JP2008091143A - Light source device and projector - Google Patents

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JP2008091143A JP2006269166A JP2006269166A JP2008091143A JP 2008091143 A JP2008091143 A JP 2008091143A JP 2006269166 A JP2006269166 A JP 2006269166A JP 2006269166 A JP2006269166 A JP 2006269166A JP 2008091143 A JP2008091143 A JP 2008091143A
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Hiroyuki Shindo
裕幸 新藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light source device capable of receiving light which is radially emitted from a solid light source and orienting the light to a predetermined direction and a projector equipped with this light source device. <P>SOLUTION: In the light guide member 6 of the light source device 41A, the outer surface 6B of the peripheral light guide 7 connected to the second surface area 52 of the solid light source 5 is made total-reflective and a reflection layer P1 is provided between the peripheral light guide 7 and the central light guide 8 connected to the first surface area 52 of the solid light source 5. The light exit surfaces 7A and 7B of the light guides 7 and 8 respectively face to a predetermined direction. This structure can orient, to a predetermined direction, light which is transferred to the light exit surface 7A of the peripheral light guide 7 from the second surface area 52 of the solid light source 5 through the peripheral light guide 7 and light which is transferred to the light exit surface 8A of the central light guide 8 from the first surface area 51 of the solid light source 5 through the peripheral light guide 8. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、固体光源を備えた光源装置、およびこの光源装置を備えたプロジェクタに関する。   The present invention relates to a light source device including a solid light source and a projector including the light source device.

従来、光源と、当該光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置と、形成された光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタが知られている。このようなプロジェクタの光源としては、高圧水銀ランプ等の放電光源が用いられてきたが、近年、環境問題の要請等から光電変換効率が高く、消費電力の少ないLED(Light Emitting Diode)等の固体光源を有する光源装置を用いたプロジェクタが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, a projector including a light source, a light modulation device that modulates a light beam emitted from the light source according to image information to form an optical image, and a projection optical device that magnifies and projects the formed optical image is known. It has been. As a light source for such a projector, a discharge light source such as a high-pressure mercury lamp has been used. Recently, solid light sources such as LEDs (Light Emitting Diodes) that have high photoelectric conversion efficiency and low power consumption due to demands for environmental problems. A projector using a light source device having a light source has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

前記特許文献1に記載のプロジェクタでは、LEDは、LEDパッケージに実装されるLEDチップと、LEDチップの側面および上面を覆うドーム状のレンズキャップとを備えている。このLEDから射出された光は、光路後段に配置されたレンズアレイ等の光学部品によって、それらの光学部品によって決められた所定の光軸方向に光の進行方向を揃えられるとともに、前記光軸方向に直交する面内の面内照度を均一化され、液晶パネルに照射されて光学像を形成する。   In the projector described in Patent Document 1, the LED includes an LED chip mounted on the LED package, and a dome-shaped lens cap that covers a side surface and an upper surface of the LED chip. The light emitted from the LED is aligned in a predetermined optical axis direction determined by the optical component by an optical component such as a lens array disposed in the latter stage of the optical path, and the optical axis direction. The in-plane illuminance in the plane orthogonal to the plane is made uniform, and the liquid crystal panel is irradiated to form an optical image.

特開2006―54352号公報JP 2006-54352 A

しかしながら、前記特許文献1に記載のLEDでは、LEDチップがレンズキャップで覆われているとはいえ、LEDチップから射出された光は、レンズキャップから放射状に射出されるため、レンズアレイに入射しない光は、画像形成に利用されないという問題があった。このため、光の利用効率が低下し、投射画像の輝度の低下等が引き起こされるという問題があった。   However, in the LED described in Patent Document 1, although the LED chip is covered with the lens cap, the light emitted from the LED chip does not enter the lens array because it is emitted radially from the lens cap. There was a problem that light was not used for image formation. For this reason, there has been a problem that the light utilization efficiency is lowered, and the brightness of the projected image is lowered.

本発明の目的は、固体光源から放射状に射出される光を所定の方向に揃えて射出することのできる光源装置、およびこの光源装置を備えたプロジェクタを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a light source device capable of emitting light emitted radially from a solid light source in a predetermined direction and a projector including the light source device.

本発明の光源装置は、素子基板上に実装され、所定電圧の印加により光を射出する固体光源と、前記固体光源に接続され、前記固体光源から入射する光を導光する導光部材と、を備える光源装置であって、前記固体光源は、前記素子基板に沿い、かつ、前記素子基板に対向する側とは反対側の面である第1面部と、前記固体光源の前記第1面部に直交する第2面部とを備え、前記導光部材は、当該導光部材の最外周に配置され、かつ、前記固体光源の少なくとも前記第2面部と一方の端部が接続される略筒形状の外周側導光部と、 前記外周側導光部の内側に配置され、かつ、前記固体光源の少なくとも前記第1面部と一方の端部が接続される中心側導光部と、前記外周側導光部と前記中心側導光部との間に設けられた反射層とを備え、前記外周側導光部の外周面には、反射面が形成され、前記外周側導光部は、前記固体光源の少なくとも前記第2面部に接続された前記一方の端部から入射した光を他方の端部側に導光し、前記中心側導光部は、前記固体光源の少なくとも前記第1面部に接続された前記一方の端部から入射した光を他方の端部側に導光し、前記外周側導光部および前記中心側導光部の前記各他方の端部の端面は、導光された光が射出される射出面とされ、前記外周側導光部の射出面と、前記中心側導光部の射出面とは、共に所定の方向を向いていることを特徴とする。   A light source device of the present invention is mounted on an element substrate and emits light by application of a predetermined voltage, a light guide member connected to the solid light source and guiding light incident from the solid light source, The solid-state light source includes a first surface portion that is a surface along the element substrate and opposite to the side facing the element substrate, and the first surface portion of the solid-state light source. The light guide member is disposed on the outermost periphery of the light guide member, and at least the second surface portion and one end of the solid light source are connected to each other. An outer peripheral light guide, a central light guide disposed inside the outer light guide and connected to at least the first surface and one end of the solid light source; and the outer guide. A reflective layer provided between an optical part and the central light guide part, A reflection surface is formed on the outer peripheral surface of the peripheral light guide, and the outer peripheral light guide transmits light incident from the one end connected to at least the second surface of the solid light source to the other. The light is guided to the end side, and the center-side light guide unit guides light incident from the one end connected to at least the first surface part of the solid-state light source to the other end, The end surfaces of the other end portions of the outer peripheral side light guide portion and the center side light guide portion are exit surfaces from which the guided light is emitted, and the exit surface of the outer peripheral side light guide portion and the center The exit surface of the side light guide unit is characterized by being directed in a predetermined direction.

本発明によれば、中心側導光部と外周側導光部との間には、反射層が設けられているため、固体光源の少なくとも第1面部から中心側導光部に入射した光は、外周側導光部内に進入することなく中心側導光部内を進行し、当該中心側導光部の射出面から射出される。また、固体光源の少なくとも第2面部から外周側導光部に入射した光は、中心側導光部と外周側導光部との間に設けられた反射層と、外周側導光部の外周面に形成された反射面との間で反射を繰り返しながら、外周側導光部内を進行し、当該外周側導光部の射出面から射出される。
ここで、各導光部の射出面は、共に所定の方向を向いているので、固体光源から各導光部に入射した光を、各導光部の各射出面から、所定の方向に揃えて射出することができる。従って、このような本発明の光源装置を、例えば、プロジェクタに利用した場合、固体光源から射出された光を所定の方向に揃えて射出することができるので、固体光源の側方から射出される光を容易に画像形成に利用することができる。
According to the present invention, since the reflective layer is provided between the center side light guide unit and the outer periphery side light guide unit, the light incident on the center side light guide unit from at least the first surface of the solid light source is Then, the light travels in the central light guide without entering the outer light guide, and is emitted from the exit surface of the central light guide. In addition, the light incident on the outer peripheral light guide from at least the second surface of the solid light source is reflected between the central light guide and the outer light guide, and the outer periphery of the outer light guide. While repeating reflection with the reflecting surface formed on the surface, the light travels in the outer light guide part and is emitted from the exit surface of the outer light guide part.
Here, since the exit surface of each light guide unit is oriented in a predetermined direction, the light incident on each light guide unit from the solid light source is aligned in a predetermined direction from each exit surface of each light guide unit. Can be injected. Therefore, when such a light source device of the present invention is used for a projector, for example, the light emitted from the solid light source can be emitted in a predetermined direction, so that it is emitted from the side of the solid light source. Light can be easily used for image formation.

本発明では、前記外周側導光部の外周面、および前記中心側導光部の外周面は、前記各導光部の射出面から射出される光が所定方向に沿うような曲面形状を有していることが好ましい。
本発明によれば、外周側導光部、および中心側導光部の外周面は、各導光部の射出面から射出される光が所定方向に沿うような曲面形状を有しているので、固体光源から各導光部に入射した光を、各射出面から当該射出面に垂直な方向に沿って射出することができる。これにより、固体光源から各導光部に入射した光を、各導光部の射出面から、所定の方向に、より揃えて射出することができる。
In the present invention, the outer peripheral surface of the outer peripheral side light guide unit and the outer peripheral surface of the center side light guide unit have curved surfaces such that light emitted from the exit surface of each light guide unit is along a predetermined direction. It is preferable.
According to the present invention, since the outer peripheral surface of the outer peripheral side light guide unit and the outer peripheral surface of the center side light guide unit have a curved shape in which light emitted from the emission surface of each light guide unit is along a predetermined direction. The light incident on each light guide from the solid light source can be emitted from each exit surface along a direction perpendicular to the exit surface. Thereby, the light incident on each light guide from the solid light source can be emitted more uniformly in a predetermined direction from the emission surface of each light guide.

本発明では、前記外周側導光部および前記中心側導光部の外周面は、平面形状を有していることが好ましい。
本発明によれば、外周側導光部および中心側導光部の外周面は、平面形状を有しているので、各導光部の形状を容易にでき、それぞれの組み立てを簡単に行うことができる。従って、各導光部、ひいては、光源装置の製造を簡略化できる。
In this invention, it is preferable that the outer peripheral surface of the said outer peripheral side light guide part and the said center side light guide part has planar shape.
According to the present invention, since the outer peripheral surfaces of the outer peripheral side light guide part and the center side light guide part have a planar shape, the shape of each light guide part can be facilitated and each assembly can be easily performed. Can do. Therefore, it is possible to simplify the manufacture of each light guide unit and, consequently, the light source device.

本発明では、前記中心側導光部の射出面は、光の射出方向に膨出し、当該中心側導光部から射出される光を、前記導光部材の全体としての射出面の略法線方向に揃えるレンズ効果を有していることが好ましい。
本発明によれば、中心側導光部の射出面は、光の射出方向に膨出しているので、当該射出面から、中心側導光部の中心から外側に傾斜して光が射出されることを抑えることができ、中心側導光部の射出面から所定の方向に確実に光を射出できる。
In the present invention, the exit surface of the center-side light guide portion bulges in the light emission direction, and the light emitted from the center-side light guide portion is substantially normal to the exit surface of the light guide member as a whole. It is preferable to have a lens effect that aligns in the direction.
According to the present invention, since the exit surface of the center-side light guide section bulges in the direction of light emission, light is emitted from the exit surface inclining outward from the center of the center-side light guide section. This can be suppressed, and light can be reliably emitted in a predetermined direction from the emission surface of the center-side light guide unit.

本発明では、前記外周側導光部の射出面と、前記中心側導光部の射出面との面積比は、前記外周側導光部に入射した光量と、前記中心側導光部に入射した光量の比と略等しくなっていることが好ましい。
本発明によれば、外周側導光部および中心側導光部の各射出面の面積比は、固体光源から各導光部に入射した光量の比と略等しくなっているので、各導光部の射出面から射出される光の所定方向に直交する面内の面内照度を均一化でき、ひいては、光源装置の射出光の所定方向に直交する面内の面内照度を均一化できる。
In the present invention, the area ratio between the exit surface of the outer periphery-side light guide unit and the exit surface of the center-side light guide unit is determined by the amount of light incident on the outer periphery-side light guide unit and the center-side light guide unit. It is preferable that the ratio is approximately equal to the ratio of the light quantity.
According to the present invention, the area ratio of the exit surfaces of the outer peripheral side light guide part and the center side light guide part is substantially equal to the ratio of the amount of light incident from the solid light source to each light guide part. The in-plane illuminance in the plane perpendicular to the predetermined direction of the light emitted from the exit surface of the part can be made uniform, and consequently the in-plane illuminance in the plane orthogonal to the predetermined direction of the light emitted from the light source device can be made uniform.

本発明では、前記中心側導光部は、少なくとも第1中心導光部および第2中心導光部を備え、各導光部の間に反射層が介在配置された多層構造に構成され、当該中心側導光部を構成する各導光部の射出面の面積比は、各導光部に入射する光量の比と略等しくなっていることが好ましい。
本発明によれば、中心側導光部は、少なくとも第1中心導光部および第2中心導光部を備えた2層構造以上に構成され、中心側導光部を構成する各導光部の射出面の面積比は、各導光部に入射する光量の比と略等しくなっているので、各導光部の射出面から射出される光の所定方向に直交する面内の面内照度を均一化でき、ひいては、光源装置の射出光の所定方向に直交する面内の面内照度をより均一化できる。
In the present invention, the center-side light guide section includes at least a first center light guide section and a second center light guide section, and is configured in a multilayer structure in which a reflective layer is interposed between the light guide sections. It is preferable that the area ratio of the exit surface of each light guide part constituting the center side light guide part is substantially equal to the ratio of the amount of light incident on each light guide part.
According to the present invention, the center-side light guide section is configured to have at least a two-layer structure including at least the first center light guide section and the second center light guide section, and each light guide section constituting the center-side light guide section. Since the area ratio of the light exit surface is substantially equal to the ratio of the amount of light incident on each light guide, the in-plane illuminance in the plane perpendicular to the predetermined direction of the light emitted from the exit surface of each light guide Can be made uniform, and by extension, the in-plane illuminance in the plane perpendicular to the predetermined direction of the light emitted from the light source device can be made more uniform.

また、本発明のプロジェクタは、前述の光源装置と、前記光源装置から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、変調された光を投射する投射光学装置とを備えていることを特徴とする。
本発明によれば、前述の光源装置と同様の効果を奏することができる他、固体光源から射出された光の略全てを利用することができ、光の利用効率を向上させることができる。これにより、形成画像の輝度を向上することができる。
According to another aspect of the invention, a projector includes the light source device described above, a light modulation device that modulates light emitted from the light source device according to image information, and a projection optical device that projects the modulated light. It is characterized by that.
According to the present invention, the same effects as those of the light source device described above can be obtained, and almost all of the light emitted from the solid light source can be used, so that the light use efficiency can be improved. Thereby, the brightness of the formed image can be improved.

本発明では、前記光源装置の光路後段には、入射光の偏光方向を揃える偏光変換装置が配置され、前記光源装置の射出面は、前記偏光変換装置の入射面と略相似形に形成されていることが好ましい。
本発明によれば、前記偏光変換装置は、入射面を介して入射した光のうち、一方向の偏光光を透過し、他方の偏光光を反射する偏光分離層と、反射された他方の偏光光を、一方向の偏光光の透過方向に沿う方向に反射する反射層と、分離された一方向の偏光光および他方の偏光光のいずれかの光路上に配置され、入射光の偏光方向を変換する位相差層とを備えている。これにより、光源装置から射出されたランダムな偏光光束は、偏光変換装置によって、略1種類の偏光光からなる光束に変換され、光路後方へ向けて射出される。
ここで、本発明によれば、光源装置の射出面は、偏光変換装置の入射面と略相似形に形成されているので、光源装置の射出面と、偏光変換装置の入射面とが略同じ大きさの場合、互いの面を近接配置させることで、光源装置の射出面から射出された光を略全て偏光変換装置の入射面に入射させることができる。
また、源装置の射出面と、偏光変換装置の入射面とが異なる大きさの場合、光源装置の射出面から射出された光をレンズによって拡大、あるいは縮小することで、光源装置の射出面から射出された光を略全て偏光変換装置の入射面に入射させることができる。従って、光の利用効率をより向上させることができる。
In the present invention, a polarization conversion device that aligns the polarization direction of incident light is disposed downstream of the light path of the light source device, and an exit surface of the light source device is formed to be substantially similar to the incident surface of the polarization conversion device. Preferably it is.
According to the present invention, the polarization converter includes a polarization separation layer that transmits polarized light in one direction and reflects the other polarized light out of the light incident through the incident surface, and the reflected other polarized light. A reflective layer that reflects light in a direction along the direction of transmission of polarized light in one direction, and the separated polarized light in one direction and the other polarized light are disposed on the optical path, and the polarization direction of incident light is changed. And a retardation layer for conversion. Thereby, the random polarized light beam emitted from the light source device is converted into a light beam composed of approximately one type of polarized light by the polarization conversion device, and emitted toward the rear of the optical path.
Here, according to the present invention, since the exit surface of the light source device is formed to be substantially similar to the entrance surface of the polarization conversion device, the exit surface of the light source device and the entrance surface of the polarization conversion device are substantially the same. In the case of the size, by arranging the surfaces close to each other, almost all of the light emitted from the exit surface of the light source device can be incident on the entrance surface of the polarization conversion device.
In addition, when the exit surface of the source device and the entrance surface of the polarization conversion device have different sizes, the light emitted from the exit surface of the light source device is enlarged or reduced by a lens so that the light exits from the exit surface of the light source device. Almost all of the emitted light can be incident on the incident surface of the polarization conversion device. Therefore, the light use efficiency can be further improved.

〔第1実施形態〕
以下、本発明の第1実施形態のプロジェクタ1を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクタ1の構成〕
図1は、本実施形態に係るプロジェクタ1の構成を示す模式図である。
本実施形態のプロジェクタ1は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成し、当該光学像を投射レンズ3により拡大投射するものである。このプロジェクタ1は、図1に示すように、画像情報に応じた光学像を形成する光学ユニット4と、形成された光学像を拡大投射する投射レンズ3と、これらを内部に収納する外装筺体2とを備えて構成されている。
なお、図1において、図示は省略するが、外装筺体2内において、投射レンズ3および光学ユニット4以外の空間には、プロジェクタ1内部を冷却する冷却ファン等で構成される冷却ユニット、プロジェクタ1内部の各構成部材に電力を供給する電源ユニット、およびプロジェクタ1全体を制御する制御ユニット等が配置されるものとする。
[First Embodiment]
Hereinafter, a projector 1 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Configuration of Projector 1]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a projector 1 according to the present embodiment.
The projector 1 according to the present embodiment modulates a light beam emitted from a light source according to image information to form an optical image, and enlarges and projects the optical image by a projection lens 3. As shown in FIG. 1, the projector 1 includes an optical unit 4 that forms an optical image corresponding to image information, a projection lens 3 that magnifies and projects the formed optical image, and an exterior housing 2 that houses them. And is configured.
Although not shown in FIG. 1, in the exterior casing 2, a space other than the projection lens 3 and the optical unit 4 is provided in a cooling unit constituted by a cooling fan or the like that cools the inside of the projector 1. It is assumed that a power supply unit that supplies electric power to each of the components and a control unit that controls the entire projector 1 are arranged.

〔外装筺体2および投射レンズ3の構成〕
外装筺体2は、合成樹脂から構成され、図1に示すように、投射レンズ3および光学ユニット4等を内部に収納配置する全体略直方体状に形成されている。この外装筺体2は、詳しい図示は省略するが、プロジェクタ1の天面、前面、背面、および左右両側面をそれぞれ構成するアッパーケースと、プロジェクタ1の底面、前面および背面をそれぞれ構成するロアーケースとで構成され、これらアッパーケースおよびロアーケースは互いにねじ等で固定されている。なお、外装筺体2は、合成樹脂等に限らず、そのほかの材料にて形成してもよく、たとえば、金属等により構成してもよい。
投射レンズ3は、光学ユニット4にて形成された光学像(カラー画像)を、図示しないスクリーン上に結像させるとともに、当該光学像を拡大投射する投射光学装置である。この投射レンズ3は、筒状の鏡筒内に複数のレンズが収納された組レンズとして構成されている。
[Configuration of exterior casing 2 and projection lens 3]
The exterior housing 2 is made of a synthetic resin, and as shown in FIG. 1, the exterior housing 2 is formed in an overall substantially rectangular parallelepiped shape in which the projection lens 3, the optical unit 4, and the like are housed and arranged. Although not shown in detail, the exterior housing 2 includes an upper case that configures the top surface, front surface, back surface, and left and right side surfaces of the projector 1, and a lower case that configures the bottom surface, front surface, and back surface of the projector 1, respectively. The upper case and the lower case are fixed to each other with screws or the like. The exterior casing 2 is not limited to a synthetic resin, but may be formed of other materials, for example, a metal or the like.
The projection lens 3 is a projection optical device that forms an optical image (color image) formed by the optical unit 4 on a screen (not shown) and enlarges and projects the optical image. The projection lens 3 is configured as a combined lens in which a plurality of lenses are housed in a cylindrical lens barrel.

〔光学ユニット4の構成〕
光学ユニット4は、制御ユニットによる制御の下、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して、光学像を形成するものである。この光学ユニット4は、図1に示すように、光源装置41A(41AR,41AG,41AB)と、均一照明光学装置42(42R,42G,42B)と、画像形成装置43とを備えて構成されている。
[Configuration of Optical Unit 4]
The optical unit 4 modulates the light beam emitted from the light source according to image information under the control of the control unit to form an optical image. As shown in FIG. 1, the optical unit 4 includes a light source device 41A (41AR, 41AG, 41AB), a uniform illumination optical device 42 (42R, 42G, 42B), and an image forming device 43. Yes.

光源装置41A(赤色光を射出する光源装置を41AR,緑色光を射出する光源装置を41AG,青色光を射出する光源装置を41ABとする)は、詳しくは後述するが、それぞれ、LED素子から構成されて各色光を射出する固体光源5と、この固体光源5に接続される導光部材6とを備えて構成されている。固体光源5から射出された各色光は、導光部材6により導光され、光路後段の均一照明光学装置42へ射出される。   The light source device 41A (the light source device that emits red light is 41AR, the light source device that emits green light is 41AG, and the light source device that emits blue light is 41AB) will be described in detail later, but each is composed of LED elements. The solid-state light source 5 that emits each color light and the light guide member 6 connected to the solid-state light source 5 are configured. Each color light emitted from the solid light source 5 is guided by the light guide member 6 and then emitted to the uniform illumination optical device 42 in the latter stage of the optical path.

均一照明光学装置42は、後述する画像形成装置43を構成する液晶パネル431の画像形成領域を均一に照明する照明光学系である。図1に示すように、これら均一照明光学装置42(赤色光を射出する照明光学装置を42R,緑色光を射出する照明光学装置を42G,青色光を射出する照明光学装置を42Bとする)は、それぞれ、偏光変換装置421、およびロッドインテグレータ422を備えている。   The uniform illumination optical device 42 is an illumination optical system that uniformly illuminates an image forming area of a liquid crystal panel 431 constituting an image forming device 43 described later. As shown in FIG. 1, these uniform illumination optical devices 42 (42R is an illumination optical device that emits red light, 42G is an illumination optical device that emits green light, and 42B is an illumination optical device that emits blue light). , Respectively, are provided with a polarization conversion device 421 and a rod integrator 422.

偏光変換装置421は、詳しくは後述するが、光源装置41Aから入射した光束を略一種類の偏光光束に変換して光路後段のロッドインテグレータ422に射出する。
ロッドインテグレータ422は、ガラス等の透光性材料から断面矩形状に構成され、偏光変換装置421から入射した光束を内部で反射を繰り返させることにより、光束の面内照度を均一化して射出端面より射出する。
As will be described in detail later, the polarization conversion device 421 converts the light beam incident from the light source device 41A into substantially one type of polarized light beam and emits it to the rod integrator 422 in the latter stage of the optical path.
The rod integrator 422 is made of a translucent material such as glass and has a rectangular cross section. By repeatedly reflecting the light beam incident from the polarization conversion device 421 inside, the in-plane illuminance of the light beam is made uniform from the exit end surface. Eject.

画像形成装置43は、入射した光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成する。この画像形成装置43は、光変調装置としての3つの液晶パネル431(赤色光用の液晶パネルを431R,緑色光用の液晶パネルを431G,青色光用の液晶パネルを431Bとする)と、これら各液晶パネル431の光束入射側にそれぞれ配置される3つの入射側偏光板432と、各液晶パネル431の光射出側にそれぞれ配置される3つの射出側偏光板433と、色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム434とを備えて構成されている。   The image forming apparatus 43 modulates the incident light beam according to image information to form a color image. The image forming apparatus 43 includes three liquid crystal panels 431 as light modulators (the liquid crystal panel for red light is 431R, the liquid crystal panel for green light is 431G, and the liquid crystal panel for blue light is 431B), and these Three incident side polarizing plates 432 arranged on the light beam incident side of each liquid crystal panel 431, three emission side polarizing plates 433 arranged on the light emission side of each liquid crystal panel 431, and a color combining optical device And a cross dichroic prism 434.

各入射側偏光板432には、偏光変換装置421で偏光方向が略一方向に揃えられた各色光が入射し、当該入射側偏光板432は、入射した光束のうち、偏光変換装置421で揃えられた光束の偏光方向と略同一方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものである。この入射側偏光板432は、例えば、サファイアガラスまたは水晶等の透光性基板上に偏光層が貼付された構成を有している。
光変調装置としての液晶パネル431は、詳しい図示を省略するが、一対の透明なガラス基板間に電気光学物質である液晶が密閉封入された構成を有し、前述の制御ユニットからの駆動信号に応じて、液晶の配向状態が制御され、入射側偏光板432を透過した偏光光束の偏光方向を変調する。
Each incident-side polarizing plate 432 receives light of each color whose polarization direction is aligned in substantially one direction by the polarization conversion device 421, and the incident-side polarizing plate 432 aligns the incident light beam by the polarization conversion device 421. Only polarized light having substantially the same direction as the polarization direction of the emitted light beam is transmitted and other light beams are absorbed. The incident-side polarizing plate 432 has a configuration in which a polarizing layer is pasted on a translucent substrate such as sapphire glass or quartz.
Although not shown in detail, the liquid crystal panel 431 as a light modulator has a configuration in which liquid crystal, which is an electro-optical material, is hermetically sealed between a pair of transparent glass substrates. Accordingly, the alignment state of the liquid crystal is controlled, and the polarization direction of the polarized light beam transmitted through the incident side polarizing plate 432 is modulated.

射出側偏光板433は、液晶パネル431から射出された光束のうち、入射側偏光板432における光束の透過軸と直交する偏光方向を有する光束のみ透過させ、その他の光束を吸収するものである。
クロスダイクロイックプリズム434は、射出側偏光板433を透過した色光毎に変調された変調光を合成して光学像(カラー画像)を形成する。このクロスダイクロイックプリズム434は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、2つの誘電体多層膜が形成されている。これら誘電体多層膜は、投射レンズ3と対向する側(G色光側)に配置された射出側偏光板433を介した色光を透過し、残り2つの射出側偏光板433(R色光側およびB色光側)を介した色光を反射する。このようにして、各入射側偏光板432、各液晶パネル431、および各射出側偏光板433にて変調された各色光が合成されてカラー画像が形成される。
The exit side polarizing plate 433 transmits only the light beam having a polarization direction orthogonal to the transmission axis of the light beam in the incident side polarizing plate 432 out of the light beam emitted from the liquid crystal panel 431 and absorbs the other light beams.
The cross dichroic prism 434 forms an optical image (color image) by combining the modulated light modulated for each color light transmitted through the exit-side polarizing plate 433. The cross dichroic prism 434 has a substantially square shape in plan view in which four right-angle prisms are bonded together, and two dielectric multilayer films are formed at the interface where the right-angle prisms are bonded together. These dielectric multilayer films transmit color light through the exit side polarizing plate 433 disposed on the side facing the projection lens 3 (G color light side), and the remaining two exit side polarizing plates 433 (R color light side and B color side). Reflects colored light via the colored light side). In this way, the color lights modulated by the incident-side polarizing plates 432, the liquid crystal panels 431, and the emission-side polarizing plates 433 are combined to form a color image.

〔偏光変換装置421の構成〕
以下、各偏光変換装置421の構成について説明する。
図2は、光源装置41Aおよび偏光変換装置421の構成を説明するための図である。なお、図2では、光源装置41Aの断面を図示した。
偏光変換装置421は、光源装置41Aとロッドインテグレータ422との間に配置され、光源装置41Aから射出された多種類のランダムな偏光光を有する光束を略一種類の直線偏光からなる光束に変換してロッドインテグレータ422に射出する。
[Configuration of Polarization Conversion Device 421]
Hereinafter, the configuration of each polarization conversion device 421 will be described.
FIG. 2 is a diagram for explaining the configuration of the light source device 41 </ b> A and the polarization conversion device 421. In FIG. 2, a cross section of the light source device 41A is shown.
The polarization conversion device 421 is disposed between the light source device 41A and the rod integrator 422, and converts a light beam having various types of randomly polarized light emitted from the light source device 41A into a light beam composed of substantially one type of linearly polarized light. To the rod integrator 422.

具体的に、偏光変換装置421は、図2に示すように、光源装置41Aの導光部材6の射出面6Aに対向配置される入射面421Aを備えた板ガラス4211と、板ガラス4211の内部に介在配置されるとともに、入射光束に対し略45度傾けられて配置され、S偏光光を透過しP偏光光を反射する偏光分離膜4212と、板ガラス4211の傾斜面に形成され、偏光分離膜4212に対し略平行に配置された反射膜4213と、板ガラス4211の光射出側、かつ、反射膜4213に対応する位置に設置された1/2位相差板4214とを備えている。偏光変換装置421の入射面421Aは、長手方向と短手方向との長さの比が16対9に形成された射出面421Bの長手方向の長さを半分にした形状に形成されており、入射面421Aにおける短手方向と長手方向との長さの比が8対9の比に形成されている。なお、本実施形態における射出面421Bの長手方向とは、図2における紙面上下方向に相当する。   Specifically, as shown in FIG. 2, the polarization conversion device 421 includes a plate glass 4211 having an incident surface 421 </ b> A arranged to face the exit surface 6 </ b> A of the light guide member 6 of the light source device 41 </ b> A, and an inside of the plate glass 4211. And a polarization separation film 4212 that transmits the S-polarized light and reflects the P-polarized light, and is formed on the inclined surface of the plate glass 4211, and is disposed on the polarization separation film 4212. A reflective film 4213 disposed substantially parallel to the light-emitting side of the plate glass 4211 and a ½ phase difference plate 4214 disposed at a position corresponding to the reflective film 4213 are provided. The incident surface 421A of the polarization conversion device 421 is formed in a shape that halves the length in the longitudinal direction of the exit surface 421B in which the ratio of the length in the longitudinal direction to the lateral direction is 16: 9, The length ratio between the short side direction and the long side direction on the incident surface 421A is formed to a ratio of 8: 9. In addition, the longitudinal direction of the emission surface 421B in the present embodiment corresponds to the vertical direction of the paper surface in FIG.

光源装置41Aから射出された光束が、入射面421Aに入射すると、まず、偏光分離膜4212にてP偏光光およびS偏光光に分離される。すなわち、S偏光光はそのまま偏光分離膜4212を透過し、板ガラス4211の射出面421Bのうち、1/2位相差板4214が設置されていない部分からロッドインテグレータ422へ向けて射出される。一方、P偏光光は、偏光分離膜4212で反射して光路が反射膜4213側に略90度回転される。偏光分離膜4212で反射し、反射膜4213に向かって進行したP偏光光は、当該反射膜4213で再度反射し、光路が1/2位相差板4214側に略90度回転される。1/2位相差板4214に入射したP偏光光は、位相を1/2πずらされてS偏光光に変換され、ロッドインテグレータ422へ向けて射出される。従って、光源装置41Aから射出されたランダムな偏光光束は、偏光変換装置421によって、略1種類のS偏光光からなる光束に変換され、ロッドインテグレータ422へ向けて射出される。   When the light beam emitted from the light source device 41A is incident on the incident surface 421A, the light is first separated into P-polarized light and S-polarized light by the polarization separation film 4212. That is, the S-polarized light passes through the polarization separation film 4212 as it is, and is emitted toward the rod integrator 422 from a portion of the emission surface 421B of the plate glass 4211 where the 1/2 phase difference plate 4214 is not installed. On the other hand, the P-polarized light is reflected by the polarization separation film 4212 and the optical path is rotated approximately 90 degrees toward the reflection film 4213. The P-polarized light reflected by the polarization separation film 4212 and traveling toward the reflection film 4213 is reflected again by the reflection film 4213, and the optical path is rotated by approximately 90 degrees toward the half phase plate 4214. The P-polarized light that has entered the ½ phase difference plate 4214 is converted into S-polarized light with the phase shifted by ½π, and is emitted toward the rod integrator 422. Accordingly, the randomly polarized light beam emitted from the light source device 41A is converted into a light beam composed of substantially one type of S-polarized light by the polarization conversion device 421 and is emitted toward the rod integrator 422.

ロッドインテグレータ422に入射され、面内照度を均一化された光束は、図1に示すように、液晶パネルを透過し、P偏光光に変換され、各色光に応じた色画像を形成する光束としてプリズム434に入射する。そして、当該プリズム434において、誘電体多層膜により反射した赤色光および青色光と、当該誘電体多層膜を透過した緑色光とが合成され、投射レンズ3から図示しないスクリーン上に拡大投射される。なお、本実施形態では、偏光変換装置421は、光源装置41Aからの入射光をS偏光光に変換したが、P偏光光に変換してもよい。   As shown in FIG. 1, a light beam that is incident on the rod integrator 422 and has a uniform in-plane illuminance is transmitted through a liquid crystal panel and converted into P-polarized light, and forms a color image corresponding to each color light. The light enters the prism 434. In the prism 434, the red light and the blue light reflected by the dielectric multilayer film and the green light transmitted through the dielectric multilayer film are combined and enlarged and projected from the projection lens 3 onto a screen (not shown). In the present embodiment, the polarization conversion device 421 converts the incident light from the light source device 41A into S-polarized light, but may convert it into P-polarized light.

〔光源装置41Aの構成〕
以下、各光源装置41Aの構成について説明する。
図3は、光源装置41Aを示す斜視図、図4は、光源装置41Aの正面図である。
光源装置41Aは、前述したように、固体光源5と、この固体光源5に接続される導光部材6とを備えて構成されている。
[Configuration of Light Source Device 41A]
Hereinafter, the configuration of each light source device 41A will be described.
FIG. 3 is a perspective view showing the light source device 41A, and FIG. 4 is a front view of the light source device 41A.
As described above, the light source device 41 </ b> A includes the solid light source 5 and the light guide member 6 connected to the solid light source 5.

固体光源5は、図2および図3に示すように、略直方体形状のLED素子から構成され、所定電圧の印加により、素子基板10に対向する側とは反対側の面である第1面部51、および第1面部51に直交する第2面部52から所定の色光を射出する。
導光部材6は、ガラスや透光性を有する樹脂等から構成され、図2および図3に示すように、一方の端部が固体光源5の第1面部51および第2面部52に接続され、固体光源5から入射した光を、他方の端部の端面である射出面6A側に導光する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the solid-state light source 5 is configured by a substantially rectangular parallelepiped LED element, and a first surface portion 51 that is a surface opposite to the side facing the element substrate 10 when a predetermined voltage is applied. And a predetermined color light is emitted from the second surface portion 52 orthogonal to the first surface portion 51.
The light guide member 6 is made of glass, translucent resin, or the like, and has one end connected to the first surface portion 51 and the second surface portion 52 of the solid light source 5 as shown in FIGS. 2 and 3. The light incident from the solid light source 5 is guided to the exit surface 6A side which is the end surface of the other end.

導光部材6は、図3に示すように、導光部材6の最外周に配置されて一方の端部が固体光源5の第2面部52に接続される略筒形状の外周側導光部7と、外周側導光部7の内側に配置されて一方の端部が固体光源5の第1面部51に接続される略柱形状の中心側導光部8と、外周側導光部7と中心側導光部8との間に設けられた第1反射層P1とを備えて構成されている。   As shown in FIG. 3, the light guide member 6 is disposed on the outermost periphery of the light guide member 6, and has a substantially cylindrical outer peripheral side light guide portion whose one end is connected to the second surface portion 52 of the solid light source 5. 7, a substantially columnar center-side light guide 8 that is arranged inside the outer light guide 7 and has one end connected to the first surface 51 of the solid light source 5, and the outer light guide 7. And the first reflection layer P1 provided between the center side light guide portion 8 and the center side light guide portion 8.

中心側導光部8は、中心側導光部8の最外周に配置されて一方の端部が固体光源5の第1面部51の外側領域511に接続される略筒形状の第1中心側導光部81と、第1中心側導光部81の内側に配置されて一方の端部が固体光源5の内側領域512に接続される略柱形状の第2中心側導光部82と、第1中心側導光部81と第2中心側導光部82との間に設けられた第2反射層P2とを備えて構成されている。   The center-side light guide 8 is disposed on the outermost periphery of the center-side light guide 8 and has one end connected to the outer region 511 of the first surface portion 51 of the solid light source 5. A light guide part 81, a substantially columnar second center light guide part 82 disposed inside the first center light guide part 81 and having one end connected to the inner region 512 of the solid light source 5; A second reflective layer P2 provided between the first center-side light guide part 81 and the second center-side light guide part 82 is provided.

つまり、導光部材6は、外周側導光部7の内側に、第1反射層P1を介して第1中心側導光部81が配置され、第1中心側導光部81のさらに内側に、第2反射層P2を介して第2中心側導光部82が配置された多層構造になっている。
そして、これら外周側導光部7の射出面7A、第1中心側導光部81の射出面81A、および第2中心側導光部82の射出面82Aから、導光部材6の射出面6Aが構成されている。この導光部材6の射出面6Aは、図4に示すように、短手方向の長さと長手方向の長さとの比が8対9の比になるように形成され、偏光変換装置421の入射面421Aと略相似形に形成されている(かつ、入射面421Aと略同じ大きさに形成されている)。また、導光部材6の射出面6Aは、偏光変換装置421の入射面421Aに近接配置されている。
That is, in the light guide member 6, the first center-side light guide unit 81 is disposed inside the outer peripheral-side light guide unit 7 via the first reflective layer P <b> 1, and further inside the first center-side light guide unit 81. A multilayer structure in which the second center-side light guide portion 82 is disposed via the second reflective layer P2 is formed.
Then, from the exit surface 7A of the outer peripheral side light guide unit 7, the exit surface 81A of the first center side light guide unit 81, and the exit surface 82A of the second center side light guide unit 82, the exit surface 6A of the light guide member 6 is obtained. Is configured. As shown in FIG. 4, the light exiting surface 6 </ b> A of the light guide member 6 is formed so that the ratio of the length in the short side direction to the length in the long side direction is a ratio of 8: 9. The surface is substantially similar to the surface 421A (and is approximately the same size as the incident surface 421A). Further, the exit surface 6A of the light guide member 6 is disposed close to the incident surface 421A of the polarization conversion device 421.

なお、外周側導光部7は、高屈折率部材で構成されており、外周側導光部7の外周面は、入射する光を全反射する全反射面に形成されている。また、各導光部7,81,82の外周面は、なだらかな曲面(小さい曲率)に形成され、詳しくは後述するが、固体光源5から各導光部7,81,82に入射した光を、各導光部7,81,82の射出面7A,81A,82Aから、当該射出面7A,81A,82Aに略垂直な方向に沿って射出させることができるようになっている。   In addition, the outer peripheral side light guide part 7 is comprised with the high refractive index member, and the outer peripheral surface of the outer peripheral side light guide part 7 is formed in the total reflection surface which totally reflects the incident light. Moreover, the outer peripheral surface of each light guide part 7,81,82 is formed in a gentle curved surface (small curvature), and although mentioned later in detail, the light which injected into each light guide part 7,81,82 from the solid light source 5 Can be emitted from the emission surfaces 7A, 81A, 82A of the light guides 7, 81, 82 along a direction substantially perpendicular to the emission surfaces 7A, 81A, 82A.

導光部材6は、図3に示すように、偏光変換装置421の入射面421Aと略相似形である射出面6Aと、射出面6Aの各辺と固体光源5の各辺とを接続する4つの曲面から構成された周面6Bとを備え、固体光源5と接続する基端側から射出面6Aが形成された先端側に向かうに従って拡がる末拡がり形状に形成されている。   As shown in FIG. 3, the light guide member 6 connects the exit surface 6 </ b> A, which is substantially similar to the entrance surface 421 </ b> A of the polarization conversion device 421, and each side of the exit surface 6 </ b> A and each side of the solid light source 5. The peripheral surface 6B is composed of two curved surfaces, and is formed in a divergent shape that expands from the proximal end side connected to the solid light source 5 toward the distal end side where the emission surface 6A is formed.

外周側導光部7、第1中心側導光部81、および第2中心側導光部82の射出面7A,81A,82Aは、共に所定の方向、すなわち偏光変換装置421の入射面421Aに対向する方向を向いている。また、第2中心側導光部82の射出面82Aは、図1に示すように、光の射出方向先端側に膨出しており、当該射出面82Aに入射する光を当該射出方向に揃えるレンズ効果を有している。
さらに、外周側導光部7、第1中心側導光部81、および第2中心側導光部82の各射出面7A,81A,82Aの面積比は、固体光源5の第2面部52から外周側導光部7に入射する光量と、固体光源5の外側領域511から第1中心側導光部81に入射する光量と、固体光源5の内側領域512から第2中心側導光部82に入射する光量との比と略等しくなっている。
The exit surfaces 7A, 81A, and 82A of the outer peripheral side light guide unit 7, the first center side light guide unit 81, and the second center side light guide unit 82 are all in a predetermined direction, that is, the incident surface 421A of the polarization conversion device 421. It faces the opposite direction. Further, as shown in FIG. 1, the exit surface 82A of the second center-side light guide section 82 bulges toward the front end side of the light exit direction, and a lens that aligns the light incident on the exit surface 82A in the exit direction. Has an effect.
Furthermore, the area ratio of the exit surfaces 7A, 81A, 82A of the outer peripheral light guide 7, the first central light guide 81, and the second central light guide 82 is determined from the second surface 52 of the solid light source 5. The amount of light incident on the outer peripheral light guide unit 7, the amount of light incident on the first central light guide unit 81 from the outer region 511 of the solid light source 5, and the second central light guide unit 82 from the inner region 512 of the solid light source 5. Is approximately equal to the ratio of the amount of light incident on the.

以上のような光源装置41Aにおいて、固体光源5に電圧が印加されると、固体光源5の第1面部51および第2面部52からは所定の色光が射出される。
固体光源5の第2面部52から射出された光は、外周側導光部7の外周面と第1反射層P1との間で反射を繰り返しながら、外周側導光部7内を進行し、射出面7Aから、当該射出面7Aに略垂直な方向に沿って外部へ射出される。
同様に、固体光源5の外側領域511から射出された光は、第1反射層P1と第2反射層P2との間で反射を繰り返しながら、第1中心側導光部81内を進行し、射出面81Aから、当該射出面81Aに略垂直な方向に沿って外部へ射出される。
固体光源5の内側領域512から射出された光は、第2反射層P2間で反射を繰り返しながら、第2中心側導光部82内を進行し、射出面82Aから、当該射出面82Aに略垂直な方向に沿って外部へ射出される。
In the light source device 41 </ b> A as described above, when a voltage is applied to the solid light source 5, predetermined color light is emitted from the first surface portion 51 and the second surface portion 52 of the solid light source 5.
The light emitted from the second surface portion 52 of the solid-state light source 5 travels in the outer peripheral light guide 7 while repeating reflection between the outer peripheral surface of the outer peripheral light guide 7 and the first reflective layer P1, From the exit surface 7A, it is ejected to the outside along a direction substantially perpendicular to the exit surface 7A.
Similarly, the light emitted from the outer region 511 of the solid-state light source 5 travels in the first central light guide unit 81 while being repeatedly reflected between the first reflective layer P1 and the second reflective layer P2. The light is emitted from the emission surface 81A to the outside along a direction substantially perpendicular to the emission surface 81A.
The light emitted from the inner region 512 of the solid-state light source 5 travels in the second center-side light guide unit 82 while being repeatedly reflected between the second reflective layers P2, and is approximately from the emission surface 82A to the emission surface 82A. Injected outside along the vertical direction.

従って、固体光源5の第2面部52、外側領域511、および内側領域512から射出された光は、各導光部7,81,82内を進行した後、各射出面7A,81A,82Aから当該射出面7A,81A,82Aに略垂直な方向に沿って外部へ射出される。この際、各射出面7A,81A,82Aは、共に所定の方向、すなわち光路後段に配置された偏光変換装置421の入射面421Aに対向する方向を向いているので、固体光源5の第2面部52、外側領域511、および内側領域512から射出され、各導光部7,81,82によって導光された光を、所定の方向、すなわち偏光変換装置421の入射面421Aの方向に揃えて射出することができる。   Accordingly, the light emitted from the second surface portion 52, the outer region 511, and the inner region 512 of the solid light source 5 travels through the light guides 7, 81, 82 and then from each of the light emission surfaces 7A, 81A, 82A. The light is emitted to the outside along a direction substantially perpendicular to the emission surfaces 7A, 81A, and 82A. At this time, since each of the exit surfaces 7A, 81A, and 82A is oriented in a predetermined direction, that is, a direction facing the entrance surface 421A of the polarization conversion device 421 disposed at the latter stage of the optical path, the second surface portion of the solid light source 5 is provided. 52, the light emitted from the outer region 511 and the inner region 512 and guided by the light guides 7, 81, 82 is emitted in a predetermined direction, that is, in the direction of the incident surface 421A of the polarization conversion device 421. can do.

また、導光部材6の射出面6Aは、偏光変換装置421の入射面421Aに略相似形に形成されているとともに、偏光変換装置421の入射面421Aに近接配置されているので、光源装置41Aの射出面6Aから射出された光は、略全て偏光変換装置421の入射面421Aに入射する。これにより、従来、固体光源5の第2面部52等から射出された後に偏光変換装置421の入射面421Aへ入射せず、画像形成に利用されなかった光を利用することができ、光の利用効率を向上させることができる。   In addition, since the exit surface 6A of the light guide member 6 is formed in a substantially similar shape to the incident surface 421A of the polarization conversion device 421 and is disposed close to the incident surface 421A of the polarization conversion device 421, the light source device 41A. The light exiting from the exit surface 6A is incident on the entrance surface 421A of the polarization conversion device 421. As a result, it is possible to use light that has not been used for image formation since it is not incident on the incident surface 421A of the polarization conversion device 421 after being emitted from the second surface portion 52 of the solid-state light source 5 and the like. Efficiency can be improved.

なお、外周側導光部7、第1中心側導光部81、および第2中心側導光部82の外周面は、共になだらかな(曲率の小さい)曲面形状に形成されており、固体光源5からの光を、各導光部7,81,82の各射出面7A,81A,82Aから、効果的に当該各射出面7A,81A,82Aに略垂直な方向に沿って射出させることができる。これにより、各導光部7,81,82の各射出面7A,81A,82Aから射出される光を略平行光とすることができ、より所定の方向に揃えて射出することができる。また、射出光束の拡散を抑えることができる。   Note that the outer peripheral surfaces of the outer peripheral side light guide unit 7, the first central side light guide unit 81, and the second central side light guide unit 82 are all formed in a gently curved surface shape (small curvature), and are solid-state light sources. 5 can be effectively emitted from the emission surfaces 7A, 81A, 82A of the light guides 7, 81, 82 along a direction substantially perpendicular to the emission surfaces 7A, 81A, 82A. it can. Thereby, the light inject | emitted from each output surface 7A, 81A, 82A of each light guide part 7, 81, 82 can be made into substantially parallel light, and can be inject | emitted more aligned in a predetermined direction. Further, the diffusion of the emitted light beam can be suppressed.

また、第2中心側導光部82は、断面が射出面82Aに向かうに従って拡がる末拡がり形状に形成されており、固体光源5からの光を射出面82Aから所定の方向に射出しづらいが、第2中心側導光部82の射出面82Aは、光の射出方向先端側に膨出しており、レンズ効果を有しているため、当該射出面82Aから、第2中心側導光部82の中心から外側に傾斜して光が射出されることを抑えることができ、光を所定の方向に射出することができる。
また、各導光部7,81,82の射出面7A,81A,82Aの面積比は、固体光源5の各面52,511,512から各導光部7,81,82に入射する光量の比と略等しくなっているので、各導光部7,81,82の各射出面7A,81A,82Aから射出される光において、所定方向に直交する面内の面内照度を均一化でき、ひいては、光源装置41Aから射出される光束の所定方向に直交する面内の面内照度を均一化できる。
Further, the second center side light guide part 82 is formed in a divergent shape whose cross section expands toward the emission surface 82A, and it is difficult to emit light from the solid light source 5 in a predetermined direction from the emission surface 82A. The exit surface 82A of the second center-side light guide section 82 bulges toward the light emission direction front end side and has a lens effect, so that the second center-side light guide section 82 has a lens effect. It is possible to prevent light from being emitted from the center to the outside and to emit light in a predetermined direction.
Further, the area ratio of the exit surfaces 7A, 81A, 82A of the light guides 7, 81, 82 is the amount of light incident on the light guides 7, 81, 82 from the surfaces 52, 511, 512 of the solid light source 5. Since it is substantially equal to the ratio, in the light emitted from the exit surfaces 7A, 81A, 82A of the light guides 7, 81, 82, the in-plane illuminance in the plane orthogonal to the predetermined direction can be made uniform, As a result, the in-plane illuminance in the plane perpendicular to the predetermined direction of the light beam emitted from the light source device 41A can be made uniform.

以上のようなプロジェクタによれば、以下のような効果を奏することができる。
(1)光源装置41Aにおける導光部材6において、固体光源5の第2面部52に接続される外周側導光部7の外周面6Bは、全反射面に形成され、この外周側導光部7と、外周側導光部7の内側に設けられて固体光源5の外側領域511に接続される第1中心側導光部81との間には、第1反射層P1が設けられ、第1中心側導光部81と、第1中心側導光部81の内側に設けられて固体光源5の内側領域512に接続される第2中心側導光部82との間には、第2反射層P2が設けられている。
この際、各導光部7,81,82の各射出面7A,81A,82Aは、共に所定の方向(各射出面7A,81A,82Aと偏光変換装置421の入射面421Aとが対向する方向)を向いているので、固体光源5の第2面部52から射出され、外周側導光部7によって導光されて当該外周側導光部7の射出面7Aから射出される光と、固体光源5の第1面部51から射出され、第1,第2中心側導光部81,82によって導光されて当該第1,第2中心側導光部81,82の射出面81A,82Aから射出される光とを、所定の方向に揃えて射出することができる。
According to the projector as described above, the following effects can be obtained.
(1) In the light guide member 6 in the light source device 41 </ b> A, the outer peripheral surface 6 </ b> B of the outer peripheral light guide unit 7 connected to the second surface unit 52 of the solid light source 5 is formed on the total reflection surface. 7 and a first central light guide 81 provided on the inner side of the outer light guide 7 and connected to the outer region 511 of the solid light source 5, a first reflective layer P1 is provided, Between the first center side light guide part 81 and the second center side light guide part 82 provided inside the first center side light guide part 81 and connected to the inner region 512 of the solid light source 5, the second A reflective layer P2 is provided.
At this time, the exit surfaces 7A, 81A, 82A of the light guides 7, 81, 82 are both in a predetermined direction (the direction in which the exit surfaces 7A, 81A, 82A and the entrance surface 421A of the polarization conversion device 421 face each other). ), The light emitted from the second surface portion 52 of the solid light source 5, guided by the outer peripheral light guide 7, and emitted from the emission surface 7 A of the outer light guide 7, and the solid light source 5 is emitted from the first surface portion 51, is guided by the first and second center-side light guide portions 81 and 82, and is emitted from the exit surfaces 81A and 82A of the first and second center-side light guide portions 81 and 82. Can be emitted in a predetermined direction.

(2)各導光部7,81,82の外周面は、共になだらかな曲面により構成され、固体光源5からの光を、各射出面7A,81A,82Aから、当該各射出面7A,81A,82Aに垂直な方向に沿って効果的に射出させることができる。これにより、各射出面7A,81A,82Aから射出される光を略平行な光とすることができ、より所定の方向に揃えて射出することができる。 (2) The outer peripheral surfaces of the respective light guides 7, 81, 82 are both gently curved surfaces, and light from the solid light source 5 is transmitted from the respective emission surfaces 7A, 81A, 82A to the respective emission surfaces 7A, 81A. , 82A can be effectively ejected along a direction perpendicular to 82A. Thereby, the light emitted from each of the emission surfaces 7A, 81A, and 82A can be made substantially parallel light, and can be emitted more evenly in a predetermined direction.

(3)第2中心側導光部82は、断面が射出面82Aに向かうに従って拡がる末拡がり形状に形成されており、固体光源5からの光を射出面82Aから所定の方向に射出しづらいが、第2中心側導光部82の射出面82Aは、光の射出方向先端側に膨出しており、レンズ効果を有しているため、当該射出面82Aから、第2中心側導光部82の中心軸に対して外側に傾斜して光が射出されることを抑えることができ、光を所定の方向に射出することができる。 (3) The second center-side light guide section 82 is formed in a divergent shape whose cross section expands toward the emission surface 82A, and it is difficult to emit light from the solid light source 5 in a predetermined direction from the emission surface 82A. The exit surface 82A of the second center-side light guide section 82 bulges toward the front end side in the light exit direction and has a lens effect, so that the second center-side light guide section 82 extends from the exit surface 82A. It is possible to prevent the light from being emitted inclining to the outside with respect to the central axis, and to emit the light in a predetermined direction.

(4)各導光部7,81,82の各射出面7A,81A,82Aの面積比は、各導光部7,81,82が接続される固体光源5の面(第2面部52、外側領域511、内側領域512)から各導光部7,81,82に入射する光量の比と略等しくなっているので、各導光部7,81,82の各射出面7A,81A,82Aから射出される光の所定方向に直交する面内の面内照度を均一化でき、ひいては、光源装置41Aの射出光束の所定方向に直交する面内の面内照度を均一化できる。
この際、本実施形態では、中心側導光部8を第1中心側導光部81および第2中心側導光部82の2層で構成したが、中心側導光部8をさらに多層構造とし、当該中心側導光部8を構成する各導光部の射出面の面積比を、各導光部に入射する光量の比と略等しくすることで、中心側導光部8から射出される光束の所定方向に直交する面内の面内照度をより均一化することができる。
(4) The area ratio of the exit surfaces 7A, 81A, 82A of the light guides 7, 81, 82 is the surface of the solid light source 5 to which the light guides 7, 81, 82 are connected (second surface 52, Since the ratio of the amount of light incident on the light guides 7, 81, 82 from the outer region 511 and the inner region 512) is substantially equal to each other, the exit surfaces 7A, 81A, 82A of the light guides 7, 81, 82 are provided. The in-plane illuminance in the plane orthogonal to the predetermined direction of the light emitted from the light source can be made uniform, and consequently the in-plane illuminance in the plane orthogonal to the predetermined direction of the emitted light beam of the light source device 41A can be made uniform.
At this time, in the present embodiment, the center-side light guide unit 8 is configured by two layers of the first center-side light guide unit 81 and the second center-side light guide unit 82. However, the center-side light guide unit 8 is further multilayered. And the area ratio of the exit surface of each light guide part constituting the center side light guide part 8 is made substantially equal to the ratio of the amount of light incident on each light guide part, thereby being emitted from the center side light guide part 8. The in-plane illuminance in the plane perpendicular to the predetermined direction of the luminous flux can be made more uniform.

(5)本実施形態のプロジェクタ1では、光源装置41Aの射出面6Aは、偏光変換装置421の入射面421Aに略相似形に形成されているとともに、偏光変換装置421の入射面421Aに近接配置されているので、光源装置41Aの射出面6Aから射出された光は、略全て偏光変換装置421の入射面421Aに入射する。これにより、従来、固体光源5の第2面部52等から射出された後に偏光変換装置421の入射面421Aへ入射せず、画像形成に利用されなかった光を利用することができ、光の利用効率を向上させることができる。また、光源装置41Aの射出面6Aと、偏光変換装置421の入射面421Aとが異なる大きさの場合であっても、光源装置41の射出面6Aが偏光変換装置421の入射面421Aに略相似形に形成されていれば、光源装置41Aの射出面6Aから射出された光をレンズによって拡大、あるいは縮小させることで、光源装置41Aの射出面6Aから射出された光を略全て偏光変換装置421の入射面421Aに入射させることができる。 (5) In the projector 1 of the present embodiment, the exit surface 6A of the light source device 41A is formed in a substantially similar shape to the entrance surface 421A of the polarization conversion device 421, and is disposed close to the entrance surface 421A of the polarization conversion device 421. Therefore, almost all the light emitted from the exit surface 6A of the light source device 41A enters the entrance surface 421A of the polarization conversion device 421. As a result, it is possible to use light that has not been used for image formation since it is not incident on the incident surface 421A of the polarization conversion device 421 after being emitted from the second surface portion 52 of the solid-state light source 5 and the like. Efficiency can be improved. Even if the exit surface 6A of the light source device 41A and the entrance surface 421A of the polarization conversion device 421 have different sizes, the exit surface 6A of the light source device 41 is substantially similar to the entrance surface 421A of the polarization conversion device 421. If it is formed in a shape, the light emitted from the exit surface 6A of the light source device 41A is enlarged or reduced by the lens, so that substantially all of the light emitted from the exit surface 6A of the light source device 41A is polarized light conversion device 421. Can be incident on the incident surface 421A.

(6)本実施形態のプロジェクタ1は、光源として、前述の効果を奏する固体光源5を用いたので、射出光束の所定方向に直交する面内の面内照度を均一化することができ、スクリーン等に投射される投射画像の照度ムラを低減することができて投射画像の劣化を抑制できる。 (6) Since the projector 1 of the present embodiment uses the solid-state light source 5 having the above-described effects as the light source, the in-plane illuminance in the plane perpendicular to the predetermined direction of the emitted light beam can be made uniform, and the screen Illuminance unevenness of the projection image projected onto the projection image can be reduced, and deterioration of the projection image can be suppressed.

〔第2実施形態〕
本実施形態のプロジェクタは、前述のプロジェクタ1と同様の構成を備えるが、前述の光源装置41Aでは、中心側導光部8は、第1,第2中心側導光部81,82を備えて2層構造に構成されていたが、本実施形態の光源装置41Bでは、中心側導光部18は、多層構造には構成されていない点が前述の光源装置41Aと相違する。また、前述の光源装置41Aでは、各導光部7,81,82の外周面は曲面で構成されていたが、本実施形態の光源装置41Bでは、各導光部17,18の外周面は、平面で構成されている点が前述の光源装置41Aと相違する。なお、以下の説明では、すでに説明した部分と同一または略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
[Second Embodiment]
The projector according to the present embodiment has the same configuration as that of the projector 1 described above. However, in the light source device 41A described above, the center-side light guide unit 8 includes first and second center-side light guide units 81 and 82. Although the light source device 41B of the present embodiment is configured in a two-layer structure, it differs from the light source device 41A described above in that the center-side light guide unit 18 is not configured in a multilayer structure. Further, in the light source device 41A described above, the outer peripheral surface of each light guide unit 7, 81, 82 is configured by a curved surface, but in the light source device 41B of the present embodiment, the outer peripheral surface of each light guide unit 17, 18 is The light source device 41A is different from the light source device 41A described above in that it is configured by a plane. In the following description, parts that are the same as or substantially the same as those already described are assigned the same reference numerals and description thereof is omitted.

図5は、本実施形態に係る光源装置41Bを示す斜視図である。
光源装置41Bは、図5に示すように、素子基板110上に実装された固体光源15と、この固体光源15に接続される導光部材16とを備えて構成されている。導光部材16は、先端に向かうに従って拡がる略逆四角錐台形状に形成されている。そして、導光部材16は、導光部材16の最外周に配置されて固体光源15の第2面部152と接続する略四角筒形状の外周側導光部17と、外周側導光部17の内側に配置されて固体光源15の第1面部151と接続する略柱形状の中心側導光部18と、外周側導光部17と中心側導光部18との間に設けられた反射層P11とを備えて構成されている。
FIG. 5 is a perspective view showing the light source device 41B according to the present embodiment.
As shown in FIG. 5, the light source device 41 </ b> B includes a solid light source 15 mounted on the element substrate 110 and a light guide member 16 connected to the solid light source 15. The light guide member 16 is formed in a substantially inverted quadrangular frustum shape that expands toward the tip. The light guide member 16 is disposed on the outermost periphery of the light guide member 16 and is connected to the second surface portion 152 of the solid light source 15. A substantially columnar center-side light guide 18 disposed on the inside and connected to the first surface 151 of the solid-state light source 15, and a reflective layer provided between the outer periphery-side light guide 17 and the center-side light guide 18. P11.

外周側導光部17、および中心側導光部18の外周面は、共に4つの平面から形成されている。また、外周側導光部17、および中心側導光部18の射出面17A,18Aは、共に偏光変換装置421の入射面421Aと対向し、入射面421Aの方向を向いている。なお、中心側導光部18の射出面18Aは、光の射出方向先端側に膨出しており、レンズ効果を有している。外周側導光部17および中心側導光部18の射出面17A,18Aの面積比は、固体光源15の第2面部152から外周側導光部17に入射する光量と、第1面部151から中心側導光部18に入射する光量との比と略等しくなるように調整されている。   The outer peripheral surfaces of the outer peripheral light guide 17 and the central light guide 18 are both formed from four flat surfaces. Further, the exit surfaces 17A and 18A of the outer peripheral side light guide unit 17 and the center side light guide unit 18 both face the incident surface 421A of the polarization conversion device 421 and face the direction of the incident surface 421A. The exit surface 18A of the center side light guide 18 bulges toward the front end side in the light exit direction and has a lens effect. The area ratio of the exit surfaces 17A and 18A of the outer peripheral light guide 17 and the central light guide 18 is determined by the amount of light incident on the outer light guide 17 from the second surface 152 of the solid light source 15 and the first surface 151. It is adjusted to be approximately equal to the ratio with the amount of light incident on the center side light guide 18.

このような光源装置41Bでも、各導光部17,18の射出面17A,18Aは、共に所定の方向(各射出面17A,18Aと偏光変換装置421の入射面421Aとが対向する方向)を向いているので、固体光源15の第2面部152から射出され、外周側導光部17によって導光されて当該外周側導光部17の射出面17Aから射出される光と、固体光源15の第1面部151から射出され、中心側導光部18によって導光されて当該中心側導光部18の射出面から射出される光とを、所定の方向に揃えて射出することができる。
以上のような本実施形態のプロジェクタは、前述のプロジェクタ1が奏することのできる効果(1)〜(6)のうち、(1),(3)〜(6)と同様の効果を奏することができる他、以下の効果を奏することができる。
(7)外周側導光部7および中心側導光部18の外周面は、平面によって構成されているので、各導光部17,18の形状を容易にでき、それぞれの組み立てを簡単に行うことができる。従って、各導光部17,18、ひいては、光源装置41Bの製造を簡略化できる。
Even in such a light source device 41B, the exit surfaces 17A and 18A of the light guides 17 and 18 both have a predetermined direction (the direction in which the exit surfaces 17A and 18A and the entrance surface 421A of the polarization conversion device 421 face each other). The light emitted from the second surface 152 of the solid light source 15, guided by the outer peripheral light guide 17, and emitted from the emission surface 17 A of the outer light guide 17, and the solid light source 15. Light that is emitted from the first surface portion 151, guided by the center-side light guide portion 18, and emitted from the exit surface of the center-side light guide portion 18 can be emitted in a predetermined direction.
The projector according to the present embodiment as described above can achieve the same effects as (1) and (3) to (6) among the effects (1) to (6) that can be achieved by the projector 1 described above. In addition, the following effects can be achieved.
(7) Since the outer peripheral surfaces of the outer peripheral side light guide unit 7 and the center side light guide unit 18 are configured by planes, the shapes of the respective light guide units 17 and 18 can be easily made, and the respective assemblies are easily performed. be able to. Accordingly, it is possible to simplify the manufacture of each light guide unit 17, 18, and consequently the light source device 41B.

〔実施形態の変形〕
なお、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、数量などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、数量などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
[Modification of Embodiment]
The best configuration, method, and the like for carrying out the present invention have been disclosed above, but the present invention is not limited to this. That is, the invention has been illustrated and described primarily with respect to particular embodiments, but may be configured for the above-described embodiments without departing from the scope and spirit of the invention. Various modifications can be made by those skilled in the art in terms of quantity, other details, and the like.
Therefore, the description limited to the shape, quantity and the like disclosed above is an example for easy understanding of the present invention, and does not limit the present invention. The description by the name of the member which remove | excluded the limitation of one part or all of such restrictions is included in this invention.

すなわち、前記各実施形態では、導光部材6の射出面6Aは、素子基板10の略法線方向を向いていたが、導光部材6の射出面6Aは、素子基板10に対して傾いていてもよく、素子基板10の略法線方向を向いていることに限定されない。この導光部材6、射出面6A及び素子基板10に関する構成は、第2実施形態における導光部材16、射出面16A及び素子基板110に対しても適用可能である。
前記各実施形態では、外周側導光部7は、固体光源5の第2面部52に接続されていたが、外周側導光部7は、少なくとも固体光源5の第2面部52に接続されていればよく、固体光源5の第1面部51の一部と接続していてもよい。
前記各実施形態では、中心側導光部8は、固体光源5の第1面部51に接続されていたが、中心側導光部8は、少なくとも固体光源5の第1面部51に接続されていればよく、固体光源5の第2面部52の一部と接続していてもよい。これらの外周側導光部7、中心側導光部8、固体光源5、第1面部51及び第2面部52に関する構成は、第2実施形態における外周側導光部17、中心側導光部18、固体光源15、第1面部151及び第2面部152に対しても適用可能である。
That is, in each of the above embodiments, the exit surface 6A of the light guide member 6 faces the substantially normal direction of the element substrate 10, but the exit surface 6A of the light guide member 6 is inclined with respect to the element substrate 10. However, the present invention is not limited to being oriented in a substantially normal direction of the element substrate 10. The configurations related to the light guide member 6, the exit surface 6 </ b> A, and the element substrate 10 can also be applied to the light guide member 16, the exit surface 16 </ b> A, and the element substrate 110 in the second embodiment.
In each said embodiment, although the outer peripheral side light guide part 7 was connected to the 2nd surface part 52 of the solid light source 5, the outer periphery side light guide part 7 was connected to the 2nd surface part 52 of the solid light source 5 at least. What is necessary is just to connect with a part of 1st surface part 51 of the solid light source 5.
In each said embodiment, although the center side light guide part 8 was connected to the 1st surface part 51 of the solid light source 5, the center side light guide part 8 is connected to the 1st surface part 51 of the solid light source 5 at least. What is necessary is just to connect with a part of 2nd surface part 52 of the solid light source 5. The configurations relating to the outer peripheral light guide 7, the central light guide 8, the solid light source 5, the first surface 51, and the second surface 52 are the outer peripheral light guide 17, the central light guide in the second embodiment. 18, and can be applied to the solid light source 15, the first surface portion 151, and the second surface portion 152.

前記各実施形態では、外周側導光部7は、高屈折率部材により構成され、その外周面は、全反射面に形成されていたが、外周面に反射膜を設けたり、外周面を反射部材で覆うことにより、外周側導光部7の外周面に反射面を形成してもよい。
前記各実施形態では、外周側導光部7と中心側導光部8との間には、隙間が設けられていなかったが、外周側導光部7と中心側導光部8との間に反射層が設けられているならば、外周側導光部7と中心側導光部8との間に隙間が設けられていてもよい。また、各第1,第2中心側導光部81,82の間に隙間が設けられていてもよい。この外周側導光部7及び中心側導光部8に関する構成は、第2実施形態における外周側導光部17及び中心側導光部18に対しても適用可能である。
前記各実施形態では、固体光源5及び15は、直方体形状に構成されていたが、正六面体形状や、円柱形状に形成されていてもよく、直方体形状に構成されることに限定されない。
In each said embodiment, although the outer peripheral side light guide part 7 was comprised by the high refractive index member and the outer peripheral surface was formed in the total reflection surface, a reflective film is provided in an outer peripheral surface, or an outer peripheral surface is reflected. You may form a reflective surface in the outer peripheral surface of the outer peripheral side light guide part 7 by covering with a member.
In each of the above embodiments, no gap is provided between the outer peripheral light guide 7 and the central light guide 8, but between the outer peripheral light guide 7 and the central light guide 8. If a reflective layer is provided, a gap may be provided between the outer circumferential light guide 7 and the central light guide 8. Further, a gap may be provided between the first and second center-side light guides 81 and 82. The configuration related to the outer peripheral side light guide unit 7 and the central side light guide unit 8 can also be applied to the outer peripheral side light guide unit 17 and the central side light guide unit 18 in the second embodiment.
In each said embodiment, although the solid light sources 5 and 15 were comprised in the rectangular parallelepiped shape, you may be formed in the regular hexahedron shape and the column shape, and it is not limited to being comprised in a rectangular parallelepiped shape.

固体光源5及び15は、赤、青、緑の色光を射出するLED素子から構成されていたが、白色光を射出するLED素子から構成されていてもよい。さらに、固体光源5及び15は、LED素子以外にも、有機EL(Electroluminescence)素子等の他の発光素子から構成されていてもよい。
前記各実施形態では、3つの光変調装置(液晶パネル)431を用いたプロジェクタの例のみを挙げたが、2つ以下、および4つ以上の光変調装置431を用いたプロジェクタにも、本発明の光源装置は適用可能である。
The solid light sources 5 and 15 are configured by LED elements that emit red, blue, and green color light, but may be configured by LED elements that emit white light. Further, the solid light sources 5 and 15 may be composed of other light emitting elements such as organic EL (Electroluminescence) elements in addition to the LED elements.
In each of the above embodiments, only an example of a projector using three light modulation devices (liquid crystal panels) 431 has been described. However, the present invention can be applied to a projector using two or less and four or more light modulation devices 431. The light source device can be applied.

前記各実施形態では、光入射面と光射出面とが異なる透過型の光変調装置431を用いていたが、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の光変調装置を用いてもよい。
前記各実施形態では、本発明の光源装置41A,41Bを、液晶タイプのプロジェクタ1の光源に用いたが、マイクロミラーを用いたデバイスなど液晶以外の光変調装置を用いたプロジェクタにも用いることができる。
さらに、前記各実施形態では、スクリーンを観察する方向から投射を行なうフロントタイプのプロジェクタ1の例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から投射を行なうリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。
In each of the above embodiments, the transmission type light modulation device 431 having a different light incident surface and light emission surface is used. However, a reflection type light modulation device having the same light incident surface and light emission surface is used. Also good.
In each of the embodiments described above, the light source devices 41A and 41B of the present invention are used as the light source of the liquid crystal type projector 1. However, the light source devices 41A and 41B are also used for a projector using a light modulation device other than liquid crystal such as a device using a micromirror. it can.
Further, in each of the above embodiments, only the example of the front type projector 1 that performs projection from the direction of observing the screen is given. However, the present invention is a rear type that projects from the side opposite to the direction of observing the screen. It can also be applied to a projector.

本発明の光源装置は、固体光源から放射状に射出される光を所定の方向に揃えて射出することができるため、ホームシアタやプレゼンテーションで利用されるプロジェクタの光源として利用できる。   The light source device of the present invention can emit light emitted radially from a solid-state light source in a predetermined direction, and thus can be used as a light source for a projector used in home theater or presentation.

本発明の第1実施形態に係るプロジェクタの構成を示す模式図。1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a projector according to a first embodiment of the invention. 前記実施形態の光源装置および偏光変換装置の構成を説明するための図。The figure for demonstrating the structure of the light source device and polarization conversion apparatus of the said embodiment. 前記実施形態の光源装置を示す斜視図。The perspective view which shows the light source device of the said embodiment. 前記実施形態の光源装置を示す正面図。The front view which shows the light source device of the said embodiment. 本発明の第2実施形態に係る光源装置を示す斜視図。The perspective view which shows the light source device which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…プロジェクタ、3…投射レンズ(投射光学装置)、5、15…固体光源、6、16…導光部材、6A、16A…光源装置の射出面、7、17…外周側導光部、8、18…中心側導光部、7A、17A…外周側導光部の射出面、8A、18A…中心側導光部の射出面、10、110…素子基板、41A,41B…光源装置、51、151…第1面部、52、152…第2面部、421…偏光変換装置、421A…入射面、431…液晶パネル(光変調装置)、P1、P11…第1反射層(反射層)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Projector, 3 ... Projection lens (projection optical apparatus) 5, 15 ... Solid light source, 6, 16 ... Light guide member, 6A, 16A ... Outer surface of a light source device, 7, 17 ... Outer peripheral side light guide part, 8 , 18... Central side light guide, 7A, 17A... Emission surface of outer periphery side light guide, 8A, 18A... Ejection surface of center side light guide, 10, 110... Element substrate, 41A, 41B. 151, first surface portion, 52, 152, second surface portion, 421, polarization conversion device, 421A, incident surface, 431, liquid crystal panel (light modulation device), P1, P11, first reflection layer (reflection layer).

Claims (8)

素子基板上に実装され、所定電圧の印加により光を射出する固体光源と、前記固体光源に接続され、前記固体光源から入射する光を導光する導光部材と、を備える光源装置であって、
前記固体光源は、前記素子基板に沿い、かつ、前記素子基板に対向する側とは反対側の面である第1面部と、前記固体光源の前記第1面部に直交する第2面部とを備え、
前記導光部材は、当該導光部材の最外周に配置され、かつ、前記固体光源の少なくとも前記第2面部と一方の端部が接続される略筒形状の外周側導光部と、
前記外周側導光部の内側に配置され、かつ、前記固体光源の少なくとも前記第1面部と一方の端部が接続される中心側導光部と、
前記外周側導光部と前記中心側導光部との間に設けられた反射層とを備え、
前記外周側導光部の外周面には、反射面が形成され、
前記外周側導光部は、前記固体光源の少なくとも前記第2面部に接続された前記一方の端部から入射した光を他方の端部側に導光し、
前記中心側導光部は、前記固体光源の少なくとも前記第1面部に接続された前記一方の端部から入射した光を他方の端部側に導光し、
前記外周側導光部および前記中心側導光部の前記各他方の端部の端面は、導光された光が射出される射出面とされ、
前記外周側導光部の射出面と、前記中心側導光部の射出面とは、共に所定の方向を向いていることを特徴とする光源装置。
A light source device comprising: a solid light source mounted on an element substrate and emitting light by applying a predetermined voltage; and a light guide member connected to the solid light source and guiding light incident from the solid light source. ,
The solid-state light source includes a first surface portion that is along the element substrate and opposite to the surface facing the element substrate, and a second surface portion that is orthogonal to the first surface portion of the solid-state light source. ,
The light guide member is disposed on the outermost periphery of the light guide member, and at least the second surface portion and one end of the solid light source are connected to a substantially cylindrical outer light guide portion;
A center-side light guide portion disposed inside the outer peripheral-side light guide portion and connected to at least the first surface portion and one end portion of the solid-state light source;
A reflective layer provided between the outer peripheral light guide and the center light guide;
A reflection surface is formed on the outer peripheral surface of the outer peripheral light guide unit,
The outer peripheral light guide part guides light incident from the one end part connected to at least the second surface part of the solid light source to the other end part side,
The center-side light guide part guides light incident from the one end part connected to at least the first surface part of the solid-state light source to the other end part side,
The end surfaces of the other end portions of the outer peripheral side light guide portion and the center side light guide portion are exit surfaces from which the guided light is emitted,
The light emitting device according to claim 1, wherein an emission surface of the outer peripheral side light guide unit and an emission surface of the center side light guide unit are both oriented in a predetermined direction.
請求項1に記載の光源装置において、
前記外周側導光部の外周面、および前記中心側導光部の外周面は、前記各導光部の射出面から射出される光が所定方向に沿うような曲面形状を有していることを特徴とする光源装置。
The light source device according to claim 1,
The outer peripheral surface of the outer peripheral light guide unit and the outer peripheral surface of the central light guide unit have curved surfaces that allow light emitted from the emission surface of each light guide unit to follow a predetermined direction. A light source device characterized by the above.
請求項1に記載の光源装置において、
前記外周側導光部および前記中心側導光部の外周面は、平面形状を有していることを特徴とする光源装置。
The light source device according to claim 1,
The outer peripheral surface of the said outer peripheral side light guide part and the said center side light guide part has a planar shape, The light source device characterized by the above-mentioned.
請求項1から請求項3のいずれかに記載の光源装置において、
前記中心側導光部の射出面は、光の射出方向に膨出し、当該中心側導光部から射出される光を、前記導光部材の全体としての射出面の略法線方向に揃えるレンズ効果を有していることを特徴とする光源装置。
The light source device according to any one of claims 1 to 3,
The exit surface of the center-side light guide unit bulges in the light exit direction, and aligns the light emitted from the center-side light guide unit in the substantially normal direction of the exit surface of the light guide member as a whole. A light source device characterized by having an effect.
請求項1から請求項4のいずれかに記載の光源装置において、
前記外周側導光部の射出面と、前記中心側導光部の射出面との面積比は、前記外周側導光部に入射した光量と、前記中心側導光部に入射した光量の比と略等しくなっていることを特徴とする光源装置。
The light source device according to any one of claims 1 to 4,
The area ratio between the exit surface of the outer periphery-side light guide unit and the exit surface of the center-side light guide unit is the ratio of the amount of light incident on the outer periphery-side light guide unit and the amount of light incident on the center-side light guide unit. And a light source device characterized by being substantially equal.
請求項5に記載の光源装置において、
前記中心側導光部は、少なくとも第1中心導光部および第2中心導光部を備え、各導光部の間に反射層が介在配置された多層構造に構成され、当該中心側導光部を構成する各導光部の射出面の面積比は、各導光部に入射する光量の比と略等しくなっていることを特徴とする光源装置。
The light source device according to claim 5,
The center-side light guide unit includes at least a first center light guide unit and a second center light guide unit, and is configured in a multilayer structure in which a reflective layer is interposed between the light guide units. The light source device is characterized in that the area ratio of the exit surfaces of the respective light guide units constituting the unit is substantially equal to the ratio of the amount of light incident on each light guide unit.
請求項1から請求項6のいずれかに記載の光源装置と、前記光源装置から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、変調された光を投射する投射光学装置とを備えていることを特徴とするプロジェクタ。   A light source device according to any one of claims 1 to 6, a light modulation device that modulates light emitted from the light source device according to image information, and a projection optical device that projects the modulated light. A projector characterized by comprising. 請求項7に記載のプロジェクタにおいて、
前記光源装置の光路後段には、入射光の偏光方向を揃える偏光変換装置が配置され、
前記光源装置の射出面は、前記偏光変換装置の入射面と略相似形に形成されていることを特徴とするプロジェクタ。
The projector according to claim 7, wherein
A polarization conversion device that aligns the polarization direction of incident light is disposed downstream of the light path of the light source device,
The projector according to claim 1, wherein an exit surface of the light source device is formed to be substantially similar to an entrance surface of the polarization conversion device.
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