【０００１】
【発明の技術的分野】
本発明は、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）を使用して映像を形成するプロジェクタに関する。
【０００２】
【従来技術】
現在、液晶プロジェクタの一般的な表示パネルは、ビジネス用としては３板式の液晶パネル又は単板式のＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏ ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）が利用されている。ＤＭＤの照明系は、偏光変換素子を必要とせず、また部品点数が少なく構成できる。従って、ＤＭＤを使用して映像を形成するプロジェクタ構造は、シンプル化が容易であり、かつコンパクト化を計ることについても、３板式液晶パネルと比較して有利である。
【０００３】
最近のＤＬＰ（ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ）の構成において、照明系内のＤＭＤ等の映像光束形成手段と投射レンズの間にＴＩＲプリズム（ Ｔｏｔａｌ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ Ｐｒｉｓｍ ）が 配置される。ＴＩＲプリズムは、２つのプリズムを数ミクロンのエアギャップを設けて一体化し、該エアギャップを形成する面に、一つの光束を臨界角条件を満たして反射させ、他の光束を臨界角内で入射させて透過させることによって、ＤＭＤの入射角及び反射角を直角に近くして、ＤＬＰのコンパクト化を実現させるものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
従来のミラー反射方式の照明系では、照明光量を多くして投影像を明るくしようとすると、ミラーやコンデンサーレンズによる光束のケラレによって照度ムラが生じ好ましくない。しかし、ＴＩＲプリズムは、プリズムの全反射を利用しており、上述した照明ムラの影響を受け難い設計が可能となる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１５６６０２号（全体）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載された電子デバイスプロジェクタの照明系においては、図８に示すように、光源ランプ部２５０から放射され棒レンズ２９０を透過した照明光束は、単レンズの第１集光レンズ３００、ミラー３１０、単レンズの第２集光レンズ３２０を介してＴＩＲプリズム系３３０に入射する。ＴＩＲプリズム系３３０から射出された照明光束はＤＭＤ３５０に入射して、映像光束として反射される。映像光束は、再びＴＩＲプリズム系３３０に入射して、投射レンズ３７０によってスクリーン３８０上に結像する。
投射レンズ３７０の光学系においては、光源ランプ部２５０からＴＩＲプリズム系３３０までの光路が長く、電子デバイスプロジェクタのコンパクト化の妨げとなっている。
【０００７】
【発明の目的】
本発明は、従来の電子デバイスプロジェクタの上述した問題に鑑みてなされたものであって、照明系を幾何学的に集約かつ耐熱性を高めて、コンパクトでかつ明るく鮮明な投影像を形成できる電子デバイスプロジェクタを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決する手段】
本発明は、ＤＭＤを使用して映像を形成するプロジェクタにおいて、光束均一化光学部材の前方に、３群３枚構成又は２群２枚構成の第１コンデンサーレンズを設置したことを特徴とする電子デバイスプロジェクタである。
【０００９】
本発明の実施態様は、以下のとおりである。
請求項２に記載の実施態様は、前記第１コンデンサーレンズのうちの少なくとも一枚のレンズが、高屈折率・高耐熱性ガラスレンズである。このように構成することにより、集光効率を高めることができる他に、第１コンデンサーレンズの耐熱性を高め、高熱を発生する輝度の高い光源ランプを採用できる。
請求項３に記載の実施態様は、前記高屈折率・高耐熱性ガラスレンズの一面が、非球面である。このように構成することによって、集光を効率的に行いかつＤＭＤ上を均一な光束によって照明することができる。
【００１０】
請求項４に記載の実施態様は、前記電子デバイスプロジェクタが、第１コンデンサーレンズの前方に第２コンデンサーレンズを配置し、前記第１コンデンサーレンズと前記第２コンデンサーレンズの間に、第１ミラー及びその前方の第２ミラーが設置されている。このように構成することによって、照明系を屈折させて光学系全体をコンパクト化し、また湿度や衝撃に強い電子デバイスプロジェクタを構成することができる。
【００１１】
請求項５に記載の実施態様は、前記第１ミラー及び第２ミラーが、銀ミラー及び保護膜を設けている。このように構成することによって、第１ミラー及び第２ミラーの光量損失がアルミミラー方式に比較して著しく減少し、さらに電子デバイスプロジェクタの照明系がコンパクトになり、また湿度や衝撃に強い電子デバイスプロジェクタを構成することができる。
【００１２】
請求項６に記載の実施態様は、前記第１ミラーが、平面ミラーまたは球面ミラーである。このように構成することによって、特に第１ミラーが球面の場合は、照明系による光量損失が著しく減少する。また、実施態様のように第１ミラーが平面の場合には、特に照明系の光学的調整が容易になり、かつ衝撃に強い電子デバイスプロジェクタを構成することができる。
請求項７に記載の実施態様は、前記第２ミラーが、平面ミラーである。このように構成することによって、さらに照明系の光学的調整が容易になりかつ衝撃に強い電子デバイスプロジェクタを構成することができる。
【００１３】
請求項８に記載の実施態様は、前記第１ミラーが、水平な入射光束を、水平面内で７０°≦θｈ≦１１０°、垂直面内で下降方向４０°≦θｐ≦５０°屈折させて前記第２ミラーに入射させる。このように構成することによって、電子デバイスプロジェクタを形成するハウジング内の無駄な空間が少なくなり、かつ照明系がコンパクトになり、使い勝手のよい電子デバイスプロジェクタを構成することができる。
【００１４】
請求項９に記載の実施態様は、前記第２コンデンサレンズが、１群１枚構成であって、その少なくとも一面が、非球面である。このように構成することによって、集光を効率的に行いかつＤＭＤ上を均一な光束によって照明することができる。
【００１５】
請求項１０に記載の実施態様は、前記第２コンデンサレンズが、樹脂レンズである。このように構成することによって、製造コストを低減させ、集光を効率的に行いかつＤＭＤ上を均一な光束によって照明することができる。
【００１６】
【実施の形態】
本発明の第１実施形態の電子デバイスプロジェクタを図に基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態の電子デバイスプロジェクタの光学平面図である。図２は、本発明の第１実施形態の電子デバイスプロジェクタの光源・コンデンサレンズ領域の光学側面図である。図３は、本発明の第１実施形態の電子デバイスプロジェクタのＤＭＤ領域の光学平面図である。図４は、本発明の第１実施形態のライトトンネルの斜視図である。
なお、以下の説明において「前方」とは、照明光束の進行方向を示すこととする。
【００１７】
電子デバイスプロジェクタ１０の光源は、図１に示すように、現在主流の高圧水銀ランプを筆頭にメタルハライドやキセノンランプである放電型バルブ１２を有する。放電バルブ１２の周囲及び後方に配置されたリフレクター１４は、楕円鏡であるコールドミラーである。放電型バルブ１２の前方には、リフレクター１４の開口の全面を被うプロテクショングラス１６が取り付けられ、放電型バルブ１２が万が一破裂した場合の安全性を確保する。
【００１８】
プロテクショングラス１６の前方には、ＩＲカットフィルター２０が配置され、放電型バルブ１２から放出される赤外光をカットし、その前方に配置される各光学部品の熱的負荷を軽減させる。ＩＲカットフィルター２０は、反射型または吸収型の両方が利用でき、また吸収型ＩＲカットフィルターの表面に反射膜を形成したハイブリッド型ＩＲカットフィルターも利用可能である。さらに、吸収型ＩＲカットフィルターの表面にＵＶカットコートを形成したハイブリッド型ＵＶカットフィルターも利用可能である。
【００１９】
ＩＲカットフィルター２０の前方には、コンバージョンレンズ２１が配置される。コンバージョンレンズ２１は、リフレクター１４から反射された照明光束をライトトンネル３０に適切な入射角度で入射させ、照明系全体の明るさを（ＮＡ値）を最適化する。コンバージェンスレンズ２１は、必ずしも必要な構成部品ではなく、リフレクター１４の形状等の光利用効率を重視した設計によって十分な照明光量が得られるのであれば、特に必要はない。
【００２０】
コンバージェンスレンズ２１の前方に、カラーホイール２２が配置される。カラーホイール２２は、回転しながらＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の光を時間差をもって決められた順序で透過させる。カラーホイール２２を駆動させるためのモーター２４は、小型アウターローター型の多極タイプが望ましい。カラーホイール２２は、電子デバイスプロジェクタ１０からの投影総光量を増すために、各透過セグメント（図示せず）にＲＧＢのフィルター（図示せず）のみならず、無色透明部が設ける場合もある。
【００２１】
カラーホイール２２の直前に、照明光束を均一化するための直方体形のライトトンネル３０が設置される。ライトトンネル３０は、内面反射面が直方体の４側面と一致するように形成される。ライトトンネル３０は、光軸方向の長さが長い程射出光束の均一性は増す。ライトトンネル３０は、ガラスロッドであってよい。ライトトンネル３０の入射面３２は、リフレクター１４の形成する楕円形の第二焦点（図示せず）近傍に配置される。
【００２２】
放電型バルブ１２は現実的に完全な点光源とは成り得ず、少なくともコンマ数ｍｍのアークギャップを持つ。従って、ライトトンネル３０の入射面３２付近には一定容積の光源スポットが形成され、ライトトンネル３０に大量な照明を入射させるために、入射面３２の入射開口エリア（クリアアパチャー径）を十分大きくする必要がある。ライトトンネル３０内では、入射した光束が側面によって繰り返し反射され、射出面３４からその照明光束を射出する。入射光束の発散角度と射出光束の発散角度は原則として同一である。
【００２３】
ライトトンネル３０は、図４に示すように、断面積が照明光束が進むに連れて拡大する角錐形、すなわち対向する反射面が角度ｒ１、ｒ２だけ発散方向に傾斜するように形成することもできる。角錐形ライトトンネル３０は、射出光束の発散角度が入射角度より大きくなり、このことによって照明効率を高めることができる場合がある。
一方、上述した角錐形ライトトンネルと直方体形ライトトンネルにおいて、射出光束に同等の均一性を得る場合、直方体形ライトトンネルは、角錐形ライトトンネルよりも短くすることができる。ライトトンネル３０が短いことは、電子デバイスプロジェクタのコンパクト化を実現するため望ましいことである。
【００２４】
ライトトンネル３０の前方に、第１コンデンサレンズ４０が配置される。第１コンデンサレンズ４０は、電子デバイスプロジェクタ１０のコンパクト化のために光軸方向の寸法及び焦点距離が短いことが望ましい。
第１実施形態の第１コンデンサレンズ４０は、第１レンズ４２、第２レンズ４４、第３レンズ４６からなる３群３枚レンズであり、以下の光学データを有する。
第１コンデンサレンズ４０の第１レンズ４２は、高屈折率ガラスを採用して高い屈折力を得るとともに、耐熱性も高めている。
【００２５】
第１コンデンサレンズ４０の前方に、第１ミラー５０が配置される。第１ミラー５０は、図１及び図３に示すように、水平に入射した照明光束を平面において直角（θｈ）に屈折させ、かつ４５°（θｐ）下向きに傾斜させて反射するように配置される。第１ミラー５０は、反射率が９５％以上確保できるような銀ミラーである。銀ミラーは、アルミ膜反射ミラーと比較すると、５％以上反射率が高い。
【００２６】
第１ミラー５０の前方下方に、平面鏡であり銀ミラーである第２ミラー５２が配置される。第２ミラー５２は、電子デバイスプロジェクタ１０の光学系において最も低い位置に配置される光学部材である。第２ミラー５２は、図５に示すように、第２ミラー５２の前方上方に配置される第２コンデンサレンズ６０及びＴＩＲプリズム６２の入射角度を所定のものにするために、水平線ｌに対しライトトンネル３０方向に約７°傾斜している。
【００２７】
第２コンデンサレンズ６０は、耐熱樹脂製非球面レンズである。該非球面を示す式は、光軸に垂直な高さをＨ、面頂を原点としたときの高さＨにおける光軸方向の変位量をＸ（Ｈ）、近軸曲率半径をＲ、円錐係数をε、ｎ次の非球面係数をＡｎとしたとき、次の式で表される。
Ｘ（Ｈ）＝（Ｈ２／Ｒ）／｛１＋［１−（１＋ε）・（Ｈ２／Ｒ２）］１／２｝
＋Ａ４Ｈ４＋Ａ６Ｈ６＋Ａ８Ｈ８
である。各面の非球面係数等の光学データは以下のとおりである。
【００２８】
【００２９】
ＴＩＲプリズム６２は、図５及び図６に示すように、ＢＫ７等の硝材からなる第１プリズム７１及び第２プリズム７２で構成されている。内面反射は全反射であり、反射による光量損失がなく、プリズムによる色変化及び色収差の発生がない利点を有する。第１プリズム７１及び第２プリズム７２は、相対向する平面７１−１，７２−１が、数ミクロンのエアギャップを設けて配置され、その面の周辺部で互いに接着されている。
【００３０】
平面７１−１，７２−１は、ＤＭＤ８０の入射面８２に対し約３３°傾斜して設けられる。ＤＭＤ８０の入射面８２に平行に第１プリズム７１に入射した照明光束は、平面７１−１によって全反射され、ＤＭＤ８０の入射面８２に入射角約３３°で入射し、ＤＭＤ８０の入射面８２から垂直方向に反射され、平面７１−１及び平面７２−１を透過し、第２プリズム７２から射出される。
【００３１】
ＴＩＲプリズムズム６２から射出された映像情報を有する映像光束は、投射レンズ８８を透過してスクリーン（図示せず）方向に投射される。
【００３２】
第２実施形態の第１コンデンサレンズ１００は、図２に示すように、第１レンズ１０２、第２レンズ１０４からなる２群２枚レンズであり、以下の光学データを有する。
第２実施形態の第１コンデンサレンズ１００は、２群２枚構成であり、第１実施形態の第１コンデンサーレンズ４０（３群３枚構成）と比較して、前方に短く構成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の電子デバイスプロジェクタの光学平面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の電子デバイスプロジェクタの光源・コンデンサレンズ領域の光学側面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の電子デバイスプロジェクタのＤＭＤ領域の光学平面図である。
【図４】本発明の第１実施形態のライトトンネルの斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態のＴＩＲプリズム・投射レンズ領域の斜視図である。
【図６】本発明の第１実施形態のＴＩＲプリズムの平面図である。
【図７】本発明の第２実施形態のコンデンサレンズの光学平面図である。
【図８】従来技術の電子デバイスプロジェクタの光学平面図である。
【符号の説明】
１０ 電子デバイスプロジェクタ
１２ 放電型バルブ
１４ リフレクター
１６ プロテクショングラス
２０ ＩＲカットフィルター
２１ コンバージョンレンズ
２２ カラーホイール
２４ モーター
３０ ライトトンネル
３２ 入射面
３４ 射出面
４０ 第１コンデンサレンズ
４２ 第１レンズ
４４ 第２レンズ
４６ 第３レンズ
５０ 第１ミラー
５２ 第２ミラー
６０ 第２コンデンサレンズ
６２ ＴＩＲプリズム
７０ 第１プリズム
７２ 第２プリズム
８０ ＤＭＤ
８８ 投射レンズ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a projector that forms an image using a DMD (Digital Mirror Device).
[0002]
[Prior art]
At present, as a general display panel of a liquid crystal projector, a three-panel type liquid crystal panel or a single-panel type DMD (Digital Micromirror Device) is used for business use. The DMD illumination system does not require a polarization conversion element and can be configured with a small number of components. Therefore, the projector structure for forming an image using the DMD is easy to simplify and is more advantageous than the three-panel liquid crystal panel in terms of compactness.
[0003]
In a recent DLP (Digital Light Processing) configuration, a TIR prism (Total Internal Reflection Prism) is disposed between a projection lens and a video light beam forming means such as a DMD in an illumination system. In the TIR prism, two prisms are integrated by providing an air gap of several microns, and one light beam is reflected on a surface forming the air gap while satisfying a critical angle condition, and another light beam is incident within a critical angle. By transmitting and transmitting the light, the incident angle and the reflection angle of the DMD are made close to a right angle, thereby realizing a compact DLP (for example, see Patent Document 1).
[0004]
In a conventional mirror-reflection type illumination system, if an attempt is made to brighten a projected image by increasing the amount of illumination light, illuminance unevenness is caused by vignetting of a light beam by a mirror or a condenser lens, which is not preferable. However, the TIR prism uses the total reflection of the prism, and can be designed to be hardly affected by the above-mentioned illumination unevenness.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-156602 (whole)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the illumination system of the electronic device projector described in Patent Document 1, as shown in FIG. 8, the illumination light beam emitted from the light source lamp unit 250 and transmitted through the rod lens 290 is a single lens first condenser lens 300, The light enters the TIR prism system 330 via the mirror 310 and the single condenser lens 320. The illumination light beam emitted from the TIR prism system 330 enters the DMD 350 and is reflected as an image light beam. The image light flux enters the TIR prism system 330 again and forms an image on the screen 380 by the projection lens 370.
In the optical system of the projection lens 370, the optical path from the light source lamp section 250 to the TIR prism system 330 is long, which hinders downsizing of the electronic device projector.
[0007]
[Object of the invention]
The present invention has been made in view of the above-described problems of a conventional electronic device projector, and has an electronic system capable of forming a compact, bright and clear projected image by consolidating an illumination system geometrically and increasing heat resistance. It is intended to provide a device projector.
[0008]
[Means to solve the problem]
According to the present invention, in a projector for forming an image using a DMD, a first condenser lens having a three-group three-element configuration or a two-group two-element configuration is provided in front of a light-flux uniformizing optical member. It is a device projector.
[0009]
Embodiments of the present invention are as follows.
According to an embodiment of the present invention, at least one of the first condenser lenses is a high refractive index and high heat resistant glass lens. With this configuration, in addition to improving the light collection efficiency, the heat resistance of the first condenser lens can be increased, and a light source lamp with high luminance that generates high heat can be adopted.
According to an embodiment of the present invention, one surface of the high refractive index and high heat resistant glass lens is an aspheric surface. With this configuration, it is possible to efficiently collect light and illuminate the DMD with a uniform light beam.
[0010]
The embodiment according to claim 4, wherein the electronic device projector has a second condenser lens disposed in front of the first condenser lens, and a first mirror and a second mirror disposed between the first condenser lens and the second condenser lens. A second mirror is provided in front of the second mirror. With this configuration, it is possible to make the entire optical system compact by refracting the illumination system, and to configure an electronic device projector that is resistant to humidity and impact.
[0011]
According to an embodiment of the present invention, the first mirror and the second mirror are provided with a silver mirror and a protective film. With this configuration, the loss of light amount of the first mirror and the second mirror is significantly reduced as compared with the aluminum mirror type, the illumination system of the electronic device projector is made compact, and the electronic device resistant to humidity and shock is provided. A projector can be configured.
[0012]
An embodiment according to claim 6, wherein the first mirror is a plane mirror or a spherical mirror. With such a configuration, particularly when the first mirror has a spherical surface, the light amount loss due to the illumination system is significantly reduced. When the first mirror is a flat surface as in the embodiment, optical adjustment of the illumination system is particularly easy, and an electronic device projector that is resistant to impact can be configured.
In an embodiment according to claim 7, the second mirror is a plane mirror. With this configuration, the optical adjustment of the illumination system is further facilitated and an electronic device projector that is resistant to impact can be configured.
[0013]
The embodiment according to claim 8, wherein the first mirror refracts a horizontal incident light beam in a horizontal plane at 70 ° ≦ θ h ≦ 110 °, and in a vertical plane in a descending direction 40 ° ≦ θ p ≦ 50 °. Incident on the second mirror. With such a configuration, useless space in the housing forming the electronic device projector is reduced, and the illumination system is made compact, so that a user-friendly electronic device projector can be configured.
[0014]
According to an embodiment of the present invention, the second condenser lens has a one-group structure, and at least one surface thereof is aspherical. With this configuration, it is possible to efficiently collect light and illuminate the DMD with a uniform light beam.
[0015]
According to an embodiment of the present invention, the second condenser lens is a resin lens. With this configuration, the manufacturing cost can be reduced, light can be efficiently collected, and the DMD can be illuminated with a uniform light beam.
[0016]
Embodiment
An electronic device projector according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an optical plan view of the electronic device projector according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an optical side view of a light source / condenser lens area of the electronic device projector according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is an optical plan view of a DMD region of the electronic device projector according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a perspective view of the light tunnel according to the first embodiment of the present invention.
In the following description, “forward” indicates the traveling direction of the illumination light beam.
[0017]
As shown in FIG. 1, the light source of the electronic device projector 10 has a discharge type bulb 12, which is a metal halide or xenon lamp, with a high pressure mercury lamp, which is currently mainstream, at the top. The reflector 14 disposed around and behind the discharge bulb 12 is a cold mirror that is an elliptical mirror. A protection glass 16 that covers the entire surface of the opening of the reflector 14 is attached to the front of the discharge bulb 12 to ensure safety in the event that the discharge bulb 12 ruptures.
[0018]
An IR cut filter 20 is disposed in front of the protection glass 16 to cut infrared light emitted from the discharge bulb 12 and reduce a thermal load on each optical component disposed in front of the IR cut filter 20. As the IR cut filter 20, both a reflection type and an absorption type can be used, and a hybrid type IR cut filter having a reflection film formed on the surface of the absorption type IR cut filter can also be used. Further, a hybrid UV cut filter in which a UV cut coat is formed on the surface of an absorption IR cut filter can also be used.
[0019]
In front of the IR cut filter 20, a conversion lens 21 is arranged. The conversion lens 21 makes the illumination light beam reflected from the reflector 14 enter the light tunnel 30 at an appropriate incident angle, and optimizes the brightness (NA value) of the entire illumination system. The convergence lens 21 is not necessarily a necessary component, and is not particularly required as long as a sufficient illumination light amount can be obtained by a design that emphasizes light use efficiency such as the shape of the reflector 14.
[0020]
A color wheel 22 is arranged in front of the convergence lens 21. The color wheel 22 transmits R (red), G (green), and B (blue) lights in a predetermined order with a time difference while rotating. The motor 24 for driving the color wheel 22 is preferably a small outer rotor type multi-pole type. In order to increase the total amount of light projected from the electronic device projector 10, the color wheel 22 may be provided with not only an RGB filter (not shown) but also a colorless transparent portion in each transmission segment (not shown).
[0021]
Immediately before the color wheel 22, a rectangular parallelepiped light tunnel 30 for equalizing the illumination light beam is installed. The light tunnel 30 is formed such that the inner reflecting surface coincides with the four side surfaces of the rectangular parallelepiped. In the light tunnel 30, as the length in the optical axis direction increases, the uniformity of the emitted light flux increases. Light tunnel 30 may be a glass rod. The entrance surface 32 of the light tunnel 30 is disposed near an elliptical second focal point (not shown) formed by the reflector 14.
[0022]
The discharge bulb 12 cannot be a practically perfect point light source and has an arc gap of at least a few mm. Therefore, a light source spot having a constant volume is formed near the light entrance surface 32 of the light tunnel 30, and the entrance aperture area (clear aperture diameter) of the light entrance surface 32 is made sufficiently large so that a large amount of illumination enters the light tunnel 30. There is a need. In the light tunnel 30, the incident light beam is repeatedly reflected by the side surface, and emits the illumination light beam from the exit surface 34. The divergence angle of the incident light beam and the divergence angle of the exit light beam are basically the same.
[0023]
As shown in FIG. 4, the light tunnel 30 may be formed in a pyramid shape whose cross-sectional area expands as the illumination light beam advances, that is, the opposing reflecting surfaces may be inclined in the diverging directions by the angles r1 and r2. . In the pyramidal light tunnel 30, the divergence angle of the emitted light beam becomes larger than the incident angle, which may increase the illumination efficiency.
On the other hand, in the above-described pyramidal light tunnel and the rectangular parallelepiped light tunnel, when obtaining the same uniformity of the emitted light flux, the rectangular parallelepiped light tunnel can be shorter than the pyramidal light tunnel. It is desirable that the light tunnel 30 is short in order to realize a compact electronic device projector.
[0024]
A first condenser lens 40 is arranged in front of the light tunnel 30. It is desirable that the first condenser lens 40 has a short dimension and a short focal length in the optical axis direction in order to make the electronic device projector 10 compact.
The first condenser lens 40 according to the first embodiment is a three-group, three-element lens including a first lens 42, a second lens 44, and a third lens 46, and has the following optical data.
The first lens 42 of the first condenser lens 40 employs a high-refractive-index glass to obtain a high refractive power and also enhances heat resistance.
[0025]
A first mirror 50 is disposed in front of the first condenser lens 40. As shown in FIGS. 1 and 3, the first mirror 50 refracts the horizontally incident illumination light beam at a right angle (θ h ) in a plane and reflects the illumination light beam at an angle of 45 ° (θ p ) downward. Be placed. The first mirror 50 is a silver mirror capable of ensuring a reflectance of 95% or more. The silver mirror has a higher reflectance by 5% or more than the aluminum film reflection mirror.
[0026]
Below the front of the first mirror 50, a second mirror 52 which is a plane mirror and is a silver mirror is arranged. The second mirror 52 is an optical member disposed at the lowest position in the optical system of the electronic device projector 10. As shown in FIG. 5, the second mirror 52 is configured to write light to the horizontal line l in order to set the incident angle of the second condenser lens 60 and the TIR prism 62 disposed in front of and above the second mirror 52 to a predetermined angle. It is inclined about 7 ° toward the tunnel 30.
[0027]
The second condenser lens 60 is an aspheric lens made of heat-resistant resin. The expression indicating the aspherical surface is expressed as follows: H is the height perpendicular to the optical axis, X (H) is the displacement in the optical axis direction at the height H when the surface top is the origin, R is the paraxial radius of curvature, and Cone coefficient is Is represented by ε and the n-th order aspherical coefficient is represented by An.
X (H) = (H 2 / R) / {1+ [1- (1 + ε) · (H 2 / R 2)] 1/2}
+ A 4 H4 + A 6 H 6 + A 8 H 8
It is. Optical data such as an aspheric coefficient of each surface is as follows.
[0028]
[0029]
5 and 6, the TIR prism 62 includes a first prism 71 and a second prism 72 made of a glass material such as BK7. Internal reflection is total reflection, and has the advantage that there is no loss of light amount due to reflection and there is no color change and chromatic aberration caused by the prism. The first prism 71 and the second prism 72 are arranged such that opposing flat surfaces 71-1 and 72-1 are provided with an air gap of several microns, and are adhered to each other at peripheral portions of the surfaces.
[0030]
The planes 71-1 and 72-1 are provided at an angle of about 33 ° with respect to the incident surface 82 of the DMD 80. The illumination light flux incident on the first prism 71 in parallel with the incident surface 82 of the DMD 80 is totally reflected by the plane 71-1 and is incident on the incident surface 82 of the DMD 80 at an incident angle of about 33 °, and is perpendicular to the incident surface 82 of the DMD 80. The light is reflected in the direction, passes through the planes 71-1 and 72-1 and is emitted from the second prism 72.
[0031]
The image light flux having image information emitted from the TIR prism 62 passes through a projection lens 88 and is projected toward a screen (not shown).
[0032]
As shown in FIG. 2, the first condenser lens 100 of the second embodiment is a two-group, two-element lens including a first lens 102 and a second lens 104, and has the following optical data.
The first condenser lens 100 of the second embodiment has a two-group, two-element configuration, and is configured to be shorter forward than the first condenser lens 40 (a three-group, three-element configuration) of the first embodiment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an optical plan view of an electronic device projector according to a first embodiment of the invention.
FIG. 2 is an optical side view of a light source / condenser lens area of the electronic device projector according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an optical plan view of a DMD region of the electronic device projector according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view of a light tunnel according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a perspective view of a TIR prism / projection lens area according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a plan view of the TIR prism according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an optical plan view of a condenser lens according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an optical plan view of a conventional electronic device projector.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electronic device projector 12 Discharge type bulb 14 Reflector 16 Protection glass 20 IR cut filter 21 Conversion lens 22 Color wheel 24 Motor 30 Light tunnel 32 Incident surface 34 Exit surface 40 First condenser lens 42 First lens 44 Second lens 46 Third Lens 50 First mirror 52 Second mirror 60 Second condenser lens 62 TIR prism 70 First prism 72 Second prism 80 DMD
88 Projection lens
