JP2006285042A - Light source device and combined light source apparatus - Google Patents

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賢一 芝
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical apparatus capable of illuminating an illumination object by eliminating variations in light intensity caused by the emission angle of a light emitting element such as an LED. <P>SOLUTION: A rod integrator 4 is disposed so that the range in which a main quantity of light emitted from the light emitting element 2 overlaps the input end face of a rod integrator 4. Illuminating light entering the rod integrator 4 is propagated while totally reflected by the side face of the rod integrator 4. At this point, since the illuminating light is mixed within the rod integrator 4 and variations in intensity, caused by the incident angle of the light emitting element 2, are corrected, the illuminating light is made uniform in illuminance. The illuminating light whose illuminance is made uniform is emitted to a relay lens section 6 from the output end face of the rod integrator 4, then passed through a total reflection prism 8 and a reflection type display device 10, and used as image light. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、プロジェクターや半導体露光装置等の照明系(システム)に用いて好適な光源装置の技術に関する。   The present invention relates to a technology of a light source device suitable for use in an illumination system (system) such as a projector or a semiconductor exposure apparatus.

プロジェクターにおいては、多くの光量が必要になるため、その光源としてはアークランプなどの高輝度ランプが用いられる。しかしながら、アークランプ(キセノンランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプなど)は寿命が短く、例えば、メタルハライドランプでは、1000時間程度の使用時間で、光の中心強度が50%低下してしまう。
このために、長寿命の光源が求められている。特許文献1に記載の装置は、発光ダイオードを用いた光源装置が記載されている。発光ダイオードを用いれば、光源としての寿命は著しく長くなり、好適である。
特開平11−32278号公報
Since a projector requires a large amount of light, a high-intensity lamp such as an arc lamp is used as the light source. However, arc lamps (xenon lamps, halogen lamps, metal halide lamps, etc.) have short lifetimes. For example, with metal halide lamps, the center intensity of light is reduced by 50% in about 1000 hours of use.
For this reason, a long-life light source is required. The device described in Patent Document 1 describes a light source device using a light emitting diode. If a light emitting diode is used, the lifetime as a light source becomes remarkably long, which is preferable.
JP-A-11-32278

ところで、特許文献1に記載の光源にあっては、LED群を構成する一つひとつのLEDの出射光をレンズやミラーによって照射対象物に導いている。この場合、照射対象のある点に対して一つのLEDの光が導かれるが、そのLEDが担当する照射エリアにおける照度の分布を考えると、LEDの出射光の強度が出射角度によって異なるため、レンズやミラーなどの光学経路を通っても強度のばらつきが残り、最終的な照射エリアにおいても照度がばらついてしまう。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、LEDなどの発光素子の出射角度による光の強度のばらつきを無くして照射対象物を照射することができる光学装置を提供することを目的としている。
By the way, in the light source of patent document 1, the emitted light of each LED which comprises LED group is led to the irradiation target object with the lens or the mirror. In this case, the light of one LED is guided to a certain point to be irradiated, but considering the distribution of illuminance in the irradiation area that the LED is responsible for, the intensity of the emitted light from the LED varies depending on the emission angle. Even after passing through an optical path such as a mirror or a mirror, variations in intensity remain, and the illuminance varies even in the final irradiation area.
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide an optical device capable of irradiating an irradiation object without variation in light intensity due to an emission angle of a light emitting element such as an LED. .

上記課題を解決するため、本発明は、入力端面から出力端面に向けて伸びる柱状の本体を有し、前記入力端面に光が入射されると前記本体の内部で反射しながら前記出力端面に向うよう構成され、前記入力端面に入射された光をミキシングして出力する光ミキシング部材と、前記光ミキシング部材の入力端面の近傍に設けられる発光素子とを具備することを特徴とする光源装置を提供する。
また、入力端面から出力端面に向けて伸びる柱状の本体を有し、前記入力端面に光が入射されると前記本体の内部で反射しながら前記出力端面に向うよう構成され、前記入力端面に入射された光をミキシングして出力する光ミキシング部材と、前記入力端面の近傍に設けられる発光素子とが対になった発光ユニットを複数設け、前記各発光ユニットは前記光ミキシング部材が束ねられるようにして集合して構成されていることを特徴とする光源装置を提供する。
この場合、一の端面から他の端面に向けて伸びる柱状の本体を有し、前記一の端面に光が入射されると前記本体の内部で反射しながら前記他の端面に向うよう構成され、前記一の端面に入射された光をミキシングして出力する第2の光ミキシング部材を有し、前記一の端面には、束ねられた前記各光ミキシング部材の各出力端面から出射される複数の光が入射されるようにしてもよい。
In order to solve the above problems, the present invention has a columnar main body extending from an input end face toward an output end face, and when light enters the input end face, the light is reflected inside the main body and faces the output end face. A light source device comprising: an optical mixing member configured to mix and output light incident on the input end surface; and a light emitting element provided in the vicinity of the input end surface of the optical mixing member. To do.
Also, it has a columnar main body extending from the input end face toward the output end face, and is configured to be directed toward the output end face while being reflected inside the main body when light is incident on the input end face, and is incident on the input end face. A plurality of light-emitting units each paired with a light-mixing member that mixes and outputs the emitted light and a light-emitting element provided in the vicinity of the input end face, and each light-emitting unit is configured to bundle the light-mixing members. Provided is a light source device characterized by being assembled together.
In this case, it has a columnar main body extending from one end face toward the other end face, and is configured to face the other end face while being reflected inside the main body when light is incident on the one end face. A second optical mixing member that mixes and outputs the light incident on the one end surface; and the one end surface includes a plurality of light exiting from the output end surfaces of the bundled optical mixing members. Light may be incident.

また、上記構成において、前記発光素子は主たる光量を出射する範囲が前記入力端面に重なり、前記範囲の境界線が、前記入力端面の縁部に位置するように、前記光ミキシング部材の近傍に配置されると好適である。
また、前記入力端面の近傍に設けられる前記発光素子は複数であってもよい。
また、発光素子を複数設ける場合は、出力光の波長が異なる複数のグループに分かれているようにしてもよい。
また、上述した光源装置を複数設けるとともに、各光源装置の出力光を同一の照射対象物に導く光学系を有する複合光源装置として構成することもできる。
Further, in the above configuration, the light emitting element is disposed in the vicinity of the optical mixing member such that a range in which a main light amount is emitted overlaps with the input end face, and a boundary line of the range is located at an edge of the input end face. Is preferred.
A plurality of the light emitting elements provided in the vicinity of the input end face may be provided.
When a plurality of light emitting elements are provided, the light emitting elements may be divided into a plurality of groups having different wavelengths of output light.
In addition, a plurality of light source devices described above can be provided, and a composite light source device having an optical system that guides output light of each light source device to the same object to be irradiated can also be configured.

ミキシング部材によって発光素子の出力光がミキシングされるので、各発光素子が担当する照射エリアの照度分布が均一化される。また、各発光素子はミキシング部材の入力端面の近傍に配置されているので、発光素子から出力される有効な光はほとんどミキシング部材に入射されるとともに、発光素子とミキシング部材の間にレンズ等の光学系もないので、出射光はほとんど減衰されずにミキシング部材に入射される。   Since the output light of the light emitting elements is mixed by the mixing member, the illuminance distribution in the irradiation area assigned to each light emitting element is made uniform. Further, since each light emitting element is disposed in the vicinity of the input end face of the mixing member, most of the effective light output from the light emitting element is incident on the mixing member, and a lens or the like is interposed between the light emitting element and the mixing member. Since there is no optical system, the emitted light is incident on the mixing member with almost no attenuation.

以下、本願発明の実施形態について説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態である照明光学装置100を有するDMD(登録商標)(Digital Micromirror Device)を用いたDLP(登録商標)(Digital Light Processing)方式のプロジェクターの構成を示している。照明光学装置100はLED等の発光素子2と、ロッドインテグレータ4とをそれぞれ一対ずつ有している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
<First Embodiment>
FIG. 1 shows a configuration of a DLP (registered trademark) (Digital Light Processing) type projector using a DMD (registered trademark) (Digital Micromirror Device) having an illumination optical device 100 according to the first embodiment of the present invention. Yes. The illumination optical device 100 includes a pair of light emitting elements 2 such as LEDs and a rod integrator 4.

ロッドインテグレータ4は、直方体形状の透明な導光路であり、その中心軸を発光素子2およびリレーレンズ部6の光軸に一致させた状態で固定されている。ここで、発光素子2からの照明光は、ロッドインテグレータ4の一方の端面(以下、入力端面4aという)に入射し、ロッドインテグレータ4の側面により全反射されつつ伝搬し、ロッドインテグレータ4の他方の端面(以下、出力端面4bという)からリレーレンズ部6に向けて出射される。   The rod integrator 4 is a rectangular parallelepiped transparent light guide, and is fixed in a state where the central axis thereof coincides with the optical axes of the light emitting element 2 and the relay lens unit 6. Here, the illumination light from the light emitting element 2 is incident on one end face of the rod integrator 4 (hereinafter referred to as the input end face 4 a), propagates while being totally reflected by the side face of the rod integrator 4, and the other end of the rod integrator 4. The light is emitted from the end face (hereinafter referred to as the output end face 4b) toward the relay lens unit 6.

発光素子2はロッドインテグレータ4の入力端面4aに近接して設けられている。近接のさせ方としては、例えば、図2に示すように、発光素子2の主たる光量を出射する範囲が入力端面4aに重なり、その範囲の境界線L1が入力端面4aの縁部に位置するようにする。この場合、発光素子2と入力端面4aとの間にはレンズ等の光学系は設けられておらず、また、上述のように主たる光量を出射する範囲は入力端面4aにほぼ重なっているので、発光素子2からの出力光のほとんどが減衰することなくロッドインテグレータ4に入射することになる。   The light emitting element 2 is provided close to the input end face 4 a of the rod integrator 4. For example, as shown in FIG. 2, a range in which the main light amount of the light emitting element 2 is emitted overlaps the input end face 4a, and a boundary line L1 of the range is positioned at the edge of the input end face 4a. To. In this case, an optical system such as a lens is not provided between the light emitting element 2 and the input end face 4a, and the range for emitting the main light amount substantially overlaps the input end face 4a as described above. Most of the output light from the light emitting element 2 enters the rod integrator 4 without being attenuated.

ロッドインテグレータ4の出射光は、リレーレンズ部6を通過することにより平行光となる。全反射プリズム8は、このリレーレンズ部6を通過した照明光を全反射して反射型表示デバイス10に入射させる。   Light emitted from the rod integrator 4 passes through the relay lens unit 6 and becomes parallel light. The total reflection prism 8 totally reflects the illumination light that has passed through the relay lens unit 6 and enters the reflection type display device 10.

図3(a)は、反射型表示デバイス10の構成を示す図である。反射型表示デバイス10は、全反射プリズム8からの照明光に空間変調を画素毎に施すものであり、13μm程度の正方形状の複数のマイクロミラー101が2次元アレイ状に配列されて構成されている。   FIG. 3A is a diagram showing the configuration of the reflective display device 10. The reflective display device 10 performs spatial modulation on the illumination light from the total reflection prism 8 for each pixel, and is configured by arranging a plurality of square micromirrors 101 of about 13 μm in a two-dimensional array. Yes.

図3(b)は、マイクロミラー101の動作を示す図である。マイクロミラー101は、反射型表示デバイス10の半導体基板103上にピボット105によって支持されている。各マイクロミラー101は、半導体基板103にアレイ上に形成されたトランジスタ(図示省略)がオンして発生する静電力に基づいて偏向し、発光素子2からの照明光を有効反射光(外部へ照射される光)とする場合は、マイクロミラー101を図3(b)の実線で示す状態にし、照明光を投射レンズ12に向けて順次反射させる。一方、無効反射光(外部へ照射されない光)とする場合は、マイクロミラー101を図3(b)の破線で示す状態にし、照明光がストッパー102によって吸収されるようにする。また、マイクロミラー101は、画素信号の大きさに応じて投射レンズ12への反射時間が制御され、例えば、画素信号が8ビットならば、反射光量は256階調で変化する。つまり、各マイクロミラー101の反射時間が制御されることによって画素毎の階調が表現されるようになっている。   FIG. 3B is a diagram illustrating the operation of the micromirror 101. The micromirror 101 is supported by a pivot 105 on the semiconductor substrate 103 of the reflective display device 10. Each micromirror 101 deflects based on an electrostatic force generated when a transistor (not shown) formed on the array of the semiconductor substrate 103 is turned on, and illuminates light from the light emitting element 2 as effective reflected light (irradiates outside) 3), the micromirror 101 is brought into a state indicated by a solid line in FIG. 3B, and the illumination light is sequentially reflected toward the projection lens 12. On the other hand, in the case of invalid reflected light (light that is not irradiated to the outside), the micromirror 101 is placed in a state indicated by a broken line in FIG. 3B so that the illumination light is absorbed by the stopper 102. The micromirror 101 controls the reflection time to the projection lens 12 according to the magnitude of the pixel signal. For example, if the pixel signal is 8 bits, the amount of reflected light changes in 256 gradations. That is, the gradation for each pixel is expressed by controlling the reflection time of each micromirror 101.

反射型表示デバイス10により反射された照明光は、全反射プリズム8を透過する。投射レンズ12は、このようにして反射型表示デバイス10で反射されて全反射プリズム8を透過する光を図示しないスクリーンに投射する。   The illumination light reflected by the reflective display device 10 passes through the total reflection prism 8. The projection lens 12 projects the light reflected by the reflective display device 10 and transmitted through the total reflection prism 8 onto a screen (not shown).

以上説明した本実施形態によれば、光源にLEDを用いることで、光源の寿命を長くすることができる。また、ロッドインテグレータ4によって発光素子2の出力光がミキシングされるので、照射対象である反射型表示デバイス10のマイクロミラー101の2次元マトリクスの面の照度は均一になる。すなわち、LED等の発光素子2は、出射角度によって例えば図4に示すような光強度特性を有している。ここで、図4は、発光素子2から出射される照明光の配光分布の一例を示す図である。一般的なLEDの配光分布は図4のようになっていることもあり、その場合、中心部の出力光のみを用いると光利用効率が悪くなってしまうという問題がある。したがって、発光素子2の光をそのまま導いて照射対象を照射したとすれば、その発光素子が受け持つ照射エリアについては図4に示す光強度特性に起因するばらつきが生じてしまう。本実施形態においては、ロッドインテグレータ4を用いる構造であるため、ロッドインテグレータ4内における光の反射によるミキシング効果で発光素子の出射角度にともなう強度のばらつきは是正されて均一になり、したがって、照射エリアの照度も均一になる
また、発光素子2は入力端面4aの近傍に配置されているので、発光素子2から出力される光のほとんどが減衰のない状態でロッドインテグレータ4に入射されるから、光量が多くとれるという効果を奏する。
According to the embodiment described above, the life of the light source can be extended by using the LED as the light source. Further, since the output light of the light emitting element 2 is mixed by the rod integrator 4, the illuminance on the surface of the two-dimensional matrix of the micromirror 101 of the reflective display device 10 to be irradiated becomes uniform. That is, the light emitting element 2 such as an LED has a light intensity characteristic as shown in FIG. Here, FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a light distribution of illumination light emitted from the light emitting element 2. A general LED light distribution may be as shown in FIG. 4, and in this case, there is a problem that the light utilization efficiency deteriorates when only the output light at the center is used. Therefore, if the light emitted from the light emitting element 2 is guided as it is and the irradiation target is irradiated, the irradiation area that the light emitting element is responsible for varies due to the light intensity characteristics shown in FIG. In this embodiment, since the rod integrator 4 is used, the intensity variation due to the emission angle of the light emitting element is corrected and made uniform by the mixing effect due to the reflection of light in the rod integrator 4. Further, since the light emitting element 2 is disposed in the vicinity of the input end face 4a, most of the light output from the light emitting element 2 is incident on the rod integrator 4 without being attenuated. There is an effect that can take a lot.

なお、上述した実施形態においては、中実のロッドインテグレータ4を用いたが、図5(a)に示すように中空のロッドインテグレータ4′を用いてもよい。中空のロッドインテグレータ4′は、内面がミラーになっており、入射された光はこの内面ミラーによって反射される。中空のロッドインテグレータ4′も前述の中実のロッドインテグレータ4と同様の作用を行うが、中空のロッドインテグレータ4′の場合は、図5(b)に示すように、発光素子2の発光点をロッドインテグレータ4′の内部に位置するように構成することができる。   In the above-described embodiment, the solid rod integrator 4 is used. However, as shown in FIG. 5A, a hollow rod integrator 4 'may be used. The hollow rod integrator 4 'has a mirror on the inner surface, and the incident light is reflected by the inner mirror. The hollow rod integrator 4 'performs the same operation as that of the solid rod integrator 4 described above. However, in the case of the hollow rod integrator 4', as shown in FIG. It can be configured to be located inside the rod integrator 4 '.

<第2実施形態>
図6は、本発明の第2実施形態である照明光学装置の構成を示す図である。上記第1実施形態では、一対の発光素子2とロッドインテグレータ4とを用いた例を示したが、本実施形態では、この対を複数設けている。また、本実施形態では中空のロッドインテグレータ4′を使用している。
Second Embodiment
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an illumination optical apparatus according to the second embodiment of the present invention. In the said 1st Embodiment, although the example using a pair of light emitting element 2 and the rod integrator 4 was shown, in this embodiment, this pair is provided with two or more. In the present embodiment, a hollow rod integrator 4 'is used.

ここで、発光素子2とロッドインテグレータ4′の部分を拡大した側面図を図7に示す。この図に示すように、本実施形態においては発光素子2の発光点はロッドインテグレータ4′の中に位置している。また、図は側面図であるため、各4個の発光素子2とロッドインテグレータ4′が示されているが、正面から見た場合には4×4のマトリックスになっている。   Here, an enlarged side view of the light emitting element 2 and the rod integrator 4 'is shown in FIG. As shown in this figure, in the present embodiment, the light emitting point of the light emitting element 2 is located in the rod integrator 4 '. Further, since the figure is a side view, each of the four light emitting elements 2 and the rod integrator 4 ′ is shown, but when viewed from the front, it is a 4 × 4 matrix.

ここで、ロッドインテグレータ4′、4′…の斜視図を図8(a)に示す。この図に示すようにロッドインテグレータ4′、4′…は正面からみた場合に4×4のマトリックスとなるようにして束ねられている。
なお、図8(b)に示すように、端面の面積の大きな一つのロッドインテグレータ40を用いることも考えられるが、この場合には、ロッドインテグレータ40の内部での光の反射回数が少なくなるため、図8(a)に示す場合と同じ効果を得るには、ロッドインテグレータ40の長手方向の長さを長くしなければならず、装置が大型化するなどの問題を生じる。
Here, a perspective view of the rod integrators 4 ′, 4 ′,... Is shown in FIG. As shown in this figure, the rod integrators 4 ', 4',... Are bundled so as to form a 4 × 4 matrix when viewed from the front.
As shown in FIG. 8B, it is conceivable to use one rod integrator 40 having a large end surface area, but in this case, the number of times of light reflection inside the rod integrator 40 is reduced. In order to obtain the same effect as that shown in FIG. 8A, the length in the longitudinal direction of the rod integrator 40 must be increased, which causes problems such as an increase in the size of the apparatus.

本実施形態においては、端面の面積が小さな細長いロッドインテグレータ4′を束ねて用いるので、上述の問題は生じない。さらに、発光素子2とロッドインテグレータ4′の対が、マトリクス状に束ねられているので、ロッドインテグレータ4′の集合体から出力される光の光量が大きくなるという利点を有する。   In the present embodiment, since the elongated rod integrator 4 ′ having a small end surface area is used in a bundle, the above-described problem does not occur. Furthermore, since the pair of the light emitting element 2 and the rod integrator 4 'are bundled in a matrix, there is an advantage that the amount of light output from the aggregate of the rod integrator 4' is increased.

なお、ロッドインテグレータ4′を集合させているので、それらの境目が照明対象に映ることがある。
そこで、束ねられているロッドインテグレータ4′のそれぞれの先端部分を覆うロッドインテグレータ42をさらに設けるようにしても良い。このときのロッドインテグレータ4′とロッドインテグレータ42の側面図を図9に示す。ロッドインテグレータ42は、直方体で中空の本体を有しており、本体内面がミラーになっている。
Since the rod integrator 4 'is assembled, the boundary between them may be reflected in the illumination target.
Therefore, a rod integrator 42 may be further provided to cover each tip portion of the bundled rod integrator 4 '. FIG. 9 shows a side view of the rod integrator 4 ′ and the rod integrator 42 at this time. The rod integrator 42 has a rectangular parallelepiped hollow body, and the inner surface of the body is a mirror.

以上の構成によれば、ロッドインテグレータ4′の集合からの出射光がロッドインテグレータ42によってミキシングされるので、ロッドインテグレータ4′の集合体の境目が消滅した照射光が反射型表示デバイス10に入射されることになる。
なお、本実施形態において中実のロッドインテグレータを用いても勿論構わない。
According to the above configuration, since the emitted light from the set of rod integrators 4 ′ is mixed by the rod integrator 42, the irradiation light with the boundary between the aggregates of the rod integrator 4 ′ disappearing is incident on the reflective display device 10. Will be.
Of course, a solid rod integrator may be used in this embodiment.

<第3実施形態>
図10は、本発明の第3実施形態である照明光学装置の構成を示す図である。この実施形態においては、第2実施形態において示した光源のユニットを3台設け、それぞれの発光素子として、緑、赤、青のLEDを用いている。図10においては、緑のLEDを用いたユニットをユニットU1、赤のLEDを用いたユニットをユニットU2、青のLEDを用いたユニットをユニットU3として示している。
また、各ユニットU1〜U3の出射光を照射対象である反射型表示デバイス10に導くリレーレンズ6a、6b、6cおよびクロスダイクロイックプリズム14が設けられている。
<Third Embodiment>
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of an illumination optical apparatus according to the third embodiment of the present invention. In this embodiment, three light source units shown in the second embodiment are provided, and green, red, and blue LEDs are used as the respective light emitting elements. In FIG. 10, a unit using a green LED is shown as a unit U1, a unit using a red LED is shown as a unit U2, and a unit using a blue LED is shown as a unit U3.
In addition, relay lenses 6a, 6b, 6c and a cross dichroic prism 14 for guiding the emitted light of each unit U1 to U3 to the reflective display device 10 to be irradiated are provided.

ユニットU1〜3から出射された照明光はリレーレンズ6a〜6cのそれぞれによって平行光になり、クロスダイクロイックプリズム14に出射される。クロスダイクロイックプリズム14に入射されたユニットU1からの照明光はクロスダイクロイックプリズム14を透過し全反射プリズム8に出射される。ユニットU2からの照明光はクロスダイクロイックプリズム14によって光路が90度折り曲げられ全反射プリズム8に出射される。ユニットU3からの照明光も同じようにクロスダイクロイックプリズム14によって光路が90度折り曲げられ全反射プリズム8に出射される。   The illumination light emitted from the units U1 to U3 is converted into parallel light by the relay lenses 6a to 6c and emitted to the cross dichroic prism 14. The illumination light from the unit U 1 that has entered the cross dichroic prism 14 passes through the cross dichroic prism 14 and is emitted to the total reflection prism 8. The illumination light from the unit U2 is emitted by the cross dichroic prism 14 to the total reflection prism 8 with the optical path bent by 90 degrees. Similarly, the illumination light from the unit U3 is emitted by the cross dichroic prism 14 to the total reflection prism 8 after the optical path is bent by 90 degrees.

以上のようにして、それぞれのユニットから入射される緑、赤、青のそれぞれの照明光を順次出射し、各色が出射されているタイミングにおいて、反射型表示デバイス10がその色の像を生成することにより、カラー画像が生成される。   As described above, the green, red, and blue illumination lights incident from the respective units are sequentially emitted, and the reflective display device 10 generates an image of the color at the timing when each color is emitted. As a result, a color image is generated.

<他の実施形態>
上記各実施形態では、DMDを用いたDLP方式のプロジェクターに適用する場合を例に照明光学装置を説明した。しかし、プロジェクターには、DLP方式以外にも、例えばLCOS(Liquid Crystal On Silicon)方式のプロジェクターや、透過型LCDプロジェクターなど各種のものがある。本発明に係る照明装置は、プロジェクターの方式に合わせて必要な変形を加えることにより、表示素子や光学方式を問わず、各種のプロジェクターに適用可能である。
<Other embodiments>
In each of the above-described embodiments, the illumination optical device has been described by way of example when applied to a DLP projector using DMD. However, in addition to the DLP system, there are various projectors such as an LCOS (Liquid Crystal On Silicon) system projector and a transmissive LCD projector. The illumination device according to the present invention can be applied to various projectors regardless of the display element or the optical system by making necessary modifications according to the system of the projector.

また、上記実施形態では、1つの発光素子に1つのロッドインテグレータを設けた場合を示したが、ロッドインテグレータに対する発光素子の数は1つに限らず、複数であってもよい。図11にその例を示した。図11においては、1つのロッドインテグレータ4′に対して、2つの発光素子2を設けた場合を示した。   Moreover, although the case where one rod integrator was provided in one light emitting element was shown in the said embodiment, the number of the light emitting elements with respect to a rod integrator is not restricted to one, A plurality may be sufficient. An example is shown in FIG. FIG. 11 shows a case where two light emitting elements 2 are provided for one rod integrator 4 ′.

また、発光素子の色は単色に限らず、図12に示すように、複数色のLEDを発光素子2として設けるようにしてもよい。なお、図12における「R」、「B」、「G」はそれぞれ赤、青、緑のLEDであることを示している。さらに、LEDの数は前述した実施形態や図12に示した3×3の個数に限らず、さらに多数(m×n)設けるようにしてもよい。   The color of the light emitting element is not limited to a single color, and a plurality of colors of LEDs may be provided as the light emitting element 2 as shown in FIG. In FIG. 12, “R”, “B”, and “G” indicate red, blue, and green LEDs, respectively. Furthermore, the number of LEDs is not limited to the 3 × 3 number shown in the above-described embodiment and FIG. 12, and a larger number (m × n) may be provided.

本発明の第1実施形態である照明光学装置を有するプロジェクターの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the projector which has the illumination optical apparatus which is 1st Embodiment of this invention. 同実施形態に係る発光素子とロッドインテグレータの配置例である。It is an example of arrangement | positioning of the light emitting element and rod integrator which concern on the same embodiment. 同実施形態に係る反射型表示デバイスの説明図である。FIG. 44E is an explanatory diagram of the reflective display device according to the embodiment. 同実施形態に係る発光素子の光強度分布を示す図である。It is a figure which shows the light intensity distribution of the light emitting element which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係るロッドインテグレータの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the rod integrator which concerns on the same embodiment. 本発明の第2実施形態である照明光学装置を有するプロジェクターの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the projector which has the illumination optical apparatus which is 2nd Embodiment of this invention. 同実施形態に係る発光素子とロッドインテグレータの側面図である。It is a side view of the light emitting element and rod integrator concerning the embodiment. 同実施形態に係るロッドインテグレータの斜視図である。It is a perspective view of the rod integrator concerning the embodiment. 同実施形態に係るロッドインテグレータの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the rod integrator which concerns on the same embodiment. 本発明の第3実施形態である照明光学装置を有するプロジェクターの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the projector which has the illumination optical apparatus which is 3rd Embodiment of this invention. 他の実施形態における発光素子とロッドインテグレータの配置例である。It is the example of arrangement | positioning of the light emitting element and rod integrator in other embodiment. 同実施形態における発光素子の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the light emitting element in the embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

2…発光素子、4,4′,40…ロッドインテグレータ、6…リレーレンズ部、8…全反射プリズム、10…反射型表示デバイス、12…投射レンズ、14…クロスダイクロイックプリズム、100…照明光学装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Light emitting element, 4, 4 ', 40 ... Rod integrator, 6 ... Relay lens part, 8 ... Total reflection prism, 10 ... Reflective display device, 12 ... Projection lens, 14 ... Cross dichroic prism, 100 ... Illumination optical apparatus

Claims (7)

入力端面から出力端面に向けて伸びる柱状の本体を有し、前記入力端面に光が入射されると前記本体の内部で反射しながら前記出力端面に向うよう構成され、前記入力端面に入射された光をミキシングして出力する光ミキシング部材と、
前記光ミキシング部材の入力端面の近傍に設けられる発光素子と
を具備することを特徴とする光源装置。
It has a columnar body extending from the input end face toward the output end face. When light is incident on the input end face, the light is incident on the input end face while being reflected inside the body. An optical mixing member that mixes and outputs light; and
A light emitting device provided in the vicinity of an input end face of the optical mixing member.
入力端面から出力端面に向けて伸びる柱状の本体を有し、前記入力端面に光が入射されると前記本体の内部で反射しながら前記出力端面に向うよう構成され、前記入力端面に入射された光をミキシングして出力する光ミキシング部材と、前記入力端面の近傍に設けられる発光素子とが対になった発光ユニットを複数設け、
前記各発光ユニットは前記光ミキシング部材が束ねられるようにして集合して構成されていることを特徴とする光源装置。
It has a columnar body extending from the input end face toward the output end face. When light is incident on the input end face, the light is incident on the input end face while being reflected inside the body. A plurality of light emitting units in which a light mixing member that mixes and outputs light and a light emitting element provided in the vicinity of the input end surface are paired,
Each of the light emitting units is configured to be assembled so that the light mixing members are bundled together.
一の端面から他の端面に向けて伸びる柱状の本体を有し、前記一の端面に光が入射されると前記本体の内部で反射しながら前記他の端面に向うよう構成され、前記一の端面に入射された光をミキシングして出力する第2の光ミキシング部材を有し、前記一の端面には、束ねられた前記各光ミキシング部材の各出力端面から出射される複数の光が入射されることを特徴とする請求項2記載の光源装置。   A columnar main body extending from one end face toward the other end face, and configured to be directed toward the other end face while being reflected inside the main body when light is incident on the one end face; A second optical mixing member that mixes and outputs the light incident on the end surface, and a plurality of light beams emitted from the output end surfaces of the bundled optical mixing members are incident on the one end surface; The light source device according to claim 2, wherein: 前記発光素子は主たる光量を出射する範囲が前記入力端面に重なり、前記範囲の境界線が、前記入力端面の縁部に位置するように、前記光ミキシング部材の近傍に配置されることを特徴とする請求項1から3いずれかに記載の光源装置。   The light emitting element is disposed in the vicinity of the optical mixing member so that a range in which a main light amount is emitted overlaps with the input end face, and a boundary line of the range is located at an edge of the input end face. The light source device according to claim 1. 前記入力端面の近傍に設けられる前記発光素子は複数であることを特徴とする請求項1から4いずれかに記載の光源装置。   5. The light source device according to claim 1, wherein a plurality of the light emitting elements are provided in the vicinity of the input end face. 前記各発光素子は、出力光の波長が異なる複数のグループに分かれていることを特徴とする請求項2または3記載の光源装置。   4. The light source device according to claim 2, wherein each of the light emitting elements is divided into a plurality of groups having different wavelengths of output light. 請求項2または3記載の光源装置を複数設けるとともに、各光源装置の出力光を同一の照射対象物に導く光学系を有することを特徴とする複合光源装置。   A compound light source device comprising a plurality of light source devices according to claim 2 and an optical system for guiding output light of each light source device to the same irradiation object.
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