【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
［産業上の利用分野］
本発明は集光光学系に関する。
［従来の技術］
従来の集光光学系は、光源ランプ及び前面投影面積が照
明面積より小さい放物線型ランプリフレクター、または
照明面積とほぼ同等の放物線型ランプリフレクター、か
ら構成されるものであり、前記光学系をを用い平行光を
得、照明系を構成していた。[Industrial Field of Application] The present invention relates to a condensing optical system. [Prior Art] A conventional condensing optical system is composed of a light source lamp and a parabolic lamp reflector whose front projected area is smaller than the illumination area, or a parabolic lamp reflector whose front projected area is approximately equal to the illumination area. An optical system was used to obtain parallel light and constitute an illumination system.
【発明が解決しようとする課題】[Problem to be solved by the invention]
しかし、従来の集光系には集光効率が低いというｎＭが
あった。そこで本発明では、光源ランプ及び前面投影面
積が照明面積より小さい放物線型ランプリフレクター、
または照明面積とほぼ同等の放物線型ランプリフレクタ
ー、からなる集光光学系の構成を、光源ランプ、前面投
影面積が照明面積より大きな楕円ランプリフレクター、
コンデンサーレンズなる構成に代えることによって、集
光照明系の集光効率を上げることを目的とするものであ
る。
［！！１題を解決するための手段］
本発明の集光光学系は、光源ランプ、前面投影面積が必
要照明面積より大きな楕円ランプリフレクター、コンデ
ンサーレンズから構成されることを特徴とする特
［作用］
光源ランプ及びランプリフレクター、からなる集光光学
系の集光効率は、理想的には光源が点光源であり、ラン
プリフレクター、の反射率が１００パーセントであると
仮定したとき、ｌＯＯパーセントとすることができる。
このとき断面が放物線形状のランプリフレクター、を用
いると、照明に理想的な平行光が得られ、また、断面が
楕円形状のランプリフレクター、を用いると集光され、
光源からの光は一点に集光するする。しかし、現実的に
は理想的な点光源はなく、光源はある大きさを持つ。
したがって、集光効率は１００パーセントとはなり得す
、現実的には数十パーセントに過ぎない。
そこで、本発明の上記の構成によれば、光源ランプ、前
面投影面積が照明面積より大きな楕円ランプリフレクタ
ー、コンデンサーレンズから構成される光学系を用いる
。大きな楕円ランプリフレクター、を用いることにより
光源は点光源に近くすることができ、したがって集光効
率を従来の集光照明系に比較して高くすることができる
。また、そのままでは光が集光したあと発散してしまう
のでコンデンサーレンズをいれて平行光にする。光源を
点光源に近くできるため、得られる平行光は、より平行
度の高いものとなり、照明効率も高くすることができる
。
以下、実施例により本発明の詳細を示す。However, conventional light collection systems have low light collection efficiency (nM). Therefore, in the present invention, a light source lamp, a parabolic lamp reflector whose front projected area is smaller than the illumination area,
Alternatively, a condensing optical system consisting of a parabolic lamp reflector whose front projected area is approximately equal to the illumination area, a light source lamp, an elliptical lamp reflector whose front projected area is larger than the illumination area,
The purpose is to increase the light collection efficiency of the condensing illumination system by replacing the structure with a condenser lens. [! ! Means for Solving Problem 1] The condensing optical system of the present invention is characterized by comprising a light source lamp, an elliptical lamp reflector whose front projected area is larger than the required illumination area, and a condenser lens. Ideally, the light collection efficiency of a light collection optical system consisting of a lamp and a lamp reflector can be expressed as lOO%, assuming that the light source is a point light source and the reflectance of the lamp reflector is 100%. can. At this time, if a lamp reflector with a parabolic cross section is used, ideal parallel light for illumination will be obtained, and if a lamp reflector with an elliptical cross section is used, the light will be condensed.
Light from a light source is focused on one point. However, in reality, there is no ideal point light source, and a light source has a certain size. Therefore, the light collection efficiency may not be 100%, but in reality it is only a few tens of percent. Therefore, according to the above configuration of the present invention, an optical system is used that includes a light source lamp, an elliptical lamp reflector whose front projected area is larger than the illumination area, and a condenser lens. By using a large elliptical lamp reflector, the light source can be made closer to a point source, thus increasing the light collection efficiency compared to conventional condensing illumination systems. Also, if left as is, the light would converge and then diverge, so a condenser lens is inserted to make it parallel. Since the light source can be made close to a point light source, the obtained parallel light has a higher degree of parallelism, and the illumination efficiency can also be increased. Hereinafter, the details of the present invention will be shown by examples.
【実施例】【Example】
実施例１
本発明の概念図を第１図に示す、光源ランプ１０１より
発生した光は、楕円型ランプリフレクター、１０２によ
って集光される。ビームウェストをはさんで光源と反対
側にコンデンサレンズ１０３を配置し、発散した光を平
行光に変換する。
第２図は凸型コンデンサレンズ１０３の代わりに凹型コ
ンデンサレンズ１０４を使用したものである。光源ラン
プ１０１より発生した光は、楕円型ランプリフレクター
、１０２によって集光さ飄ビームウェストと光源の間に
置かれた凹型コンデンサレンズ１０４によって平行光に
変換される。
第４図に従来の集光照明系の概念図を示す、光源ランプ
１０１から発生した光は放物線型ランプリフレクター、
２０１によって平行光に変換される。
第１図および第２図の楕円型ランプリフレクター、１０
２は、第４図の放物線型ランプリフレクター、２０１よ
り大きくすることができる。したがって、光Ｎ１０１に
対して相対的に楕円型ランプリフレクター、は大きくす
ることができるため、光源は点光源に近くなり、集光効
率は向上する。
本実施例においては、本発明の集光照明系を３板式液晶
ビデオプロジェクターにもちいた。液晶ビデオプロジェ
クタ−の構成は一般的に光源 照明光学系、色分離光学
系、液晶パネル、画像合成光学系、投射光学系からなる
。液晶ビデオプロジェクタ−において、良好な画質を得
るためには、液晶パネルの照明が大きなポイントとなる
。液晶を効率よく照明してやれば得られる画像の明るさ
は増す、また、照明光は平行光に近い方が得られる明る
さの点で有利である。三板式液晶ビデオプロジェクタ−
の構成図を第３図に示す。
光源ランプ１０１にて発生した光は、楕円型ランプリフ
レクタ１０２によって集光される。集光された光はビー
ムウェストを通りすぎたのち、凸型コンデンサレンズ１
０３によって平行光に変換される。得られた平行光は青
色分離ダイクロイックミラー３０１、緑色分離ダイクロ
イックミラー３０２および３枚の増反射ミラー３０３が
ら構成される色分離、照明光学系によって青、緑、赤の
三原色に分離されたのち、青色用液晶パネル３１１、緑
色用液晶パネルおよび赤色用液晶パネルに照射される。
３枚の液晶パネルによって画像変調された３原色は、ダ
イクロイックプリズム３１２によって画像合成される。
ダイクロイックプリズムは青色反射グイクロイック膜と
赤色反射ダイクロイック膜が対角線方向にそれぞれが交
差する形で形成されている。ダイクロイックプリズム３
１２によって画像合成された光は、投射レンズ３０８に
よってスクリーン３０９に投射される。
３板式の液晶ビデオプロジェクタ−に本発明の集光照明
系を採用することにより、プロジェクタ−システムの明
るさが２０パーセント増加した。
以上実施例を述べたが、本発明は以上の実施例のみなら
ず、広く明るさを要求される集光照明系に応用が可能で
ある。
［発明の効果］
以上述べｈように本発明番こよれば、光源ランプ、前面
投影面積が照明面積より大きな楕円ランプリフレクター
、コンデンサーレンズから構成される光学系を用いる。
大きな楕円ランプリフレクター、を用いることにより光
源は点光源に近くすることができ、したがって集光効率
を従来の集光照明系に比較して高くすることができる。
また、そのままでは光が集光したあと発散してしまうの
でコンデンサーレンズをいれて平行光にする。光源を点
光源に近くできるため、得られる平行光は、より平行度
の高いものとなり、照明効率も高くすることができると
いう効果を有する。Embodiment 1 A conceptual diagram of the present invention is shown in FIG. 1. Light generated from a light source lamp 101 is focused by an elliptical lamp reflector 102. A condenser lens 103 is placed on the opposite side of the light source across the beam waist, and converts the diverging light into parallel light. In FIG. 2, a concave condenser lens 104 is used instead of the convex condenser lens 103. Light generated from a light source lamp 101 is focused by an elliptical lamp reflector 102 and converted into parallel light by a concave condenser lens 104 placed between the beam waist and the light source. FIG. 4 shows a conceptual diagram of a conventional condensing illumination system. The light generated from the light source lamp 101 is reflected by a parabolic lamp reflector.
201, the light is converted into parallel light. Oval lamp reflector of Figures 1 and 2, 10
2 can be larger than the parabolic lamp reflector 201 of FIG. Therefore, since the elliptical lamp reflector can be made large relative to the light N101, the light source becomes close to a point light source, and the light collection efficiency is improved. In this example, the condensing illumination system of the present invention was used in a three-panel liquid crystal video projector. A liquid crystal video projector generally consists of a light source, an illumination optical system, a color separation optical system, a liquid crystal panel, an image synthesis optical system, and a projection optical system. In a liquid crystal video projector, illumination of the liquid crystal panel is a key point in obtaining good image quality. If the liquid crystal is illuminated efficiently, the brightness of the image obtained will increase, and it is advantageous in terms of the brightness that can be obtained if the illumination light is closer to parallel light. Three-panel LCD video projector
The configuration diagram is shown in Fig. 3. Light generated by the light source lamp 101 is focused by an elliptical lamp reflector 102. After the focused light passes through the beam waist, it passes through the convex condenser lens 1.
03 converts the light into parallel light. The obtained parallel light is separated into the three primary colors of blue, green, and red by a color separation and illumination optical system consisting of a blue separation dichroic mirror 301, a green separation dichroic mirror 302, and three reflective reflection mirrors 303, and is then separated into the three primary colors of blue, green, and red. 311, a green liquid crystal panel, and a red liquid crystal panel. The three primary colors image-modulated by the three liquid crystal panels are combined into an image by a dichroic prism 312. The dichroic prism is formed with a blue reflective dichroic film and a red reflective dichroic film intersecting each other in a diagonal direction. dichroic prism 3
The light image-combined by 12 is projected onto a screen 309 by a projection lens 308. By employing the condensing illumination system of the present invention in a three-panel liquid crystal video projector, the brightness of the projector system was increased by 20 percent. Although the embodiments have been described above, the present invention can be applied not only to the above embodiments but also to a wide range of condensing lighting systems that require high brightness. [Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, an optical system comprising a light source lamp, an elliptical lamp reflector whose front projected area is larger than the illumination area, and a condenser lens is used. By using a large elliptical lamp reflector, the light source can be made closer to a point source, thus increasing the light collection efficiency compared to conventional condensing illumination systems. Also, if left as is, the light would converge and then diverge, so a condenser lens is inserted to make it parallel. Since the light source can be made close to a point light source, the resulting parallel light has a higher degree of parallelism and has the effect of increasing illumination efficiency.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図は本発明の集光照明系を表す図。
第２図は従来の集光照明系を表す図。
第３図は液晶ビデオプロジェクタ−の応用を示す図。
第４図は従来の従来の集光照明系を示す図。
Ｏ１
光源ランプ
楕円型リフレクタ−
凸型コンデンサーレンズ
凹型コンデンサーレンズ
放物線型リフレクタ−
青色分離グイクロイックミラー
緑色分離グイクロイックミラー
増反射ミラー
グイクロイックプリズム
投射レンズ
スクリーン
青色用液晶パネル
緑色用液晶パネル
赤色用液晶パネル
以 上
出願人セイコーエプソン株式会社
代理人弁理士上柳雅誉（他１名）
第１図
第２図
FIG. 1 is a diagram showing a condensing illumination system of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a conventional condensing illumination system.
FIG. 3 is a diagram showing an application of a liquid crystal video projector.
FIG. 4 is a diagram showing a conventional condensing illumination system.
O1
light source lamp
Oval reflector
convex condenser lens
concave condenser lens
parabolic reflector
blue separation guichroic mirror
green isolated guichroic mirror
increased reflection mirror
guichroic prism
projection lens
screen
Blue LCD panel
Green LCD panel
Red LCD panel
that's all
Applicant Seiko Epson Corporation
Representative Patent Attorney Masayoshi Kamiyanagi (1 other person)
Figure 1
Figure 2