JP2006317611A - Illuminating optical apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an illuminating optical apparatus efficiently composing and outputting light from a plurality of light sources without performing light shielding causing heat generation and the change of polarization. <P>SOLUTION: A condenser lens 130 condenses a main illuminating light from a main light source 110 and a sub illuminating light from a sub light source 120 on a common focus. A rod integrator 150 is a means for adding and homogenizing the main illuminating light and the sub illuminating light supplied to the focus in such a way, and is fixed while its incident surface is positioned on the focus of the condenser lens 130. The main illuminating light and the sub illuminating light made incident on the rod integrator 150 are propagated to an emitting surface while they are reflected on the inner wall surface of the rod integrator 150. In the process of such propagation, the main illuminating light and the sub illuminating light are stirred, become the homogenized light and are output from the emitting surface of the rod integrator 150. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、プロジェクター(投射装置)などの画像表示装置の光源として好適な照明光学装置に関する。   The present invention relates to an illumination optical apparatus suitable as a light source for an image display apparatus such as a projector (projection apparatus).

画像表示装置であるプロジェクターは、光源より出射される照明光を赤色、青色、緑色の波長帯域に分離して液晶表示パネル等の空間変調素子によりそれぞれ変調した後、これら空間変調素子の出射光を合成光学系により合成した後、スクリーンに投射し、カラーの表示画像を形成する。このようなプロジェクター用の光源として、可視光の波長帯域で発光効率の高い超高圧水銀ランプがある。しかしながら、超高圧水銀ランプは、青色、緑色の波長帯域である440〔nm〕近辺の波長帯域、550〔nm〕近辺の波長帯域においては、十分な光量を確保できるのに対し、赤色の波長帯域である600〔nm〕以上の波長帯域においては、これら青色、緑色の波長帯域に比して、十分な光量を確保することができない。このため、従来は、白色表示時の色度を適正値近くに保つため、弱い赤色波長帯域に合わせて青色、緑色波長帯域の光量を低下させるという措置を採っていた。青色、緑色波長帯域の光量を低下させないと、本来白く表示させるべきものが緑っぽい白色になるからである。しかし、このような措置を採るとすると、例えばD65(一般的に白色の基準とされている色度)を基準として考えた場合、全波長帯域の光量を強度の弱い赤色波長帯域に合わせるので、その分、表示画面が暗くなることを避け得ない。また、光源から出射される照明光の一部が無駄に消費されるという問題がある。   A projector that is an image display device divides illumination light emitted from a light source into red, blue, and green wavelength bands and modulates them with a spatial modulation element such as a liquid crystal display panel. After being synthesized by the synthesis optical system, it is projected on a screen to form a color display image. As a light source for such a projector, there is an ultra-high pressure mercury lamp with high luminous efficiency in the visible light wavelength band. However, the ultra-high pressure mercury lamp can secure a sufficient amount of light in the wavelength band near 440 [nm], which is the blue and green wavelength band, while the red wavelength band is in the wavelength band near 550 [nm]. In the wavelength band of 600 [nm] or more, a sufficient amount of light cannot be ensured as compared with the blue and green wavelength bands. For this reason, conventionally, in order to keep the chromaticity at the time of white display close to an appropriate value, measures have been taken to reduce the amount of light in the blue and green wavelength bands in accordance with the weak red wavelength band. This is because if the amount of light in the blue and green wavelength bands is not reduced, what should be displayed in white becomes greenish white. However, when such measures are taken, for example, when considering D65 (chromaticity that is generally regarded as a white reference) as a reference, the amount of light in the entire wavelength band is adjusted to the red wavelength band with low intensity. Therefore, it is inevitable that the display screen becomes dark. In addition, there is a problem that part of the illumination light emitted from the light source is wasted.

特許文献1は、このような問題を解決するべく図4に示す照明光学装置を開示している。この照明光学装置は、超高圧水銀ランプ5による主光源6と、半導体レーザ7を用いたレーザ光源による副光源8とを有している。ここで主光源6は、超高圧水銀ランプ5より出射されるほぼ白色光による照明光を直接にまたはリフレクタ9により反射してフライアイレンズ10Aおよび10Bに出力する。フライアイレンズ10Aおよび10Bは、この主光源による主の照明光について、光量分布を均一化して出射する。続く偏光変換素子12は、P偏光成分をS偏光成分に変換してフライアイレンズ10Aおよび10Bの出射光を透過する。コンデンサレンズ13は、偏光変換素子12の出射光をほぼ平行光線に変換して出射する。これらにより主光源6は、ほぼ均一な光量分布により、またほぼ平行光線により超高圧水銀ランプ5による主の照明光を出射する。これに対して副光源8は、半導体レーザ7より、赤の波長帯域である波長約650〔nm〕のレーザビームを出射する。副光源8は、このレーザビームの光軸が主の照明光の光路に対してほぼ直交するように配置され、所定の光学系14を介して、レーザビームの光束形状を補正し、また光量分布、発散角を補正する。なお副光源8は、主照明光の偏光面と対応する偏光面となるように、半導体レーザ7の傾き等が設定されている。   Patent Document 1 discloses an illumination optical device shown in FIG. 4 in order to solve such a problem. This illumination optical device has a main light source 6 using an ultra-high pressure mercury lamp 5 and a sub-light source 8 using a laser light source using a semiconductor laser 7. Here, the main light source 6 reflects the illumination light of substantially white light emitted from the ultrahigh pressure mercury lamp 5 directly or by the reflector 9 and outputs it to the fly-eye lenses 10A and 10B. The fly-eye lenses 10A and 10B emit the main illumination light from the main light source with a uniform light amount distribution. The subsequent polarization conversion element 12 converts the P-polarized component into the S-polarized component and transmits the light emitted from the fly-eye lenses 10A and 10B. The condenser lens 13 converts the light emitted from the polarization conversion element 12 into a substantially parallel light and emits it. As a result, the main light source 6 emits main illumination light from the ultrahigh pressure mercury lamp 5 with a substantially uniform light amount distribution and with substantially parallel light rays. In contrast, the sub-light source 8 emits a laser beam having a wavelength of about 650 [nm], which is a red wavelength band, from the semiconductor laser 7. The sub-light source 8 is disposed so that the optical axis of the laser beam is substantially orthogonal to the optical path of the main illumination light, corrects the light beam shape of the laser beam via a predetermined optical system 14, and also distributes the light amount. Correct the divergence angle. Note that the tilt of the semiconductor laser 7 is set so that the sub light source 8 has a polarization plane corresponding to the polarization plane of the main illumination light.

主および副の照明光の各光路が交差する位置には、主および副の照明光の各光路にほぼ45度の角度により傾くように反射型ホログラム素子17が配置されている。ここで反射型ホログラム素子17は、リップマン型のいわゆる厚いホログラムであり、回折波長帯域の選定により、副の照明光を矢印X方向に反射するとともに、この副の照明光に対応する波長帯域を除いて、主の照明光を透過して矢印X方向に出力する。この反射型ホログラム素子17により、主の照明光において不足する赤色帯域が副の照明光により置き換えられ、十分な光量を確保してなる照明光が矢印X方向に出射される。
特開2002−296680号公報
A reflection hologram element 17 is disposed at a position where the optical paths of the main and sub illumination lights intersect with each other so as to be inclined at an angle of approximately 45 degrees with respect to the optical paths of the main and sub illumination lights. Here, the reflection hologram element 17 is a so-called thick Lippmann hologram, and reflects the secondary illumination light in the direction of the arrow X by selecting the diffraction wavelength band, and excludes the wavelength band corresponding to the secondary illumination light. Thus, the main illumination light is transmitted and output in the arrow X direction. The reflection type hologram element 17 replaces the insufficient red band in the main illumination light with the sub illumination light, and emits the illumination light with sufficient light quantity in the direction of the arrow X.
JP 2002-296680 A

ところで、上述した従来の照明光学装置は、赤色波長帯域の光量を増加させるために、主の照明光における赤色波長帯域の光を反射型ホログラム素子17により遮り、それに代えて副光源8の出力光を主の照明光と共に出力しているので、赤色波長帯域の光を遮る際に熱が発生し、この熱を逃がすための手段が必要であるという問題がある。また、従来の照明光学装置は、偏光変換素子12での損失が大きく、ここで損失したエネルギーは熱となり、この熱が有機系フィルムを材料とした偏光変換素子の一部のλ/2板に悪影響を与えるという問題がある。さらに偏光変換素子は高価であるという問題もある。また、従来の照明装置は、副光源として半導体レーザを用いているので、消費電力が嵩み、かつ、コスト高になるという問題がある。ここで、副光源を赤色LEDなどにより構成することが考えられる。しかし、赤色LEDの光量と、同一波長帯域における超高圧水銀ランプの光量を比較すると、後者の方が大きい。従来の照明光学装置における副光源を半導体レーザから赤色LEDに置き換えるとすると、赤色波長帯域が緑色、青色波長帯域に比べて不足している分を補う照明光を得るための赤色LEDだけでなく、遮光される主の照明光における赤色波長帯域の光量を回復するための赤色LEDを設ける必要がある。従って、副光源として極めて多数の赤色LEDを設ける必要があり、これは現実的でない。   By the way, in the conventional illumination optical device described above, in order to increase the amount of light in the red wavelength band, the light in the red wavelength band in the main illumination light is blocked by the reflective hologram element 17, and instead the output light of the sub-light source 8. Is output together with the main illumination light, so that heat is generated when the light in the red wavelength band is blocked, and there is a problem that means for releasing this heat is required. Further, in the conventional illumination optical device, the loss at the polarization conversion element 12 is large, and the energy lost here becomes heat, and this heat is applied to a part of the λ / 2 plate of the polarization conversion element made of an organic film. There is a problem of adverse effects. Further, there is a problem that the polarization conversion element is expensive. Further, since the conventional illumination device uses a semiconductor laser as a sub-light source, there is a problem that power consumption increases and the cost is increased. Here, it is conceivable that the auxiliary light source is constituted by a red LED or the like. However, when comparing the light quantity of the red LED and the light quantity of the ultra-high pressure mercury lamp in the same wavelength band, the latter is larger. If the sub-light source in the conventional illumination optical device is replaced with a red LED from a semiconductor laser, the red wavelength band is not only a red LED for obtaining illumination light that compensates for the shortage of the green wavelength band compared to the blue wavelength band, It is necessary to provide a red LED for recovering the amount of light in the red wavelength band in the main illumination light to be shielded. Therefore, it is necessary to provide a very large number of red LEDs as sub-light sources, which is not practical.

この発明は、以上説明した事情に鑑みてなされたものであり、発熱を生じさせる遮光を行うことなく、また、偏光変換による光損失を伴うこともなく、複数の光源からの光を無駄なく合成して出力することができる照明光学装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the circumstances described above, and synthesizes light from a plurality of light sources without waste without performing light shielding that causes heat generation and without causing light loss due to polarization conversion. An object of the present invention is to provide an illumination optical device that can output the output.

この発明は、主照明光を出力する主光源と、副照明光を出力する副光源と、前記主照明光および副照明光を共通の焦点に集めるコンデンサレンズと、前記コンデンサレンズの焦点に入射面を位置させ、出射面から前記主照明光および副照明光を加算した照明光を出力するロッドインテグレータとを具備することを特徴とする照明光学装置を提供する。
かかる発明によれば、遮光や偏光変換という手段を用いることなく主照明光と副照明光を加算することができ、不要な発熱や光損失を生じさせることなく、所望の波長強度特性を持った照明光を得ることができる。
The present invention includes a main light source that outputs main illumination light, a sub light source that outputs sub illumination light, a condenser lens that collects the main illumination light and the sub illumination light at a common focal point, and an incident surface at a focal point of the condenser lens. And a rod integrator that outputs illumination light obtained by adding the main illumination light and the sub illumination light from the exit surface.
According to this invention, the main illumination light and the sub-illumination light can be added without using means such as light shielding and polarization conversion, and the desired wavelength intensity characteristic is obtained without causing unnecessary heat generation and light loss. Illumination light can be obtained.

以下、図面を参照し、この発明の実施の形態を説明する。
<第1実施形態>
図1は、この発明の第1実施形態である照明光学装置100を有するDLP(登録商標)(Digital Light Processing(登録商標))方式のプロジェクターの構成を示す側面図である。また、図2は、照明光学装置100の概略構成を示す斜視図である。なお、図2では、図面が煩雑になるのを防止するため、図1におけるコンデンサレンズ130の図示が省略されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<First Embodiment>
FIG. 1 is a side view showing the configuration of a DLP (registered trademark) (Digital Light Processing (registered trademark)) type projector having an illumination optical apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of the illumination optical device 100. In FIG. 2, the condenser lens 130 in FIG. 1 is not shown in order to prevent the drawing from becoming complicated.

照明光学装置100において、主光源110は、前掲図4における主光源6と同様、超高圧水銀ランプ111と、この超高圧水銀ランプ111からの出力光を反射し、平行光として出力するリフレクタ112とにより構成されている。副光源120は、赤色LED121とこの赤色LED121からの出力光を平行光とするコリメートレンズ121とからなり、リフレクタ112の開口部の周囲に設けられている。さらに詳述すると、リフレクタ112の開口部の周囲には、図2に示すように、円環状の支持部材123が固定されており、副光源120は、そこに複数個固定されている。副光源120は、主光源110における平行光の出力方向と平行な方向に平行光を出力する。   In the illumination optical device 100, the main light source 110 is similar to the main light source 6 in FIG. 4 described above, and an ultra high pressure mercury lamp 111, and a reflector 112 that reflects the output light from the ultra high pressure mercury lamp 111 and outputs it as parallel light. It is comprised by. The sub-light source 120 includes a red LED 121 and a collimating lens 121 that uses the output light from the red LED 121 as parallel light, and is provided around the opening of the reflector 112. More specifically, as shown in FIG. 2, an annular support member 123 is fixed around the opening of the reflector 112, and a plurality of auxiliary light sources 120 are fixed thereto. The secondary light source 120 outputs parallel light in a direction parallel to the parallel light output direction of the main light source 110.

コンデンサレンズ130およびロッドインテグレータ150は、主光源110の出力光と副光源120の出力光とを加算均質化して照明光を出力する光加算手段を構成している。まず、コンデンサレンズ130は、以上説明した主光源110からの平行光と副光源120からの平行光を共通の焦点に集光させる。ロッドインテグレータ150は、このようにして焦点に向けて供給される主光源110からの光と副光源120からの光を加算する手段であり、コンデンサレンズ130の焦点に入射面を位置させた状態で固定されている。カラーホイール140は、照明光学装置100の出力光の色をR、G、B、R、〜という具合に時分割的に切り換えるための手段であり、コンデンサレンズ130とロッドインテグレータ150との間の位置に設けられている。このカラーホイール140は、図2に示すように、R、G、Bの各色の光を透過させる扇形のカラーフィルタからなり、プロジェクターによる画像の投射が行われる期間、図示のように回転駆動される。コンデンサレンズ130からの光はこのカラーホイール140を介してロッドインテグレータ150の入射面に到達する。   The condenser lens 130 and the rod integrator 150 constitute light adding means for adding and homogenizing the output light of the main light source 110 and the output light of the sub light source 120 to output illumination light. First, the condenser lens 130 condenses the parallel light from the main light source 110 and the parallel light from the sub light source 120 described above on a common focus. The rod integrator 150 is a means for adding the light from the main light source 110 and the light from the sub-light source 120 supplied toward the focal point in this way, with the incident surface positioned at the focal point of the condenser lens 130. It is fixed. The color wheel 140 is a means for switching the color of the output light of the illumination optical device 100 in a time division manner such as R, G, B, R,..., And is a position between the condenser lens 130 and the rod integrator 150. Is provided. As shown in FIG. 2, the color wheel 140 is formed of a fan-shaped color filter that transmits light of each color of R, G, and B, and is rotationally driven as shown in the figure while the image is projected by the projector. . Light from the condenser lens 130 reaches the incident surface of the rod integrator 150 via the color wheel 140.

ロッドインテグレータ150の入射面には、主光源110からの出力光のうちカラーホイール140により選択された色の光と副光源120からの出力光のうちカラーホイール140により選択された色の光が入射する。これらの入射光は、ロッドインテグレータ150の内壁面に反射されながら出射面に向けて伝播する。この伝播の過程において、主光源110からの出力光および副光源120からの出力光は攪拌され、均質化された光となってロッドインテグレータ150の出射面から出力される。このロッドインテグレータ150からの出力光は、リレー系160を通過することにより平行光とされ、照明光学装置100の出力光として出力される。このように、本実施形態では、発熱の原因となる遮光や偏光変換という手段を用いることなく、主光源110の出力光と副光源120の出力光が合成され、合成された照明光がプロジェクターにおける投射手段に送られる。以下、この投射手段の構成を説明する。   The light of the color selected by the color wheel 140 from the output light from the main light source 110 and the light of the color selected by the color wheel 140 from the output light from the sub-light source 120 are incident on the incident surface of the rod integrator 150. To do. These incident lights propagate toward the exit surface while being reflected by the inner wall surface of the rod integrator 150. In this propagation process, the output light from the main light source 110 and the output light from the sub-light source 120 are agitated and output as a homogenized light from the exit surface of the rod integrator 150. The output light from the rod integrator 150 is converted into parallel light by passing through the relay system 160 and output as output light of the illumination optical device 100. As described above, in the present embodiment, the output light of the main light source 110 and the output light of the sub light source 120 are combined without using light shielding or polarization conversion that causes heat generation, and the combined illumination light is transmitted to the projector. Sent to projection means. Hereinafter, the configuration of the projection means will be described.

TIRプリズム(内面全反射プリズム)201は、2つ以上のプリズムを貼合し、プリズム境界面201Aに空気層を持たせたプリズムであり、臨界角以上で入射する光を反射し、臨界角以内で入射する光を透過する特性を持つ。本実施形態における光学系は、リレー系160より射出された光が、このTIRプリズム201に入射し、プリズム同士の境界面201Aに臨界角以上の入射角で入射し、DMD202からTIRプリズム201側に反射される光は、臨界角以内の入射角で入射するように設計されている。従って、リレー系160からTIRプリズム201に入射した光は、このプリズム同士の境界面201Aにおいて反射され、DMD202に入射し、DMD202側からの反射光は、TIRプリズム201の境界面201から投射レンズ203側に透過する。   The TIR prism (inner total reflection prism) 201 is a prism in which two or more prisms are bonded together and an air layer is provided on the prism boundary surface 201A, and reflects incident light at a critical angle or more, within a critical angle. It has the characteristic of transmitting the incident light. In the optical system according to the present embodiment, the light emitted from the relay system 160 enters the TIR prism 201, enters the boundary surface 201A of the prisms at an incident angle greater than the critical angle, and passes from the DMD 202 to the TIR prism 201 side. The reflected light is designed to be incident at an incident angle within a critical angle. Therefore, the light incident on the TIR prism 201 from the relay system 160 is reflected at the boundary surface 201A between the prisms and incident on the DMD 202, and the reflected light from the DMD 202 side is projected from the boundary surface 201 of the TIR prism 201 to the projection lens 203. Permeate to the side.

DMD202は、画面を構成する複数の画素に対応したミラーを平面状に配列したアレイであり、このアレイにおける各ミラーは各画素のON/OFFを指定する画像データによりチルトされる。すなわち、ON状態とする画素に対応したミラーについてはTIRプリズム201からの光を同TIRプリズム201側に反射させ、OFF状態とする画素に対応したミラーについてはTIRプリズム201からの光を同TIRプリズム201のある側とは異なる方角に反射させ、という具合に各画素のON/OFFに対応した各ミラーの向きの制御が行われる。また、このDMD202の駆動制御は、上述したカラーホイール130の回転駆動に同期して行われる。すなわち、ある色の照明光が照明光学装置100からDMD202に供給されるときには、その色の画像データにより各画素に対応したミラーの駆動が行われる、という具合にR、G、Bの各色に対応した照明光学装置100による照明光の色の切り換え制御とDMD202における駆動用の画像データの色の切り換え制御が同期して進められるのである。この結果、投射レンズ203により、図示しないスクリーンにカラー映像が表示される。   The DMD 202 is an array in which mirrors corresponding to a plurality of pixels constituting the screen are arranged in a plane, and each mirror in this array is tilted by image data designating ON / OFF of each pixel. That is, for the mirror corresponding to the pixel to be turned on, the light from the TIR prism 201 is reflected to the TIR prism 201 side, and for the mirror corresponding to the pixel to be turned off, the light from the TIR prism 201 is reflected to the TIR prism 201. The direction of each mirror corresponding to ON / OFF of each pixel is controlled such that the light is reflected in a direction different from the side where 201 exists. The drive control of the DMD 202 is performed in synchronization with the rotational drive of the color wheel 130 described above. That is, when illumination light of a certain color is supplied from the illumination optical device 100 to the DMD 202, the mirror corresponding to each pixel is driven by the image data of that color, and so on, corresponding to each color of R, G, and B. The illumination light color switching control by the illumination optical device 100 and the color switching control of the driving image data in the DMD 202 are performed in synchronization. As a result, the projection lens 203 displays a color image on a screen (not shown).

以上説明した本実施形態によれば、発熱の原因となる遮光や偏光変換という手段を用いることなく、異種の光源の照明光を無駄なく合成し、特定の光源だけでは実現することができない所望の波長強度特性を持った照明光を得ることができる。また、本実施形態によれば、主の照明光における赤色波長帯域の光量をそのまま活かし、他の波長帯域に比べて不足している分を副光源により補うので、副光源に要求される光量が従来の照明光学装置に比べて少なくて済む。従って、副光源として、半導体レーザではなく赤色LEDを用いることができる。この赤色LEDの放射光は、殆どが可視光であり、赤外光を含まない。従って、副光源として赤色LEDを用いた場合には、照明損失による熱発生を少なくすることができるという利点がある。   According to the present embodiment described above, it is possible to synthesize illumination lights of different types of light sources without waste without using means such as light shielding and polarization conversion that cause heat generation, and a desired light source that cannot be realized with only a specific light source. Illumination light having wavelength intensity characteristics can be obtained. In addition, according to the present embodiment, the amount of light required for the sub-light source can be reduced by using the amount of light in the red wavelength band of the main illumination light as it is, and making up for the shortage compared to other wavelength bands by the sub-light source. Less than conventional illumination optical devices. Therefore, a red LED can be used as a sub-light source instead of a semiconductor laser. Most of the emitted light of the red LED is visible light and does not contain infrared light. Therefore, when a red LED is used as the auxiliary light source, there is an advantage that heat generation due to illumination loss can be reduced.

<第2実施形態>
図3は、この発明の第2実施形態である照明光学装置100Aを有する3板型DLP(登録商標)方式のプロジェクターの構成を示す側面図である。本実施形態における照明光学装置100Aは、上記第1実施形態における照明光学装置100と異なり、カラーホイール140を有していない。その代わりに、プロジェクターには、照明光学装置100Aから得られる照明光を色成分毎に定められた経路に分岐させる手段が設けられている。具体的には次の通りである。
Second Embodiment
FIG. 3 is a side view showing the configuration of a three-plate DLP (registered trademark) projector having the illumination optical apparatus 100A according to the second embodiment of the present invention. Unlike the illumination optical apparatus 100 according to the first embodiment, the illumination optical apparatus 100A according to the present embodiment does not include the color wheel 140. Instead, the projector is provided with means for branching the illumination light obtained from the illumination optical device 100A into a path determined for each color component. Specifically, it is as follows.

ミラー301は、照明光学装置100Aのリレー系160を介して射出される照明光を約90度折り曲げ(偏向し)、TIRプリズム302に入射させる。本実施形態における光学系は、リレー系160より射出された光が、このTIRプリズム302に入射し、プリズム同士の境界面302aに臨界角以上で入射するように設計されている。従って、リレー系160からTIRプリズム302に入射した光は、このプリズム同士の境界面302aにおいて反射され、ダイクロイックプリズム303に入射する。   The mirror 301 bends (deflects) illumination light emitted through the relay system 160 of the illumination optical apparatus 100A by about 90 degrees and makes it incident on the TIR prism 302. The optical system in the present embodiment is designed so that light emitted from the relay system 160 enters the TIR prism 302 and enters a boundary surface 302a between the prisms at a critical angle or more. Therefore, the light incident on the TIR prism 302 from the relay system 160 is reflected on the boundary surface 302 a between the prisms and enters the dichroic prism 303.

そして、ダイクロイックプリズム303では、このTIRプリズム302から入射した光の波長選択的分光が行われ、分光されたR、G、Bの各光がDMD310R、310G、310Bに入射する。DMD310R、310G、310Bでは、画素に当たるミラーが画像データに基づいてチルトされ、ON状態のミラーにより反射された光は、再びダイクロイックプリズム303に入射する。そして、ダイクロイックプリズム303では、DMD310R、310G、310Bからの光が合成され、TIRプリズム302に入射する。   In the dichroic prism 303, wavelength selective spectroscopy of the light incident from the TIR prism 302 is performed, and the separated R, G, and B lights enter the DMDs 310R, 310G, and 310B. In DMDs 310 </ b> R, 310 </ b> G, and 310 </ b> B, the mirror that hits the pixel is tilted based on the image data, and the light reflected by the mirror in the ON state enters the dichroic prism 303 again. In the dichroic prism 303, the lights from the DMDs 310 R, 310 G, and 310 B are combined and enter the TIR prism 302.

本実施形態における光学系は、このダイクロイックプリズム303からの入射光がTIRプリズム302におけるプリズム同士の境界面302aに臨界角以内で入射するように設計されている。従って、この入射光は、境界面302aを透過して、投射レンズ203に入射し、映像がスクリーン上に拡大表示される。   The optical system in the present embodiment is designed such that incident light from the dichroic prism 303 enters the boundary surface 302a between the prisms in the TIR prism 302 within a critical angle. Therefore, the incident light passes through the boundary surface 302a and enters the projection lens 203, and an image is enlarged and displayed on the screen.

<他の実施形態>
(1)上記各実施形態では、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。
(2)上記各実施形態では、副光源として赤色LEDを用いた。しかし、これに代えて、緑色などのLEDを用いてもよい。その他、黄色やマゼンダといった補色系の発光色のLEDを副光源として用いてもよい。
<Other embodiments>
(1) In each of the embodiments described above, the illumination optical device has been described by taking the case of application to a DLP projector as an example. 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.
(2) In each said embodiment, red LED was used as a sublight source. However, instead of this, a green LED or the like may be used. In addition, LEDs of complementary colors such as yellow and magenta may be used as the sub-light source.

この発明の第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側面図である。1 is a side view illustrating a configuration of a projector having an illumination optical device according to a first embodiment of the present invention. 同実施形態における照明光学装置の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the illumination optical apparatus in the embodiment. この発明の第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側面図である。It is a side view which shows the structure of the projector which has the illumination optical apparatus which is 2nd Embodiment of this invention. 従来の照明光学装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional illumination optical apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

110……主光源、120……副光源、130……コンデンサレンズ、150……ロッドインテグレータ。 110: Main light source, 120: Sub light source, 130: Condenser lens, 150: Rod integrator

Claims (3)

主照明光を出力する主光源と、
副照明光を出力する副光源と、
前記主照明光および副照明光を共通の焦点に集めるコンデンサレンズと、
前記コンデンサレンズの焦点に入射面を位置させ、出射面から前記主照明光および副照明光を加算した照明光を出力するロッドインテグレータと
を具備することを特徴とする照明光学装置。
A main light source that outputs main illumination light;
A secondary light source that outputs secondary illumination light;
A condenser lens that collects the main illumination light and the sub-illumination light at a common focal point;
An illumination optical apparatus comprising: a rod integrator that positions an incident surface at a focal point of the condenser lens and outputs illumination light obtained by adding the main illumination light and the sub illumination light from the emission surface.
前記副光源は、前記主光源の周囲を取り囲んで複数設けられており、各々前記主照明光と平行な副照明光を前記コンデンサレンズに向けて出力することを特徴とする請求項1に記載の照明光学装置。     The said sub light source is provided with two or more surrounding the circumference | surroundings of the said main light source, and each outputs the sub illumination light parallel to the said main illumination light toward the said condenser lens. Illumination optical device. 前記副光源は、前記主光源の出力光の波長帯域の一部である特定波長帯域の光を出力することを特徴とする請求項1または2に記載の照明光学装置。   The illumination optical apparatus according to claim 1, wherein the sub-light source outputs light in a specific wavelength band that is a part of a wavelength band of output light of the main light source.
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