JP2004126203A

JP2004126203A - 光学エンジン

Info

Publication number: JP2004126203A
Application number: JP2002289891A
Authority: JP
Inventors: Hideo Hara; 原　秀雄; Fumiaki Koizumi; 小泉　文明
Original assignee: Nitto Optical Co Ltd
Current assignee: Nitto Optical Co Ltd
Priority date: 2002-10-02
Filing date: 2002-10-02
Publication date: 2004-04-22

Abstract

【課題】カラーホイールを使用することなく、光の各原色を忠実に再現でき演色性に優れ、また、光利用効率を向上させることのできる光学エンジンを提供する。
【解決手段】光学エンジン１は、光源２１と、該光源２１が出射した光を集光して均一な強度分布光に変換して投射するインテグレータロッド４と、該インテグレータロッド４が投射した光を変調するとともに反射するＤＭＤ６と、ＤＭＤ６が出射した光を投映する投映レンズ７とを備える。光源２１には発光ダイオードを用い、インテグレータロッド４は、光の入射口４ａ側から出射口４ｂ側に向かって先細となるテーパー形状とする。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロジェクター等に用いられる光学エンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、液晶プロジェクター等に用いられる光学エンジンでは、カラー動画の表示方式として三板式の方式が知られている。
図７や特許文献１に示すように、三板式の光学エンジン１００は、超高圧水銀ランプ等の光源１０１からの光をインテグレータ１０２によって均一な光束に変換した後、偏光変換素子１０９により直線偏光に揃えられ、例えば、ダイクロイックミラー等の色分離フィルター１０３によって赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色に分離する。そして、各色の光を、ＲＧＢの各色専用に設けた映像表示素子１０４である液晶パネルに入射する。ここで、三原色の光それぞれに対して所定の映像情報を与え、色画像合成プリズム（三色合成用ダイクロイックプリズム）１０５に出射する。色画像合成プリズム１０５は、ＲＧＢ三色の光を合成し、合成した光は投映レンズ１０６を介してスクリーン（図示略）に投映されるようになっている。なお、符号１０７は照明光を映像表示素子１０４に重畳集光するフィールドレンズを示し、符号１０８は光を反射するミラーを示す。
しかしながら、上述の三板式では、映像表示素子１０４を三枚必要とするため、光学エンジン１００の製造コストが比較的高くなり、また、光学エンジン１００が大型化するという問題があった。また、色画像合成プリズム１０５で光合成する際に、三枚の映像表示素子１０４の画角を一致させるための調整作業を行わなければならないという問題があった。
【０００３】
一方、映像表示素子を一枚とした単板式の光学エンジンが知られている。
図８に示すように、単板式の光学エンジン２００は、超高圧水銀ランプ等の光源２０１からの光を、楕円反射鏡２０２によって赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の透過型三色フィルターを有し高速回転するカラーホイール２０３に集光した後、該カラーホイール２０３によって、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のいずれか一つの単光色に切り替えられる。単光色に切り替えられた放射光は、インテグレータロッド２０４に入射し、インテグレータロッド２０４内部で多重反射を繰り返し、インテグレータロッド２０４の出射口２０４ｂでは均一な強度分布断面を有する光束に変換される。均一な光束に変換された光は、リレーレンズ系２０５により、映像表示素子であるＤＭＤ２０６の面上に入射される。ＤＭＤ２０６に入射した光は、ＤＭＤ２０６の面上で反射して投映レンズ２０７を介してスクリーン（図示略）に投映されるようになっている。ここで、ＤＭＤ２０６へ周期的時系列で送られる色別の映像信号は、回転するカラーホイール２０３からの同期信号により同期がとれており、三原色に時間分解された映像は、スクリーン上で反応時間が遅い人の視覚神経回路により合成されて自然なカラー映像として認識される。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３２４７６２号公報（第３頁、第１５図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、単板式において、光源には超高圧水銀ランプが使用されており、この超高圧水銀ランプは全光量に関しては十分であるが、青や緑に比べて赤領域の発光が弱いため演色性が悪く、さらにランプの寿命が短いといった問題があった。
また、超高圧水銀ランプは白色光源として動作するので、上述したように単板式の光学エンジンの場合には、色を時系列で分離するためのカラーホイールが必要であるので、部品点数が多く光学エンジンが大型化するという問題があった。また、カラーホイールを使用することにより、透過光以外のスペクトル域の光は、常時吸収又は反射されていることになり、ランプの発光の利用効率が低く熱の発生が生じるという問題もあった。加えて、カラーホイールの回転による動作音がうるさかった。
また、光源から出射した光をインテグレータロッドの内部に、より多く取り込んで光利用効率を向上させることも課題とされている。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、カラーホイールを使用することなく、光の各原色を忠実に再現でき演色性に優れ、また、光利用効率を向上させることのできる光学エンジンを提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、例えば、図１及び図２に示すように、光源２１と、該光源が出射した光を集光して均一な強度分布光に変換して投射するインテグレータロッド４と、該インテグレータロッドが投射した光を変調するとともに反射する映像表示素子（例えば、ＤＭＤ６）と、該映像表示素子が出射した光を投映する投映手段（例えば、投映レンズ７）とを備えた光学エンジン１であって、
前記光源として複数の発光ダイオード（例えば、２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ）を用い、
前記インテグレータロッドは、光の入射口４ａ側から出射口４ｂ側に向かって先細となるテーパー形状であることを特徴とする。
【０００８】
請求項１の発明によれば、光源として複数の発光ダイオードを用いているので、色別に光を出射でき、従来のように光源として超高圧水銀ランプ等のランプ光源を用いる場合に比して、色を時系列で分離するためのカラーホイールを必要としない。すなわち、光学エンジンの部品構成を簡略化することができ小型化を図れる。また、発光のスペクトルを比較的自由に選択できるので、光の各原色を忠実に再現でき、演色性が改善される。特に、従来のように青や緑に比べて赤領域の発光が弱くなることがなく、赤色を鮮明にできるので、画像をより自然な色バランスに近づけることができる。
また、発光ダイオードは高速スイッチング可能な素子であることから、各色の発光ダイオードは色別に周期的に点灯・消灯を繰り返す。すなわち、ある時点でみると不要な色の発光ダイオードは点灯していないので、熱の発生を抑えることができ、ランプ光源に比して発光の利用効率が高い。さらに、カラーホイールによる動作音が生じることもなく、機械部品が無いので光学エンジンの寿命も長くなる。
また、インテグレータロッドは、光の入射口側から出射口側に向かって先細となるテーパー形状であるので、従来のように平行型のインテグレータロッドに比べて、光源が出射した光を面積の大きい入射口側で効率良く取り込むことができ、これによって映像表示素子への伝送効率が良くなり有効投射光量も増加する。また、出射口側に向けて先細とすることによって、全反射回数が増えてミキシングが十分に行われる。したがって、出射口側における光束をより均一化することができる。
【０００９】
請求項２の発明は、例えば、図１に示すように、請求項１に記載の光学エンジンにおいて、
前記インテグレータロッドの入射口直前に凸レンズ３が配置されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明によれば、インテグレータロッドの入射口直前に凸レンズが配置されているので、光源から出射した光が一旦絞られて、インテグレータロッドに入射する。よって、インテグレータロッドへの入射効率を向上させることができる。
【００１１】
請求項３の発明は、例えば、図２に示すように、請求項１又は２に記載の光学エンジンにおいて、
前記複数の発光ダイオードは、光軸Ｌを中心として回転対称の位置に配置されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明によれば、複数の発光ダイオードは、光軸を中心として回転対称の位置に配置されているので、複数の発光ダイオードが光軸から等しい距離の位置に配置されることとなり、色のバランスを適正に保ちながら照明の均一性を改善することができる。
【００１３】
請求項４の発明は、例えば、図２に示すように、請求項３に記載の光学エンジンにおいて、
前記複数の発光ダイオードは、前記光軸に対して垂直となる正多角形の頂点位置に少なくとも配置されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明によれば、複数の発光ダイオードは、光軸に対して垂直となる正多角形の頂点位置に少なくとも配置されているので、複数の発光ダイオードは光軸から等しい距離の位置に配置されることとなり、色のバランスを適正に保ちながら照明の均一性を改善することができる。
【００１５】
請求項５の発明は、例えば、図２に示すように、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学エンジンにおいて、
前記複数の発光ダイオードは、光の三原色を発光する三種類の発光ダイオードを含んでいることを特徴とする。
【００１６】
請求項６の発明は、例えば、図３に示すように、請求項３〜５のいずれか一項に記載の光学エンジンにおいて、
前記光軸上に白色発光ダイオード２１Ｗが配置されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項６の発明によれば、光軸上に白色発光ダイオードが配置されているので、全体のスクリーン輝度を向上させることができる。
【００１８】
請求項７の発明は、例えば、図２に示すように、請求項３〜５のいずれか一項に記載の光学エンジンにおいて、
前記光軸上に赤色発光ダイオードが配置されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項７の発明によれば、光軸上に赤色発光ダイオードが配置されているので、その分、正多角形の頂点に配置すべき赤色発光ダイオードの個数を減らすことができ、その結果、緑色発光ダイオードや青色発光ダイオードの配置個数を２個以上増やすことができる。つまり、赤色発光ダイオードの赤色光成分は、緑色発光ダイオードの緑色光成分や青色発光ダイオードの青色光成分に比べ弱くても良いことに基づいている。
【００２０】
請求項８の発明は、例えば、図４に示すように、請求項３〜５のいずれか一項に記載の光学エンジンにおいて、
前記光軸上に緑色発光ダイオードが配置されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項８の発明によれば、光軸上に緑色発光ダイオードが配置されているので、白色表示に必要な緑色光成分を増強することができ、より自然状態に近い白色光を得ることができる。
【００２２】
請求項９の発明は、例えば、図６に示すように、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学エンジンにおいて、
前記発光ダイオードは、１つのパッケージ中に光の三原色に対応する３種類の発光ダイオードチップ（例えば、赤色発光ダイオードチップ２１ｒ、緑色発光ダイオードチップ２１ｇ、青色発光ダイオードチップ２１ｂ）が実装されたものであり、
前記発光ダイオードチップの点灯は色別にシーケンシャルに行われることを特徴とする。
【００２３】
請求項９の発明によれば、発光ダイオードは、３種類の発光ダイオードチップが実装されてパッケージされたものであり、発光ダイオードチップの点灯は色別にシーケンシャルに行われるので、光の三原色が時系列的で加法混色される。したがって、３種類の発光ダイオードの配置バランスを考慮する必要がなく、実装密度も向上する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態の光学エンジンの概略構成を示す斜視図、図２は、各ＬＥＤの配置を示す図、図５は、ＬＥＤの構成を示す斜視図である。
図１に示すように、本発明の光学エンジン１は、プロジェクター等に使用され単板式である。光学エンジン１は、光源モジュール２、凸レンズ３、インテグレータロッド４、リレーレンズ系５、ＤＭＤ（映像表示素子）６、投映レンズ（投映手段）７、ＬＥＤスイッチング回路（図示略）、ＤＭＤ駆動回路（図示略）等から概略構成されている。
【００２５】
光源モジュール２は、光源２１と、該光源２１から出射する光束を集光する集光レンズ２２とを備えてなるモジュールである。
【００２６】
光源２１としては、図２に示すように、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三原色の光束を出射する３種類の発光ダイオード、すなわち、１個の赤色発光ダイオード（以下、ＬＥＤ２１Ｒと言う）、３個の緑色発光ダイオード（以下、ＬＥＤ２１Ｇと言う）、３個の青色発光ダイオード（以下、ＬＥＤ２１Ｂと言う）を使用する。
各ＬＥＤ２１は、図示しないＬＥＤスイッチング回路に接続されており、ＬＥＤスイッチング回路から供給される同期信号に従い、Ｒ、Ｇ、Ｂの発光を行うようになっている。なお、ここで使用するＬＥＤ２１は、１個のパッケージ中に１個のＬＥＤチップが実装されたものである。つまり、図５に示すように、赤色ＬＥＤ２１Ｒは、１個のパッケージ中に１個の赤色ＬＥＤチップ２１ｒが実装されている。同様に、図示しないが、緑色ＬＥＤは、１個のパッケージ中に１個の緑色ＬＥＤチップが実装されており、青色ＬＥＤは、１個のパッケージ中に１個の青色ＬＥＤチップが実装されている。
【００２７】
集光レンズ２２は、各ＬＥＤ２１の近傍に７個配置され、集光レンズ２２を介して集光された光の光軸Ｌ’が、インテグレータロッド４の入射口４ａを向くようになっている。また、集光レンズ２２は、各ＬＥＤ２１から出射された光が効率良くインテグレータロッド４に入射するようにその位置やレンズ特性が適宜決められている。
【００２８】
ここで、本発明の特徴部分である各ＬＥＤ２１の配置について図２を参照して説明する。緑色ＬＥＤ２１Ｇと青色ＬＥＤ２１Ｂとは、それぞれ３個ずつ光軸Ｌに対して垂直な正六角形の頂点の位置に各色交互に、かつ、同色のＬＥＤ２１どうしが互いに対向するように配置されている。そして、正六角形の中心位置、つまり、光軸Ｌ上に赤色ＬＥＤ２１Ｒが１個配置されている。このように配置したのは、カラーバランスを適正に保つうえで、赤色が他の２原色に比べて弱くても良いという事実に基づいている。
【００２９】
インテグレータロッド４は、光の入射口４ａ側から出射口４ｂ側に向かって先細となるテーパー形状であり、断面形状が四角形とされた透明ガラスからなる。また、インテグレータロッド４の内面は全反射するように形成されている。さらに、インテグレータロッド４の入射口４ａ直前には凸レンズ３が配置されている。
そして、集光レンズ２２から出射した光は、一旦、凸レンズ３に絞られた後、インテグレータロッド２１の内部で多重反射を繰り返し、出射口４ｂ側では均一な強度分布断面を有する光束となる。この光束はリレーレンズ系５に入射する。
【００３０】
リレーレンズ系５は、第１のリレーレンズ５１と第２のリレーレンズ５２とを備え、インテグレータロッド４から出射した光を映像表示素子であるＤＭＤ６に導く。
【００３１】
ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ　Ｄｅｖｉｃｅ）６は、入射光を映像信号に応じて空調変換すると同時に、本変調光束を投映レンズ７に向けて反射するものである。このように映像表示素子としてＤＭＤ６を用いることで、映像表示素子の高速スイッチングが可能となり、単板式によるフィールドシーケンシャル制御が可能となる。
ＤＭＤ６は、例えば約５０万個から１３０万個程度の多数の微少ミラー（図示略）が敷き詰められて構成されている。これら多数の微少ミラーは、互いに極めて僅かな間隙が空けられている。そして、微少ミラーは、図示しないＤＭＤ駆動回路に接続されており、それぞれの微少ミラーはＤＭＤ駆動回路による制御の下でそれぞれ独立して傾動（チルト動作）可能に構成され、ＤＭＤ６では１つの微少ミラーがそれぞれ１つの画素となっている。
したがって、後述するが、ＤＭＤ６は、ＬＥＤスイッチング回路からＤＭＤ駆動回路に同期信号が出力されると、同期信号に従い、Ｒ、Ｇ、Ｂの映像信号が時系列でＤＭＤ６に供給される。そして、ＤＭＤ６は、入射光を空間変調するとともに、投映レンズ７に向けて反射するようになっている。
【００３２】
ＬＥＤスイッチング回路は、ＬＥＤ２１をそれぞれ同期して駆動制御するために設けられており、ＤＭＤ駆動回路は、ＤＭＤ６を同期して駆動制御するために設けられている。
具体的には、ＬＥＤスイッチング回路は、Ｒ、Ｇ、Ｂの光が所定の周波数でＤＭＤ６に出射されるように各ＬＥＤ２１をスイッチングして、同時にＤＭＤ駆動回路へ同期信号を出力する。これによって、ＤＭＤ駆動回路は、ＬＥＤ２１のスイッチングに同期して、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの映像信号を時系列でＤＭＤ６に供給するように制御するとともに、Ｒ、Ｇ、Ｂの入射光を変調処理するようにＤＭＤ６の駆動を制御する。
【００３３】
投映レンズ７は、ＤＭＤ６から入射した光をスクリーン（図示略）上に拡大投映する。
【００３４】
次に、光学エンジン１における光の進み方について説明する。
各ＬＥＤ２１から出射された三原色の光は、それぞれ対応する集光レンズ２２で集光されつつ凸レンズ３に導かれる。そして、凸レンズ３で、光を絞り気味にした後にインテグレータロッド４に入射して、インテグレータロッド４の内部で全反射して出射口４ｂ側から均一な光束として出射される。該均一な光束は、リレーレンズ系５を介してＤＭＤ６の面上に入射する。ＤＭＤ６に入射した光は、ＤＭＤ６の面上で反射して、投映レンズ７によってスクリーンに投映される。
【００３５】
なお、各ＬＥＤ２１の配置は上述した配置に限定されるものではない。以下、各ＬＥＤ２１の配置の変形例を挙げる。
図３は、赤色ＬＥＤ２１Ｒ、緑色ＬＥＤ２１Ｇ、青色ＬＥＤ２１Ｂがそれぞれ２個ずつ光軸Ｌに対して垂直な正六角形の頂点の位置に各色交互に配置されている。そして、正六角形の中心位置、つまり、光軸Ｌ上に白色ＬＥＤ２１Ｗが１個配置されている。このように光軸Ｌ上に白色ＬＥＤ２１Ｗを配置することによって全体のスクリーン輝度を向上させることが可能となる。
【００３６】
図４は、赤色ＬＥＤ２１Ｒ、緑色ＬＥＤ２１Ｇ、青色ＬＥＤ２１Ｂがそれぞれ２個ずつ光軸Ｌに対して垂直な正六角形の頂点の位置に各色交互に配置されている。そして、正六角形の中心位置、つまり、光軸Ｌ上に緑色ＬＥＤ２１Ｇがさらに１個配置されている。このように光軸Ｌ上に緑色ＬＥＤ２１Ｇをさらに余分に配置することによって、緑色光成分を増強することができ、色バランスを改善する上で効果的となる。
【００３７】
また、上記ＬＥＤ２１の配置は、光軸Ｌに垂直な平面上に少なくとも回転対称に配置されており、各ＬＥＤ２１が一重に囲んだ配置とされていたが、これに限らずＬＥＤ２１どうしが干渉しない程度に、各ＬＥＤ２１が多重に囲んだ配置としても良い（図示略）。この場合は、光量の増大に有効となる。
【００３８】
さらに、上述したＬＥＤ２１は、例えば図５の赤色ＬＥＤ２１Ｒで示すように、１個のパッケージ中に１種類のＬＥＤチップ（赤色ＬＥＤチップ２１ｒ）が実装されたものであり、このようなＬＥＤ２１が各原色に対応して複数個設けられていたが、例えば図６に示すように、ＬＥＤ２１を、１個のパッケージ中に３種類のＬＥＤチップ（赤色ＬＥＤ２１ｒ、緑色ＬＥＤ２１ｇ、青色ＬＥＤ２１ｂ）が実装されたものとし、このようなＬＥＤ２１を複数個設けるようにしても良い。この場合、ＬＥＤチップ２１ｒ、２１ｇ、２１ｂの点灯は色別にシーケンシャルに行うようにする。
ＬＥＤ２１を上述した構成とすることによって、光の三原色が時系列で加法混色される。したがって、上述した図２に示すように３種類のＬＥＤ２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの配置バランスを考慮する必要がなく、実装密度も向上する。
【００３９】
以上、本発明の実施の形態の光学エンジン１によれば、光源２１として三原色の発光ダイオード２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂを用いているので、色別に光を出射でき、従来のようにカラーホイールを必要としない。すなわち、光学エンジン１の小型化を図れる。また、発光のスペクトルを比較的自由に選択できるので、光の各原色を忠実に再現でき、演色性が改善される。特に、従来のように青や緑に比べて赤領域の発光が弱くなることがなく赤色を鮮明にできるので、画像をより自然な色バランスに近づけることができる。
また、発光ダイオード２１は高速スイッチング可能な素子であるので、ある時点でみると不要な色の発光ダイオードは点灯していないため、熱の発生を抑えることができ、ランプ光源に比して発光の利用効率が高い。さらに、カラーホイールによる動作音が生じることもなく、光学エンジン１の寿命も長くなる。
また、インテグレータロッド４は、光の入射口４ａ側から出射口４ｂ側に向かって先細となるテーパー形状であるので、光源２１が出射した光を面積の大きい入射口４ａ側で効率良く取り込むことができ、これによってＤＭＤ６への光の伝送効率が良くなり有効投射光量も増加する。また、出射口４ｂ側に向けて先細とすることによって、全反射回数が増えてミキシングが十分に行われる。したがって、出射口４ｂ側における光束をより均一化することができる。
【００４０】
インテグレータロッド４の入射口４ａ直前に凸レンズ３が配置されているので、インテグレータロッド４への入射効率を向上させることができる。
複数の発光ダイオード２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂは、光軸Ｌに対して垂直となる正多角形の頂点位置に配置されているので、色のバランスを適正に保ちながら照明の均一性を改善することができる。
【００４１】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、具体的な形状・構造等について、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００４２】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、光源として複数の発光ダイオードを用いているので、色別に光を出射でき、カラーホイールを必要としない。すなわち、光学エンジンの小型化を図れるとともに、光の各原色を忠実に再現でき、演色性が改善される。
また、発光ダイオードは高速スイッチング可能な素子であることから、単板式映像表示素子を用いることができ、しかもランプ光源に比して発光の利用効率が高い。さらに、動作音が生じることもなく、光学エンジンの寿命も長くなる。
また、インテグレータロッドは、光の入射口側から出射口側に向かって先細となるテーパー形状であるので、光源が出射した光を面積の大きい入射口側で効率良く取り込むことができ、有効投射光量も増加する。加えて、出射口側における光束をより均一化することができる。
【００４３】
請求項２の発明によれば、請求項１と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、インテグレータロッドへの入射効率を向上させることができる。
【００４４】
請求項３、請求項４の発明によれば、請求項１又は２と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、色のバランスを適正に保ちながら照明の均一性を改善することができる。
【００４５】
請求項６の発明によれば、請求項３〜５のいずれか一項と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、全体のスクリーン輝度を向上させることができる。
【００４６】
請求項７の発明によれば、請求項３〜５のいずれか一項と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、緑色発光ダイオードや青色発光ダイオードの使用する個数を増やすことができる。
【００４７】
請求項８の発明によれば、請求項３〜５のいずれか一項と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、白色表示に必要な緑色光成分を増強することができ、より自然状態に近い白色光を得ることができる。
【００４８】
請求項９の発明によれば、請求項１〜３のいずれか一項と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、光の三原色が時系列的で加法混色される。したがって、３種類の発光ダイオードの配置バランスを考慮する必要がなく、実装密度も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すためのもので、光学エンジンの概略構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態を示すためのもので、各ＬＥＤの配置を示す図である。
【図３】変形例を示すためのもので、各ＬＥＤの配置を示す図である。
【図４】変形例を示すためのもので、各ＬＥＤの配置を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態を示すためのもので、ＬＥＤの構造を示す斜視図である。
【図６】変形例を示すためのもので、ＬＥＤの構造を示す斜視図である。
【図７】従来例を示すためのもので、光学エンジンの概略構成を示す図である。
【図８】従来例を示すためのもので、光学エンジンの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１　光学エンジン
３　凸レンズ
４　インテグレータロッド
４ａ　　入射口
４ｂ　　出射口
６　ＤＭＤ（映像表示素子）
７　投映レンズ（投映手段）
２１　光源
２１Ｒ　赤色発光ダイオード
２１Ｇ　緑色発光ダイオード
２１Ｂ　青色発光ダイオード
２１Ｗ　白色ダイオード
２１ｒ　赤色発光ダイオードチップ
２１ｇ　緑色発光ダイオードチップ
２１ｂ　青色発光ダイオードチップ
Ｌ　光学エンジンの光軸
Ｌ’　発光ダイオードと集光レンズの光軸

Claims

光源と、該光源が出射した光を集光して均一な強度分布光に変換して投射するインテグレータロッドと、該インテグレータロッドが投射した光を変調するとともに反射する映像表示素子と、該映像表示素子が出射した光を投映する投映手段とを備えた光学エンジンであって、
前記光源として複数の発光ダイオードを用い、
前記インテグレータロッドは、光の入射口側から出射口側に向かって先細となるテーパー形状であることを特徴とする光学エンジン。
前記インテグレータロッドの入射口直前に凸レンズが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光学エンジン。
前記複数の発光ダイオードは、光軸を中心として回転対称の位置に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学エンジン。
前記複数の発光ダイオードは、前記光軸に対して垂直となる正多角形の頂点位置に少なくとも配置されていることを特徴とする請求項３に記載の光学エンジン。
前記複数の発光ダイオードは、光の三原色を発光する三種類の発光ダイオードを含んでいることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学エンジン。
前記光軸上に白色発光ダイオードが配置されていることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の光学エンジン。
前記光軸上に赤色発光ダイオードが配置されていることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の光学エンジン。
前記光軸上に緑色発光ダイオードが配置されていることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の光学エンジン。
前記発光ダイオードは、１つのパッケージ中に光の三原色に対応する３種類の発光ダイオードチップが実装されたものであり、
前記発光ダイオードチップの点灯は色別にシーケンシャルに行われることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学エンジン。