される。従って、偏光変換光学系30Aを組み込む
ことによっても、第1の反射ミラー21の円形射出開口
21bから偏光方向の揃った円形断面の光束L2を射出
できる。
On the other hand, the P-polarized light transmitted through the polarization separating film 32a is directed toward the inner peripheral reflecting surface 21a of the first reflecting mirror 21, and 1 / prior to entering the inner peripheral reflecting surface 21a.
The light passes through the four-wavelength plate 33. Thereafter, the light is reflected by the inner peripheral reflection surface 21a and again passes through the 1 / wavelength plate. As a result, P
The polarized light passes through the quarter-wave plate 33 twice, which is equivalent to passing through the half-wave plate once. Therefore, the polarization plane of the P-polarized light is rotated by 90 degrees and converted to S-polarized light.
The converted S-polarized light is reflected by the outer peripheral reflection surface 22a of the second reflection mirror 22, converted into a light flux parallel to the lamp optical axis L, and combined with the S-polarized light reflected by the polarization separation film 32a. You. Therefore, even by incorporating the polarization conversion optical system 30A, the light beam L2 having a circular cross section with a uniform polarization direction can be emitted from the circular emission opening 21b of the first reflection mirror 21.

【0049】なお、偏光変換光学系は、これら2つの例
に限らないのは勿論であり、偏光変換光学系を配置する
位置も第2の光学要素20の光出射側や光入射側であっ
ても良い。また、第1および第2の光学要素10および
20の間に限らず、リフレクタ3の円形射出開口4と第
1の光学要素20との間であっても良い。
It should be noted that the polarization conversion optical system is not limited to these two examples, and the position where the polarization conversion optical system is disposed is also on the light exit side or light entrance side of the second optical element 20. Is also good. In addition, the position is not limited to between the first and second optical elements 10 and 20, but may be between the circular exit opening 4 of the reflector 3 and the first optical element 20.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光源装置
では、リフレクタから射出された光を、光強度分布が均
一な円環状断面の光束を生成する。その後、円形状断面
の光束を、当該光束の外径より小さな直径の円形断面の
光束に変換する。従って、光強度分布が均一な円形断面
の光束を出射できる光源装置を提供できる。また、光源
装置から射出される光束の小径化を達成できる。光源装
置から射出される光束の小径化を達成できれば、その
分、光源装置が組み込まれた液晶プロジェクタ等の光源
装置の小型化およびコンパクトを図ることができる。
As described above, in the light source device of the present invention, the light emitted from the reflector generates a light beam having an annular cross section with a uniform light intensity distribution. Thereafter, the light beam having a circular cross section is converted into a light beam having a circular cross section having a diameter smaller than the outer diameter of the light beam. Therefore, it is possible to provide a light source device capable of emitting a light beam having a circular cross section with a uniform light intensity distribution. Further, the diameter of the light beam emitted from the light source device can be reduced. If the diameter of the light beam emitted from the light source device can be reduced, the size and size of the light source device such as a liquid crystal projector in which the light source device is incorporated can be reduced accordingly.

【0051】また、本発明の光源装置では、ランプから
放射された光をリフレクタで反射してランプ光軸に平行
な方向に射出する構成を採用しているので、ランプの左
右に球面反射鏡およびコンデンサーレンズを配置した構
成の光源装置に比べて光の利用効率を向上できる。
Further, the light source device of the present invention employs a configuration in which light emitted from the lamp is reflected by the reflector and emitted in a direction parallel to the lamp optical axis. Light use efficiency can be improved as compared with a light source device having a configuration in which a condenser lens is arranged.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(A)は本発明を適用した光源装置の概略構成
図、(B)は光源装置における集光レンズアレイの外観
形状を示す斜視図、(C)は集光レンズアレイの異なる
例を示す斜視図である。
FIG. 1A is a schematic configuration diagram of a light source device to which the present invention is applied, FIG. 1B is a perspective view showing an external shape of a condenser lens array in the light source device, and FIG. FIG.

【図2】光源装置における変換レンズの異なる例を示す
図である。
FIG. 2 is a diagram showing another example of a conversion lens in the light source device.

【図3】変換レンズから射出される円環状断面の光束の
異なる例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing another example of a light beam having an annular cross section emitted from a conversion lens.

【図4】(A)は偏光変換光学系の例を示す図、(B)
は偏光変換光学系の異なる例を示す図である。
FIG. 4A is a diagram showing an example of a polarization conversion optical system, and FIG.
FIG. 4 is a diagram showing another example of the polarization conversion optical system.

【図5】従来の光源装置の概略構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a conventional light source device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源装置 2 ランプ 3 ランプ発光部 10 第1の光学要素 11、11A 集光レンズアレイ 11a マイクロレンズ 12、12A 変換レンズ 20 第2の光学要素 21 第1の反射ミラー 21a 第1の反射ミラーの内周反射面 22 第2の反射ミラー 22a 第2の反射ミラーの外周反射面 30、30A 偏光変換光学系 31 1/2波長板 32 偏光分離素子 32a 偏光分離膜 33 1/4波長板 L ランプ光軸 L1 円環状断面の光束 L2 円形断面の光束 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source device 2 Lamp 3 Lamp light-emitting part 10 1st optical element 11, 11A Condensing lens array 11a Micro lens 12, 12A Conversion lens 20 2nd optical element 21 First reflection mirror 21a Of 1st reflection mirror Circumferential reflection surface 22 Second reflection mirror 22a Outer peripheral reflection surface of second reflection mirror 30, 30A Polarization conversion optical system 31 1/2 wavelength plate 32 Polarization separation element 32a Polarization separation film 33 1/4 wavelength plate L Lamp optical axis L1 Light flux with circular cross section L2 Light flux with circular cross section

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ランプと、このランプから放射された光
を反射して当該ランプのランプ光軸に平行な方向に射出
するリフレクタとを有する光源装置において、 前記リフレクタで反射された光を、均一な光強度分布を
有する円環状断面の光束に変換する第1の光学要素と、
当該円環状断面の光束を、当該円環状断面の光束の外径
より小さな直径の円形断面の光束に変換する第2の光学
要素とを有し、 前記第2の光学要素は、光出射側に向けて窄まった円錐
台状の内周反射面を備えた第1の反射ミラーと、光出射
側に向けて窄まった円錐状の外周反射面を備えた第2の
反射ミラーとを有しており、 前記第1および第2の反射ミラーは、前記第1の光学要
素の光出射側において、前記ランプ光軸を中心として同
軸状態に配置されており、 前記第2の反射ミラーは前記第1の反射ミラーの内側位
置に配置されており、 前記円環状断面の光束が前記第1の反射ミラーの前記内
周反射面に導かれるように構成されていることを特徴と
する光源装置。
1. A light source device comprising: a lamp; and a reflector that reflects light emitted from the lamp and emits the light in a direction parallel to a lamp optical axis of the lamp, wherein the light reflected by the reflector is uniform. A first optical element that converts the light into a light beam having an annular cross section having a light intensity distribution;
A second optical element that converts the light beam having the circular cross section into a light beam having a circular cross section having a diameter smaller than the outer diameter of the light beam having the circular cross section, wherein the second optical element is disposed on the light emitting side. A first reflecting mirror having a frusto-conical inner reflecting surface narrowed toward the light source; and a second reflecting mirror having a conical outer reflecting surface narrowed toward the light exit side. Wherein the first and second reflection mirrors are arranged coaxially about the lamp optical axis on the light emission side of the first optical element, and wherein the second reflection mirror is A light source device, wherein the light source device is disposed at an inner position of the first reflection mirror, and is configured to guide the light flux having the annular cross section to the inner peripheral reflection surface of the first reflection mirror.
【請求項2】 請求項1において、前記第1の光学要素
は、前記リフレクタの光出射側に配置された集光レンズ
アレイと、この集光レンズアレイの光出射側に配置され
た変換レンズとを備え、 前記集光レンズアレイは、前記リフレクタで反射した光
を複数の光に分割して、それぞれの光を所定の位置に集
光させる複数のマイクロレンズを備えており、 前記変換レンズは前記複数のマイクロレンズによって分
割された光から前記円環状断面の光束を生成することを
特徴とする光源装置。
2. The condensing lens array according to claim 1, wherein the first optical element includes a condenser lens array disposed on a light exit side of the reflector, and a conversion lens disposed on a light exit side of the condenser lens array. The condensing lens array includes a plurality of microlenses that divides the light reflected by the reflector into a plurality of lights and condenses each of the lights at a predetermined position. A light source device that generates a light flux having the annular cross section from light split by a plurality of microlenses.
【請求項3】 請求項2において、前記集光レンズアレ
イは前記ランプ光軸を中心とした中央部分が欠けた円環
状のレンズであることを特徴とする光源装置。
3. The light source device according to claim 2, wherein the condenser lens array is an annular lens lacking a central portion centered on the lamp optical axis.
【請求項4】 請求項2または3において、前記変換レ
ンズは、前記マイクロレンズと対をなす微小レンズを複
数備えており、 前記円環状断面の光束は、前記微小レンズのそれぞれか
ら射出された円形断面の光束が同心円状に繋がって形成
されることを特徴とする光源装置。
4. The conversion lens according to claim 2, wherein the conversion lens includes a plurality of microlenses paired with the microlenses, and the light beam having the annular cross section is circularly emitted from each of the microlenses. A light source device, wherein light beams having cross sections are connected concentrically.
【請求項5】 請求項1ないし4のうちのいずれかの項
において、前記リフレクタで反射された光の偏光方向を
揃える偏光変換光学系を有することを特徴とする光源装
置。
5. The light source device according to claim 1, further comprising: a polarization conversion optical system for aligning the polarization direction of light reflected by the reflector.
【請求項6】 請求項5において、前記偏光変換光学系
は、1/2波長板と、偏光分離膜とを備えており、 前記偏光分離膜は、前記第1の反射ミラーの内側位置に
おいて、前記変換レンズの光出射側に配置されており、 前記1/2波長板は、前記第1の反射ミラーの内側位置
において、前記第1の反射ミラーの反射側に配置されて
いることを特徴とする光源装置。
6. The polarization conversion optical system according to claim 5, wherein the polarization conversion optical system includes a half-wave plate and a polarization splitting film, wherein the polarization splitting film is located inside the first reflection mirror. The レ ン ズ wavelength plate is disposed on the light exit side of the conversion lens, and the 波長 wavelength plate is disposed on the reflection side of the first reflection mirror at a position inside the first reflection mirror. Light source device.
【請求項7】 請求項5において、前記偏光変換光学系
は、1/4波長板と、偏光分離膜とを備えており、 前記偏光分離膜は、前記第1の反射ミラーの内側位置に
おいて、前記変換レンズの光出射側に配置されており、 前記1/4波長板は、前記第1の反射ミラーの前記内周
反射面上に配置されていることを特徴とする光源装置。
7. The polarization conversion optical system according to claim 5, wherein the polarization conversion optical system includes a quarter-wave plate and a polarization separation film, wherein the polarization separation film is located inside the first reflection mirror. The light source device is arranged on the light emission side of the conversion lens, and the 波長 wavelength plate is arranged on the inner peripheral reflection surface of the first reflection mirror.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008275408A (en) * 2007-04-27 2008-11-13 Sanyo Electric Co Ltd Photographing device
CN114355599A (en) * 2021-12-16 2022-04-15 龙镎 Gathering device for multi-path parallel light beams arranged in annular mode

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