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CN1538235A - 光源装置和使用该光源装置的投射型显示装置 - Google Patents

光源装置和使用该光源装置的投射型显示装置 Download PDF

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CN1538235A CNA2004100368556A CN200410036855A CN1538235A CN 1538235 A CN1538235 A CN 1538235A CN A2004100368556 A CNA2004100368556 A CN A2004100368556A CN 200410036855 A CN200410036855 A CN 200410036855A CN 1538235 A CN1538235 A CN 1538235A
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Abstract

本发明的课题是确保从半导体发光元件阵列射出的光的面内亮度的均一性。本发明提供一种光源装置10A,其特征在于具有:半导体发光元件阵列13,使多个半导体发光元件13R、13G、13B二维地排列在基板12上;聚光透镜14,使从上述半导体发光元件阵列13射出的光会聚;以及光导管11,沿从光入射口到光出射口的内壁表面形成反射镜面11am、11bm、11cm,而且在上述光入射口侧的内部,使上述半导体发光元件阵列13和上述聚光透镜14朝向上述光出射口按顺序配置,并且大致沿上述聚光透镜14的聚光角θ1使上述内壁表面的一部分收缩,从而使被上述聚光透镜14会聚的光从上述光出射口射出。

Description

光源装置和使用该光源装置的投射型显示装置
技术领域
本发明涉及一种能确保从半导体发光元件阵列射出的光的面内亮度均一性的光源装置和使用该光源装置的投射型显示装置。
背景技术
最近,用于大画面显示高精细彩色图像的投射型显示装置被广泛应用,该高精细彩色图像是在高分辨率电视播放标准和计算机图形的UXGA(Ultra extended Graphics Array)标准中具有代表性的。
上述投射型显示装置作为显示彩色图像的图像显示器件,有使用透过型或反射型的空间光调制元件(例如液晶面板)的器件,或使用DMD(Digital Micromirror Device:数字微反射镜器件)的器件,根据在投射型显示装置中使用的图像显示器件的个数,有以时分技术显示RGB 3色的单板方式和分离显示RGB 3色的多板方式,通过上述方式的组合作为投射型显示装置,各种实施方式都适用,有使用上述中最引人注目的单板DMD的投射型显示装置(例如参照专利文献1)。
此外,作为在投射型显示装置中使用的光源装置,有时使用消耗功率少、发热量小、寿命长的LED(Light Emitting Diode:发光二极管)阵列(例如参照专利文献2)。
专利文献1:特开2000-78602号公报(第3~4页、图1)
专利文献2:特许第3319438号公报(第4~5页、图2)
图16是表示现有例1的图像显示装置的方框图。
图16所示的现有例的图像显示装置100是上述专利文献1(特开2000-78602号公报)公开的技术,以下参照专利文献1,进行简要的说明。
如图16所示,在现有例1的图像显示装置100中,从构成光源的灯101射出的白色光借助于作为颜色选取装置的、自由旋转的彩色转盘102而被分离为红色(R)光、绿色(G)光、蓝色(B)光,被分离的各色光入射到安装有多个微小可动反射镜(未图示)的DMD(Digital Micromirror Device)103。其中,DMD 103是这样的器件,即在1个芯片上集成了多个微小可动反射镜,针对入射到芯片上的各色光,通过改变每一个微小可动反射镜的倾斜,来有选择的控制使各色光入射到投射透镜侧的ON状态和不使各色光入射到投射透镜侧的OFF状态。
另一方面,R、G、B的颜色信号被输入时分多路复用电路104,在该时分多路复用电路104内,按照来自于颜色顺序控制电路105的颜色顺序信号,以与由彩色转盘102产生的颜色顺序相同的颜色顺序对R、G、B信号进行时分,然后供给DMD 103。此时,彩色转盘102针对被3分为120°的各模块,具有每个40°的R、G、B过滤器。
然后,R、G、B各色光借助于由R、G、B各信号控制的DMD 103,在对应的期间内分别被反射,输出的R、G、B的光信号按顺序照射在屏幕S上,从而显示为彩色图像。此时,在比人的视觉反应时间短的时间内,把各色的信号一边高速地重复,一边时分地供给DMD 103,所以在人的视觉中,各种颜色被时间积分,从而作为包含白色的彩色图像被识别。
上述现有例1的图像显示装置100适于光学系统的构成简单且小型化,所以被多数的投射型显示装置采用。
另一方面,作为输出这样的彩色图像的投射型显示装置的光源,正在探讨使用LED等的半导体发光元件。
图17(a)、(b)所示的现有例2的光源装置200是上述专利文献2(特许第3329438号公报)公开的技术,以下参照专利文献2进行简单说明。
如图17(a)所示,在现有例2的光源装置200中,与二向棱镜201中彼此正交的3个侧面分别相向地配置有:使多个红色LED二维地排列在R用基板202R上的红色LED阵列203R和与该红色LED 203R相向的透镜阵列204R、使多个绿色LED二维地排列在G用基板202G上的的绿色LED阵列203G和与该绿色LED阵列203G相向的透镜阵列204G、使多个蓝色LED二维地排列在B用基板202B上的蓝色LED阵列203B和与该蓝色LED阵列203B相向的透镜阵列204B。
此时,如图17(b)所示,例如红色LED阵列203R的红色LED被集成为5×4列矩阵状,并且各红色LED以同一时序发光。从红色LED阵列203R射出的红色光借助于透镜阵列204R而被变换为平行性高的光,然后入射到二向棱镜201中。
从红色LED阵列103R射出的红色光被二向棱镜201的红色反射镜反射。此外,从绿色LED阵列203G射出的绿色光透过二向棱镜101。从蓝色LED阵列203B射出的蓝色光被蓝色反射镜反射。这样,在二向棱镜101中,红色光、绿色光和蓝色光被合成,并从没有配置各色LED阵列203R、203G、203B的侧面射出。
但是,在上述现有例1的图像显示装置100中,如果使用在上述现有例2的光源装置200中使用的红色LED阵列203R、绿色LED阵列203G、蓝色LED阵列203B来代替射出白色光的灯101,虽然能实现低消耗功率化、低放热化、长寿命化灯101,但也会产生如下的新问题。
即,第一问题点是,对应于R、G、B各色的LED阵列203R、203G、203B,每个R、G、B都需要透镜阵列204R、204G、204B,而且需要成本很高的二向棱镜201,所以难以实现投射型显示装置和光源装置的低成本化、小型化。
此外,第二问题点是,由于R、G、B各色的LED阵列203R、203G、203B内的各个LED之间的发光差异,发光亮度在平面内并不一定相同,当该差异随R、G、B而不同时,在显示白色光时,会表现出颜色不均匀,使图像显示质量明显下降。
因此,希望光源装置根据发光亮度的比例,将多个RGB 3色的半导体发光元件(例如LED)排列在一个或多个基板上,并且针对各种颜色时分地驱动各色的半导体发光元件,从而确保来自于各色的半导体发光元件的各色光的面内亮度的均一性,并使用该光源装置的投射型显示装置。
发明内容
本发明就是鉴于上述课题而提出的,第一发明是一种光源装置,其特征在于,具有:半导体发光元件阵列,使多个半导体发光元件二维地排列在基板上;聚光透镜,使从上述半导体发光元件阵列射出的光会聚;以及光导管,沿从光入射口到光出射口的内壁表面形成反射镜面,而且在上述光入射口侧的内部,使上述半导体发光元件阵列和上述聚光透镜朝向上述光出射口按顺序配置,并且大致沿上述聚光透镜的聚光角使上述内壁表面的一部分收缩,从而使被上述聚光透镜会聚的光从上述光出射口射出。
第二发明是一种光源装置,其特征在于,具有:3色的半导体发光元件阵列,使多个半导体发光元件二维地排列在基板上,这些半导体发光元件分别相向地配置在二向棱镜中彼此正交的3个侧面上,在各个侧面上分别为不同的颜色,并且对于同一侧面发出同一颜色的光;聚光透镜,用在上述二向棱镜内交叉形成的第一、第二分色镜选择从上述3色半导体发光元件阵列射出的各色光的波长带,然后使从上述二向棱镜的光出射面射出的各色光会聚;以及光导管,沿从光入射口到光出射口的内壁表面形成反射镜面,而且在上述光入射口侧附近配置上述二向棱镜,而且在上述光入射口内部配置上述聚光透镜,并且大致沿上述聚光透镜的聚光角使上述内壁表面的一部分收缩,从而使被上述聚光透镜会聚的各色光从上述光出射口射出。
第三发明是一种光源装置,其特征在于,该光源装置在上述第一或第二发明的光源装置的基础上,上述光导管为了一边用上述反射镜面反复反射被上述聚光透镜会聚的光(或各色光),一边使其射出,在紧接着使上述内壁表面的一部分收缩的部位形成彼此相向的平行内壁表面。
第四发明是一种投射型显示装置,其特征在于,具有:根据第一至第三发明任意一项所述的光源装置;图像显示光学系统,将从上述光源装置射出的光(或各色光)照射在图像显示器件上;以及投射光学系统,投射出由上述图像显示器件所显示的图像光。
第五发明是一种投射型显示装置,其特征在于,具有:半导体发光元件阵列,使多个半导体发光元件二维地排列在基板上;环形透镜,使从上述半导体发光元件阵列射出的光会聚;光导管,沿从光入射口到光出射口的内壁表面形成反射镜面,而且在上述光入射口侧的内部,使上述半导体发光元件阵列和上述环形透镜朝向上述光出射口按顺序配置,并且大致沿上述聚光透镜的聚光角使上述内壁表面的一部分收缩,从而使被上述聚光透镜会聚的光从上述光出射口射出;图像显示光学系统,将从光导管的光出射口侧射出的光照射在图像显示器件上;以及投射光学系统,投射出由上述图像显示器件所显示的图像光,将上述半导体发光元件阵列的长宽比中的水平方向成分设定得比上述图像显示器件的长宽比中的水平方向成分大,并且利用上述环形透镜进行变换,使得相对于上述半导体发光元件阵列的长宽比,上述光导管的光出射口侧的长宽比与上述图像显示器件的长宽比大致一致。
发明的效果
在以上详细说明的本发明所涉及的光源装置和使用该光源装置的投射型显示装置中,根据权利要求1所述的光源装置,特别是在用聚光透镜来会聚从半导体发光元件阵列射出的光时,由于在光导管的光入射口侧内部使半导体发光元件阵列和聚光透镜朝向光出射口按顺序配置,并且使光导管的内壁表面的一部分大致沿聚光透镜的聚光角收缩,从而使被聚光透镜会聚的光从光出射口射出,所以能高效地使从半导体发光元件阵列射出的光会聚。
此外,根据权利要求2所述的光源装置,特别是在经由二向棱镜并用聚光透镜来会聚从3色的半导体发光元件阵列射出的各色光时,由于在光导管的光入射口侧附近配置二向棱镜,而且在光入射口内部配置聚光透镜,并且使光导管的内壁表面的一部分大致沿聚光透镜的聚光角收缩,从而使被聚光透镜会聚的各色光从光出射口射出,所以能高效地使从3色的半导体发光元件阵列射出的各色光会聚。
此外,根据权利要求3所述的光源装置,在权利要求1或2所述的光源装置的基础上,光导管为了一边用反射镜面反复反射被聚光透镜会聚的光(或各色光),一边使其射出,在紧接着使内壁表面的一部分收缩的部位形成彼此相向的平行内壁表面,所以由于从半导体发光元件阵列(或3色的半导体发光元件阵列)射出的光(或各色光)而导致分布不均匀的光源像也被积分平均,其结果是,能获得均匀的强度分布,因此能确保从半导体发光元件阵列(或3色的半导体发光元件阵列)射出的光(或各色光)的面内亮度的均匀性。
此外,根据权利要求4所述的投射型显示装置,具有:根据权利要求1至3任意一项所述的光源装置;图像显示光学系统,将从光源装置射出的光照射在图像显示器件上;以及投射光学系统,投射出由图像显示器件所显示的图像光,因此,能在屏幕上显示无色斑的图像。
此外,根据权利要求5所述的投射型显示装置,在光导管的光入射口侧内部使半导体发光元件阵列和环形透镜朝向光出射口按顺序配置,并且使光导管的内壁表面的一部分大致沿环形透镜的聚光角收缩,从而使被环形透镜会聚的光从光出射口射出,然后照射在图像显示光学系统的图像显示器件上,并利用投射光学系统投射时,特别是将半导体发光元件阵列的长宽比中的水平方向成分设定得比图像显示器件的长宽比中的水平方向成分大,并且利用环形透镜进行变换,使得相对于半导体发光元件阵列的长宽比,光导管的光出射口侧的长宽比与图像显示器件的长宽比大致一致,因此,在提高从半导体发光元件阵列射出的光的亮度的情况下,不会增大将半导体发光元件阵列和环形透镜安装在光导管的入射口侧的光源装置的厚度,从而可以实现其小型化,所以投射型显示装置能实现小型化,并且能在屏幕上显示无色斑的图像。
附图说明
图1是表示本发明第一实施例的光源装置和使用该光源装置的第一实施例的投射型显示装置的外观的外观图。
图2是表示本发明第一实施例的光源装置和使用该光源装置的第一实施例的投射型显示装置的构成图。
图3是表示在本发明第一实施例的光源装置中,用在光导管的小四角柱部内形成的反射镜面反复反射来自于LED阵列的各色光的状态的图。
图4是表示在本发明第一实施例的光源装置中,构成LED阵列的红色LED、绿色LED、蓝色LED的图,(a)是顶视图,(b)是正视图,(c)是底视图,(d)是侧视图,(e)是透视图。
图5是表示在本发明第一实施例的光源装置中的LED阵列的图,(a)是顶视图,(b)是正视图,(c)是底视图,(d)是侧视图,(e)是透视图。
图6是用于说明在本发明第一实施例的光源装置的光导管的大四角柱部的长宽比和小四角柱部的长宽比的透视图。
图7是表示本发明第二实施例的光源装置和使用该光源装置的第二实施例的投射型显示装置的构成图。
图8是表示本发明第三实施例的光源装置和使用该光源装置的第三实施例的投射型显示装置的构成图。
图9是分解表示本发明第三实施例的光源装置的分解透视图。
图10是局部剖切表示本发明第三实施例的光源装置的局部剖切透视图。
图11(a)~(d)是用于说明在本发明第三实施例的光源装置和投射型显示装置中,LED阵列、环形透镜、光导管、DMD的各长宽比的透视图。
图12是表示本发明第四实施例的光源装置和使用该光源装置的第四实施例的投射型显示装置的构成图。
图13是表示本发明第五实施例的光源装置和使用该光源装置的第五实施例的投射型显示装置的构成图。
图14是表示本发明第六实施例的光源装置和使用该光源装置的第六实施例的投射型显示装置的构成图。
图15是表示本发明第七实施例的光源装置和使用该光源装置的第七实施例的投射型显示装置的构成图。
图16是表示现有例1的图像显示装置的方框图。
图17是用于说明作为现有例2的、使用RGB 3色LED阵列的光源装置的图,(a)是从上面观察光源装置的俯视图,(b)是从侧面观察红色LED阵列的侧视图。
具体实施方式
以下参照图1至图15,按照实施例1~实施例7的顺序,对本发明的光源装置和使用该光源装置的投射型显示装置的一个实施例进行详细说明。
(第一实施例)
图1是表示本发明第一实施例的光源装置和使用该光源装置的第一实施例的投射型显示装置的外观图,图2是表示本发明第一实施例的光源装置和使用该光源装置的第一实施例的投射型显示装置的构成图,图3是表示在本发明第一实施例的光源装置中,利用在光导管的小四角柱部内形成的反射镜面来反复反射来自于LED阵列的各色光的状态的图,图4是表示在本发明第一实施例的光源装置中,构成LED阵列的红色LED、绿色LED、蓝色LED的图,(a)是顶视图、(b)是正视图、(c)是底视图、(d)是侧视图、(e)是透视图,图5是表示在本发明第一实施例的光源装置中的LED阵列的图,(a)是顶视图、(b)是正视图、(c)是底视图、(d)是侧视图、(e)是透视图,图6用于说明在本发明第一实施例的光源装置中,光导管的大四角柱部的长宽比和小四角柱部的长宽比的透视图。
如图1和图2所示,本发明第一实施例的投射型显示装置1A大致由以下部分构成:光源装置10A,在光导管11内,利用作为会聚透镜工作的凸透镜14,对从安装在一个矩形基板12上的半导体发光元件阵列13射出的光进行会聚并使之射出;图像显示光学系统20,使从光源装置10A射出的光照射在图像显示器件(以下记为DMD)29上;以及投射光学系统30,对显示在DMD 29上的图像光进行投射。
即,在上述本发明第一实施例的光源装置10A中,一体地形成有:大四角柱部11a,在光导管11的光入射口侧开口为较大的大四角形状;四角锥部11b,与该大四角柱部11a连接,并使内壁表面向光出射口侧变窄;以及小四角柱部11c,与四角锥部11b连接,并且相对于大四角柱部11a以相似形缩小,使光出射口侧开口为较小的小四角形状,同时沿着大四角柱部11a、四角锥部11b和小四角柱部11c的各内壁表面,使用铝或银等,对反射镜面11am、11bm、11cm进行镜面加工。此时,在沿从光导管11的光入射口到光出射口的内壁表面上形成的反射镜面11am、11bm、11cm中,反射镜面11am沿与大四角柱部11a彼此相向的平行内壁表面形成,反射镜面11bm沿与四角锥部11b彼此相向的倾斜内壁表面形成,反射镜面11cm沿与小四角柱部11c彼此相向的平行内壁表面形成,并且对大四角柱部11a、四角锥部11b和小四角柱部11c彼此接合的部位进行无间隙连续的镜面加工,由此可以防止从后述的半导体发光元件阵列13射出的光的泄漏,同时可以使来自于半导体发光元件阵列13的光一边借助于各反射镜面11am、11bm、11cm而被反复全反射,一边从光导管11的小四角柱部11c的光出射口侧高效地射出。
此外,可以沿光导管11的内壁表面贴合形成反射镜面的板状反射镜(未图示)。
此外,在光导管11的光入射口侧的大四角柱部11a内,安装有根据发光亮度的比例而在一个矩形基板12上沿水平方向和垂直方向二维地排列分别发出红(R)色光、绿(G)色光、蓝(B)色光的多个半导体发光元件13R、13G、13B的半导体发光元件阵列13,并且安装有用于对从各半导体发光元件13R、13G、13B射出的光进行会聚的、作为会聚透镜的凸透镜14。因此,在光导管11的光入射口侧的内部,半导体发光元件阵列13和凸透镜14向着光出射口侧按顺序配置。
此时,作为构成半导体发光元件阵列13的半导体发光元件13R、13G、13B,在本实施例中,使用分别发出红(R)色光、绿(G)色光、蓝(B)色光的LED(Light Emitting Diode:发光二极管),以下将半导体发光元件阵列13称为LED阵列13,将半导体发光元件13R、13G、13B称为红色LED 13R、绿色LED 13G、蓝色LED 13B而说明。另外,虽然省略了图示,但作为半导体发光元件阵列,也可以使用RGB的半导体激光器,或者RGB的有机场致发光元件等。
此外,LED阵列13通过矩形基板12与时分驱动电路17连接,利用该时分驱动电路17,对显示在后述的图像显示光学系统20内的DMD 29上的图像的1帧进行3分割,从而时分驱动各色LED 13R、13G、13B。
来自于光源装置10A内的LED阵列13的各色光被凸透镜14会聚,然后入射到图像显示光学系统20中。
在上述图像显示光学系统20中内置有光源装置10A,并且在安装于壳体21(图1)与该光源装置10A相向的表面21a上的透镜镜筒22(图1)内,安装有准直透镜组23~25,并且在壳体21内安装有反射镜26、27、透镜28以及使多个微小可动反射镜集成在1个芯片上的DMD(digital Micromirror Device:数字微反射镜器件)29。
利用时分驱动从光源装置10A的LED阵列13射出的红色光、绿色光、绿色光按顺序通过准直透镜组23~25,如果通过在投射光学系统30的前侧立体交叉地安装的反射镜26、27和透镜28,从倾斜的方向入射到DMD 29。此时,DMD 29与时分驱动电路17同步,借助于反射镜控制电路(未图示)选择性地对多个微小可动反射镜(未图示)进行ON-OFF控制。
然后,借助于时分驱动,利用投射光学系统30将分别对R、G、B进行调制的图像光投射到屏幕(未图示)上,借助于时分驱动的高速重复,被投射到屏幕上的图像光在人的视觉内积分,从而作为全彩色的图像被识别。
上述投射光学系统30在与壳体21(图1)的平面正交的平面21b上安装有透镜镜筒31,投射透镜32被内置在该透镜镜筒31中。
此外,从在光源装置10A内构成LED阵列13的红色LED 13R、绿色LED 13G、蓝色LED 13B射出的红色光、蓝色光、绿色光,在每次时分驱动时,与凸透镜14的聚光角θ1对应,使聚光面积缩小,但此时,通过将光导管11的四角锥部11b的倾斜角θ2设定为与凸透镜14的聚光角θ1大致相同的角度,可以高效地对来自于LED阵列13的各色光进行会聚,换言之,光导管11的四角锥部11b的内壁表面大致沿着凸透镜14的聚光角θ1缩小。
因此,从LED阵列13射出的各色光的大部分近似平行地在光导管11的大四角柱部11a内前进,然后入射到凸透镜14,同时,一部分被大四角柱部11a内的平行反射镜面11a反射,然后入射到凸透镜14。然后,通过了凸透镜14的各色光被凸透镜14会聚,其大部分沿着光导管11的四角锥部11b的倾斜角θ2向小四角柱部11c前进,而其一部分被四角锥部11b内的倾斜反射镜面11b反射,同时向小四角柱部11c前进。此外,进入到光导管11的小四角柱部11c内的各色光如图3放大所示,被小四角柱部11c内的平行反射镜面11cm反复全反射,同时进入光出射口,借助于设置在小四角柱部11c的光出射口侧的准直透镜23的作用,在准直透镜24的附近形成多个像,该像的数量与小四角柱部11c内形成的平行反射镜面11cm反射的次数对应。由此,成为在LED阵列13中被时分驱动的同色的多个LED的重叠照明,从而具有从LED阵列13射出的光导致的不均匀分布的光源像也被积分平均,其结果是,可以获得均一的强度分布,所以能确保从LED阵列13射出的光的面内亮度的均一性。
此时,根据发光亮度的比例而使红色LED 13R、绿色LED 13G、蓝色LED 13B二维排列的LED阵列13在一个矩形基板12上被集成为斑状,所以在单色发光的情况下,为不均一强度分布,在三色同时点亮时,由于分布情况不同,成为色斑多的斑状照明光,但利用上述的重叠照明,即使是单色发光,也能获得均一的强度分布,在三色同时点亮,也能获得无光斑的白色光。
利用该第一实施例的时分混色法,虽然不是三色同时点亮,但由于在人的视觉内进行RGB的积分,所以借助于沿大四角柱部11a、四角锥部11b和小四角柱部11c的各内壁表面形成的反射镜面11am、11bm、11cm,实现了对来自于LED阵列13的光的均一照明化。
以下,如图4(a)~(e)所示,分别用透明树脂来封装红色LED13R、绿色LED 13G和蓝色LED 13B来构成LED阵列13,但在该第一实施例中,LED阵列13相对于出射轴,具有长方形的剖面,并将该剖面的水平方向尺寸x和垂直方向尺寸y的长宽比x∶y设定为2∶1。由此,可以无间隙地紧密集成红色LED 13R、绿色LED 13G、蓝色LED 13B,并且从各色LED13R、13G、13B分别突出来的2根电源供给端子在上下左右等间隔地排列,从而使布线变得容易。此外,在红色LED 13R、绿色LED 13G、蓝色LED 13B的4个侧面13a~13d的外侧以及除了电源供给端子周边之外的底面13e的外侧形成了反射镜面,利用各反射镜面防止了光泄漏,从而实现了增大向前方的出射光量的效果。在集成红色LED 13R、绿色LED 13G、蓝色LED 13B时,在应用相邻的LED的反射镜面的情况下,不必将上述5个表面都作为反射镜面,只要将任意一个表面作为反射镜面即可。
以下,如图5(a)~(e)所示,使红色LED 13R、绿色LED 13G、蓝色LED 13B二维地排列的LED阵列13的水平方向尺寸X1和垂直方向尺寸Y1的长宽比X1∶Y1,通常与DMD 29的反射镜面29m(图11(d))的长宽比X7∶Y7=4∶3或16∶9大致对应地设定。与此相伴,为了在从LED阵列13到DMD 29总是维持相同的长宽比的同时传输各色光,如图6所示,光导管11的大四角柱部11a的长宽比X2∶Y2和以与大四角柱部11a相似形缩小的小四角柱部11c的长宽比X3∶Y3,也与DMD 29的反射镜面29m(图11(d))的长宽比X7∶Y7大致对应地设定。由此,从LED阵列13射出的各色光能可靠地到达DMD29。
因此,如上所述,利用光源装置10A能高效地会聚从LED阵列13射出的光。此外,在使用光源装置10A的投射型显示装置1A中,能使彩色图像无光斑地、以高画质投射到屏幕(未图示)。
(第二实施例)
图7是表示本发明第二实施例的光源装置和使用该光源装置的第二实施例的投射型显示装置的构成图。
图7所示的本发明第二实施例的光源装置10B和使用该光源装置10B的第二实施例的投射型显示装置1B,除了一部分之外,与前面说明的第一实施例的光源装置10A和第一实施例的投射型显示装置1A的构成相同,以下为了说明方便,对与第一实施例相同的构成部件,使用相同的标号进行图示,对与第一实施例不同的构成部件,使用新的标号,并且仅对与第一实施例的不同点进行说明。
即,如图7所示,第二实施例的投射型显示装置1B大致由光源装置10B、图像显示光学系统20、投射光学系统30构成,并且仅光源装置10B与上述第一实施例的不同。
在上述光源装置10B中,在光导管11的光入射口侧,在大四角柱部11a内,LED阵列13与第一实施例同样地被安装在矩形基板12上,为了会聚从LED阵列13射出的各色光,而安装有作为聚光透镜的菲涅耳透镜15这一点与第一实施例不同。因此,在光导管11的光入射口侧的内部,向着光出射口侧按顺序配置有LED阵列13和菲涅耳透镜15。
上述菲涅耳透镜15同心地形成数个或多个轮带状透镜,由此可以将透镜厚度设定得比在第一实施例中使用的凸透镜14(图2)的薄,所以可以使光源装置10B小型化。
此时,在第二实施例的光源装置10B中,从构成LED阵列13的红色LED 13R、绿色LED 13G、蓝色LED 13B射出的红(R)色光、绿(G)色光、蓝(B)色光在每次时分驱动时,与菲涅耳透镜15的聚光角θ1′对应,使聚光面积缩小,但此时通过将光导管11的四角锥部11b的倾斜角θ2′设定为与菲涅耳透镜15的聚光角θ1′大致相同的角度,从而可以高效地会聚来自于LED阵列13的各色光。
与此相伴,使用光源装置10B的投射型显示装置1B也可以实现小型化。当然,光源装置10B和使用该光源装置10B的投射型显示装置1B也能获得与第一实施例相同的效果。
(第三实施例)
图8是表示本发明第三实施例的光源装置和使用该光源装置的第三实施例的投射型显示装置的构成图,图9是分解表示本发明第三实施例的光源装置的分解透视图,图10是局部剖切本发明第三实施例的光源装置的局部剖切透视图,图11(a)用于说明在本发明第三实施例的光源装置和投射型显示装置中,LED透镜阵列、环形透镜、光导管、DMD的各长宽比的透视图。
图8所示的本发明第三实施例的光源装置10C和使用该光源装置10C的第三实施例的投射型显示装置1C,除了一部分之外,与前面说明的第一、第二实施例的光源装置10A、10B和第一、第二实施例的投射型显示装置1A、1B的构成相同,这里为了说明上的方便,对与第一、第二实施例不同的构成部件使用新的标号,并且仅对与第一、第二实施例的不同点进行说明。
即,如图8所示,第三实施例的投射型显示装置1C,大致由光源装置10C、图像显示光学系统20和投射光学系统30构成,并且仅光源装置10C与上述的第一、第二实施例的不同。
在上述光源装置10C中,如图8~图10所示,在光导管11的光入射口侧,在大四角柱部11a内,LED阵列13与第一、第二实施例同样地被安装在矩形基板12上,并且为了会聚从LED阵列13射出的各色光,安装有作为聚光透镜的环形透镜(toroidal lens)16,这一点与第一、第二实施例不同。因此,在光导管11的光入射口侧的内部,LED阵列13和环形透镜16朝向光出射口侧而按顺序配置。
上述环形透镜是透镜面为环状的二轴性透镜,如图9所示,由于可以将水平方向(横向)的曲率半径Rx和垂直方向(纵向)的曲率半径Ry分别设定为不同的数值,所以可以将LED阵列13的长宽比设定为后述的数值。
即,一般,在提高光源装置的亮度的情况下,要增加构成LED阵列13的红色LED 13R、绿色LED 13G、蓝色LED 13B的集成个数,但如果在现有的长宽比的条件下增加集成个数,则光源装置的厚度增加,其结果是,带来光源装置的大型化。
因此,在第三实施例的光源装置10C中,在增加构成LED阵列13的红色LED 13R、绿色LED 13G、蓝色LED 13B的集成个数的情况下,通过把LED阵列13的水平方向和垂直方向的长宽比中的水平方向成分取得比DMD 29的反射镜面29m(图11(d))的长宽比中的水平方向成分大,在不增大光源装置10C的厚度的条件下实现薄型化。在该情况下,对应于LED阵列13的长宽比,使环形透镜16的纵向曲率半径Rx和横向曲率半径Ry对应变化。此时,由于环形透镜16的聚光角θ1″也当然变化,所以通过将光导管11的四角锥部11b的倾斜角θ2″设定为与环形透镜16的聚光角θ大致相同的角度,来自于LED阵列13的各色光可以高效地会聚。
具体地讲,如图11(a)所示,将LED阵列13的水平方向尺寸X1′和垂直方向尺寸Y1′的长宽比X1′∶Y1′设定为例如5∶2。
此外,如图11(d)所示,将DMD 29的反射镜面29m的长宽比X7∶Y7设定为例如4∶3。
此外,如图11(b)所示,与上述对应,当将环形透镜16的长宽比X4∶Y4设定为5∶2,并且将环形透镜16的横向与纵向的曲率半径比率Rx∶Ry设定为0.533∶1时,来自于长宽比X1′∶Y1′被设定为5∶2的LED阵列13的各色光通过环形透镜16后的长宽比变为4∶3。
因此,如图11(c)所示,收纳LED阵列13和环形透镜16的光导管11的大四角柱部11a的光入射口侧的长宽比X5∶Y5变为5∶2,而作为光出射口的小四角柱部11c的长宽比X6∶Y6借助于环形透镜16的变换而变为4∶3。从光导管11的小四角柱部11c的光出射口射出的各色光在保持长宽比4∶3的同时,被导到DMD 29的反射镜面29m上,与DMD 29的反射镜面29m的长宽比X7∶Y7=4∶3一致而照射。由此,可以高效地照射没有色斑的各色光。
与上述对应,使用光源装置10C的投射型显示装置1C可以使彩色图像无色斑且高画质地投射到屏幕(未图示)上。当然,光源装置10C和使用该光源装置10C的投射型显示装置1C也能获得与第一实施例相同的效果。
(第四实施例)
图12是表示本发明第四实施例的光源装置和使用该光源装置的第四实施例的投射型显示装置的构成图。
图12所示的本发明第四实施例的光源装置10D和使用该光源装置10D的第四实施例的投射型显示装置1D,除了一部分之外,与前面说明的第一~第三实施例的光源装置10A~10C和第一~第三实施例的投射型显示装置1A~1C的构成相同,这里为了说明上的方便,对与第一~第三实施例不同的构成部件使用新的标号,并且仅对与第一~第三实施例的不同点进行说明。
即,如图12所示,第四实施例的投射型显示装置1D大致由光源装置10D、图像显示光学系统20和投射光学系统30构成,并且仅光源装置10D与上述的第一~第三实施例的不同。
在上述光源装置10D中,光导管的形状相对于第一~第三实施例,有部分变形,光导管41使光入射口侧开口为较大的大型四角形状,并且朝向光出射口侧被一体地使内壁表面收缩的四角锥部41a,紧接着该四角锥部41a,形成使光出射口侧开口为较小的小型四角形状,并且沿着四角锥部41a和小四角柱部41b的各内壁表面,使用铝或银等对反射镜面41am、41bm进行镜面加工。此时,通过使沿光导管41内壁表面形成的反射镜面41am、41bm接合的部位无间隙地连续并对其进行镜面加工,可以防止后述的从LED阵列13射出的光的泄漏,并且可以使来自于LED阵列13的光一边反复地被各反射镜面41am、41bm全反射,一边从光导管41的小四角柱部41b的光出射口侧高效地射出。
此外,也可以沿光导管41的内壁表面贴合形成反射镜面的板状反射镜(未图示)。
此外,在光导管41的光入射口侧的四角锥部41a内,在外形为矩形、面内形成为球面状(或非球面状)的一个球面状基板(或一个非球面状基板)42上安装根据发光亮度的比例而使多个分别发出红色光、绿色光、蓝色光的红色LED 43R、绿色LED 43G、蓝色LED 43B排列的LED阵列(半导体发光元件阵列)43,并且从这些红色LED43R、绿色LED 43G、蓝色LED 43B射出的各色光向球面(或非球面)的中心会聚。因此,光导管41的四角锥部41a的倾斜角(未图示)大致按照来自于排列为球面状(或非球面状)的LED阵列43的光的聚光角(未图示)而设定。
此外,LED阵列43经由球面状基板(或非球面状基板)42而与时分驱动电路44连接,利用该时分驱动电路44,对由图像显示光学系统20内的DMD 29所显示的图像的1帧进行3分割,从而时分驱动各色LED 43R、43G、43B。
来自于光源装置10D内的LED阵列43的各色光从四角锥部41a被导向小四角柱部41b,然后一边被形成于小四角柱部41b的内壁表面上的反射镜面41bm反复全反射,一边进入光出射口,然后入射到图像显示光学系统20中,然后与第一~第三实施例同样,被图像显示光学系统20调制为R、G、B的图像光被投射光学系统30投射到屏幕(未图示)上,被投射到屏幕上的图像光借助于时分驱动的高速重复,在人的视觉内积分,从而作为全彩色的图像被识别。
因此,如上所述,利用光源装置10D也能使从LED阵列43射出的光高效地会聚。此外,利用使用光源装置10D的投射型显示装置1D,也能使彩色图像无色斑且高画质地投射到屏幕(未图示)上。
(第五实施例)
图13是表示本发明第五实施例的光源装置和使用该光源装置的第五实施例的投射型显示装置的构成图。
图13所示的本发明第五实施例的光源装置10E和使用该光源装置10E的第五实施例的投射型显示装置1E,除了一部分之外,与前面说明的第一~第四实施例的光源装置10A~10D和第一~第四实施例的投射型显示装置1A~1D的构成相同,这里为了说明上的方便,对与第一~第四实施例不同的构成部件使用新的标号,并且仅对与第一~第四实施例的不同点进行说明。
即,如图13所示,第五实施例的投射型显示装置1E大致由光源装置10E、图像显示光学系统20和投射光学系统30构成,并且仅光源装置10E与上述的第一~第四实施例的不同。
在上述光源装置10E中,光导管的形状相对于第一~第四实施例而被变形,在光入射口侧配置有形成为大径圆筒状的第一光导管51,并且在光出射口侧配置有形成为小径圆筒状的第二光导管52,第一光导管51和第二光导管52分开规定的距离而设置。此时,第一光导管51与第二光导管52之间的间隔距离被大致设定为后述的凸透镜55的会聚距离,并且第一光导管51与第二光导管52之间的间隔区间为空间。
此外,沿第一光导管51、第二光导管52的各内壁表面,使用铝或银等对反射镜面51m、52m进行镜面加工。
前面已经对在上述光源装置10E中,使第一光导管51和第二光导管52分离的情况进行了说明,但不限于此,也可以使第一光导管51和第二光导管52以与第一实施例大致相同的形状一体地形成。
此外,在第一光导管51内的光入射口侧,在外形为矩形、面内形成为く字状的一个く字状基板53上安装根据发光亮度的比例而使多个分别发出红色光、绿色光、蓝色光的红色LED 54R、绿色LED54G、蓝色LED 54B排列的LED阵列(半导体发光元件阵列)54,并且从这些红色LED 54R、绿色LED 54G、蓝色LED 54B射出的各色光可以借助于配置在第一光导管51内的光出射口的、作为聚光透镜的凸透镜55而会聚,并被导向第二光导管52,然后一边被在第二光导管52的内壁表面上形成的反射镜面52m反复全反射,一边从第二光导管52的光出射口侧高效地射出。
此外,LED阵列54经由く字状基板53而与时分驱动电路56连接,利用该时分驱动电路56,对在图像显示光学系统20内的DMD 29上所显示的图像的1帧进行3分割,从而时分驱动各色LED 54R、54G、54B。
如上所述,来自于光源装置10E内的LED阵列54的各色光被设在第一光导管51内的光出射口的凸透镜55会聚,并被导向第二光导管52,然后一边被在该第二光导管52的内壁表面上形成的反射镜面52m反复全反射,一边进入光出射口,然后入射到图像显示光学系统20中,然后与第一~第四实施例同样,被图像显示光学系统20调制为R、G、B的图像光被投射光学系统30投射到屏幕(未图示)上,被投射到屏幕上的图像光借助于时分驱动的高速重复,在人的视觉内积分,从而作为全彩色的图像被识别。
因此,如上所述,利用光源装置10E也能使从LED阵列54射出的光高效地会聚。此外,利用使用光源装置10E的投射型显示装置1E,也能使彩色图像无色斑且高画质地投射到屏幕(未图示)上。
(第六实施例)
图14是本发明的第六实施例的光源装置和使用该光源装置的第六实施例的投射型显示装置的构成图。
图14所示的本发明第六实施例的光源装置10F和使用该光源装置10F的第六实施例的投射型显示装置1F,其LED阵列被配置成反く字形,这一点与前面说明的第五实施例的光源装置10E和第五实施例的投射型显示装置1E不同,这里仅对光源装置10F使用新的标号,并且仅对与第五实施例的不同点进行说明。
即,如图14所示,第六实施例的投射型显示装置1F大致由光源装置10F、图像显示光学系统20和投射光学系统30构成。
在上述光源装置10F中,光导管的形状与第五实施例同样地构成,在光入射口侧配置有形成为大径圆筒状的第一光导管61,并且在光出射口侧配置有形成为小径圆筒状的第二光导管62,第一光导管61和第二光导管62分开规定的距离而设置。此时,第一光导管61与第二光导管62之间的间隔距离被大致设定为后述的凸透镜66的会聚距离,并且第一光导管61与第二光导管62之间的间隔区间为空间。
此外,沿第一光导管61、第二光导管62的各内壁表面,使用铝或银等对反射镜面61m、62m进行镜面加工。
前面已经对在上述光源装置10F中,使第一光导管61和第二光导管62分离的情况进行了说明,但不限于此,也可以使第一光导管61和第二光导管62以与第一实施例大致相同的形状一体地形成。
此外,在第一光导管61内的光入射口侧,在外形为矩形、面内形成为反く字状的一个反く字状基板63上安装根据发光亮度的比例而使多个分别发出红色光、绿色光、蓝色光的红色LED 64R、绿色LED64G、蓝色LED 64B排列的LED阵列(半导体发光元件阵列)64,并且从这些红色LED 64R、绿色LED 64G、蓝色LED 64B射出的各色光可以借助于配置在第一光导管61内的光入射口的、作为聚光透镜的凸透镜66而会聚,并被导向第二光导管62,然后一边被在第二光导管62的内壁表面上形成的反射镜面62m反复全反射,一边从第二光导管62的光出射口侧高效地射出。
此外,LED阵列64经由反く字状基板63而与时分驱动电路66连接,利用该时分驱动电路66,对在图像显示光学系统20内的DMD 29上所显示的图像的1帧进行3分割,从而时分驱动各色LED 64R、64G、64B。
如上所述,来自于光源装置10F内的LED阵列64的各色光被设在第一光导管61内的光出射口的凸透镜66会聚,并被导向第二光导管62,然后一边被在该第二光导管62的内壁表面上形成的反射镜面62m反复全反射,一边进入光出射口,然后入射到图像显示光学系统20中,然后与第五实施例同样地被图像显示光学系统20调制为R、G、B的图像光被投射光学系统30投射到屏幕(未图示)上,被投射到屏幕上的图像光借助于时分驱动的高速重复,在人的视觉内积分,从而作为全彩色的图像被识别。
因此,如上所述,利用光源装置10F也能使从LED阵列64射出的光高效地会聚。此外,利用使用光源装置10F的投射型显示装置1F,也能使彩色图像无色斑且高画质地投射到屏幕(未图示)上。
(第七实施例)
图15是表示本发明第七实施例的光源装置和使用该光源装置的第七实施例的投射型显示装置的构成图。
图15所示的本发明第七实施例的光源装置10G和使用该光源装置10G的第七实施例的投射型显示装置1G与前面说明的现有例2的光源装置200(图17)相比,提高了照明的均匀化,并且除了一部分之外,与前面说明的第一~第六实施例的光源装置10A~10F和第一~第六实施例的投射型显示装置1A~1F的构成相同,这里为了说明上的方便,对与第一~第六实施例相同的构成部件使用相同的标号,并且仅对光源装置10G使用新的,仅对与第一~第六实施例的不同点进行说明。
即,如图15所示,第七实施例的投射型显示装置1G大致由光源装置10G、图像显示光学系统20和投射光学系统30构成,并且仅光源装置10G与上述的第一~第六实施例的不同。
在上述光源装置10G中,光导管的形状形成为与第四实施例大致相同的形状,光导管71被一体地形成使光入射口侧开口为较大的大型四角形状,并且朝向光出射口侧形成使内壁表面收缩的四角锥部71a,紧接着该四角锥部71a,形成使光出射口侧开口为较小的小型四角柱部71b,并且沿着四角锥部71a和小四角柱部71b的各内壁表面,使用铝或银等对反射镜面71am、71bm进行镜面加工。此时,通过使沿光导管71内壁表面形成的反射镜面71am、71bm接合的部位无间隙地连续并对其进行镜面加工,可以防止后述的从3色LED阵列74R、74G、74B射出的光的泄漏,并且可以使来自于3色LED阵列74R、74G、74B的各色光一边反复地被各反射镜面71am、71bm全反射,一边从光导管71的小四角柱部71b的光出射口侧高效地射出。
此外,也可以沿光导管71的内壁表面贴合形成反射镜面的板状反射镜(未图示)。
此外,在光导管71的四角锥部71a的光入射口侧的附近,配置有立方体形状的二向棱镜72。在与二向棱镜72中彼此正交的3个侧面上分别相向地配置有:使多个红色LED二维地排列在R用基板73R上的红色LED阵列74R、使多个绿色LED二维地排列在G用基板73G上的的绿色LED阵列74G、使多个蓝色LED二维地排列在B用基板73B上的蓝色LED阵列74B。因此,在与二向棱镜72中彼此正交的3个侧面上,使多个红色LED(绿色LED、蓝色LED)二维地排列在基板上的红色LED阵列74R(绿色LED阵列74G、蓝色LED阵列74B)彼此相向配置,其中,上述LED(红色LED、绿色LED、蓝色LED)在各侧面上为不同的颜色,并且对同一侧面发出同一颜色的光。
此外,在二向棱镜72中,没有配置各色LED阵列74R、74G、74B的侧面成为射出红色光、绿色光、蓝色光的光出射面。
此时,在二向棱镜72内,第一分色镜72r和第二分色镜72b各自倾斜±45°,在中央部交叉为十字状,其中,第一分色镜72r使从红色LED阵列74R射出的红色光反射并且使从绿色LED阵列射出的绿色光透过,第二分色镜72b使从蓝色LED阵列74B射出的蓝色光反射并且使从绿色LED阵列74G射出的绿色光透过。
此外,在二向棱镜72的光出射面侧,在光导管71的四角锥部71a内,设置有作为聚光透镜的凸透镜75。
此外,红色LED阵列74R、绿色LED阵列74G、蓝色LED阵列74B通过R用基板73R、G用基板73G、B用基板73B与时分驱动电路76连接,利用该时分驱动电路76,对在图像显示光学系统20内的DMD 29上所显示的图像的1帧进行3分割,从而时分驱动各色LED阵列74R、74G、74B。
从红色LED阵列74R射出的红色光借助于二向棱镜72内的第一分色镜72r,其红色光的波长带被选择地反射,从而射向光出射面。同样,从蓝色LED阵列74B射出的蓝色光借助于二向棱镜72内的第二分色镜72b,其蓝色光的波长带被选择地反射,从而射向光出射面。从绿色LED阵列74G射出的绿色光透过二向棱镜72内的第一、第二分色镜72r、72b,射向光出射面。由此,来自于配置在二向棱镜72的彼此正交的侧面中的3个面上的红色LED阵列74R、绿色LED阵列74G、蓝色LED阵列74B的各色光在二向棱镜72中,从同一光出射面射出。
然后,从二向棱镜72射出的红色光、绿色光、蓝色光,在每次时分驱动时与凸透镜75的聚光角(未图示)对应,收缩为光束面积,但此时由于将波导管71的四角锥部71a的倾斜角(未图示)设定为与凸透镜75的聚光角大致相同的角度,所以能高效地会聚来自于3色LED阵列74R、74G、74B的各色光,换言之,光导管71的四角锥部71a的内壁表面大致沿凸透镜75的聚光角收缩。
被凸透镜75会聚收缩的各色光沿光导管71的四角锥部71a被引导,然后被在小四角柱部71b的内壁表面上形成的反射镜面71bm反复全反射,由此形成均一照度的出射光,入射到图像显示光学系统20中,然后与第一~第六实施例同样地被图像显示光学系统20调制为R、G、B的图像光被投射光学系统30投射到屏幕(未图示)上,被投射到屏幕上的图像光借助于时分驱动的高速重复,在人的视觉内积分,从而作为全彩色的图像被识别。
因此,如上所述,利用光源装置10G能高效地会聚从3色LED阵列74R、74G、74B射出的各色光。此外,利用使用光源装置10G的投射型显示装置1G,能使彩色图像无光斑地、以高画质投射到屏幕(未图示)。
以上说明了第一实施例~第七实施例光源装置10A~10F作为使用DMD 29的第一实施例~第七实施例的投射型显示装置1A~1F的情况,但也可以适用于其他灯泡方式的透过型液晶面板、反射型液晶面板。
此外,第一实施例~第七实施例的光源装置10A~10F也可以应用于展示用显示器的照明或彩色图像的摄影用照明装置等。此外,也适用于液晶监视器的背光。在该情况下,由于背光照射各色光,所以不需要滤色器,就可以在1个像素内表现多彩色。因此,能提供高析像度且色彩重现性高的监视器。

Claims (5)

1.一种光源装置,其特征在于,具有:
半导体发光元件阵列,使多个半导体发光元件二维地排列在基板上;
聚光透镜,使从上述半导体发光元件阵列射出的光会聚;以及
光导管,沿从光入射口到光出射口的内壁表面形成反射镜面,而且在上述光入射口侧的内部,使上述半导体发光元件阵列和上述聚光透镜朝向上述光出射口按顺序配置,并且大致沿上述聚光透镜的聚光角使上述内壁表面的一部分收缩,从而使被上述聚光透镜会聚的光从上述光出射口射出。
2.一种光源装置,其特征在于,具有:
色的半导体发光元件阵列,使多个半导体发光元件二维地排列在基板上,这些半导体发光元件分别相向地配置在二向棱镜中彼此正交的3个侧面上,在各个侧面上分别为不同的颜色,并且对于同一侧面发出同一颜色的光;
聚光透镜,用在上述二向棱镜内交叉形成的第一、第二分色镜选择从上述3色半导体发光元件阵列射出的各色光的波长带,然后使从上述二向棱镜的光出射面射出的各色光会聚;以及
光导管,沿从光入射口到光出射口的内壁表面形成反射镜面,而且在上述光入射口侧附近配置上述二向棱镜,而且在上述光入射口内部配置上述聚光透镜,并且大致沿上述聚光透镜的聚光角使上述内壁表面的一部分收缩,从而使被上述聚光透镜会聚的各色光从上述光出射口射出。
3.根据权利要求1或2所述的光源装置,其特征在于,
上述光导管为了一边用上述反射镜面反复反射被上述聚光透镜会聚的光(或各色光),一边使其射出,在紧接着使上述内壁表面的一部分收缩的部位形成彼此相向的平行内壁表面。
4.一种投射型显示装置,其特征在于,具有:
根据权利要求1至3任意一项所述的光源装置;
图像显示光学系统,将从上述光源装置射出的光(或各色光)照射在图像显示器件上;以及
投射光学系统,投射出由上述图像显示器件所显示的图像光。
5.一种投射型显示装置,其特征在于,具有:
半导体发光元件阵列,使多个半导体发光元件二维地排列在基板上;
环形透镜,使从上述半导体发光元件阵列射出的光会聚;
光导管,沿从光入射口到光出射口的内壁表面形成反射镜面,而且在上述光入射口侧的内部,使上述半导体发光元件阵列和上述环形透镜朝向上述光出射口按顺序配置,并且大致沿上述环形透镜的聚光角使上述内壁表面的一部分收缩,从而使被上述环形透镜会聚的光从上述光出射口射出;
图像显示光学系统,将从光导管的光出射口侧射出的光照射在图像显示器件上;以及
投射光学系统,投射出由上述图像显示器件所显示的图像光,
将上述半导体发光元件阵列的长宽比中的水平方向成分设定得比上述图像显示器件的长宽比中的水平方向成分大,并且利用上述环形透镜进行变换,使得相对于上述半导体发光元件阵列的长宽比,上述光导管的光出射口侧的长宽比与上述图像显示器件的长宽比大致一致。
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