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JP2015184303A - Light source optical device and projector - Google Patents

Light source optical device and projector Download PDF

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JP2015184303A
JP2015184303A JP2014057748A JP2014057748A JP2015184303A JP 2015184303 A JP2015184303 A JP 2015184303A JP 2014057748 A JP2014057748 A JP 2014057748A JP 2014057748 A JP2014057748 A JP 2014057748A JP 2015184303 A JP2015184303 A JP 2015184303A
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Japan
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light source
light
lens
optical device
lenses
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JP2014057748A
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Japanese (ja)
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佐藤 誠
Makoto Sato
佐藤  誠
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Casio Computer Co Ltd
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Casio Computer Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light source optical device and a projector 10 where light efficiency of light source light is enhanced.SOLUTION: A light source optical device includes: a light source; an illumination optical system 110 including a plurality of lenses for refracting light irradiated from the light source; and a TIR prism 120 for refracting and transmitting light source light through the illumination optical system 110. In the light source optical device, an optical axis of a lens 119 located at the forefront among the plurality of lenses in the illumination optical system 110 is deviated from an axis of the other lenses.

Description

本発明は、TIRプリズムを用いて光源光を表示素子に照射する光源光学装置及びこの光源光学装置を備えたプロジェクタに関する。   The present invention relates to a light source optical device that irradiates a display element with light source light using a TIR prism, and a projector including the light source optical device.

今日、パーソナルコンピュータの画面やビデオ画像、さらにメモリカード等に記憶されている画像データによる画像等をスクリーンに投影する画像投影装置としてのデータプロジェクタが多用されている。従来、このようなプロジェクタは、高輝度の放電ランプを光源とするものが主流であったが、近年、省電力、高寿命、高輝度なレーザーダイオードを用いたプロジェクタの提案がなされている。   2. Description of the Related Art Today, data projectors are widely used as image projection apparatuses that project a screen of a personal computer, a video image, an image based on image data stored in a memory card or the like onto a screen. Conventionally, projectors using a high-intensity discharge lamp as the light source have been the mainstream. However, in recent years, there have been proposals for projectors that use laser diodes with low power consumption, long life, and high luminance.

そして、プロジェクタの小型軽量化や光学系の簡素化を促進するため、DMD(デジタルマイクロミラーデバイス)により形成した画像光を投影光学系である投影レンズに入射させるに際し、TIRプリズム(全反射プリズム)を用いることも提案されている(例えば特許文献1、特許文献2)。   In order to promote the reduction in size and weight of the projector and the simplification of the optical system, the TIR prism (total reflection prism) is used when the image light formed by the DMD (digital micromirror device) is incident on the projection lens that is the projection optical system. It has also been proposed to use (for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

特開2002−156602号公報JP 2002-156602 A 特開2012−073489号公報JP 2012-073489 A

TIRプリズムを用いるプロジェクタでは、DMD等の表示素子により投影画像光を形成し、この表示素子から出射されてTIRプリズムで全反射される画像光の主光線の向きを、投影レンズの光軸の向きと略一致させるようにTIRプリズムの配置を決定している。   In a projector using a TIR prism, projection image light is formed by a display element such as a DMD, and the direction of the principal ray of the image light emitted from the display element and totally reflected by the TIR prism is determined by the direction of the optical axis of the projection lens. The arrangement of the TIR prism is determined so as to substantially match the above.

しかし、表示素子から出射される各画素の光には、主光線と平行な光のみならず、各マイクロミラーの反射光の主光線の向きからTIRプリズムの全反射面での入射角を小さくする向きに出射される光が含まれており、主光線をTIRプリズムの全反射面での入射角が全反射臨界角を越える向きに設定しても、マイクロミラーで反射された光の一部には臨界角に達しない光も含まれ、一部の光は、全反射されることなく、投影レンズに向かわない。
このことが、光の利用率が低下する一因となっていた。
However, in the light of each pixel emitted from the display element, not only the light parallel to the chief ray but also the incident angle at the total reflection surface of the TIR prism is reduced from the direction of the chief ray of the reflected light of each micromirror. Even if the incident light at the total reflection surface of the TIR prism is set so that the incident angle exceeds the total reflection critical angle, a part of the light reflected by the micromirror is included. Includes light that does not reach the critical angle, and some light is not totally reflected and does not go to the projection lens.
This has contributed to a decrease in the light utilization rate.

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、TIRプリズムを用いたプロジェクタにおいて光源の光利用効率を向上させる光学系とした光源光学装置及びこの光源光学装置を備えたプロジェクタを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and a light source optical device as an optical system for improving the light use efficiency of a light source in a projector using a TIR prism, and a projector including the light source optical device. The purpose is to provide.

本発明の光源光学装置は、光源と、前記光源から出射された光を屈折させる複数枚のレンズで構成された照明光学系と、前記照明光学系を介した光源光を屈折透過させるTIRプリズムと、を備え、前記複数枚のレンズの内の最前方に位置するレンズの光軸が、他のレンズの光軸からずれていることを特徴とする。   The light source optical device of the present invention includes a light source, an illumination optical system composed of a plurality of lenses that refract light emitted from the light source, and a TIR prism that refracts and transmits light source light that passes through the illumination optical system. The optical axis of the lens located in the forefront among the plurality of lenses is deviated from the optical axes of the other lenses.

本発明のプロジェクタは、上述の光源光学装置と、前記光源光学装置からの出射光が照射されて投影光を生成する表示素子と、前記表示素子で形成されて前記光源光学装置の前記TIRプリズムを介して出射された画像光をスクリーンに投影する前記投影光学系と、前記表示素子や前記光源光学装置の制御を行うプロジェクタ制御手段と、を備えることを特徴とする。   The projector of the present invention includes the above-described light source optical device, a display element that generates projection light when irradiated with light emitted from the light source optical device, and the TIR prism of the light source optical device that is formed of the display element. And a projector control means for controlling the display element and the light source optical device.

本発明によれば、光利用率の高い光源光学装置及びこの光源光学装置を備えた小型のプロジェクタを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a light source optical device having a high light utilization rate and a small projector including the light source optical device.

本発明の実施形態に係るプロジェクタを示す外観斜視図である。1 is an external perspective view showing a projector according to an embodiment of the invention. 本発明の実施形態に係るプロジェクタの機能ブロックを示す図である。It is a figure which shows the functional block of the projector which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るプロジェクタの内部構造を示す平面模式図である。1 is a schematic plan view showing an internal structure of a projector according to an embodiment of the invention. 本発明の実施形態に係るプロジェクタのマイクロレンズアレイに光が入射して出射される様子を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows a mode that light injects into the microlens array of the projector which concerns on embodiment of this invention, and is radiate | emitted. 本発明の実施形態に係る照明光学系及びTIRプリズムに光が入射して出射される様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that light injects into the illumination optical system and TIR prism which concern on embodiment of this invention, and is radiate | emitted. 本発明の実施形態に係る照明光学系及びTIRプリズムによる光軸状態と全反射臨界角を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the optical axis state and total reflection critical angle by the illumination optical system and TIR prism which concern on embodiment of this invention. 比較例として、一般的な照明光学系である光軸を1本とした照明光学系及びTIRプリズムによる光軸状態と全反射臨界角を示す模式図である。As a comparative example, it is a schematic diagram showing an optical axis state and a total reflection critical angle by an illumination optical system that is a general illumination optical system with one optical axis and a TIR prism. 別の比較例として、光軸を一致させた系において、TIRプリズムとして主プリズムと入射プリズムとを備える2枚プリズムを用いた場合を示す平面模式図である。As another comparative example, it is a schematic plan view showing a case where a two-prism including a main prism and an incident prism is used as a TIR prism in a system in which optical axes are matched. 本発明の実施形態に係るTIRプリズムの変形例を示す平面模式図である。It is a plane schematic diagram which shows the modification of the TIR prism which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に変形例として、最前方の凹レンズをずらした場合を示す平面模式図である。It is a plane schematic diagram which shows the case where the foremost concave lens is shifted as a modification to embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態を図に基づいて詳説する。図1は、プロジェクタ10の外観斜視図である。なお、本実施形態において、プロジェクタ10における左右とは投影方向に対しての左右方向を示し、前後とはプロジェクタ10のスクリーン側方向及び光線群の進行方向に対しての前後方向を示す。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an external perspective view of the projector 10. In the present embodiment, left and right in the projector 10 indicate the left and right direction with respect to the projection direction, and front and rear indicate the screen side direction of the projector 10 and the front and rear direction with respect to the traveling direction of the light beam group.

そして、プロジェクタ10は、図1に示すように、略直方体形状であって、プロジェクタ筐体の前方の側板とされる正面板12の側方に投影部を有すると共に、この正面板12には複数の排気孔17を設けている。さらに、図示しないがリモートコントローラからの制御信号を受信するIR受信部を備えている。   As shown in FIG. 1, the projector 10 has a substantially rectangular parallelepiped shape, and has a projection portion on the side of a front plate 12 that is a side plate in front of the projector housing. The exhaust hole 17 is provided. Further, although not shown, an IR receiver for receiving a control signal from the remote controller is provided.

また、筐体の上ケース11にはキー/インジケータ部37が設けられ、このキー/インジケータ部37には、電源スイッチキーや電源のオン又はオフを報知するパワーインジケータ、投影のオン、オフを切りかえる投影スイッチキー、光源ユニット60や表示素子51又は制御回路等が過熱したときに報知をする過熱インジケータ等のキーやインジケータが配置されている。また、上ケース11は、プロジェクタ10における筐体の上面と左側面の一部までを覆っており、故障時等には上ケース11を下ケース16から取り外せる構成とされている。   The upper case 11 of the housing is provided with a key / indicator section 37. The key / indicator section 37 is a power switch key, a power indicator for notifying power on / off, and switching on / off of projection. Keys and indicators such as an overheat indicator for notifying when the projection switch key, the light source unit 60, the display element 51, the control circuit, etc. are overheated are arranged. The upper case 11 covers the upper surface and a part of the left side surface of the projector 10 so that the upper case 11 can be detached from the lower case 16 when a failure occurs.

さらに、筐体の背面には、図示されない背面板にUSB端子やアナログRGB映像信号が入力される映像信号入力用のD−SUB端子、S端子、RCA端子、音声出力端子等を設ける入出力コネクタ部及び電源アダプタプラグ等の各種端子が設けられている。また、背面板には、複数の吸気孔が形成されている。   In addition, an input / output connector is provided on the rear surface of the housing, which is provided with a D-SUB terminal, an S terminal, an RCA terminal, an audio output terminal, etc. for inputting a USB terminal or an analog RGB video signal on a back plate not shown. And various terminals such as a power adapter plug are provided. In addition, a plurality of intake holes are formed in the back plate.

次に、プロジェクタ10のプロジェクタ制御手段について図2の機能ブロック図を用いて述べる。プロジェクタ制御手段は、制御部38、入出力インターフェース22、画像変換部23、表示エンコーダ24、表示駆動部26等から構成される。   Next, projector control means of the projector 10 will be described with reference to the functional block diagram of FIG. The projector control means includes a control unit 38, an input / output interface 22, an image conversion unit 23, a display encoder 24, a display drive unit 26, and the like.

この制御部38は、プロジェクタ10内の各回路の動作制御を司るものであって、CPU、各種セッティング等の動作プログラムを固定的に記憶したROM及びワークメモリとして使用されるRAM等により構成されている。   The control unit 38 controls the operation of each circuit in the projector 10, and includes a CPU, a ROM that stores operation programs such as various settings fixedly, and a RAM that is used as a work memory. Yes.

そして、このプロジェクタ制御手段により、入出力コネクタ部21から入力された各種規格の画像信号は、入出力インターフェース22、システムバス(SB)を介して画像変換部23で表示に適した所定のフォーマットの画像信号に統一するように変換された後、表示エンコーダ24に出力される。   Then, the image signals of various standards input from the input / output connector unit 21 by the projector control means are in a predetermined format suitable for display by the image conversion unit 23 via the input / output interface 22 and the system bus (SB). After being converted so as to be unified into an image signal, it is output to the display encoder 24.

また、表示エンコーダ24は、入力された画像信号をビデオRAM25に展開記憶させた上でこのビデオRAM25の記憶内容からビデオ信号を生成して表示駆動部26に出力する。   The display encoder 24 develops and stores the input image signal in the video RAM 25, generates a video signal from the stored contents of the video RAM 25, and outputs the video signal to the display driving unit 26.

表示駆動部26は、表示素子制御手段として機能するものであり、表示エンコーダ24から出力された画像信号に対応して適宜フレームレートで空間的光変調素子(SOM)である表示素子51を駆動するものである。   The display driving unit 26 functions as a display element control unit, and drives the display element 51 that is a spatial light modulation element (SOM) at an appropriate frame rate in accordance with the image signal output from the display encoder 24. Is.

そして、このプロジェクタ10では、赤色波長帯域、緑色波長帯域、青色波長帯域の各光線群を時分割で出射する光源とした光源ユニット60から出射光を、照明光学系110及びTIRプリズム(全反射プリズム)120を介して表示素子51に照射することにより、DMD等の表示素子51の反射光で光像を形成し、投影光学系を介して図示しないスクリーンに画像を投影表示する。なお、この投影光学系の可動レンズ群235は、レンズモータ45によりズーム調整やフォーカス調整のための駆動が行われる。   In the projector 10, the light emitted from the light source unit 60, which is a light source that emits light beams in the red wavelength band, the green wavelength band, and the blue wavelength band in a time-sharing manner, is emitted from the illumination optical system 110 and the TIR prism (total reflection prism). ) By irradiating the display element 51 via 120, an optical image is formed by the reflected light of the display element 51 such as DMD, and the image is projected and displayed on a screen (not shown) via the projection optical system. The movable lens group 235 of the projection optical system is driven by the lens motor 45 for zoom adjustment and focus adjustment.

また、画像圧縮/伸長部31は、画像信号の輝度信号及び色差信号をADCT及びハフマン符号化等の処理によりデータ圧縮して着脱自在な記録媒体とされるメモリカード32に順次書き込む記録処理を行う。   The image compression / decompression unit 31 performs a recording process in which the luminance signal and the color difference signal of the image signal are data-compressed by a process such as ADCT and Huffman encoding, and sequentially written in a memory card 32 that is a detachable recording medium. .

さらに、画像圧縮/伸長部31は、再生モード時にメモリカード32に記録された画像データを読み出し、一連の動画を構成する個々の画像データを1フレーム単位で伸長し、この画像データを、画像変換部23を介して表示エンコーダ24に出力し、メモリカード32に記憶された画像データに基づいて動画等の表示を可能とする処理を行う。   Further, the image compression / decompression unit 31 reads the image data recorded on the memory card 32 in the reproduction mode, decompresses each image data constituting a series of moving images in units of one frame, and converts the image data into an image conversion Based on the image data that is output to the display encoder 24 via the unit 23 and stored in the memory card 32, a process for enabling display of a moving image or the like is performed.

そして、筐体の上ケース11に設けられるメインキー及びインジケータ等により構成されるキー/インジケータ部37の操作信号は、直接に制御部38に送出され、リモートコントローラからのキー操作信号は、Ir受信部35で受信され、Ir処理部36で復調されたコード信号が制御部38に出力される。   Then, the operation signal of the key / indicator unit 37 constituted by the main key and the indicator provided on the upper case 11 of the casing is directly sent to the control unit 38, and the key operation signal from the remote controller is received by Ir. The code signal received by the unit 35 and demodulated by the Ir processing unit 36 is output to the control unit 38.

なお、制御部38にはシステムバス(SB)を介して音声処理部47が接続されている。この音声処理部47は、PCM音源等の音源回路を備えており、投影モード及び再生モード時には音声データをアナログ化し、スピーカ48を駆動して拡声放音させる。   Note that an audio processing unit 47 is connected to the control unit 38 via a system bus (SB). The sound processing unit 47 includes a sound source circuit such as a PCM sound source, converts the sound data into analog in the projection mode and the playback mode, and drives the speaker 48 to emit loud sounds.

また、制御部38は、光源制御手段としての光源制御回路41を制御しており、この光源制御回路41は、画像生成時に要求される所定波長帯域の光が光源ユニット60から出射されるように、光源ユニット60の緑色光源装置61、赤色光源装置91及び青色光源装置95の発光を個別に制御する。   Further, the control unit 38 controls a light source control circuit 41 as a light source control unit, and the light source control circuit 41 is configured so that light of a predetermined wavelength band required at the time of image generation is emitted from the light source unit 60. The light emission of the green light source device 61, the red light source device 91, and the blue light source device 95 of the light source unit 60 is individually controlled.

さらに、制御部38は、冷却ファン駆動制御回路43に光源ユニット60等に設けた複数の温度センサによる温度検出を行わせ、この温度検出の結果から冷却ファンの回転速度を制御させている。また、制御部38は、冷却ファン駆動制御回路43にタイマー等によりプロジェクタ本体の電源オフ後も冷却ファンの回転を持続させる、あるいは、温度センサによる温度検出の結果によってはプロジェクタ本体の電源をオフにする等の制御も行う。   Further, the control unit 38 causes the cooling fan drive control circuit 43 to perform temperature detection using a plurality of temperature sensors provided in the light source unit 60 and the like, and controls the rotation speed of the cooling fan from the result of the temperature detection. Further, the control unit 38 causes the cooling fan drive control circuit 43 to keep the cooling fan rotating even after the projector body is turned off by a timer or the like, or to turn off the projector body depending on the temperature detection result by the temperature sensor. Control is also performed.

次に、このプロジェクタ10の内部構造について述べる。図3は、プロジェクタ10の内部構造を示す平面模式図である。プロジェクタ10は、中央部分に光源とする光源ユニット60を備え、光源ユニット60の左側方に照明光学系110を備え、更に照明光学系110の左にTIRプリズム120と表示素子51とを備えて光源ユニット60と照明光学系110とTIRプリズム120とによる光源光学装置とし、TIRプリズム120の前方に投影光学系が内装されたレンズ鏡筒140を備えている。   Next, the internal structure of the projector 10 will be described. FIG. 3 is a schematic plan view showing the internal structure of the projector 10. The projector 10 includes a light source unit 60 that serves as a light source at the center, includes an illumination optical system 110 on the left side of the light source unit 60, and further includes a TIR prism 120 and a display element 51 on the left of the illumination optical system 110. The light source optical device includes a unit 60, an illumination optical system 110, and a TIR prism 120, and includes a lens barrel 140 having a projection optical system built in front of the TIR prism 120.

また、プロジェクタ10は、光源ユニット60の下方に主制御回路基板を備えると共に、左側板14の内側には、光源制御回路41や冷却ファン駆動制御回路43、更にフォーカスモータやズームモータの駆動制御回路等を組み込む各種の制御基板を備えている。   The projector 10 includes a main control circuit board below the light source unit 60, and a light source control circuit 41, a cooling fan drive control circuit 43, and a drive control circuit for a focus motor and a zoom motor inside the left side plate 14. Various control boards are incorporated.

そして、プロジェクタ10は、背面板13の内側における左側板14の近傍には、表示素子51を冷却させる冷却ファン55を備え、背面板13及び左側板14の内側に配置したヒートシンク53により表示素子51を冷却している。   The projector 10 includes a cooling fan 55 that cools the display element 51 in the vicinity of the left side plate 14 inside the back plate 13, and the display element 51 by a heat sink 53 disposed inside the back plate 13 and the left side plate 14. Is cooling.

また、この光源ユニット60は、赤色光源装置91として赤色レーザーダイオード93を用い、青色光源装置95として青色レーザーダイオード97を用いて発光手段を形成し、赤色光源装置91及び青色光源装置95を冷却するヒートシンク83を光源ユニット60の右側板15側に備えている。   In addition, the light source unit 60 uses the red laser diode 93 as the red light source device 91 and the blue laser diode 97 as the blue light source device 95 to form light emitting means, and cools the red light source device 91 and the blue light source device 95. A heat sink 83 is provided on the right side plate 15 side of the light source unit 60.

この光源ユニット60は、緑色光源装置61と、赤色光源装置91と、青色光源装置95と、ダイクロイックミラー101と、を備えるものである。緑色光源装置61は、背面板13の近傍においてプロジェクタ10筐体の左右方向における略中央部分に配置される励起光照射装置63とこの励起光照射装置63から出射される光線群の光軸上であって正面板12の近傍に配置される蛍光発光装置73とで発光手段を構成し、青色光源装置95と赤色光源装置91とは、プロジェクタ10の筐体の略中央やや右側寄りの位置に配置するものとしている。   The light source unit 60 includes a green light source device 61, a red light source device 91, a blue light source device 95, and a dichroic mirror 101. The green light source device 61 is arranged on the optical axis of the light beam emitted from the excitation light irradiation device 63 and the excitation light irradiation device 63 arranged in the vicinity of the back plate 13 in the substantially central portion of the projector 10 housing in the left-right direction. The fluorescent light emitting device 73 disposed in the vicinity of the front plate 12 constitutes a light emitting means, and the blue light source device 95 and the red light source device 91 are disposed at a position slightly to the right of the center of the projector 10 housing. I am going to do it.

この励起光照射装置63は、背面板13と光軸が垂直になるよう配置された半導体発光素子による励起光源65とする青色レーザーダイオード66と、励起光源65と背面板13との間に配置されたヒートシンク81と、を備え、青色レーザーダイオード66の前方にコリメータレンズ67を有している。   The excitation light irradiating device 63 is disposed between the excitation light source 65 and the back plate 13 as a blue laser diode 66 serving as an excitation light source 65 using a semiconductor light emitting element disposed so that the optical axis is perpendicular to the back plate 13. And a collimator lens 67 in front of the blue laser diode 66.

励起光源65は、半導体発光素子である青色レーザーダイオード66を左右方向へ2個に並べたものを上下に2組配置することによる4(2×2)個の半導体発光素子で構成しており、各青色レーザーダイオード66の光軸上には、各青色レーザーダイオード66からの出射光を平行光に変換する集光レンズであるコリメータレンズ67が夫々配置されている。   The excitation light source 65 is composed of 4 (2 × 2) semiconductor light emitting elements by arranging two sets of blue laser diodes 66, which are semiconductor light emitting elements, arranged in two in the left-right direction. On the optical axis of each blue laser diode 66, a collimator lens 67, which is a condensing lens for converting the emitted light from each blue laser diode 66 into parallel light, is disposed.

ヒートシンク81と背面板13との間には、冷却媒体として外気を吸入してヒートシンク側に送風する送風ファンである冷却ファン85が配置されており、この冷却ファン85とヒートシンク81とによって励起光源65が冷却される。   Between the heat sink 81 and the back plate 13, a cooling fan 85, which is a blower fan that sucks outside air as a cooling medium and blows it to the heat sink side, is arranged. The excitation light source 65 is formed by the cooling fan 85 and the heat sink 81. Is cooled.

また、緑色光源装置61における蛍光発光装置73は、正面板12と平行となるように、つまり、励起光照射装置63からの出射光の光軸と直交するように配置された蛍光ホイール75と、この蛍光ホイール75を回転駆動するホイールモータ77と、蛍光ホイール75から背面板13方向に出射される光線群を集光する集光レンズ群79と、を備える。ホイールモータ77と正面板12との間には冷却ファン89が配置されており、正面板12の排気孔17から排気を行うことよって蛍光ホイール75が冷却される。   Further, the fluorescent light emitting device 73 in the green light source device 61 is arranged in parallel with the front plate 12, that is, a fluorescent wheel 75 arranged so as to be orthogonal to the optical axis of the emitted light from the excitation light irradiation device 63, A wheel motor 77 that rotationally drives the fluorescent wheel 75 and a condenser lens group 79 that collects a group of light beams emitted from the fluorescent wheel 75 toward the back plate 13 are provided. A cooling fan 89 is disposed between the wheel motor 77 and the front plate 12, and the fluorescent wheel 75 is cooled by exhausting air from the exhaust holes 17 of the front plate 12.

蛍光ホイール75は、円板状の金属基材であって、励起光源65からの出射光を励起光として緑色波長帯域の蛍光発光光を出射する環状の蛍光発光領域が凹部として形成され、励起光を受けて蛍光発光する蛍光体層が設けられる。そして、蛍光発光領域を含む蛍光ホイール75の励起光源65側の表面は、銀蒸着等によってミラー加工されることで光を反射する反射面が形成され、この反射面上に緑色蛍光体の層が敷設されている。   The fluorescent wheel 75 is a disk-shaped metal substrate, and an annular fluorescent light emitting region that emits fluorescent light emitted in the green wavelength band using the light emitted from the excitation light source 65 as excitation light is formed as a recess, and the excitation light. In response, a phosphor layer that emits fluorescence is provided. The surface of the fluorescent wheel 75 including the fluorescent light emitting region on the side of the excitation light source 65 is mirror-processed by silver vapor deposition or the like to form a reflective surface that reflects light, and a green phosphor layer is formed on the reflective surface. It is laid.

蛍光ホイール75の緑色蛍光体層に照射された励起光照射装置63からの出射光は、緑色蛍光体層における緑色蛍光体を励起する。そして、緑色蛍光体から全方位に蛍光発光された光線群は、直接、励起光源65側へ、あるいは、蛍光ホイール75の反射面で反射した後に励起光源65側へ出射される。   The outgoing light from the excitation light irradiation device 63 irradiated on the green phosphor layer of the fluorescent wheel 75 excites the green phosphor in the green phosphor layer. Then, a group of light beams emitted from the green phosphor in all directions is directly emitted to the excitation light source 65 side or reflected by the reflection surface of the fluorescent wheel 75 and then emitted to the excitation light source 65 side.

また、蛍光体層の蛍光体に吸収されることなく、金属基材に照射された励起光は、反射面により反射されて再び蛍光体層に入射し、蛍光体を励起することとなる。よって、蛍光ホイール75の凹部の表面を反射面とすることにより、緑色波長帯域光の励起光源65から出射される励起光の利用効率を上げることができ、より明るく発光させることができる。   Moreover, the excitation light irradiated to the metal substrate without being absorbed by the phosphor of the phosphor layer is reflected by the reflecting surface and is incident on the phosphor layer again to excite the phosphor. Therefore, by using the surface of the concave portion of the fluorescent wheel 75 as a reflective surface, the utilization efficiency of the excitation light emitted from the excitation light source 65 for green wavelength band light can be increased, and light can be emitted more brightly.

赤色光源装置91と青色光源装置95とは、その出射光の光軸と励起光源65からの光の光軸とが直交するように、すなわち緑色光源装置61である蛍光発光装置73からの蛍光発光光の光軸と直交するようにして、赤色レーザーダイオード93と青色レーザーダイオード97とが並設されている。青色光源装置95は、青色レーザーダイオード97と、青色レーザーダイオード97からの出射光を所定範囲の光に集光して出射するコリメータレンズ98と、を備える。青色レーザーダイオード97は、上下方向に並べて二個が配置されている。   The red light source device 91 and the blue light source device 95 are arranged so that the optical axis of the emitted light and the optical axis of the light from the excitation light source 65 are orthogonal, that is, the fluorescent light emission from the fluorescent light emitting device 73 that is the green light source device 61. A red laser diode 93 and a blue laser diode 97 are arranged side by side so as to be orthogonal to the optical axis of the light. The blue light source device 95 includes a blue laser diode 97 and a collimator lens 98 that collects and emits the light emitted from the blue laser diode 97 into a predetermined range of light. Two blue laser diodes 97 are arranged in the vertical direction.

そして、青色レーザーダイオード97の前後の両側には、赤色光源装置91の赤色レーザーダイオード93が前後それぞれ上下方向に並べて二個ずつ、合計四個が配置されている。赤色光源装置91は、赤色レーザーダイオード93と、赤色レーザーダイオード93からの出射光を所定範囲の光に集光して出射するコリメータレンズ94と、を備える。そして、赤色光源装置91及び青色光源装置95は、励起光照射装置63からの出射光及び蛍光ホイール75から出射される緑色波長帯域光が交差するように配置されている。   On both sides of the blue laser diode 97 before and after, a total of four red laser diodes 93 of the red light source device 91 are arranged, two in the front and rear direction. The red light source device 91 includes a red laser diode 93 and a collimator lens 94 that collects and emits the light emitted from the red laser diode 93 into a predetermined range of light. The red light source device 91 and the blue light source device 95 are arranged so that the emitted light from the excitation light irradiation device 63 and the green wavelength band light emitted from the fluorescent wheel 75 intersect each other.

この赤色レーザーダイオード93や青色レーザーダイオード97から出射されるレーザー光は、主光線に垂直な断面形状が長楕円形のコヒーレント光である。そして、これら赤色レーザーダイオード93及び青色レーザーダイオード97については、コリメータレンズとの距離調整を行って、照明光学系110のマイクロレンズアレイ111への照射光を所定範囲に集光させて出射させる。異なる波長帯域光である赤色波長帯域光及び青色波長帯域光の両発光光は、近接平行で同一方向に出射される。   The laser light emitted from the red laser diode 93 and the blue laser diode 97 is coherent light whose cross-sectional shape perpendicular to the principal ray is an ellipse. Then, the red laser diode 93 and the blue laser diode 97 are adjusted in the distance from the collimator lens, and the irradiation light to the microlens array 111 of the illumination optical system 110 is condensed and emitted within a predetermined range. Both the red wavelength band light and the blue wavelength band light, which are different wavelength band lights, are emitted in the same direction in close proximity to each other.

赤色光源装置91及び青色光源装置95の右側板15側に設けたヒートシンク83と正面板12との間には、ヒートシンク83によって暖められた空気を吸い込んで装置外部に排出するための冷却ファン87が配置されており、この冷却ファン87によって赤色レーザーダイオード93及び青色レーザーダイオード97が冷却される。   Between the heat sink 83 provided on the right side plate 15 side of the red light source device 91 and the blue light source device 95 and the front plate 12, there is a cooling fan 87 for sucking air warmed by the heat sink 83 and discharging it to the outside of the device. The red laser diode 93 and the blue laser diode 97 are cooled by the cooling fan 87.

そして、赤色光源装置91及び青色光源装置95の光軸と、励起光照射装置63及び蛍光発光装置73の光軸と、が直交して交差する位置に、青色及び赤色波長帯域光を透過し、緑色波長帯域光を反射してこの緑色光の光軸を左側板14方向に90度変換するダイクロイックミラー101が配置されている。したがって、1枚のダイクロイックミラー101により、赤色波長帯域光、緑色波長帯域光及び青色波長帯域光の各光が同一の光路に重ね合わされて、各波長帯域光が時分割に発光する光源ユニット60となる。そして、その光源ユニット60からの出射された光が、照明光学系110のマイクロレンズアレイ111に入射することになる。   The blue and red wavelength band light is transmitted at a position where the optical axes of the red light source device 91 and the blue light source device 95 and the optical axes of the excitation light irradiation device 63 and the fluorescent light emitting device 73 intersect at right angles. A dichroic mirror 101 that reflects green wavelength band light and converts the optical axis of the green light by 90 degrees toward the left side plate 14 is disposed. Therefore, the light source unit 60 in which each light of red wavelength band light, green wavelength band light and blue wavelength band light is superimposed on the same optical path by one dichroic mirror 101, and each wavelength band light is emitted in a time division manner. Become. Then, the light emitted from the light source unit 60 enters the microlens array 111 of the illumination optical system 110.

そして、ダイクロイックミラー101の左方には、導光手段と複数のレンズとによる照明光学系110が配置されている。この導光手段とするマイクロレンズアレイ111は、光源ユニット60からの出射光を拡散させ、輝度分布を均一化させるものである。   On the left side of the dichroic mirror 101, an illumination optical system 110 including a light guide unit and a plurality of lenses is disposed. The microlens array 111 serving as the light guide means diffuses the light emitted from the light source unit 60 and makes the luminance distribution uniform.

本実施形態におけるマイクロレンズアレイ111は、レンズ形状として平面視横長矩形形状の凸レンズであるマイクロレンズ112を格子状に配列しているものである。そして、マイクロレンズアレイ111の左側板14側には、照明光学系レンズとして複数枚のレンズが配置される。複数枚のレンズは、マイクロレンズアレイ111を透過した拡散均一光を表示素子51の有効サイズに集光させるものである。   The microlens array 111 in the present embodiment is an array of microlenses 112 that are convex lenses having a horizontally long rectangular shape in plan view as a lens shape. A plurality of lenses are arranged on the left plate 14 side of the microlens array 111 as illumination optical system lenses. The plurality of lenses collects the diffused uniform light transmitted through the microlens array 111 to the effective size of the display element 51.

即ち、光源としての光源ユニット60から出射された光源光は、マイクロレンズアレイ111により、均一な強度分布とされ、凸レンズである第1レンズ115や第3レンズ119及び凹レンズである第2レンズ117を介してTIRプリズム120に入射される。   That is, the light source light emitted from the light source unit 60 as a light source is made to have a uniform intensity distribution by the microlens array 111, and the first lens 115 that is a convex lens, the third lens 119, and the second lens 117 that is a concave lens. Through the TIR prism 120.

TIRプリズム120に入射された光源光は、前方にカバーガラスを有する表示素子51に入射され、表示素子51で反射されたオン光は、再度TIRプリズム120に入射され、画像光としてレンズ鏡筒140に入射されて投影光学系によりスクリーンに投影される。   The light source light incident on the TIR prism 120 is incident on the display element 51 having a cover glass in the front, and the ON light reflected by the display element 51 is incident on the TIR prism 120 again, and the lens barrel 140 is used as image light. And projected onto the screen by the projection optical system.

この投影光学系としては、レンズ鏡筒140に内蔵する固定レンズ群と可動鏡筒に内蔵する可動レンズ群235とを備えてズーム機能を備えた可変焦点型レンズとされ、レンズモータ45により可動レンズ群235が移動されることにより、ズーム調整やフォーカス調整が可能とされている。   The projection optical system includes a fixed lens group built in the lens barrel 140 and a movable lens group 235 built in the movable barrel, and is a variable focus type lens having a zoom function. By moving the group 235, zoom adjustment and focus adjustment are possible.

このように、この照明光学系110では、図4に示すように、光源ユニット60から出射された光源光がマイクロレンズアレイ111の各マイクロレンズ112に入射される。そして、各マイクロレンズ112に入射された光は、一旦集光した後に拡散光となり、各マイクロレンズ112に入射された光の一部が相互に重なって第1レンズ115に入射される。   As described above, in the illumination optical system 110, the light source light emitted from the light source unit 60 is incident on each microlens 112 of the microlens array 111 as shown in FIG. 4. The light incident on each microlens 112 is once condensed and becomes diffused light, and a part of the light incident on each microlens 112 is overlapped with each other and is incident on the first lens 115.

このように、各マイクロレンズ112に入射された光の一部が相互に重なるために、各マイクロレンズ112に入射される光線群の一部に光密度の差異が生じていても、この光密度の差、即ち部分的な輝度の差が小さくなり、光源光の輝度むらが均一化される。   As described above, since part of the light incident on each microlens 112 overlaps each other, even if there is a difference in light density between some of the light beams incident on each microlens 112, this light density Difference, that is, the partial luminance difference is reduced, and the luminance unevenness of the light source light is made uniform.

そして、図5に示すように、第1レンズ115で集光された光源光は、凹レンズである第2レンズ117により拡散され、更に第3レンズ119で集光されてTIRプリズム120に入射される。   Then, as shown in FIG. 5, the light source light collected by the first lens 115 is diffused by the second lens 117 that is a concave lens, further collected by the third lens 119, and incident on the TIR prism 120. .

このTIRプリズム120は、直角二等辺三角柱の単プリズムであって、柱底面の斜辺を含む側面を斜辺面123とし、柱底面の直角を挟む側面である二隣辺面の内の一面を隣辺面127としてカバーガラス52を備えた表示素子51に対向されるとともに、この二隣辺面の内の他のもう一面を隣辺面125として投影光学系を内蔵するレンズ鏡筒140の入射口に対向される。   This TIR prism 120 is a single prism with a right-angled isosceles triangular prism, and the side surface including the hypotenuse of the column bottom is defined as the hypotenuse surface 123, and one side of the two adjacent sides that are the sides sandwiching the right angle of the column bottom is the neighboring side. The surface 127 is opposed to the display element 51 provided with the cover glass 52, and the other side of the two adjacent side surfaces is set as the adjacent side surface 125 to the entrance of the lens barrel 140 incorporating the projection optical system. Opposed.

また、入射面とする斜辺面123は、表示素子51からのオン光に対する全反射面を兼ねる。   Further, the oblique side surface 123 serving as the incident surface also serves as a total reflection surface for the ON light from the display element 51.

従って、導光手段としたマイクロレンズアレイ111により光源光を均一化し、第1レンズ115や第2レンズ117及び第3レンズ119により光源光を集光して表示素子51の矩形状の有効部範囲に各マイクロレンズ112の入射側面を物(ブツ)とした像を重ね合わせて結像させることができる。   Therefore, the light source light is made uniform by the microlens array 111 serving as a light guide, and the light source light is condensed by the first lens 115, the second lens 117, and the third lens 119, and the rectangular effective portion range of the display element 51 is collected. In addition, an image in which the incident side surface of each microlens 112 is an object can be superimposed.

また、表示素子51により画像光として形成されるオン光は、図5に示したようにTIRプリズム120の隣辺面127から入射した後、斜辺面123で反射されて、レンズ鏡筒140に入射される方向へ隣辺面125から出射されることとなる。また、TIRプリズム120に入射されたオフ光は、図示していないが、斜辺面123または隣辺面125で反射されてレンズ鏡筒140の入射口には向かわない。   Further, the ON light formed as image light by the display element 51 enters from the adjacent side surface 127 of the TIR prism 120 as shown in FIG. 5, is then reflected by the oblique side surface 123, and enters the lens barrel 140. The light is emitted from the adjacent side surface 125 in the direction in which the light is emitted. Although not shown, the off-light incident on the TIR prism 120 is reflected by the oblique side surface 123 or the adjacent side surface 125 and does not travel toward the entrance of the lens barrel 140.

そして、図5等に示したように、この照明光学系110は、照明光学系110の3枚のレンズにおいて、第1レンズ115及び第2レンズ117の光軸は一致しているが、最前方の第3レンズ119の光軸は、マイクロレンズアレイ111や第1レンズ115及び第2レンズ117の光軸の位置から平行移動されるように位置がずれている。   As shown in FIG. 5 and the like, in the illumination optical system 110, in the three lenses of the illumination optical system 110, the optical axes of the first lens 115 and the second lens 117 are the same, but the forefront. The optical axis of the third lens 119 is shifted so that it is translated from the positions of the optical axes of the microlens array 111, the first lens 115, and the second lens 117.

この凸レンズである第3レンズ119をずらす方向は、TIRプリズム120の斜辺面123に沿った方向に主光線の向きを外すようにして光源光の入射面である斜辺面123が第2レンズ119即ち照明光学系110から離れる方向(図5における右側方向)にずらす方向であって、これにより、第2レンズ117を透過し、第3レンズ119により屈折された光線群のTIRプリズム120の入射面である斜辺面123への入射角を大きくしている。   The direction of shifting the third lens 119, which is a convex lens, is such that the oblique side surface 123, which is the incident surface of the light source light, is deviated from the direction of the principal ray in the direction along the oblique side surface 123 of the TIR prism 120. The direction is shifted in a direction away from the illumination optical system 110 (the right side direction in FIG. 5), whereby the light beam transmitted through the second lens 117 and refracted by the third lens 119 is incident on the incident surface of the TIR prism 120. The incident angle to a certain oblique side surface 123 is increased.

この場合のオン光の主光線と光路と、オン光の臨界角となる光線の光路を、図6を用いて説明する。
即ち、図5に示したように、この照明光学系110では、マイクロレンズアレイ111を介して第1レンズ115に入射する光線群の全体は、第1レンズ115及び第2レンズ117を透過しても光軸上主光線の方向が変更されることなく光線群の集光度を変化させる。そして、図6に示すように、第3レンズ119を透過するときにその光線の方向が屈曲され、オン光の主光線については、TIRプリズム120の斜辺面123に照射する際の入射角α3が大きくなり、表示素子51と対向する隣辺面127の屈折角α1が所定の角度となる。
The principal ray and the optical path of the ON light in this case, and the optical path of the light beam that becomes the critical angle of the ON light will be described with reference to FIG.
That is, as shown in FIG. 5, in the illumination optical system 110, the entire light beam incident on the first lens 115 via the microlens array 111 is transmitted through the first lens 115 and the second lens 117. Also, the concentration of the light beam group is changed without changing the direction of the principal ray on the optical axis. As shown in FIG. 6, the direction of the light beam is bent when passing through the third lens 119, and the incident angle α <b> 3 when irradiating the oblique side surface 123 of the TIR prism 120 with respect to the on-light principal ray is The refraction angle α1 of the adjacent side surface 127 facing the display element 51 becomes a predetermined angle.

この隣辺面127からの屈折角α1は、TIRプリズム120の隣辺面127を表示素子51の平面と平行とする場合、オン光の主光線を隣辺面127に対して垂直に入射させるために表示素子であるDMDの仕様(各マイクロミラーがDMD表面に対して±12度傾くという仕様)により24度と規定されることになる。   The angle of refraction α1 from the adjacent side surface 127 is to cause the principal ray of on-light to enter the adjacent side surface 127 perpendicularly when the adjacent side surface 127 of the TIR prism 120 is parallel to the plane of the display element 51. In addition, it is defined as 24 degrees according to the specification of the DMD which is a display element (specification that each micromirror is inclined ± 12 degrees with respect to the DMD surface).

TIRプリズム120として屈折率が一般的な値である約1.59の光学ガラスを用いた場合、隣辺面127からの出射角α1を24度とするためには、この図のように、斜辺面123への入射角α3は45度よりも大きな53度となる。
したがって、その入射角になるように、第3レンズ119の焦点距離との関係に応じて、第1レンズ115及び第2レンズ117との光軸からの第3レンズ119の光軸のずらし量が決定される。
When an optical glass having a refractive index of about 1.59, which is a general value, is used as the TIR prism 120, in order to set the exit angle α1 from the adjacent side surface 127 to 24 degrees, as shown in FIG. The incident angle α3 on the surface 123 is 53 degrees, which is larger than 45 degrees.
Therefore, the shift amount of the optical axis of the third lens 119 from the optical axis of the first lens 115 and the second lens 117 is set according to the relationship with the focal length of the third lens 119 so that the incident angle is obtained. It is determined.

このように、表示素子51から出射されるオン光の主光線の向きを、TIRプリズム120の隣辺面127に対して垂直とすれば、全反射面である斜辺面123での全反射による主光線の向きの変化角は90度となり、TIRプリズム120の隣辺面125に対して主光線の向きは垂直となり、投影光学系を備えたレンズ鏡筒140に入射させることができる。   Thus, if the direction of the principal ray of the on-light emitted from the display element 51 is perpendicular to the adjacent side surface 127 of the TIR prism 120, the principal due to total reflection on the oblique side surface 123, which is a total reflection surface. The change angle of the direction of the light beam is 90 degrees, the direction of the principal light beam is perpendicular to the adjacent side surface 125 of the TIR prism 120, and can enter the lens barrel 140 provided with the projection optical system.

従って、投影光学系を内蔵するレンズ鏡筒140の光軸を、表示素子51の画像形成面の法線に対して90度で交わる方向、且つ、照明光学系110の光軸と90度交わる方向としてレンズ鏡筒140を配置することができる。   Therefore, the direction in which the optical axis of the lens barrel 140 containing the projection optical system intersects with the normal of the image forming surface of the display element 51 at 90 degrees and the direction in which the optical axis of the illumination optical system 110 intersects with 90 degrees. The lens barrel 140 can be disposed as follows.

そして、このTIRプリズム120は、屈折率を約1.59とする光学ガラスを用いているため、臨界角β1は約39度となり、オン光が隣辺面127からTIRプリズム120に入射される際の隣辺面127におけるオン光の屈折角β2は約6度となる。   Since the TIR prism 120 uses optical glass having a refractive index of about 1.59, the critical angle β1 is about 39 degrees, and the ON light is incident on the TIR prism 120 from the adjacent side surface 127. The refraction angle β2 of the ON light at the adjacent side surface 127 is about 6 degrees.

このため、図6において、表示素子51の各マイクロミラーで反射されたオン光の内、隣辺面127の法線に対して右側に6度以上の傾きとされたオン光成分の光は、斜辺面123で反射されずにTIRプリズム120から外部に漏れ出すことになり、法線に対して図6における右側への傾きが6度以内の光及び左側に傾く光は全て斜辺面123で全反射されることになる。
換言すると、隣辺面127の法線に対して右側に6度までの傾きとされたオン光成分の光は、斜辺面123で全反射されてTIRプリズム120からレンズ鏡筒140側に出射されることになる。そして、その際の屈折角β3は、約9.6度になる。
For this reason, in FIG. 6, of the on-light reflected by the respective micromirrors of the display element 51, the light of the on-light component inclined at 6 degrees or more to the right with respect to the normal line of the adjacent side surface 127 is The light leaks to the outside from the TIR prism 120 without being reflected by the hypotenuse surface 123, and all the light that is tilted to the right in FIG. Will be reflected.
In other words, the on-light component light inclined up to 6 degrees to the right with respect to the normal line of the adjacent side surface 127 is totally reflected by the oblique side surface 123 and emitted from the TIR prism 120 to the lens barrel 140 side. Will be. In this case, the refraction angle β3 is about 9.6 degrees.

<第1の比較例>
この本実施の形態に対し、第3レンズ119の光軸を第1レンズ115の光軸と一致させた一般の光学系(第1の比較例)では、図7に示すように、第3レンズ119を透過してTIRプリズム120の斜辺面123に入射する光線の主光線は、斜辺面123への入射角α4が45度となり、表示素子51への入射角、即ち隣辺面127からの屈折角α1を24度とするためにはTIRプリズム120は屈折率が約1.46という屈折率の小さな光学ガラスを用いることになる。
<First Comparative Example>
In contrast to the present embodiment, in a general optical system (first comparative example) in which the optical axis of the third lens 119 coincides with the optical axis of the first lens 115, as shown in FIG. The principal ray of the light beam that passes through 119 and enters the oblique side surface 123 of the TIR prism 120 has an incident angle α4 on the oblique side surface 123 of 45 degrees, and is incident on the display element 51, that is, refracted from the adjacent side surface 127. In order to set the angle α1 to 24 degrees, the TIR prism 120 uses an optical glass having a refractive index of about 1.46 and a small refractive index.

このため、このTIRプリズム120での臨界角β4は約43度となり、オン光が隣辺面127からTIRプリズム120に入射される際の隣辺面127におけるオン光の屈折角β5は約2度となる。   Therefore, the critical angle β4 at the TIR prism 120 is about 43 degrees, and the refraction angle β5 of the on light at the adjacent side surface 127 when the on light is incident on the TIR prism 120 from the adjacent side surface 127 is about 2 degrees. It becomes.

従って、このTIRプリズム120では、図7において、表示素子51の各マイクロミラーで反射されたオン光の内、表示素子51の法線に対して右側に2度以上の傾きとされたオン光成分の光は、斜辺面123で反射されずにTIRプリズム120から外部に漏れ出すことになる。
換言すると、隣辺面127の法線に対して右側に2度までの傾きとされたオン光成分の光しか、斜辺面123で全反射されてTIRプリズム120からレンズ鏡筒140側に出射されないことになる。そして、その際の屈折角β6は、約2.8度になる。
Therefore, in the TIR prism 120, the on-light component having an inclination of 2 degrees or more to the right with respect to the normal line of the display element 51 among the on-light reflected by each micromirror of the display element 51 in FIG. Is leaked out of the TIR prism 120 without being reflected by the hypotenuse surface 123.
In other words, only the light of the on-light component inclined up to 2 degrees to the right with respect to the normal line of the adjacent side surface 127 is totally reflected by the oblique side surface 123 and emitted from the TIR prism 120 to the lens barrel 140 side. It will be. In this case, the refraction angle β6 is about 2.8 degrees.

このように、本実施形態と上記第1の比較例を比べると、第1の比較例でのβ5の2度という値は、本実施形態では、図6に示すように、β2の約6度という大きな値になり、より全反射されやすくなっていることがわかる。   Thus, when this embodiment is compared with the first comparative example, the value of 2 degrees of β5 in the first comparative example is about 6 degrees of β2 in this embodiment, as shown in FIG. It can be seen that it is easy to be totally reflected.

そして、レンズ鏡筒140側からすると、第1の比較例でのβ6の約2.8度という値は、本実施形態では、図6に示すように、β3の約9.6度という大きな値になり、より広い角度の光がレンズ鏡筒140に入射されるようになっていることがわかる。   When viewed from the lens barrel 140 side, the value of about 2.8 degrees of β6 in the first comparative example is a large value of about 9.6 degrees of β3 in this embodiment, as shown in FIG. Thus, it can be seen that light having a wider angle is incident on the lens barrel 140.

このように、第3レンズ119の光軸をずらすことにより、TIRプリズム120への入射角を大きくし、TIRプリズム120としてより屈折率の高いプリズムを用いることを可能とし、オン光の全反射面である斜辺面123からの漏れを少なくすることができる。   Thus, by shifting the optical axis of the third lens 119, the incident angle to the TIR prism 120 can be increased, and a prism having a higher refractive index can be used as the TIR prism 120, and the on-light total reflection surface It is possible to reduce leakage from the hypotenuse surface 123.

従って、表示素子51からのオン光の多くを投影光学系に入射させることができ、直角二等辺三角柱のプリズムを使用することにより、投影光学系の光軸と光源ユニット60からの出射光の光軸との角度調整、及び、TIRプリズム120や表示素子51の固定角や固定位置の設計及び調整を容易とすることができる。   Therefore, most of the ON light from the display element 51 can be incident on the projection optical system. By using a prism with a right isosceles triangular prism, the light axis of the projection optical system and the light emitted from the light source unit 60 can be obtained. Adjustment of the angle with the axis and design and adjustment of the fixed angle and fixed position of the TIR prism 120 and the display element 51 can be facilitated.

<第2の比較例>
なお、TIRプリズム120として、前述の様な単独プリズムに限ることなく、全反射面や出射面125を有する主プリズム121と入射プリズム130とを備える2枚プリズムをわずかな隙間をはさんで用いた場合は、図8に示すように、第3レンズ119の光軸を第1レンズ115の光軸と一致させた場合であっても、TIRプリズム120への入射角を45度より大きくできる。
したがって、TIRプリズム120の屈折率を図5、図6の場合と同様に、屈折率が一般的な値である約1.59と同じもの使うことができ、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
<Second Comparative Example>
The TIR prism 120 is not limited to the single prism as described above, but a two-prism including the main prism 121 having the total reflection surface and the exit surface 125 and the incident prism 130 is used with a slight gap therebetween. In this case, as shown in FIG. 8, even when the optical axis of the third lens 119 is matched with the optical axis of the first lens 115, the incident angle to the TIR prism 120 can be made larger than 45 degrees.
Accordingly, the refractive index of the TIR prism 120 can be the same as the refractive index of about 1.59, which is a general value, similarly to the case of FIGS. 5 and 6, and the same effect as this embodiment can be obtained. be able to.

しかし、図8に示す構造(第2の比較例)では、TIRプリズムとして、2枚プリズムを使う必要があり、小型化という点でも、コストという点でも不利になってしまう。また、部品数が多くなり、組み合わせ精度も要求されるという欠点もある。また2枚のプリズムを使用する場合は間のわずかな隙間を確実に設けるために周辺または四隅のみ接着する場合が多く、プリズムにそのための糊代が必要なため、小型化という点でも、コストという点でもさらに不利である。   However, in the structure shown in FIG. 8 (second comparative example), it is necessary to use two prisms as the TIR prism, which is disadvantageous in terms of miniaturization and cost. In addition, there are disadvantages that the number of parts is increased and the combination accuracy is required. In addition, when two prisms are used, only the periphery or four corners are often bonded in order to ensure a slight gap between them, and the prism needs to be glued for that purpose. This is also a disadvantage.

これに対し、本実施形態の図5、図6の構成によれば、第3レンズの光軸をずらすという簡単の構成により、TIRプリズムとして、2枚プリズムを使う必要がなくなり、小型化という点でも、コストという点でも大きなメリットがある。また、部品数が少なくなり、精度も要求されないというメリットもある。   On the other hand, according to the configuration of FIG. 5 and FIG. 6 of the present embodiment, the simple configuration of shifting the optical axis of the third lens eliminates the need to use two prisms as the TIR prism, thereby reducing the size. However, there is a great merit in terms of cost. In addition, there are advantages that the number of parts is reduced and accuracy is not required.

また、図9に示すように、本発明においても、TIRプリズム120として2枚プリズムとしてもよい。   Also, as shown in FIG. 9, in the present invention, the TIR prism 120 may be a two-prism.

この2枚プリズムとするTIRプリズム120においても、照明光学系110の最前方の第3レンズ119の光軸を、TIRプリズム120の入射プリズム130における入射面が照明光学系110から離れる方向にずらすことにより、照明光学系110から出射される光源光を最前方のレンズにより曲げ、入射プリズム130への入射角、即ちTIRプリズム120への入射角を大きくするように調整することができる。   Also in the TIR prism 120 that is the two-prism, the optical axis of the foremost third lens 119 of the illumination optical system 110 is shifted in the direction in which the incident surface of the incident prism 130 of the TIR prism 120 is away from the illumination optical system 110. Thus, the light source light emitted from the illumination optical system 110 can be bent by the foremost lens and adjusted to increase the incident angle to the incident prism 130, that is, the incident angle to the TIR prism 120.

このため、屈折率の高い光学ガラスを用いてTIRプリズム120とし、全反射光量を増大させつつ、光源とする光源ユニット60や照明光学系110、表示素子51、投影光学系の配置設計等を容易とすることは図5、図6の場合と同様であるが、屈折率により自由度を持たせて、設計することができる。   Therefore, the TIR prism 120 is made of optical glass having a high refractive index, and the arrangement design of the light source unit 60, the illumination optical system 110, the display element 51, and the projection optical system as a light source is facilitated while increasing the total reflected light amount. This is the same as in the case of FIG. 5 and FIG. 6, but can be designed with a degree of freedom by the refractive index.

そして、TIRプリズム120として主プリズム121と入射プリズム130との2枚プリズムとする場合は、直角二等辺三角柱プリズムを用いる場合に限るものではなく、適宜の二等辺三角柱プリズムを主プリズム121とすると共に、入射プリズム130も適宜の三角柱プリズムとしてもよい。   The two prisms of the main prism 121 and the incident prism 130 as the TIR prism 120 are not limited to the use of a right-angled isosceles triangular prism, and an appropriate isosceles triangular prism is used as the main prism 121. The incident prism 130 may also be an appropriate triangular prism.

尤も、単独プリズム又は主プリズムとして直角二等辺三角柱プリズムを用いれば、屈折率の高い光学ガラスを用いたTIRプリズム120の全反射面への入射光の臨界角を大きくし、表示素子51からの画像光の入射角を45度として全反射を行わせ、投影光学系へのオン光である画像光の全反射による主光線の向きの変化角を90度としてプロジェクタ内の各種光学系の設計配置を容易とすることができる。   However, if a right isosceles triangular prism is used as a single prism or a main prism, the critical angle of incident light on the total reflection surface of the TIR prism 120 using optical glass having a high refractive index is increased, and the image from the display element 51 is increased. Designing and arranging the various optical systems in the projector with the incident angle of light being 45 degrees and total reflection being performed, and the change angle of the principal ray direction due to total reflection of image light being on-light to the projection optical system being 90 degrees Can be easy.

また、図3に示した光源ユニット60は、半導体発光素子である励起光源65及び蛍光体による緑色光源装置61と、半導体発光素子としてのレーザーダイオード(LD)による赤色光源装置91及び青色光源装置95と、を組み合わせた三原色の光源としているが、光源としては、赤色発光ダイオード(LED)、緑色発光ダイオード(LED)、青色発光ダイオード(LED)などの半導体発光素子を用いる場合や、更に、三原色以外の黄色波長帯域光などの補色の波長帯域光を発する発光素子を追加してもよい。   Further, the light source unit 60 shown in FIG. 3 includes an excitation light source 65, which is a semiconductor light emitting element, and a green light source device 61, which is a phosphor, a red light source device 91, and a blue light source device 95, which is a laser diode (LD) as a semiconductor light emitting element. Are used as a light source of three primary colors, such as a red light emitting diode (LED), a green light emitting diode (LED), a blue light emitting diode (LED), or other semiconductor light emitting elements. A light emitting element that emits a complementary wavelength band light such as a yellow wavelength band light may be added.

このように、半導体発光素子を光源に用いれば、省電力にして寿命の長い光源とすることができ、励起光源と緑色蛍光体を用いた光源を組み合わせれば、明るい三原色を容易に得ることができる。そして、三原色の画像光を形成することにより、フルカラーの画像を形成することができる。   Thus, if a semiconductor light-emitting element is used as a light source, it can be a light source that saves power and has a long life, and if a light source using an excitation light source and a green phosphor is combined, bright three primary colors can be easily obtained. it can. A full-color image can be formed by forming image light of the three primary colors.

更に、半導体発光素子を用いた光源ユニット60に換え、高圧放電ランプ等の白色光源とカラーホイールとを組み合わせ、少なくとも三原色を同一光軸として出射する光源としてもよい。
また、光源は、例えば、白色光源1つであって白黒の投影装置に用いられるような光源装置であってもよい。つまり、本発明は、光源の構成を限定するものではない。
Furthermore, instead of the light source unit 60 using a semiconductor light emitting element, a white light source such as a high-pressure discharge lamp and a color wheel may be combined to be a light source that emits at least three primary colors as the same optical axis.
The light source may be a light source device that is, for example, one white light source and used in a black and white projection device. That is, the present invention does not limit the configuration of the light source.

そして、図3及び図5等に示した照明光学系110は、導光手段としてのマイクロレンズアレイ111と、複数枚のレンズとしての2枚の凸レンズ及び1枚の凹レンズによる3枚のレンズとで形成している。しかし、光源光の均一化に用いる導光手段はマイクロレンズアレイ111に限るものでなく、4枚のミラーを組み合わせて中空の四角柱形状とするライトトンネルや、光学ガラスにより中実の四角柱形状とする導光ロッドなど、光源光を均一化する適宜の導光手段としてもよい。   The illumination optical system 110 shown in FIGS. 3 and 5 and the like includes a microlens array 111 serving as a light guiding unit, and three lenses including two convex lenses and one concave lens as a plurality of lenses. Forming. However, the light guiding means used for making the light source light uniform is not limited to the microlens array 111, but a light tunnel that combines four mirrors to form a hollow quadrangular prism shape, or a solid quadrangular prism shape by optical glass. It is good also as an appropriate light guide means which makes light source light uniform, such as a light guide rod.

尤も、マイクロレンズアレイ111を用いれば、光源光学装置を小型化することが容易となり、ひいてはプロジェクタ10を小型化することが容易となる。   However, if the microlens array 111 is used, it is easy to reduce the size of the light source optical device, and thus it is easy to reduce the size of the projector 10.

また、照明光学系110に用いるレンズの枚数も3枚に限るものでなく、少なくとも2枚以上レンズによる照明光学系を形成し、照明光学系のレンズの内、TIRプリズム120に最も近い最前方レンズの中心をマイクロレンズアレイ111等の導光手段の中心軸から外すことにより、照明光学系110から出射される光源光を最前方の偏心したレンズにより屈折させ、TIRプリズム120への入射角を大きくするように変更させるものであればよい。   Further, the number of lenses used in the illumination optical system 110 is not limited to three, and an illumination optical system including at least two or more lenses is formed, and among the lenses of the illumination optical system, the foremost lens closest to the TIR prism 120 Is removed from the central axis of the light guide means such as the microlens array 111, so that the light source light emitted from the illumination optical system 110 is refracted by the front-most eccentric lens, and the incident angle to the TIR prism 120 is increased. Anything can be used as long as it is changed.

例えば、照明光学系110のレンズ枚数を3枚以上とし、2枚以上の凸レンズと1枚または複数枚の凹レンズとを組み合わせて最前方に凹レンズを配置する場合、TIRプリズム120への入射角を大きくするため、最前方の凹レンズ119AがTIRプリズム120の入射面に接近する(近づく)方向にずらすことになる。
この場合の構成例を図10に示す。
For example, when the number of lenses of the illumination optical system 110 is three or more and two or more convex lenses and one or a plurality of concave lenses are combined and the concave lens is arranged in the forefront, the incident angle to the TIR prism 120 is increased. Therefore, the foremost concave lens 119A is shifted in a direction approaching (approaching) the incident surface of the TIR prism 120.
A configuration example in this case is shown in FIG.

このように、照明光学系110として複数枚のレンズを用いれば、導光手段により均一化された光線を効率良く表示素子51に集光するように結像させることができ、2枚の凸レンズの組み合わせとすれば、照明光学系110を小型軽量としつつ効果的に集光させることができる。   As described above, when a plurality of lenses are used as the illumination optical system 110, it is possible to form an image so that the light beams made uniform by the light guiding means are efficiently condensed on the display element 51. When combined, the illumination optical system 110 can be effectively condensed while being small and light.

そして、2枚の凸レンズの中間に1枚の凹レンズを配置する照明光学系110は、導光手段から出射された光線群を表示素子51に効率よく集光させるに際し、収差の発生を抑制して利用効率の良い照明光を表示素子51に与え良好な画像光を生成させることができる。   And the illumination optical system 110 which arrange | positions one concave lens in the middle of two convex lenses suppresses generation | occurrence | production of an aberration, when condensing the light beam radiate | emitted from the light guide means on the display element 51 efficiently. Illumination light with good utilization efficiency can be given to the display element 51 to generate good image light.

尚、上記実施の形態では、照明光学系110の複数枚のレンズとした各レンズは、図面において、単レンズとして図示することにより説明したが、この各レンズは、複数枚のレンズが張り合わされた複合レンズであっても、1枚のレンズ(ユニット)として取り扱うことのできるレンズあれば、本発明における各レンズと同等であることは言うまでもない。   In the above embodiment, each lens as a plurality of lenses of the illumination optical system 110 has been described as a single lens in the drawing. However, each lens has a plurality of lenses attached to each other. It goes without saying that even a compound lens is equivalent to each lens in the present invention as long as it can be handled as a single lens (unit).

このように、赤色波長帯域光、緑色波長帯域光、青色波長帯域光の各光線群を時分割で出射する光源ユニット60からの光源光を、照明光学系110により輝度を均一化しつつ照明光学系110の出射側の最前方レンズで光軸を屈折させた後、TIRプリズム120を介して屈折透過させることにより表示素子51に照射する光源光学装置を備えたプロジェクタ10は、小型にして光の利用効率が高く、明るい画像投影が可能なプロジェクタ10とすることができる。   As described above, the illumination optical system 110 uniformizes the luminance of the light source light from the light source unit 60 that emits the light wavelength groups of the red wavelength band light, the green wavelength band light, and the blue wavelength band light in a time division manner. The projector 10 including the light source optical device that irradiates the display element 51 by refracting the optical axis with the frontmost lens on the output side 110 and then refracting and transmitting the light through the TIR prism 120 is reduced in size and uses light. It can be set as the projector 10 with high efficiency and a bright image projection.

以上説明した実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   The embodiment described above is presented as an example, and is not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

以下に、本願出願の最初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1]光源と、
前記光源から出射された光を屈折させる複数枚のレンズで構成された照明光学系と、
前記照明光学系を介した光源光を屈折透過させるTIRプリズムと、
を備え、
前記複数枚のレンズの内の最前方に位置するレンズの光軸が、他のレンズの光軸からずれていることを特徴とする光源光学装置。
[2]前記複数枚のレンズの内の最前方に位置するレンズの光軸が、前記照明光学系からの出射光のTIRプリズムへの入射角が大きくなるようにずれていることを特徴とする前記[1]に記載の光源光学装置。
[3]前記複数枚のレンズは、2枚の凸レンズを含むことを特徴とする前記[1]又は前記[2]に記載の光源光学装置。
[4]前記複数枚のレンズは、2枚の凸レンズとこの2枚の凸レンズの間に配置される凹レンズとの、3枚のレンズを含むことを特徴とする前記[3]に記載の光源光学装置。
[5]前記最前方に位置するレンズは凸レンズであって、前記TIRプリズムの入射面から離れる方向にずれていることを特徴とする前記[1]乃至前記[4]の何れかに記載の光源光学装置。
[6]前記最前方に位置するレンズは凹レンズであって、前記TIRプリズムの入射面に近づく方向にずれていることを特徴とする前記[1]乃至前記[4]の何れかに記載の光源光学装置。
[7]前記光源と前記複数枚のレンズとの間に、前記光源から出射された光を均一化する導光手段をさらに備えることを特徴とする記[1]乃至前記[6]の何れかに記載の光源光学装置。
[8]前記導光手段は、マイクロレンズアレイとされていることを特徴とする前記[7]に記載の光源光学装置。
[9]前記TIRプリズムは、直角二等辺三角柱プリズムであることを特徴とする前記[1]乃至前記[8]の何れかに記載の光源光学装置。
[10]前記光源は、赤色波長帯域光を出射する半導体発光素子と、緑色波長帯域光を出射する半導体発光素子と、青色波長帯域光を出射する半導体発光素子と、を含むことを特徴とする前記[1]乃至前記[9]の何れかに記載の光源光学装置。
[11]前記光源は、赤色波長帯域光を出射する半導体発光素子と、青色波長帯域光を出射する半導体発光素子と、励起光源及び緑色蛍光体による緑色波長帯域光を出射する発光手段と、を含むことを特徴とする前記[1]乃至前記[9]の何れかに記載の光源光学装置。
[12]前記[1]乃至前記[11]の何れか記載の光源光学装置と、
前記光源光学装置からの出射光が照射されて投影光を生成する表示素子と、
前記表示素子で形成されて前記光源光学装置の前記TIRプリズムを介して出射された画像光をスクリーンに投影する前記投影光学系と、
前記表示素子や前記光源光学装置の制御を行うプロジェクタ制御手段と、
を備えることを特徴とするプロジェクタ
The invention described in the first claim of the present application will be appended below.
[1] a light source;
An illumination optical system composed of a plurality of lenses that refract light emitted from the light source;
A TIR prism that refracts and transmits light from the illumination optical system;
With
A light source optical device, wherein an optical axis of a lens positioned at the forefront among the plurality of lenses is shifted from an optical axis of another lens.
[2] The optical axis of the lens located in the forefront among the plurality of lenses is shifted so that the incident angle of the light emitted from the illumination optical system to the TIR prism is increased. The light source optical device according to [1].
[3] The light source optical device according to [1] or [2], wherein the plurality of lenses include two convex lenses.
[4] The light source optical system according to [3], wherein the plurality of lenses include three lenses: two convex lenses and a concave lens disposed between the two convex lenses. apparatus.
[5] The light source according to any one of [1] to [4], wherein the frontmost lens is a convex lens and is shifted in a direction away from an incident surface of the TIR prism. Optical device.
[6] The light source according to any one of [1] to [4], wherein the frontmost lens is a concave lens and is shifted in a direction approaching an incident surface of the TIR prism. Optical device.
[7] Any one of [1] to [6], further comprising light guide means for uniformizing light emitted from the light source between the light source and the plurality of lenses. The light source optical device according to 1.
[8] The light source optical device according to [7], wherein the light guiding unit is a microlens array.
[9] The light source optical device according to any one of [1] to [8], wherein the TIR prism is a right-angled isosceles triangular prism.
[10] The light source includes a semiconductor light emitting element that emits red wavelength band light, a semiconductor light emitting element that emits green wavelength band light, and a semiconductor light emitting element that emits blue wavelength band light. The light source optical device according to any one of [1] to [9].
[11] The light source includes: a semiconductor light emitting element that emits red wavelength band light; a semiconductor light emitting element that emits blue wavelength band light; and a light emitting unit that emits green wavelength band light from an excitation light source and a green phosphor. The light source optical device according to any one of [1] to [9], including:
[12] The light source optical device according to any one of [1] to [11],
A display element that emits light emitted from the light source optical device to generate projection light;
The projection optical system for projecting image light formed on the display element and emitted through the TIR prism of the light source optical device onto a screen;
Projector control means for controlling the display element and the light source optical device;
A projector characterized by comprising

10 プロジェクタ 11 上ケース
12 正面板 13 背面板
14 左側板 15 右側板
16 下ケース 17 排気孔
21 入出力コネクタ部 22 入出力インターフェース
23 画像変換部 24 表示エンコーダ
25 ビデオRAM 26 表示駆動部
31 画像圧縮/伸長部 32 メモリカード
35 受信部 36 処理部
37 キー/インジケータ部
38 制御部 41 光源制御回路
43 冷却ファン駆動制御回路 45 レンズモータ
47 音声処理部 48 スピーカ
51 表示素子 52 カバーガラス
53 ヒートシンク 55 冷却ファン
60 光源ユニット
61 緑色光源装置
63 励起光照射装置 65 励起光源
66 青色レーザーダイオード 67 コリメータレンズ
73 蛍光発光装置
75 蛍光ホイール 77 ホイールモータ
79 集光レンズ群
81、83 ヒートシンク 85、87、89 冷却ファン
91 赤色光源装置
93 赤色レーザーダイオード 94 コリメータレンズ
95 青色光源装置
97 青色レーザーダイオード 98 コリメータレンズ
101 ダイクロイックミラー
111 マイクロレンズアレイ 112 マイクロレンズ
110 照明光学系
115 第1レンズ 117 第2レンズ
119 第3レンズ 119A 凹レンズ
120 TIRプリズム
121 主プリズム 123 斜辺面
125 隣辺面 127 隣辺面
130 入射プリズム
140 レンズ鏡筒 235 可動レンズ群
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Projector 11 Upper case 12 Front plate 13 Back plate 14 Left side plate 15 Right side plate 16 Lower case 17 Exhaust hole 21 Input / output connector part 22 Input / output interface 23 Image conversion part 24 Display encoder 25 Video RAM 26 Display drive part 31 Image compression / Expansion unit 32 Memory card 35 Reception unit 36 Processing unit 37 Key / indicator unit 38 Control unit 41 Light source control circuit 43 Cooling fan drive control circuit 45 Lens motor 47 Audio processing unit 48 Speaker 51 Display element 52 Cover glass 53 Heat sink 55 Cooling fan 60 Light source unit 61 Green light source device 63 Excitation light irradiation device 65 Excitation light source 66 Blue laser diode 67 Collimator lens 73 Fluorescent light emitting device 75 Fluorescent wheel 77 Wheel motor 79 Condensing lens group 81, 83 Heat sink 85, 87, 89 Cooling fan 91 Red light source device 93 Red laser diode 94 Collimator lens 95 Blue light source device 97 Blue laser diode 98 Collimator lens 101 Dichroic mirror 111 Micro lens array 112 Micro lens 110 Illumination optical system 115 First lens 117 First Two lenses 119 Third lens 119A Concave lens 120 TIR prism 121 Main prism 123 Oblique side surface 125 Adjacent side surface 127 Adjacent side surface 130 Incident prism 140 Lens barrel 235 Movable lens group

Claims (12)

光源と、
前記光源から出射された光を屈折させる複数枚のレンズで構成された照明光学系と、
前記照明光学系を介した光源光を屈折透過させるTIRプリズムと、
を備え、
前記複数枚のレンズの内の最前方に位置するレンズの光軸が、他のレンズの光軸からずれていることを特徴とする光源光学装置。
A light source;
An illumination optical system composed of a plurality of lenses that refract light emitted from the light source;
A TIR prism that refracts and transmits light from the illumination optical system;
With
A light source optical device, wherein an optical axis of a lens positioned at the forefront among the plurality of lenses is shifted from an optical axis of another lens.
前記複数枚のレンズの内の最前方に位置するレンズの光軸が、前記照明光学系からの出射光のTIRプリズムへの入射角が大きくなるようにずれていることを特徴とする請求項1に記載の光源光学装置。   2. The optical axis of a lens located at the forefront of the plurality of lenses is shifted so that an incident angle of light emitted from the illumination optical system to a TIR prism is increased. The light source optical device according to 1. 前記複数枚のレンズは、2枚の凸レンズを含むことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光源光学装置。   The light source optical apparatus according to claim 1, wherein the plurality of lenses include two convex lenses. 前記複数枚のレンズは、2枚の凸レンズとこの2枚の凸レンズの間に配置される凹レンズとの、3枚のレンズを含むことを特徴とする請求項3に記載の光源光学装置。   4. The light source optical device according to claim 3, wherein the plurality of lenses include three lenses, which are two convex lenses and a concave lens disposed between the two convex lenses. 前記最前方に位置するレンズは凸レンズであって、前記TIRプリズムの入射面から離れる方向にずれていることを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れかに記載の光源光学装置。   5. The light source optical device according to claim 1, wherein the frontmost lens is a convex lens and is shifted in a direction away from an incident surface of the TIR prism. 前記最前方に位置するレンズは凹レンズであって、前記TIRプリズムの入射面に近づく方向にずれていることを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れかに記載の光源光学装置。   5. The light source optical device according to claim 1, wherein the frontmost lens is a concave lens, and is shifted in a direction approaching an incident surface of the TIR prism. 前記光源と前記複数枚のレンズとの間に、前記光源から出射された光を均一化する導光手段をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れかに記載の光源光学装置。   The light source optics according to any one of claims 1 to 6, further comprising light guide means for uniformizing light emitted from the light source between the light source and the plurality of lenses. apparatus. 前記導光手段は、マイクロレンズアレイとされていることを特徴とする請求項7に記載の光源光学装置。   The light source optical device according to claim 7, wherein the light guide means is a microlens array. 前記TIRプリズムは、直角二等辺三角柱プリズムであることを特徴とする請求項1乃至請求項8の何れかに記載の光源光学装置。   The light source optical device according to claim 1, wherein the TIR prism is a right-angled isosceles triangular prism. 前記光源は、赤色波長帯域光を出射する半導体発光素子と、緑色波長帯域光を出射する半導体発光素子と、青色波長帯域光を出射する半導体発光素子と、を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項9の何れかに記載の光源光学装置。   The light source includes a semiconductor light emitting element that emits red wavelength band light, a semiconductor light emitting element that emits green wavelength band light, and a semiconductor light emitting element that emits blue wavelength band light. The light source optical device according to claim 9. 前記光源は、赤色波長帯域光を出射する半導体発光素子と、青色波長帯域光を出射する半導体発光素子と、励起光源及び緑色蛍光体による緑色波長帯域光を出射する発光手段と、を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項9の何れかに記載の光源光学装置。   The light source includes a semiconductor light emitting element that emits red wavelength band light, a semiconductor light emitting element that emits blue wavelength band light, and a light emitting unit that emits green wavelength band light from an excitation light source and a green phosphor. The light source optical device according to claim 1, wherein the light source optical device is a light source optical device. 請求項1乃至請求項11の何れか記載の光源光学装置と、
前記光源光学装置からの出射光が照射されて投影光を生成する表示素子と、
前記表示素子で形成されて前記光源光学装置の前記TIRプリズムを介して出射された画像光をスクリーンに投影する前記投影光学系と、
前記表示素子や前記光源光学装置の制御を行うプロジェクタ制御手段と、
を備えることを特徴とするプロジェクタ
A light source optical device according to any one of claims 1 to 11,
A display element that emits light emitted from the light source optical device to generate projection light;
The projection optical system for projecting image light formed on the display element and emitted through the TIR prism of the light source optical device onto a screen;
Projector control means for controlling the display element and the light source optical device;
A projector characterized by comprising
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