JP4843949B2 - Lighting device and projector - Google Patents

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Description

本発明は、照明装置及びプロジェクタに関する。   The present invention relates to a lighting device and a projector.

プロジェクタでは、光源と空間光変調装置とを含めた光学系において、有効に扱える光束が存在する空間的な広がりを面積と立体角との積(エテンデュー、Geometrical Extent)として表すことができる。この面積と立体角との積は、光学系において保存される。空間光変調装置が有効に変調可能な光の取り込み角度には限りがある。このため、光源の空間的な広がりが大きくなると、光源からの光束を有効に用いることが困難となる。   In a projector, in an optical system including a light source and a spatial light modulation device, a spatial spread in which a light beam that can be effectively handled exists can be expressed as a product of an area and a solid angle (Etendue, Geometric Extent). The product of the area and the solid angle is stored in the optical system. There is a limit to the angle at which light can be effectively modulated by the spatial light modulator. For this reason, when the spatial spread of the light source increases, it becomes difficult to effectively use the light flux from the light source.

液晶型空間光変調装置を備えるプロジェクタの照明装置には、偏光変換を行うための部材として、例えば、PBS(Polarized Beam Splitter)アレイが設けられる。PBSアレイは、1つの光束を振動方向が略直交する2つの偏光光に分離し、その一方を位相板で変換する。このため、PBSアレイを用いると光束が略2倍に大きくなってしまう。特に、光源に固体発光素子である発光ダイオード素子(以下、「LED」という。)をアレイ状に設ける場合、光源の発光面積が大きくなる。このことから、アレイ状のLEDとPBSアレイとを組み合わせて用いると、光束すなわちエテンデューが大きくなり照明効率の低下を招いてしまうと考えられる。そこで、LEDをアレイ状にする構成においては、エテンデューを大きくせずに特定の振動方向の偏光光を供給することが求められる。エテンデューを大きくせず特定の振動方向の偏光光を供給するための技術が提案されている(例えば、特許文献1、2参照。)。
特開2000−221499号公報 特開2003−57445号公報
For example, a PBS (Polarized Beam Splitter) array is provided as a member for performing polarization conversion in a projector illumination device including a liquid crystal spatial light modulator. The PBS array separates one light beam into two polarized light beams whose vibration directions are substantially orthogonal, and converts one of them with a phase plate. For this reason, when the PBS array is used, the luminous flux is approximately doubled. In particular, when light-emitting diode elements (hereinafter referred to as “LEDs”), which are solid-state light-emitting elements, are provided in an array, the light-emitting area of the light source increases. From this, it is considered that when the arrayed LED and the PBS array are used in combination, the luminous flux, that is, the etendue is increased and the illumination efficiency is lowered. Therefore, in the configuration in which the LEDs are arranged in an array, it is required to supply polarized light having a specific vibration direction without increasing the etendue. Techniques for supplying polarized light in a specific vibration direction without increasing etendue have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
JP 2000-212499 A JP 2003-57445 A

しかしながら、特許文献1に提案されている技術は、LED内部に偏光変換素子を設けるものであるため、LEDの製造が困難となる上、LEDからの熱によって反射型偏光フィルムが変質し、偏光変換を行うことが困難となる場合がある。また、特許文献2に提案されている技術は、ロッドインテグレータの入射端面に反射面、ロッドインテグレータの射出側に偏光変換素子を設けるものである。ロッドインテグレータの入射端面には光源からの光を入射させる開口部を設けることから、反射型偏光素子で反射された光が開口部から射出し、ロッドインテグレータによる光のリサイクル効率が低下する場合がある。また、アレイ状のLEDからの光を効率良くロッドインテグレータに入射させるためには、LEDを配置する領域に対応してロッドインテグレータを大型にすること、LEDに対応して複数の開口部をロッドインテグレータに設けること等の措置をとる必要を生じる。   However, since the technique proposed in Patent Document 1 is provided with a polarization conversion element inside the LED, it becomes difficult to manufacture the LED, and the reflective polarizing film is altered by the heat from the LED, and the polarization conversion is performed. It may be difficult to perform. In the technique proposed in Patent Document 2, a reflecting surface is provided on the incident end face of the rod integrator, and a polarization conversion element is provided on the exit side of the rod integrator. Since an opening for allowing light from the light source to enter is provided on the incident end surface of the rod integrator, the light reflected by the reflective polarizing element is emitted from the opening, and the light recycling efficiency by the rod integrator may decrease. . In addition, in order to make the light from the arrayed LED efficiently enter the rod integrator, the rod integrator should be made large corresponding to the region where the LED is arranged, and a plurality of openings corresponding to the LED are made into the rod integrator. It is necessary to take measures such as installing in

また、特許文献2に提案されている技術は、発光手段から発光された光を1/4波長板に導光するロッドの開口が小さいため、複数の光源を使用することが困難である。さらに、1/4波長板に対して斜め入射した光は、1/4波長板の角度依存性により円偏光ではなく楕円偏光となってしまいリサイクル効率が低下する。   Further, the technique proposed in Patent Document 2 has difficulty in using a plurality of light sources because the opening of the rod that guides the light emitted from the light emitting means to the quarter-wave plate is small. Furthermore, light that is obliquely incident on the quarter-wave plate becomes elliptically polarized light instead of circularly polarized light due to the angle dependency of the quarter-wave plate, and the recycling efficiency is lowered.

反射型偏光素子は、反射型偏光素子に対して略垂直な方向から入射する光を効率良く分離できる。これに対して、上記の特許文献1、2に提案されている構成のいずれも、一部の光は、反射型偏光素子に対して斜めに入射するものである。このため、光を効率良く分離することが困難となる。このように、従来の技術によると、効率良く特定の振動方向の偏光光を供給することが困難となる場合があるため問題である。   The reflective polarizing element can efficiently separate light incident from a direction substantially perpendicular to the reflective polarizing element. On the other hand, in any of the configurations proposed in Patent Documents 1 and 2, a part of the light is incident on the reflective polarizing element at an angle. For this reason, it becomes difficult to efficiently separate light. Thus, according to the conventional technique, there is a problem because it may be difficult to efficiently supply polarized light having a specific vibration direction.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、照明光の消光比を落とすことなく光利用効率を高めることができる照明装置及びプロジェクタを提供することを目的とする。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an illumination device and a projector that can improve light use efficiency without reducing the extinction ratio of illumination light.

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の照明装置は、光を射出する光源と、該光源から射出された光の照度分布を均一化する導光素子と、前記導光素子から射出された光のうち特定の振動方向の偏光光を透過させ、前記特定の振動方向とは異なる他の振動方向の偏光光を反射する反射型偏光素子と、 前記光源に設けられ、前記反射型偏光素子で反射され前記光源の方向へ進行する光を前記導光素子の方向へ反射させる反射部とを備え、前記反射型偏光素子が前記導光素子の前記出射端面に配され、前記導光素子の少なくとも一部が前記反射型偏光素子に向かって徐々に拡径されたテーパ状に形成され、前記導光素子の出射端面と前記反射型偏光素子の入射端面との間に、位相板を備え、前記光源が複数設けられ、前記導光素子が、複数の前記光源に対応して複数設けられ、前記導光素子には、前記複数の光源に対応した複数の入射端面が設けられ、前記複数の導光素子の出射端面に配され、複数の前記導光素子から射出された光を前記反射型偏光素子に入射させる光学素子を備え、前記反射型偏光素子を透過した偏光光を集光させる集光光学系を備え、前記集光光学系が、一対のフライアイレンズからなるフライアイ光学系であり、前記一対のフライアイレンズのうち、一方のフライアイレンズが前記反射型偏光素子の出射端面に配置されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The illumination device of the present invention includes a light source that emits light, a light guide element that equalizes an illuminance distribution of the light emitted from the light source, and polarized light in a specific vibration direction among the light emitted from the light guide element. A reflective polarizing element that transmits light and reflects polarized light in another vibration direction different from the specific vibration direction; and provided in the light source, reflected by the reflective polarizing element and travels in the direction of the light source A reflective portion that reflects light in the direction of the light guide element, wherein the reflective polarizing element is disposed on the emission end face of the light guide element, and at least a part of the light guide element is provided in the reflective polarizing element. The diameter of the light guide element is gradually increased, and a phase plate is provided between an output end face of the light guide element and an incident end face of the reflective polarizing element. A plurality of elements are provided corresponding to the plurality of light sources, The light guide element is provided with a plurality of incident end faces corresponding to the plurality of light sources, arranged on the exit end faces of the plurality of light guide elements, and the light emitted from the plurality of light guide elements is reflected by the reflection type An optical element that is incident on the polarizing element; a condensing optical system that condenses the polarized light that has passed through the reflective polarizing element; and the condensing optical system is a fly-eye optical system that includes a pair of fly-eye lenses And one of the pair of fly-eye lenses is arranged on an output end face of the reflective polarizing element .

発明に係る照明装置では、光源から射出された光は導光素子内を進行し、反射型偏光素子に導かれる。反射型偏光素子に入射した光のうち特定の振動方向の偏光光は透過する。これに対して、特定の振動方向以外の他の振動方向の光は、反射型偏光素子で反射され光源方向に向かう。反射型偏光素子から光源に向かった光は、光源に設けられた反射部で反射され、再び反射型偏光素子に向かって導光素子内を進行する。これにより、反射型偏光素子を透過した光及び反射部により反射した後反射型偏光素子を透過した光は、特定の方向に振動する光に揃えられているので、その後の照明系において偏光が回ることがない(偏光方向が変化しない)ため、消光比を落とすことなく光利用効率の高い照明光を得ることが可能となる。また、導光素子がテーパ状に形成されているため、反射型偏光素子により偏光変換された光は、平行度が高く均一な光となり、リサイクル効率が上がる。 In the illumination device according to the present invention, the light emitted from the light source travels through the light guide element and is guided to the reflective polarizing element. Of the light incident on the reflective polarizing element, polarized light in a specific vibration direction is transmitted. In contrast, light in a vibration direction other than the specific vibration direction is reflected by the reflective polarizing element and travels toward the light source. The light directed from the reflective polarizing element to the light source is reflected by the reflecting portion provided in the light source, and travels again in the light guide element toward the reflective polarizing element. As a result, the light that has passed through the reflective polarizing element and the light that has passed through the reflective polarizing element after being reflected by the reflecting portion are aligned with light that vibrates in a specific direction, so that the polarized light rotates in the subsequent illumination system. (The polarization direction does not change), it is possible to obtain illumination light with high light utilization efficiency without reducing the extinction ratio. In addition, since the light guide element is formed in a tapered shape, the light that has undergone polarization conversion by the reflective polarizing element has a high degree of parallelism and becomes uniform light, which increases recycling efficiency.

本発明の照明装置は、前記導光素子の少なくとも前記光源に近接する部分が、前記反射型偏光素子に向かって徐々に拡径されたテーパ状に形成されていることが好ましい。
本発明に係る照明装置では、導光素子の少なくとも光源に近接する部分が、テーパ形状に形成されることで、光源から射出された光をできるだけ平行化してから導光素子内を進行することができる。したがって、導光素子内での反射回数が不必要に増加することによる反射ロスを少なくすることができ、光利用効率の高い照明光を得ることが可能となる。
In the illuminating device of the present invention, it is preferable that at least a portion of the light guide element that is close to the light source is formed in a tapered shape that is gradually expanded in diameter toward the reflective polarizing element.
In the illuminating device according to the present invention, at least a portion of the light guide element that is close to the light source is formed in a tapered shape, so that the light emitted from the light source can travel in the light guide element after being collimated as much as possible. it can. Therefore, it is possible to reduce reflection loss due to an unnecessary increase in the number of reflections in the light guide element, and it is possible to obtain illumination light with high light utilization efficiency.

本発明の照明装置は、前記導光素子の入射端面に、前記光源の出射端面が直接接触するように配されていることが好ましい。
本発明に係る照明装置では、導光素子の入射端面に、光源の出射端面を配置することで、光源から射出された光を無駄にすることなく、導光素子に入射させることができる。したがって、光利用効率を高めることができるため、消光比の高い照明光を得ることが可能となる。
It is preferable that the illuminating device of this invention is distribute | arranged so that the output end surface of the said light source may contact the incident end surface of the said light guide element directly.
In the illuminating device according to the present invention, the light emitted from the light source can be incident on the light guide element without wasting it by disposing the light emission end face of the light source on the incident end face of the light guide element. Therefore, since the light use efficiency can be increased, illumination light with a high extinction ratio can be obtained.

本発明の照明装置は、前記導光素子の出射端面と前記反射型偏光素子の入射端面との間に、位相板を備えることが好ましい。
本発明に係る照明装置では、位相板により、反射型偏光素子で反射された、例えば直線偏光を円偏光に変換する。光源の方向へ進行した円偏光は、光源に設けられた反射部で導光素子の方向へ反射された後、再度位相板を透過することにより、直線偏光に変換される。例えばλ/4位相板を用いると、反射型偏光素子で反射された直線偏光は、2回位相板を透過することにより、位相がλ/2変化することになる。このため、反射型偏光素子で反射された直線偏光のうち一部の直線偏光を、再度反射型偏光素子に入射させるまでに特定の振動方向の直線偏光に変換する。したがって、特定の振動方向の直線偏光に変換された光は、反射型偏光素子を透過することができる。これに対して、再度、位相板を透過することにより特定の振動方向とは異なる他の振動方向に変換された直線偏光は、反射型偏光素子で反射され、上述の再循環を繰り返す。このように、位相板を設けることにより、直線偏光と円偏光との変換を効率良く行うことができるため、容易に所望の直線偏光成分を取り出すことができる。
The illuminating device of the present invention preferably includes a phase plate between the exit end face of the light guide element and the entrance end face of the reflective polarizing element.
In the illumination device according to the present invention, for example, linearly polarized light reflected by the reflective polarizing element is converted into circularly polarized light by the phase plate. The circularly polarized light that has traveled in the direction of the light source is reflected in the direction of the light guide element by a reflecting portion provided in the light source, and then is transmitted through the phase plate again to be converted into linearly polarized light. For example, if a λ / 4 phase plate is used, the phase of the linearly polarized light reflected by the reflective polarizing element is changed by λ / 2 by passing through the phase plate twice. For this reason, a part of the linearly polarized light reflected by the reflective polarizing element is converted into linearly polarized light in a specific vibration direction before being incident on the reflective polarizing element again. Therefore, the light converted into linearly polarized light in a specific vibration direction can pass through the reflective polarizing element. On the other hand, the linearly polarized light converted to another vibration direction different from the specific vibration direction by transmitting again through the phase plate is reflected by the reflective polarizing element, and the above-described recirculation is repeated. Thus, by providing the phase plate, conversion between linearly polarized light and circularly polarized light can be performed efficiently, so that a desired linearly polarized light component can be easily extracted.

本発明の照明装置は、前記光源が複数設けられ、前記導光素子が、複数の前記光源に対応して複数設けられていることが好ましい。
本発明に係る照明装置では、複数の光源に対応して複数の導光素子を設けることにより、複数の光源から射出された光を効率良く導光素子に供給することができる。これにより、大容量の光を導光素子の出射端面から射出させることが可能となる。
In the illumination device of the present invention, it is preferable that a plurality of the light sources are provided, and a plurality of the light guide elements are provided corresponding to the plurality of light sources.
In the illuminating device according to the present invention, by providing a plurality of light guide elements corresponding to a plurality of light sources, light emitted from the plurality of light sources can be efficiently supplied to the light guide elements. As a result, a large volume of light can be emitted from the emission end face of the light guide element.

本発明の照明装置は、前記複数の導光素子の出射端面に配され、複数の前記導光素子から射出された光を前記反射型偏光素子に入射させる光学素子を備えることが好ましい。
本発明に係る照明装置では、光学素子を設けることにより、複数の導光素子から射出された光を一括して反射型偏光素子に導くとともに、複数の導光素子間の光を均一化することができる。
The illuminating device of the present invention preferably includes an optical element that is disposed on the emission end face of the plurality of light guide elements and that causes the light emitted from the plurality of light guide elements to enter the reflective polarizing element.
In the illumination device according to the present invention, by providing the optical element, the light emitted from the plurality of light guide elements is collectively guided to the reflective polarizing element, and the light between the plurality of light guide elements is made uniform. Can do.

本発明の照明装置は、前記反射型偏光素子を透過した偏光光を集光させる集光光学系を備えることが好ましい。
本発明に係る照明装置では、集光光学系を用いて偏光光を集光させることにより、特定の領域に効率良く偏光光を進行させることができる。したがって、例えば、複数の光源をアレイ状に設けた場合にも、効率良く特定の領域に光を進行させることができる。
The illuminating device of the present invention preferably includes a condensing optical system that condenses the polarized light that has passed through the reflective polarizing element.
In the illuminating device according to the present invention, the polarized light can be efficiently advanced to a specific region by condensing the polarized light using the condensing optical system. Therefore, for example, even when a plurality of light sources are provided in an array, light can efficiently travel to a specific region.

本発明の照明装置は、前記集光光学系が、テレセントリック光学系であることが好ましい。
本発明に係る照明装置では、反射型偏光素子を透過した光は、テレセントリック光学系により、均一で安定した照明光となる。
In the illumination device of the present invention, it is preferable that the condensing optical system is a telecentric optical system.
In the illuminating device according to the present invention, the light transmitted through the reflective polarizing element becomes uniform and stable illumination light by the telecentric optical system.

本発明の照明装置は、前記集光光学系が、フライアイ光学系であることが好ましい。
本発明に係る照明装置では、反射型偏光素子を透過した光は、フライアイ光学系により、極めて均一な波面分割と結像を低損失で行われることになる。すなわち、輝度ムラを抑えるとともに、消光比の高い照明光を得ることが可能となる。
例えば、上記集光光学系を備えた照明装置をプロジェクタに用いることにより、画面の各領域における画像コントラストが略同一となり、良好な画像表示品質を有するプロジェクタを提供することができる。
In the illumination device of the present invention, it is preferable that the condensing optical system is a fly-eye optical system.
In the illumination device according to the present invention, the light transmitted through the reflective polarizing element is subjected to extremely uniform wavefront division and image formation with low loss by the fly-eye optical system. In other words, it is possible to suppress illumination unevenness and obtain illumination light with a high extinction ratio.
For example, by using an illuminating device including the above-described condensing optical system for a projector, it is possible to provide a projector having good image display quality because the image contrast in each region of the screen is substantially the same.

本発明のプロジェクタは、特定の振動方向の偏光光を供給する照明装置と、該照明装置から射出された光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、該空間光変調装置により変調された光を投射する投射レンズとを備え、前記照明装置は、上記の照明装置であることを特徴とする。   A projector of the present invention is modulated by an illumination device that supplies polarized light in a specific vibration direction, a spatial light modulation device that modulates light emitted from the illumination device in accordance with an image signal, and the spatial light modulation device. A projection lens that projects the light, and the illumination device is the illumination device described above.

本発明に係るプロジェクタでは、照明装置より射出された光は空間光変調装置に入射される。そして、空間光変調装置により変調された画像が、投射レンズによって投影される。このとき、照明装置より射出される光は、上述したように、特定の方向に振動する光に揃えられているため、空間光変調装置を通過する際、光量を落とすことがないので、高い消光比を維持するとともに、明るさが均一な画像を投射することが可能となる。   In the projector according to the present invention, the light emitted from the illumination device enters the spatial light modulation device. Then, the image modulated by the spatial light modulator is projected by the projection lens. At this time, since the light emitted from the illumination device is aligned with the light that vibrates in a specific direction as described above, the amount of light is not reduced when passing through the spatial light modulation device. The ratio can be maintained and an image with uniform brightness can be projected.

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each drawing used for the following description, the scale of each member is appropriately changed to make each member a recognizable size.

次に、本発明の第1実施形態について、図1から図3を参照して説明する。
本実施形態のプロジェクタ1は、図1に示すように、光源から射出されたR(赤)、G(緑)、B(青)の異なる色光を、空間光変調装置によりそれぞれ空間変調して、ダイクロイックプリズム30により合成して、カラー画像を表示する三板式のカラープロジェクタである。
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the projector 1 according to the present embodiment spatially modulates different color lights of R (red), G (green), and B (blue) emitted from a light source by a spatial light modulator, This is a three-plate type color projector that displays a color image by combining with a dichroic prism 30.

図1は、本実施形態に係るプロジェクタ1の概略を示す図である。
プロジェクタ1は、図1に示すように、それぞれR、G、Bの異なる色光を射出する照明装置10r、10g、10bと、それぞれの照明装置10r、10g、10bから射出されたR、G、Bの輝度を画像信号に応じて変調する透過型液晶ライトバルブ(空間光変調装置)20r、20g、20bと、変調された各色光を合成してカラー画像とするダイクロイックプリズム30と、ダイクロイックプリズム30から射出されたカラー画像をスクリーン50に投射する投射レンズ40とを備えている。
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a projector 1 according to this embodiment.
As shown in FIG. 1, the projector 1 includes illumination devices 10 r, 10 g, and 10 b that emit different color lights of R, G, and B, and R, G, and B emitted from the illumination devices 10 r, 10 g, and 10 b, respectively. Transmissive liquid crystal light valves (spatial light modulators) 20r, 20g, and 20b that modulate the luminance of the light in accordance with the image signal, a dichroic prism 30 that combines the modulated color lights into a color image, and a dichroic prism 30 And a projection lens 40 that projects the emitted color image onto a screen 50.

照明装置10r、10g、10bは、図2に示すように、光を供給する赤色LED(光源)11r、緑色LED(光源)11g、青色LED(光源)11bと、これらLED11r,11g,11bから射出された光の照度分布を均一化するテーパロッド(導光素子)12と、テーパロッド12の出射端面12bに配されたλ/4板(位相板)13と、テーパロッド12及びλ/4板13を透過した光のうち特定の振動方向の偏光光を透過させ、特定の振動方向とは異なる他の振動方向の偏光光を反射する反射型偏光素子14とを備えている。LED11r,11g,11bは、各色2つずつ並列に配置されている。λ/4板13は、各LED11r,11g,11bから射出されたそれぞれの光の波長に対して1/4波長の位相差を発生させるものである。   As shown in FIG. 2, the illumination devices 10r, 10g, and 10b emit light from a red LED (light source) 11r, a green LED (light source) 11g, and a blue LED (light source) 11b that supply light, and the LEDs 11r, 11g, and 11b. Is transmitted through the tapered rod 12 and the λ / 4 plate 13, the λ / 4 plate 13 arranged on the output end surface 12 b of the tapered rod 12, and the tapered rod 12 and the λ / 4 plate 13. A reflective polarizing element 14 that transmits polarized light having a specific vibration direction among reflected light and reflects polarized light having another vibration direction different from the specific vibration direction is provided. The LEDs 11r, 11g, and 11b are arranged in parallel for two of each color. The λ / 4 plate 13 generates a quarter-wave phase difference with respect to the wavelength of each light emitted from each of the LEDs 11r, 11g, and 11b.

LED11r,11g,11bには、反射型偏光素子14で反射され当該LED11r,11g,11bの方向へ進行する光をテーパロッド12の方向へ反射させる反射部15が設けられている。
反射部15は、高い光反射率を有する部材、例えば、アルミニウムや銀等の金属部材によって構成されている。この反射部15を金属部材で構成すると、反射部15を耐熱性に優れた構成となる。なお、LEDを駆動する電極が反射部15として機能しても良い。
The LEDs 11r, 11g, and 11b are provided with a reflecting portion 15 that reflects the light reflected by the reflective polarizing element 14 and traveling in the direction of the LEDs 11r, 11g, and 11b in the direction of the tapered rod 12.
The reflector 15 is made of a member having a high light reflectance, for example, a metal member such as aluminum or silver. When the reflecting portion 15 is made of a metal member, the reflecting portion 15 has a configuration excellent in heat resistance. Note that an electrode for driving the LED may function as the reflecting portion 15.

テーパロッド12は、LED11r,11g,11bと反射型偏光素子14との間に配され、LED11r,11g,11bの個数に対応して設けられている。また、テーパロッド12は、図3に示すように、入射端面12aから出射端面12bに向かって断面積が漸次大きくなるテーパ状に形成されており、テーパ部12cと平行ロッド部12dとからなっている。すなわち、LED11r,11g,11bに近接する部分がテーパ状に形成されている。この構成により、LED11r,11g,11bから射出された光をテーパ部12cで略平行化及び均一化した後、平行ロッド部12dによって、各テーパ部からの光の照度分布の均一化を行っている。
また、テーパロッド12の入射端面12aが、図3に示すように、LED11r,11g,11bの出射端面16に直接接触し、出射端面12bがλ/4板13の入射端面13aに直接接触している。
なお、テーパロッド12は、例えば、ガラスや樹脂などの光透過性を有する材料から構成されている。
The taper rod 12 is disposed between the LEDs 11r, 11g, and 11b and the reflective polarizing element 14, and is provided corresponding to the number of LEDs 11r, 11g, and 11b. Further, as shown in FIG. 3, the taper rod 12 is formed in a taper shape having a cross-sectional area that gradually increases from the incident end surface 12a toward the output end surface 12b, and includes a tapered portion 12c and a parallel rod portion 12d. . That is, the portions close to the LEDs 11r, 11g, and 11b are formed in a tapered shape. With this configuration, the light emitted from the LEDs 11r, 11g, and 11b is substantially parallelized and uniformed by the tapered portion 12c, and then the illuminance distribution of the light from each tapered portion is uniformized by the parallel rod portion 12d. .
Further, as shown in FIG. 3, the incident end face 12a of the taper rod 12 is in direct contact with the emission end face 16 of the LEDs 11r, 11g, and 11b, and the emission end face 12b is in direct contact with the incident end face 13a of the λ / 4 plate 13. .
In addition, the taper rod 12 is comprised from the material which has light transmittances, such as glass and resin, for example.

反射型偏光素子14は、図2に示すように、λ/4板13の入射端面13bに直接接触している。このように、テーパロッド12,λ/4板13,反射型偏光素子14を順に直接接触するように配置することにより、これらの間から光が漏れることを防止することができるので、光利用効率の低下を防止することが可能となっている。   As shown in FIG. 2, the reflective polarizing element 14 is in direct contact with the incident end face 13 b of the λ / 4 plate 13. Thus, by arranging the taper rod 12, the λ / 4 plate 13 and the reflective polarizing element 14 so as to be in direct contact with each other in order, it is possible to prevent light from leaking between them, so that the light utilization efficiency can be improved. It is possible to prevent the decrease.

また、反射型偏光素子14は、特定の振動方向の偏光光、例えばp偏光光を透過し、特定の振動方向とは異なる他の振動方向の偏光光、例えばs偏光光を反射する。反射型偏光素子14で反射されたs偏光光は、λ/4板13を透過することにより円偏光に変換される。そして、λ/4板13を透過した光は、テーパロッド12を透過してLED11r,11g,11bに戻るようになっている。そして、LED11r,11g,11bに戻った光は、反射部15で反射されて再びテーパロッド12の方向へ進行する。テーパロッド12を透過して再びλ/4板13に入射する光のうち円偏光は、例えば、直線偏光であるp偏光光に変換される。特定の振動方向の偏光光であるp偏光光は、反射型偏光素子14を透過することが可能となっている。これに対して、再度、λ/4板13を透過することにより特定の振動方向とは異なる他の振動方向に変換された直線偏光は、反射型偏光素子14で反射され、上述の循環を繰り返すようになっている。   The reflective polarizing element 14 transmits polarized light having a specific vibration direction, for example, p-polarized light, and reflects polarized light having another vibration direction different from the specific vibration direction, for example, s-polarized light. The s-polarized light reflected by the reflective polarizing element 14 is converted into circularly polarized light by passing through the λ / 4 plate 13. And the light which permeate | transmitted (lambda) / 4 board 13 permeate | transmits the taper rod 12, and returns to LED11r, 11g, 11b. And the light which returned to LED11r, 11g, 11b is reflected by the reflection part 15, and advances to the direction of the taper rod 12 again. Of the light passing through the taper rod 12 and entering the λ / 4 plate 13 again, circularly polarized light is converted into, for example, p-polarized light that is linearly polarized light. The p-polarized light, which is polarized light in a specific vibration direction, can be transmitted through the reflective polarizing element 14. On the other hand, the linearly polarized light converted to another vibration direction different from the specific vibration direction by transmitting again through the λ / 4 plate 13 is reflected by the reflective polarizing element 14 and repeats the above circulation. It is like that.

また、反射型偏光素子14としては、ワイヤグリッド型偏光フィルタを採用している。このワイヤグリッド型偏光フィルタは、構造複屈折型偏光板の一種であり、透明基板上に形成された金属薄膜に、所定方向に延びる微細なリブ(図示略)が形成された構造を有している。この金属薄膜は、アルミニウムやタングステン等を用いて、蒸着法やスパッタ法によって形成することができる。また微細なリブは、2光束干渉露光法や、電子線描画法、X線リソグラフィー法等と、エッチングとを組み合わせることによって形成することができる。そして、この微細なリブのピッチは、反射すべき光の波長より短く形成されている。これにより、微細なリブと平行方向の直線偏光を反射し、垂直方向の直線偏光を透過することができるようになっている。このワイヤグリッド型偏光フィルタは、構造が単純なので容易に製造することができる。また、無機素材で構成されるため、極めて耐熱性に優れるとともに、光吸収をほとんど生じない。
なお、反射型偏光素子14として、上述したワイヤグリッド型偏光フィルタに限らず、複屈折性を有する薄膜と複屈折性を有さない薄膜とを複数積層した多層積層型偏光板を用いても良い。
Further, a wire grid type polarizing filter is adopted as the reflective polarizing element 14. This wire grid type polarizing filter is a kind of structural birefringent polarizing plate and has a structure in which fine ribs (not shown) extending in a predetermined direction are formed on a metal thin film formed on a transparent substrate. Yes. This metal thin film can be formed by vapor deposition or sputtering using aluminum, tungsten, or the like. Fine ribs can be formed by combining etching with a two-beam interference exposure method, an electron beam drawing method, an X-ray lithography method, or the like. The pitch of the fine ribs is shorter than the wavelength of light to be reflected. Thereby, the linearly polarized light in the direction parallel to the fine ribs can be reflected and the linearly polarized light in the vertical direction can be transmitted. Since this wire grid type polarizing filter has a simple structure, it can be easily manufactured. Further, since it is composed of an inorganic material, it is extremely excellent in heat resistance and hardly absorbs light.
The reflective polarizing element 14 is not limited to the wire grid polarizing filter described above, and a multilayer laminated polarizing plate in which a plurality of thin films having birefringence and thin films not having birefringence are laminated may be used. .

ダイクロイックプリズム30は、図1に示すように、4つの直角プリズムが貼り合わされた構造からなり、その内部には、青色光を反射する誘電体多層膜(青色光反射ダイクロイック膜31)及び赤色光を反射する誘電体多層膜(赤色光反射ダイクロイック膜32)が断面X字状に形成されている。そして、透過型液晶ライトバルブ20gからの緑色光を透過し、透過型液晶ライトバルブ20rからの赤色光と透過型液晶ライトバルブ20bからの青色光とを折り曲げてこれらの3色の光を合成し、カラー画像を形成する。   As shown in FIG. 1, the dichroic prism 30 has a structure in which four right-angle prisms are bonded to each other, and a dielectric multilayer film (blue light reflecting dichroic film 31) that reflects blue light and red light are contained therein. A reflecting dielectric multilayer film (red light reflecting dichroic film 32) is formed in an X-shaped cross section. Then, the green light from the transmissive liquid crystal light valve 20g is transmitted, and the red light from the transmissive liquid crystal light valve 20r and the blue light from the transmissive liquid crystal light valve 20b are bent to synthesize these three colors of light. Forming a color image.

次に、以上の構成からなる本実施形態のプロジェクタ1を用いて、画像をスクリーン50に投射する方法について説明する。
なお、LED11r,11g,11bから射出された各色光についての作用は同一であるので、LED11rから射出された赤色光についての作用を説明し、その他の緑色光、青色光についての作用は説明を省略する。
Next, a method of projecting an image on the screen 50 using the projector 1 of the present embodiment having the above configuration will be described.
In addition, since the effect | action about each color light inject | emitted from LED11r, 11g, 11b is the same, the effect | action about the red light inject | emitted from LED11r is demonstrated, and description about the effect | action about other green light and blue light is abbreviate | omitted. To do.

まず、LED11rに電流が供給されると、図1に示すように、LED11rから赤色光がテーパロッド12に向けて射出される。
テーパロッド12の入射端面12aから内部に入射した赤色光は、図4に示すように、テーパロッド12内で全反射を繰り返すことにより、その照度分布が均一化され出射端面12bに向けて伝搬する。また、赤色光が出射端面12bに向けて伝搬しながら、テーパロッド12内で全反射するたびにコリメート化(平行光化)される。その後、赤色光は、出射端面12bからλ/4板13に入射される。
First, when current is supplied to the LED 11r, red light is emitted from the LED 11r toward the tapered rod 12, as shown in FIG.
As shown in FIG. 4, the red light incident on the inside from the incident end face 12a of the taper rod 12 repeats total reflection within the taper rod 12, thereby making the illuminance distribution uniform and propagating toward the emission end face 12b. Further, each time the red light propagates toward the emission end face 12 b and is totally reflected within the tapered rod 12, it is collimated (parallelized). Thereafter, the red light is incident on the λ / 4 plate 13 from the emission end face 12b.

λ/4板13を透過し、反射型偏光素子14に入射された赤色光は、図4に示すように、反射型偏光素子14の入射端面より入射される。反射型偏光素子14に入射した赤色光は、リブ(図示略)の延在方向に平行な方向に振動するs偏光が反射され、リブ(図示略)の延在方向に垂直な方向(リブが配列する方向)に振動するp偏光が透過する。   The red light transmitted through the λ / 4 plate 13 and incident on the reflective polarizing element 14 is incident from the incident end face of the reflective polarizing element 14 as shown in FIG. The red light incident on the reflective polarizing element 14 reflects s-polarized light that vibrates in a direction parallel to the extending direction of the rib (not shown), and the direction perpendicular to the extending direction of the rib (not shown) (the rib is not shown). The p-polarized light oscillating in the arrangement direction) is transmitted.

反射型偏光素子14に反射された赤色光のs偏光は、テーパロッド12内をLED11rに向けて伝搬し、LED11rに入射する。LED11rに入射した赤色光は、反射部15により再びテーパロッド12の入射端面12aに向けて反射される。
このように、反射型偏光素子14を透過しないs偏光は、反射型偏光素子14と反射部15との間のテーパロッド12内を行き来するが、2回λ/4板13を透過することにより、位相がλ/2変化することになる。このため、反射型偏光素子14で反射された直線偏光のうち一部の直線偏光を再度反射型偏光素子14に入射させるまでに偏光軸が90度回転して、p偏光に変換することになる。このようにしてp偏光に変換された光は、反射型偏光素子14を透過することになる。
The red s-polarized light reflected by the reflective polarizing element 14 propagates in the tapered rod 12 toward the LED 11r and enters the LED 11r. The red light incident on the LED 11r is reflected again toward the incident end face 12a of the taper rod 12 by the reflecting portion 15.
As described above, the s-polarized light that does not pass through the reflective polarizing element 14 travels within the tapered rod 12 between the reflective polarizing element 14 and the reflecting portion 15, but passes through the λ / 4 plate 13 twice. The phase changes by λ / 2. For this reason, a part of the linearly polarized light reflected by the reflective polarizing element 14 is rotated by 90 degrees until it is incident on the reflective polarizing element 14 again to be converted to p-polarized light. . The light thus converted into p-polarized light is transmitted through the reflective polarizing element 14.

上述のようにして、反射型偏光素子14を透過した赤色光のp偏光は、透過型液晶ライトバルブ20rに入射され、プロジェクタ1に入力された映像信号に基づいて変調され、ダイクロイックプリズム30に向けて射出される。
ダイクロイックプリズム30には、同様に、映像信号に基づいて変調された緑色光のp偏光及び青色光のp偏光も入射される。これらの色光が、青色光を反射する青色光反射ダイクロイック膜31と赤色光を反射するR光反射ダイクロイック膜32とによって合成されてカラー画像を表す光が形成され、投射レンズ40に向けて射出される。投射レンズ40は、カラー画像を表す光をスクリーン50に向けて拡大投射して、カラー画像を表示する。
As described above, the p-polarized light of the red light transmitted through the reflective polarizing element 14 is incident on the transmissive liquid crystal light valve 20r, modulated based on the video signal input to the projector 1, and directed toward the dichroic prism 30. And injected.
Similarly, green light p-polarized light and blue light p-polarized light modulated based on the video signal are also incident on the dichroic prism 30. These color lights are combined by a blue light reflecting dichroic film 31 that reflects blue light and an R light reflecting dichroic film 32 that reflects red light, thereby forming light representing a color image and emitted toward the projection lens 40. The The projection lens 40 enlarges and projects light representing a color image toward the screen 50 to display a color image.

本実施形態に係るプロジェクタ1及び照明装置10r、10g、10bによれば、テーパロッド12の出射端面12bに反射型偏光素子14が配されているため、反射型偏光素子14において反射された光を効率良くLED11r、11g、11bに戻すことができる。これにより、反射型偏光素子14と反射部15との間の光路を偏光光が循環(リサイクル)する過程において、反射型偏光素子14で特定の振動方向の偏光光を次々と取り出すことができる。この結果、高い光利用効率で特定の振動方向の偏光光を得ることができる。これにより、特定の振動方向の偏光光を効率良く供給でき、透過型液晶ライトバルブ20r、20g、20bを用いるプロジェクタ1に好適な照明装置10r、10g、10bを得られるという効果を奏する。さらに、照明装置10r、10g、10bを用いることにより、照明光の消光比を落とすことなく光利用効率を高めることができ、明るい画像のプロジェクタ1を得られるという効果を奏する。
また、LED11r,11g,11bに近接する部分がテーパ状に形成されているため、LED11r,11g,11bから射出された光をできるだけ平行化してからテーパロッド12内を進行することができるため、テーパロッド12内での反射回数が不必要に増加することによる反射ロスを少なくすることができ、光利用効率の高い照明光を得ることが可能となる。
また、λ/4板13を用いることにより、テーパロッド12内を循環する光の所望の直線偏光成分を、さらに効率良く取り出すことができるという効果を奏する。なお、本実施形態ではLED11r,11g,11bは、各色2つずつ並列に配置されている例を示したが、LED11r,11g,11bを各色1つずつ配置し、テーパロッド12は各LEDに対応するように設けても良い。また、テーパロッド12は、入射端面12aから順にテーパ部12cと平行ロッド部12dからなっている例を示したが、テーパロッド12の少なくとも一部にテーパ部12cを有していればよい。さらに、テーパロッド12はテーパ部12cのみからなっていても良い。
According to the projector 1 and the illuminating devices 10r, 10g, and 10b according to the present embodiment, since the reflective polarizing element 14 is disposed on the emission end face 12b of the tapered rod 12, the light reflected by the reflective polarizing element 14 is efficiently used. It can return to LED11r, 11g, 11b well. Thereby, in the process in which the polarized light circulates (recycles) in the optical path between the reflective polarizing element 14 and the reflecting portion 15, the reflective polarizing element 14 can sequentially extract polarized light in a specific vibration direction. As a result, polarized light having a specific vibration direction can be obtained with high light utilization efficiency. Thereby, polarized light having a specific vibration direction can be efficiently supplied, and the illumination devices 10r, 10g, and 10b suitable for the projector 1 using the transmissive liquid crystal light valves 20r, 20g, and 20b can be obtained. Further, by using the lighting devices 10r, 10g, and 10b, it is possible to increase the light use efficiency without reducing the extinction ratio of the illumination light, and it is possible to obtain the projector 1 with a bright image.
Further, since the portions adjacent to the LEDs 11r, 11g, and 11b are formed in a tapered shape, the light emitted from the LEDs 11r, 11g, and 11b can be made parallel as much as possible before proceeding through the tapered rod 12, and therefore the tapered rod 12 It is possible to reduce reflection loss due to an unnecessarily increase in the number of reflections, and to obtain illumination light with high light utilization efficiency.
In addition, by using the λ / 4 plate 13, there is an effect that a desired linearly polarized light component circulating in the taper rod 12 can be extracted more efficiently. In the present embodiment, two LEDs 11r, 11g, and 11b are arranged in parallel. However, LEDs 11r, 11g, and 11b are arranged one by one, and the taper rod 12 corresponds to each LED. It may be provided as follows. Moreover, although the taper rod 12 showed the example which consists of the taper part 12c and the parallel rod part 12d in order from the incident end surface 12a, it should just have the taper part 12c in at least one part of the taper rod 12. FIG. Furthermore, the taper rod 12 may consist only of the taper portion 12c.

[第2実施形態]
次に、本発明に係る第2実施形態について、図5を参照して説明する。なお、以下に説明する各実施形態において、上述した第1実施形態に係るプロジェクタ1と構成を共通とする箇所には同一符号を付けて、説明を省略することにする。
本実施形態に係るプロジェクタ60において、第1実施形態と異なる点は、第2実施形態では、反射型偏光素子14を透過した偏光光を集光させる集光光学系61を備えている点である。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In each embodiment described below, portions having the same configuration as those of the projector 1 according to the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
The projector 60 according to this embodiment is different from the first embodiment in that the second embodiment includes a condensing optical system 61 that condenses the polarized light transmitted through the reflective polarizing element 14. .

集光光学系61としては、テレセントリック光学系を用いる。
図5は、本実施形態の集光光学系61の構成を示す側面図である。集光光学系61は、各色変調用の透過型液晶ライトバルブ20r、20g、20bの画素面に結像するものであって、開口絞り62に対向して配置された前段レンズ群63及び後段レンズ群64からなる結像レンズである。前段レンズ群63及び後段レンズ群64は、複数の凸レンズ及び凹レンズを含んで構成され、両側テレセントリック性を有している。ただし、レンズの形状、大きさ、配置間隔及び枚数、テレセントリック性、倍率その他のレンズ特性は、要求される特性によって適宜変更され得るものであり、図5の例に限定されるものではない。
本実施形態に係るプロジェクタ60によれば、集光光学系61は、多数枚のレンズから構成されるので、収差補正が良く、各色変調用の透過型液晶ライトバルブ20r、20g、20bに均一で安定した照明光を伝達することができる。
As the condensing optical system 61, a telecentric optical system is used.
FIG. 5 is a side view showing the configuration of the condensing optical system 61 of the present embodiment. The condensing optical system 61 forms an image on the pixel surfaces of the transmissive liquid crystal light valves 20r, 20g, and 20b for color modulation, and includes a front lens group 63 and a rear lens disposed to face the aperture stop 62. This is an imaging lens composed of a group 64. The front lens group 63 and the rear lens group 64 are configured to include a plurality of convex lenses and concave lenses, and have bilateral telecentricity. However, the lens shape, size, arrangement interval and number, telecentricity, magnification, and other lens characteristics can be appropriately changed according to required characteristics, and are not limited to the example of FIG.
According to the projector 60 according to the present embodiment, since the condensing optical system 61 is composed of a large number of lenses, aberration correction is good, and the transmissive liquid crystal light valves 20r, 20g, and 20b for color modulation are uniform. Stable illumination light can be transmitted.

[第3実施形態]
次に、本発明に係る第3実施形態について、図6を参照して説明する。
本実施形態に係るプロジェクタ70において、第1実施形態と異なる点は、第2実施形態では、反射型偏光素子14を透過した偏光光を集光させる集光光学系71を備えている点である。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.
The projector 70 according to this embodiment is different from the first embodiment in that the second embodiment includes a condensing optical system 71 that condenses the polarized light that has passed through the reflective polarizing element 14. .

集光光学系71としては、フライアイ光学系を用いる。
図6は、本実施形態の集光光学系71の構成を示す側面図である。集光光学系71は、反射型偏光素子14の出射端面14bに配された第1のフライアイレンズ72と、この第1のフライアイレンズ72に離間して配された第2のフライアイレンズ73とを備えている。
照明装置10r、10g、10bから射出された照明光は、第1のフライアイレンズ72及び第2のフライアイレンズ73を通過することにより照度分布が均一化されて、透過型液晶ライトバルブ20r、20g、20bに結像する。
As the condensing optical system 71, a fly-eye optical system is used.
FIG. 6 is a side view showing the configuration of the condensing optical system 71 of the present embodiment. The condensing optical system 71 includes a first fly-eye lens 72 disposed on the output end face 14 b of the reflective polarizing element 14, and a second fly-eye lens disposed separately from the first fly-eye lens 72. 73.
Illumination light emitted from the illuminating devices 10r, 10g, and 10b passes through the first fly-eye lens 72 and the second fly-eye lens 73 so that the illuminance distribution is uniformed, and the transmissive liquid crystal light valve 20r, Images are formed on 20g and 20b.

本実施形態に係るプロジェクタ70によれば、フライアイ光学系により、照明装置10r、10g、10bから射出された照明光は、極めて均一な波面分割と結像を低損失で行われることになる。すなわち、輝度ムラを抑えるとともに、消光比の高い照明光を得ることが可能となる。
また、上記第2,第3実施形態の集光光学系61,71を用いることにより、反射型偏光素子14の出射端面14bから射出された出射光が拡散にしないように、その出射方向を規制し集光するため、画面の各領域における画像コントラストが略同一となり、良好な画像表示品質を有するプロジェクタ60,70を提供することができる。
According to the projector 70 according to this embodiment, the illumination light emitted from the illumination devices 10r, 10g, and 10b is subjected to extremely uniform wavefront division and image formation with low loss by the fly-eye optical system. In other words, it is possible to suppress illumination unevenness and obtain illumination light with a high extinction ratio.
Further, by using the condensing optical systems 61 and 71 of the second and third embodiments, the emission direction is regulated so that the emitted light emitted from the emission end face 14b of the reflective polarizing element 14 is not diffused. Therefore, the projectors 60 and 70 having good image display quality can be provided because the image contrast in each region of the screen is substantially the same.

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、λ/4板13を用いなくても、反射型偏光素子14と反射部15との間の光路を偏光光が循環(リサイクル)する工程を繰り返すことにより、特定の振動方向の偏光光を取り出すことができる。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, even if the λ / 4 plate 13 is not used, by repeating the process of circulating (recycling) the polarized light through the optical path between the reflective polarizing element 14 and the reflecting portion 15, polarized light having a specific vibration direction can be obtained. It can be taken out.

また、テーパロッド12としては、内面を反射面とする中空構造としても良い。
また、各色のLED11r,11g,11bを2つ設けて説明したが、LED11r,11g,11bは1つであっても良く、また、3つ以上であっても良い。LED11r,11g,11bが並列またはマトリックス状に複数ある照明装置80の場合、これら複数のLED11r,11g,11bに対応してテーパロッド81が設けられている。そして、複数のテーパロッド81の出射端面81bには、図7に示すように、導光ロッド(光学素子)82が配され、複数のテーパロッド81から射出された光の照度分布を均一化しつつ一括して反射型偏光素子14に入射させるようになっている。
Moreover, as the taper rod 12, it is good also as a hollow structure which makes an inner surface a reflective surface.
Further, although two LEDs 11r, 11g, and 11b of each color have been described, the number of LEDs 11r, 11g, and 11b may be one, or three or more. In the case of the lighting device 80 having a plurality of LEDs 11r, 11g, 11b in parallel or in a matrix, a taper rod 81 is provided corresponding to the plurality of LEDs 11r, 11g, 11b. As shown in FIG. 7, light guide rods (optical elements) 82 are arranged on the emission end faces 81 b of the plurality of taper rods 81, and the illuminance distribution of the light emitted from the plurality of taper rods 81 is made uniform. Thus, the light is incident on the reflective polarizing element 14.

この構成の場合、複数のLED11r,11g,11bに対応して複数のテーパロッド81を設けることにより、複数のLED11r,11g,11bから射出された光を効率良くテーパロッド81に供給することができる。また、導光ロッド82を設けることにより、複数のテーパロッド81から射出された光の照度分布を均一化しつつ一括して反射型偏光素子14に導くことができる。
また、テーパロッド12の入射端面12aに、LED11r,11g,11bの出射端面16が直接接触するように配置させたが離間させても良く、この構成の場合、LED11r,11g,11bの出射端面16とテーパロッド12の入射端面12aとの間に、テーパロッド12と同等の屈折率を有するシリコン樹脂等を充填すれば良い。
In the case of this configuration, by providing the plurality of taper rods 81 corresponding to the plurality of LEDs 11r, 11g, 11b, the light emitted from the plurality of LEDs 11r, 11g, 11b can be efficiently supplied to the taper rod 81. Further, by providing the light guide rod 82, the illuminance distribution of the light emitted from the plurality of taper rods 81 can be uniformly guided to the reflective polarizing element 14.
Further, the light emitting end face 16 of the LEDs 11r, 11g, and 11b is arranged so as to be in direct contact with the light incident end face 12a of the tapered rod 12, but may be separated from each other. In this configuration, the light emitting end face 16 of the LEDs 11r, 11g, and 11b What is necessary is just to fill in the silicon resin etc. which have the refractive index equivalent to the taper rod 12 between the entrance end surfaces 12a of the taper rod 12. FIG.

本発明の第1実施形態に係るプロジェクタを示す概略図である。1 is a schematic diagram showing a projector according to a first embodiment of the invention. 図1の導光素子を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the light guide element of FIG. 本発明の第1実施形態に係る照明装置を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the illuminating device which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図1の導光素子の作用を説明する図である。It is a figure explaining the effect | action of the light guide element of FIG. 本発明の第2実施形態に係るプロジェクタの集光光学系を示す側面図である。It is a side view which shows the condensing optical system of the projector which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係るプロジェクタの集光光学系を示す側面図である。It is a side view which shows the condensing optical system of the projector which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の各実施形態に係るプロジェクタの変形例を示す側面図である。It is a side view which shows the modification of the projector which concerns on each embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1,60,70…プロジェクタ、10r、10g、10b…照明装置、11r…赤色LED(光源)、11g…緑色LED(光源)、11b…青色LED(光源)、12…テーパロッド(導光素子)、13…λ/4板(位相板)、14…反射型偏光素子、15…反射部、20r、20g、20b…透過型液晶ライトバルブ(空間光変調装置)、40…投射レンズ、61…集光光学系(テレセントリック光学系)、71…集光光学系(フライアイ光学系)、82…導光ロッド(光学素子)

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,60,70 ... Projector, 10r, 10g, 10b ... Illuminating device, 11r ... Red LED (light source), 11g ... Green LED (light source), 11b ... Blue LED (light source), 12 ... Tapered rod (light guide element), DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 ... (lambda) / 4 board (phase plate), 14 ... Reflection type polarization element, 15 ... Reflection part, 20r, 20g, 20b ... Transmission type liquid crystal light valve (spatial light modulation device), 40 ... Projection lens, 61 ... Condensing Optical system (telecentric optical system), 71 ... Condensing optical system (fly eye optical system), 82 ... Light guide rod (optical element)

Claims (4)

光を射出する光源と、
該光源から射出された光の照度分布を均一化する導光素子と、
前記導光素子から射出された光のうち特定の振動方向の偏光光を透過させ、前記特定の振動方向とは異なる他の振動方向の偏光光を反射する反射型偏光素子と、
前記光源に設けられ、前記反射型偏光素子で反射され前記光源の方向へ進行する光を前記導光素子の方向へ反射させる反射部と、を備え、
前記反射型偏光素子が前記導光素子の前記出射端面に配され、前記導光素子の少なくとも一部が前記反射型偏光素子に向かって徐々に拡径されたテーパ状に形成され、
前記導光素子の出射端面と前記反射型偏光素子の入射端面との間に、位相板を備え
前記光源が複数設けられ、
前記導光素子が、複数の前記光源に対応して複数設けられ、前記導光素子には、前記複数の光源に対応した複数の入射端面が設けられ、
前記複数の導光素子の出射端面に配され、複数の前記導光素子から射出された光を前記反射型偏光素子に入射させる光学素子を備え、
前記反射型偏光素子を透過した偏光光を集光させる集光光学系を備え、
前記集光光学系が、一対のフライアイレンズからなるフライアイ光学系であり、
前記一対のフライアイレンズのうち、一方のフライアイレンズが前記反射型偏光素子の出射端面に配置されていることを特徴とする照明装置。
A light source that emits light;
A light guide element that equalizes the illuminance distribution of the light emitted from the light source;
A reflective polarizing element that transmits polarized light in a specific vibration direction out of the light emitted from the light guide element and reflects polarized light in another vibration direction different from the specific vibration direction;
A reflection unit provided in the light source, and reflecting light that is reflected by the reflective polarizing element and travels in the direction of the light source, in the direction of the light guide element;
The reflective polarizing element is disposed on the output end face of the light guide element, and at least a part of the light guide element is formed in a tapered shape having a diameter gradually increased toward the reflective polarizing element;
A phase plate is provided between the exit end face of the light guide element and the entrance end face of the reflective polarizing element ,
A plurality of the light sources are provided,
A plurality of the light guide elements are provided corresponding to the plurality of light sources, and the light guide element is provided with a plurality of incident end faces corresponding to the plurality of light sources,
An optical element that is disposed on the emission end face of the plurality of light guide elements and that makes the light emitted from the plurality of light guide elements enter the reflective polarizing element;
A condensing optical system for condensing the polarized light transmitted through the reflective polarizing element;
The condensing optical system is a fly eye optical system composed of a pair of fly eye lenses,
Of the pair of fly-eye lenses, one fly-eye lens is disposed on the exit end face of the reflective polarizing element .
前記導光素子の少なくとも前記光源に近接する部分が、前記反射型偏光素子に向かって徐々に拡径されたテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。   2. The illumination device according to claim 1, wherein at least a portion of the light guide element that is close to the light source is formed in a tapered shape having a diameter gradually increased toward the reflective polarizing element. 前記導光素子の入射端面に、前記光源の出射端面が直接接触するように配されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 1, wherein the light-emitting element is arranged so that an emission end face of the light source is in direct contact with an incident end face of the light guide element. 請求項1から請求項のいずれか1項に記載の照明装置と、
該照明装置から射出された光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、
該空間光変調装置により変調された光を投射する投射レンズとを備えることを特徴とするプロジェクタ。
The lighting device according to any one of claims 1 to 3 ,
A spatial light modulation device that modulates light emitted from the illumination device in accordance with an image signal;
A projector comprising: a projection lens that projects light modulated by the spatial light modulation device.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005054955A1 (en) * 2005-08-31 2007-04-26 Osram Opto Semiconductors Gmbh Light-emitting module, in particular for use in a projection optical device and optical projection device
JP2008070769A (en) * 2006-09-15 2008-03-27 Ricoh Co Ltd Light source unit, illumination device and projector device
WO2009061352A1 (en) * 2007-11-08 2009-05-14 Innovations In Optics, Inc Led illumination system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3455614B2 (en) * 1995-08-04 2003-10-14 三菱電機株式会社 Projection display device
JPH09325417A (en) * 1996-05-31 1997-12-16 Mitsubishi Electric Corp Image display system
TW380213B (en) * 1999-01-21 2000-01-21 Ind Tech Res Inst Illumination apparatus and image projection apparatus includes the same
JP2000231344A (en) * 1999-02-10 2000-08-22 Toshiba Corp Illuminator for projection type display device
JP2002189263A (en) * 2000-12-21 2002-07-05 Seiko Epson Corp Projection type display device
TW500225U (en) * 2001-07-27 2002-08-21 Kenmos Technology Co Ltd Polarized light transfer device with light-guide tube
JP2003098483A (en) * 2001-09-25 2003-04-03 Ricoh Co Ltd Optical member and illumination device using the same, and enlargement projection device
JP2003330109A (en) * 2002-05-09 2003-11-19 Seiko Epson Corp Illuminator and projection type display device
JP3991764B2 (en) * 2002-05-10 2007-10-17 セイコーエプソン株式会社 Illumination device and projection display device
JP4082083B2 (en) * 2002-05-10 2008-04-30 セイコーエプソン株式会社 Illumination device and projection display device
CN1736111B (en) * 2002-11-07 2010-10-06 索尼德国有限责任公司 Illumination arrangement for a projection system
JP2005292561A (en) * 2004-04-01 2005-10-20 Nec Viewtechnology Ltd Light source device and projection type display device

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