JP2009015225A - Illumination optical system and projection type display device - Google Patents

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Makoto Kitagawa
真 北川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an illumination optical system having a compact and simple structure. <P>SOLUTION: The illumination optical system has: a light source section (1) which generates light; an integrator section (4) which makes the in-plane illuminance irregularities of a luminous flux from the light source section (1) uniform; a reflection type display element (10) which displays an image; and an optical system which guides the luminous flux emitted from the integrator (4) to the reflection type display element, to illuminate it. The optical system has: a first lens system (5) whose optical axis is nearly horizontally arranged and which focuses the luminous flux emitted from the integrator (4); a first mirror (6) which reflects the luminous flux from the first lens system (5) and bends the luminous flux in a predetermined angle direction; a second lens system (7) which focuses the luminous flux from the first mirror (6); a second mirror (8) which makes the luminous flux from the second lens system (7) incident on the reflection type display element (10) at a predetermined angle; and a third lens system (9) which focuses the luminous flux from the second mirror (8) on the reflection type display element (10). <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、照明光学系及びそれを用いる投射型表示装置に関する。   The present invention relates to an illumination optical system and a projection display device using the illumination optical system.

現在、反射型の画像表示素子を用いたプロジェクタが各社から製品化されている。反射型画像表示素子を用いたプロジェクタには、1枚の反射型画像表示素子を用いた単板式プロジェクタと、2枚ないし3枚の画像表示素子を用いた2板式、ないし3板式プロジェクタがある。   Currently, projectors using reflective image display elements are commercialized by various companies. Projectors using a reflective image display element include a single-plate projector using one reflective image display element and a two-plate or three-plate projector using two or three image display elements.

これらの中で最もコンパクトなタイプは、単板式プロジェクタであるが、この単板式プロジェクタの中で最も現在一般的な物の一つに、テキサスインスツルメンツ社の開発したMEMS技術を用いて作成した反射型表示素子であるDigital Micro Mirror Device(商標)(以下、DMD(商標)という)を使用したDigital Light Processing(商標)方式(以下、DLP(商標)方式という)プロジェクタと呼ばれるものがある。   The most compact type of these is the single-plate projector, but one of the most commonly used single-plate projectors is a reflective type created using the MEMS technology developed by Texas Instruments. There is what is called a Digital Light Processing (trademark) system (hereinafter referred to as DLP (trademark) system) projector using Digital Micro Mirror Device (trademark) (hereinafter referred to as DMD (trademark)) which is a display element.

ここでDMDの動作原理を説明する。DMDは、図5に示すように、DMD部10にヒンジで回転可能に軸支された角13.7μmあるいは角16.2μmのマイクロミラー101、102を縦横に必要な解像度の数だけ並び備え、この微小なマイクロミラー101、102を水平位置から±12°(または±10°)の2値の角度で揺動させる。このマイクロミラーが+12度でホールドされている場合は、入射光束はマイクロミラー101で反射され投射レンズ11に取り込まれ、スクリーン(図示せず)上に投影され白表示となる。しかしながら−12度の場合には入射光束はマイクロミラー102の角度でホールドされているため、投射レンズ外に反射され光吸収板12に吸収される。このときスクリーン上には光は投影されないため黒表示となる。   Here, the operation principle of the DMD will be described. As shown in FIG. 5, the DMD includes micromirrors 101 and 102 having corners of 13.7 μm or 16.2 μm that are rotatably supported by a hinge on the DMD unit 10 in the vertical and horizontal directions, and are arranged in the number of necessary resolutions. The minute micromirrors 101 and 102 are swung at a binary angle of ± 12 ° (or ± 10 °) from the horizontal position. When the micromirror is held at +12 degrees, the incident light beam is reflected by the micromirror 101 and taken into the projection lens 11, and projected onto a screen (not shown) to display white. However, in the case of −12 degrees, since the incident light beam is held at the angle of the micromirror 102, it is reflected outside the projection lens and absorbed by the light absorbing plate 12. At this time, since no light is projected on the screen, the display is black.

したがって、マイクロミラー101、102を高速動作させ、投射レンズ11に光を入射させる回数を変えることにより、投射レンズ11に入る光の積分量に応じてスクリーン上を見る人の目の中で明るさが時間積分されるため、画素があたかも所定の明るさで光っているように見え、階調のある画像を形成することができる。   Therefore, by operating the micromirrors 101 and 102 at high speed and changing the number of times the light is incident on the projection lens 11, the brightness in the eyes of the person who sees the screen according to the integrated amount of the light entering the projection lens 11. Is integrated over time, so that pixels appear to shine at a predetermined brightness, and an image with gradation can be formed.

また、図5から分かるように、DMDには照明光を斜めから入射する必要がある。
単板式DLP方式のプロジェクタの照明光学系の1つに、DMD面を照明する光束の主光線が集束しながら入射するノンテレセントリック照明光学系がある。
Further, as can be seen from FIG. 5, illumination light needs to be incident on the DMD from an oblique direction.
One illumination optical system of a single-plate DLP projector includes a non-telecentric illumination optical system in which a chief ray of a light beam that illuminates a DMD surface is incident while being converged.

これは、図2に示すように、楕円リフレクター2の一方の焦点部に白色光を発する超高圧水源ランプ等からなるランプを配置した光源部1と、楕円リフレクター2のもう一方の焦点部に集光されたランプの2次光源像を取り込んで内面反射を繰り返すことにより、射出面における面内の輝度ムラを低減させる効果を持つロッドインテグレータ4と、このロッドインテグレータ4の入射面近傍に配置され、円板の中心から所定の角度で赤、青、緑の光を透過するダイクロイックコートを3分割して蒸着した円板形のガラス板をモータで回転させることにより、光源部からの白色光を光の3原色である赤、青、緑に時分割するカラーホイール3と、ロッドインテグレータ4の出射側端面を画像表示素子面8に結像し、主光線を集束させながらDMD部10を照明し、且つ光束の主光線を集光させ光束を投射レンズ9のリア絞り面でほぼ主光線が一致するよう集光させる役割をするノンテレセントリック照明光学系5、7及び9を持ち、微細なマイクロミラーの角度を2値の間で高速揺動することにより階調を表現して画像を形成するDMD部10と、このDMD部10に表示される画像をスクリーン面(図示せず)に拡大する投射レンズ11とから構成されたタイプが知られている。   As shown in FIG. 2, the light is collected at the light source unit 1 in which a lamp composed of an ultra-high pressure water source lamp that emits white light is arranged at one focal part of the elliptical reflector 2 and at the other focal part of the elliptical reflector 2. A rod integrator 4 having an effect of reducing in-plane luminance unevenness on the exit surface by capturing a secondary light source image of the illuminated lamp and repeating internal reflection, and is disposed in the vicinity of the entrance surface of the rod integrator 4, By rotating a disk-shaped glass plate deposited by dividing a dichroic coat that transmits red, blue, and green light at a predetermined angle from the center of the disc with a motor, the white light from the light source is emitted. The color wheel 3 that is time-divided into three primary colors, red, blue, and green, and the exit end face of the rod integrator 4 are imaged on the image display element surface 8, and the principal ray is focused while the DM is focused. Non-telecentric illumination optical systems 5, 7, and 9 for illuminating the unit 10 and for condensing the principal ray of the luminous flux and condensing the luminous flux so that the principal rays substantially coincide with each other at the rear diaphragm surface of the projection lens 9. The DMD unit 10 that forms an image by expressing the gradation by rapidly swinging the angle of the fine micromirror between two values, and the image displayed on the DMD unit 10 is displayed on a screen surface (not shown). And a projection lens 11 that is enlarged to the above type is known.

ここでDMD部10は、前記カラーホイール3により時分割された赤、青、緑の光に対応した画像を表示する。この画像表示は、高速で行われるので、人間の目の残像現象が脳で合成され、1つの画像として知覚されることとなる。   Here, the DMD unit 10 displays an image corresponding to red, blue, and green light time-divided by the color wheel 3. Since this image display is performed at high speed, the afterimage phenomenon of the human eye is synthesized in the brain and perceived as one image.

特開2004−045718号明細書Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-045718 特開2002−287081号明細書Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-287081

しかしながらノンテレセントリック照明光学系でDMDを照明した場合、集束しながら斜め入射をするため、第8図に示すように照明領域に歪が生じる。   However, when the DMD is illuminated with a non-telecentric illumination optical system, since it is incident obliquely while focusing, distortion occurs in the illumination area as shown in FIG.

この課題を解決するため、特許文献1では、図3に示すように照明光学系からDMDに入射する照明光の主光線が平行に入るようにし、アフォーカル系にすることにより照明領域の歪を解決している。ただしDMD反射後の光束の主光線も平行に出てくるため投射レンズは大型化するため小型化には向いていない。   In order to solve this problem, in Patent Document 1, as shown in FIG. 3, the chief ray of the illumination light incident on the DMD from the illumination optical system enters in parallel, and the afocal system is used to reduce the distortion of the illumination area. It has been solved. However, since the principal ray of the light beam after DMD reflection also appears in parallel, the projection lens becomes large and is not suitable for miniaturization.

また、特許文献2では、図4に示すようにロッドインテグレータの出射面の開口形状を、DMDの表示面の形状と略相似な矩形サイズの従来の形状41に対して、DMD内のマイクロミラーの回転方向に対して略cosθだけ圧縮した形状42にすることにより、DMD面の照明領域の歪を補正している。これは、今までの照明光学系を変えずにロッドインテグレータのみを変更することで、照明領域の歪補正が可能であり、小型には有利であるが、ロッドインテグレータを斜めに傾いた形で接合し作成することになるため、光学素子の製造工程が複雑となり、コスト増加につながる可能性がある。   Further, in Patent Document 2, as shown in FIG. 4, the opening shape of the exit surface of the rod integrator is different from the conventional shape 41 having a rectangular size substantially similar to the shape of the display surface of the DMD. By making the shape 42 compressed by approximately cos θ with respect to the rotation direction, the distortion of the illumination area of the DMD surface is corrected. This is because it is possible to correct the distortion of the illumination area by changing only the rod integrator without changing the conventional illumination optical system, which is advantageous for miniaturization, but the rod integrator is joined in a slanted form. Therefore, the manufacturing process of the optical element becomes complicated, which may lead to an increase in cost.

本発明は、従来の照明光学系では照明領域の歪を補正するために光学系の大型化やロッドインテグレータの形状の複雑化を招いていたというという問題を解決するものであり、小型で単純な構造の照明光学系を提供することを目的とする。本発明は、このような照明光学系を用いる投射型表示装置も提供する。   The present invention solves the problem that the conventional illumination optical system has caused an increase in the size of the optical system and the complexity of the shape of the rod integrator in order to correct the distortion of the illumination area. An object of the present invention is to provide an illumination optical system having a structure. The present invention also provides a projection display device using such an illumination optical system.

本発明の照明光学系は、光を発生する光源部と、前記光源部からの光束の面内照度ムラを均一化するインテグレータ部と、画像を表示する反射型表示素子と、前記インテグレータからの出射光束を前記反射型表示素子面に導き照明する光学系とを備え、前記光学系は、光軸を略水平に配置された前記インテグレータからの出射光束を集光する第1レンズ系と、前記第1レンズ系からの光束を反射し、所定の角度方向に折り曲げる第1ミラーと、前記第1ミラーからの光束を集光する第2レンズ系と、第2レンズ系からの光束を前記反射型表示素子に所定の角度で入射させる第2ミラーと、第2ミラーからの光束を反射型表示素子に集光する第3レンズ系とを備えることを特徴とする。第1ミラー、第2ミラーをそれぞれ第1レンズ系と第2レンズ系の間、第2レンズ系と第3レンズ系の間に配置することで、光路を反対方向に折り返すことによって光学系をコンパクトに折りたたむことができ、小型化が可能になる。また、第1ミラー及び第2ミラーにより、反射型光学素子面上で発生する照明光の歪をそれぞれ打ち消しあうことによる歪補正も行うことができる。   An illumination optical system according to the present invention includes a light source unit that generates light, an integrator unit that uniformizes in-plane illuminance unevenness of a light beam from the light source unit, a reflective display element that displays an image, and an output from the integrator. An optical system that guides and illuminates a light beam on the surface of the reflective display element, the optical system collecting a light beam emitted from the integrator having an optical axis arranged substantially horizontally, and the first lens system. A first mirror that reflects a light beam from one lens system and bends it in a predetermined angular direction; a second lens system that collects the light beam from the first mirror; and a light beam from a second lens system that reflects the light. A second mirror that is incident on the element at a predetermined angle; and a third lens system that condenses the light beam from the second mirror onto the reflective display element. By arranging the first mirror and the second mirror between the first lens system and the second lens system, respectively, and between the second lens system and the third lens system, the optical system is compacted by folding the optical path in the opposite direction. And can be downsized. Further, the first mirror and the second mirror can also perform distortion correction by canceling out the distortion of the illumination light generated on the reflective optical element surface.

好適には、前記第3レンズからの出射光束の主光線が、前記反射型表示素子に向けて集束するように構成する。   Preferably, the principal ray of the emitted light beam from the third lens is configured to converge toward the reflective display element.

前記第1乃至第3レンズ系のレンズのうちの少なくとも1枚を非球面レンズとしてもよい。このようにすれば、照明光学系の収差低減を行い結像性能を上げることができる。
前記第2ミラーは、照明領域を調整する調節機構を有してもよい。
本発明の投射型表示装置は、上記本発明の照明光学系と、照明光を投射する投射レンズとを備えることを特徴とする。
好適には、前記投射レンズの光軸と前記光源の光軸が略平行になるように構成する。
At least one of the lenses of the first to third lens systems may be an aspheric lens. In this way, it is possible to reduce the aberration of the illumination optical system and improve the imaging performance.
The second mirror may have an adjustment mechanism for adjusting the illumination area.
A projection display device according to the present invention includes the illumination optical system according to the present invention and a projection lens that projects illumination light.
Preferably, the optical axis of the projection lens and the optical axis of the light source are configured to be substantially parallel.

本発明によれば、小型で単純な構造の照明光学系が提供される。   According to the present invention, an illumination optical system having a small and simple structure is provided.

図1は、本発明の照明光学系の要部を示した概略図である。本発明の照明光学系は、光軸を略水平に配置した楕円リフレクター2の一方の焦点部に白色光を発する超高圧水源ランプ等からなるランプを配置した光源部1と、楕円リフレクター2のもう一方の焦点部に集光されたランプの2次光源像を取り込んで内面反射を繰り返すことにより、射出面における面内の輝度ムラを低減させる効果を持つロッドインテグレータ4と、このロッドインテグレータ4の入射面近傍に配置され、円板の中心から所定の角度で赤、青、緑の光を透過するダイクロイックコートを3分割して蒸着した円板形のガラス板をモータで回転させることにより、光源部からの白色光を光の3原色である赤、青、緑に時分割するカラーホイール3と、ロッドインテグレータ4の光の輝度ムラが低減された出射側端面を画像表示素子面10に結像する作用を持つ複数のレンズ系及びミラーとを備える。   FIG. 1 is a schematic view showing the main part of the illumination optical system of the present invention. The illumination optical system of the present invention includes a light source unit 1 in which a lamp composed of an ultra-high pressure water source lamp that emits white light is disposed at one focal point of an elliptical reflector 2 having an optical axis disposed substantially horizontally, and an elliptical reflector 2. A rod integrator 4 having an effect of reducing in-plane luminance unevenness on the exit surface by capturing a secondary light source image of a lamp condensed at one focal point and repeating internal reflection, and incidence of the rod integrator 4 By rotating a disk-shaped glass plate, which is disposed in the vicinity of the surface and vapor-deposited by dividing the dichroic coat that transmits red, blue, and green light at a predetermined angle from the center of the disk with a motor, a light source unit The color wheel 3 that time-divides the white light from the light into the three primary colors of light, red, blue, and green, and the light-emitting side end face of the rod integrator 4 with reduced luminance unevenness are displayed on the image display element. And a plurality of lens systems and mirror with the function of imaging the face 10.

前記複数のレンズ系及びミラーは、ロッドインテグレータ4からの出射光を集光する作用を持つ第1レンズ5と、第1レンズ5の焦点近傍に配置され、第1レンズ5からの光束を所定の角度方向(図示した例では略垂直上方)に反射させる第1ミラー6と、第1ミラー6からの反射光を集光する機能を持つ第2レンズ7と、第2レンズ7からの光を反射型表示素子10に所望の角度で入射させる役割を持つ第2ミラー8と、第2ミラー8からの反射光束の発散する主光線を反射型表示素子10に向けて集光させ、且つ反射型表示素子10からの反射光の主光線を投射レンズ11の入射瞳面で一致させる作用をもつ第3レンズ9とにより構成される。本発明の照明光学系は、反射型表示素子10側に非テレセントリックな光学系であり、かつ図1に示すように縦型に構成されている。   The plurality of lens systems and mirrors are disposed near the focal point of the first lens 5 and the first lens 5 having a function of condensing the light emitted from the rod integrator 4, and the light flux from the first lens 5 is predetermined. Reflects light from the first mirror 6 that reflects in the angular direction (substantially vertically upward in the illustrated example), the second lens 7 that has a function of condensing the reflected light from the first mirror 6, and the light from the second lens 7. A second mirror 8 having a role of making it enter the display element 10 at a desired angle, and a principal ray from which a reflected light beam from the second mirror 8 diverges is condensed toward the reflection type display element 10, and a reflection type display The third lens 9 has a function of matching the principal ray of the reflected light from the element 10 with the entrance pupil plane of the projection lens 11. The illumination optical system of the present invention is a non-telecentric optical system on the reflective display element 10 side, and is configured vertically as shown in FIG.

第1ミラー6、第2ミラー8をそれぞれ第1レンズ5と第2レンズ7の間、第2レンズ7と第3レンズ9の間に配置し、第1図に示すように光路を反対方向に折り返すことにより、反射型光学素子11面上で発生する照明光の歪をそれぞれ打ち消しあうことによる歪補正と、光源1の光軸と投射レンズ11の光軸とを略平行に配置することが同時に達成できる。これにより光学系をコンパクトに折りたたむことができるため小型化が可能となっている。   The first mirror 6 and the second mirror 8 are disposed between the first lens 5 and the second lens 7 and between the second lens 7 and the third lens 9, respectively, and the optical paths are in opposite directions as shown in FIG. By turning back, the distortion correction by canceling the distortion of the illumination light generated on the surface of the reflective optical element 11 and the optical axis of the light source 1 and the optical axis of the projection lens 11 are arranged substantially in parallel. Can be achieved. As a result, the optical system can be folded in a compact manner, so that the size can be reduced.

前述の通り反射型表示素子10にDMDが使用されている場合、斜めから光束を入射させることになるが、本照明光学系のように非テレセントリック光学系である場合、主光線が集光して反射型表示素子に入射するため、照明領域に歪が発生する。   As described above, when DMD is used in the reflective display element 10, a light beam is incident obliquely. However, in the case of a non-telecentric optical system such as the present illumination optical system, the principal ray is condensed. Since the light enters the reflective display element, distortion occurs in the illumination area.

比較例としてミラーを配置していないときの照明光学系を図6に、他の比較例として第2レンズ7と第3レンズ9の間に第2ミラー8を追加したときの照明光学系を図7に、更に第1レンズと第2レンズの間に第1ミラー6を追加したときの照明光学系が図1に示す本発明の縦型照明光学系である。   FIG. 6 shows an illumination optical system when no mirror is arranged as a comparative example, and FIG. 6 shows an illumination optical system when a second mirror 8 is added between the second lens 7 and the third lens 9 as another comparative example. 7, the illumination optical system when the first mirror 6 is further added between the first lens and the second lens is the vertical illumination optical system of the present invention shown in FIG.

これら図6、図7、図1に示す照明光学系の照明領域の歪をそれぞれ図8に示す。これによると、本発明のミラーを2枚使用したときの縦型照明光学系が最も照明領域の歪が改善されているため、照明面積を小さくできていることが分かる、照明光の光利用効率が高く、なお且つ反射型光学素子面内の明るさムラが低減できていることが分かる。そのため、本発明の構成の縦型照明光学系を用いることにより、光学系の大型化やロッドインテグレータの形状の複雑化を招く事なしに、照明領域の歪を改善できることが分かる。   The distortion of the illumination area of the illumination optical system shown in FIGS. 6, 7, and 1 is shown in FIG. According to this, it can be seen that the vertical illumination optical system using the two mirrors of the present invention has the most improved distortion in the illumination area, so that the illumination area can be reduced. It can be seen that the brightness unevenness in the reflective optical element surface can be reduced. Therefore, it can be seen that the use of the vertical illumination optical system having the configuration of the present invention can improve the distortion of the illumination region without increasing the size of the optical system or complicating the shape of the rod integrator.

上記例では、レンズを各1枚で構成したが、照明光学系の収差低減を行い結像性能を上げるために各レンズを複数枚で構成しレンズ系とする、或いは非球面化することも可能である。   In the above example, each lens is composed of one lens. However, in order to reduce the aberration of the illumination optical system and improve the imaging performance, each lens can be composed of a plurality of lenses to form a lens system or be aspherical. It is.

ここで光学系の製造バラツキを補正するため照明領域を調整する必要があるが、この調整は面積の大きい第2ミラー8で行うのが良い。これにより、照明光を微調整することが可能となり、生産効率をあげることができる。   Here, it is necessary to adjust the illumination region in order to correct the manufacturing variation of the optical system, but this adjustment is preferably performed by the second mirror 8 having a large area. As a result, it is possible to finely adjust the illumination light and increase the production efficiency.

本発明の光学系の構成のように、投射レンズと反対方向に光源を配置することにより、光源からの輻射熱の影響が投射光に影響し画像にゆらぎを引き起こすような現象が発生しないという利点もある。   By arranging the light source in the opposite direction to the projection lens as in the configuration of the optical system of the present invention, there is also an advantage that the phenomenon that the influence of the radiant heat from the light source affects the projection light and causes fluctuation in the image does not occur. is there.

また、投射型表示装置を縦型に配置することにより、机上などセッティングする面への投映面積が小さくてすみ、持ち運びし易いという利点も兼ね備える。   Further, by arranging the projection type display device vertically, the projection area on the setting surface such as a desk can be reduced, and it has the advantage that it is easy to carry.

本発明は、照明光学系及びそれを用いる投射型表示装置に利用可能である。   The present invention is applicable to an illumination optical system and a projection display device using the illumination optical system.

本発明の照明光学系の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the illumination optical system of this invention. 従来のノンテレセントリック照明光学系の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the conventional non-telecentric illumination optical system. 従来のアフォーカル系の照明光学系の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the conventional afocal illumination optical system. 従来のロッドインテグレータの形状の改良を示す概略図である。It is the schematic which shows the improvement of the shape of the conventional rod integrator. DMDの動作原理図である。It is an operation principle diagram of DMD. ミラーを配置していない本発明の照明光学系の比較例の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the comparative example of the illumination optical system of this invention which has not arrange | positioned the mirror. 第2ミラーのみを配置した本発明の照明光学系の比較例の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the comparative example of the illumination optical system of this invention which has arrange | positioned only the 2nd mirror. 反射型表示素子面での照明領域の歪を示す図である。It is a figure which shows the distortion of the illumination area in a reflection type display element surface.

符号の説明Explanation of symbols

1 光源
2 楕円リフレクター
3 カラーホイール
4 ロッドインテグレータ
5 第1レンズ
6 第1ミラー
7 第2レンズ
8 第2ミラー
9 第3レンズ
10 反射型表示素子
11 投射レンズ
12 光吸収板
101、102 マイクロミラー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2 Elliptic reflector 3 Color wheel 4 Rod integrator 5 1st lens 6 1st mirror 7 2nd lens 8 2nd mirror 9 3rd lens 10 Reflective display element 11 Projection lens 12 Light absorption plates 101 and 102 Micromirror

Claims (6)

光を発生する光源部と、
前記光源部からの光束の面内照度ムラを均一化するインテグレータ部と、
画像を表示する反射型表示素子と、
前記インテグレータからの出射光束を前記反射型表示素子面に導き照明する光学系とを備え、前記光学系は、
光軸を略水平に配置された前記インテグレータからの出射光束を集光する第1レンズ系と、
前記第1レンズ系からの光束を反射し、所定の角度方向に折り曲げる第1ミラーと、
前記第1ミラーからの光束を集光する第2レンズ系と、
前記第2レンズ系からの光束を前記反射型表示素子に所定の角度で入射させる第2ミラーと、
前記第2ミラーからの光束を反射型表示素子に集光する第3レンズ系とを備えることを特徴とする照明光学系。
A light source unit for generating light;
An integrator unit for uniformizing in-plane illuminance unevenness of a light beam from the light source unit;
A reflective display element for displaying an image;
An optical system that guides and illuminates the luminous flux emitted from the integrator to the reflective display element surface, and the optical system includes:
A first lens system for condensing a light beam emitted from the integrator, the optical axis of which is arranged substantially horizontally;
A first mirror that reflects the light beam from the first lens system and bends it in a predetermined angular direction;
A second lens system for condensing the light beam from the first mirror;
A second mirror that causes a light beam from the second lens system to enter the reflective display element at a predetermined angle;
An illumination optical system comprising: a third lens system that condenses the light beam from the second mirror onto a reflective display element.
前記第3レンズからの出射光束の主光線は、前記反射型表示素子に向けて集束していることを特徴とする請求項1記載の照明光学系。   The illumination optical system according to claim 1, wherein a principal ray of a light beam emitted from the third lens is focused toward the reflective display element. 前記第1乃至第3レンズ系のレンズのうちの少なくとも1枚は非球面レンズであることを特徴とする請求項1又は2に記載の照明光学系。   The illumination optical system according to claim 1 or 2, wherein at least one of the lenses of the first to third lens systems is an aspheric lens. 前記第2ミラーは、照明領域を調整する調節機構を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の照明光学系。   4. The illumination optical system according to claim 1, wherein the second mirror has an adjustment mechanism that adjusts an illumination region. 5. 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の照明光学系と、照明光を投射する投射レンズとを備えることを特徴とする投射型表示装置。   A projection display device comprising: the illumination optical system according to claim 1; and a projection lens that projects illumination light. 前記投射レンズの光軸と前記光源の光軸は略平行になっていることを特徴とする請求項5記載の投射型表示装置。   6. The projection display device according to claim 5, wherein the optical axis of the projection lens and the optical axis of the light source are substantially parallel.
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