DE10134575A1

DE10134575A1 - Illumination device with projection display unit, has optical axis forming given angle to reflector axis

Info

Publication number: DE10134575A1
Application number: DE10134575A
Authority: DE
Inventors: Chikara Yamamoto
Original assignee: Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2000-07-19
Filing date: 2001-07-17
Publication date: 2002-02-07

Abstract

An illumination device has a light source group with several light source sections (11A,11B), an integration section (14) with at least two integrator plates (7,8) for homogenizing the light from the light source group, and at least one mirror element (12) for reflecting light flux from the light source group to the integration section. One optical axis (X) is provided which forms a given angle (alpha, beta) to an optical axis (Sa,Sb) of the reflector (1A,1B).

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung sowie eine Projektions anzeigevorrichtung, die das von der Beleuchtungsvorrichtung abgegebene Licht gemäß vorbestimmter Bildinformation mittels eines Lichtventils modu liert und das so modulierte Licht auf einen Schirm projiziert; und insbeson dere eine Konfiguration einer Beleuchtungsvorrichtung, die eine Mehrzahl von Lichtquellenabschnitten aufweist.The invention relates to a lighting device and a projection display device that the output from the lighting device Light according to predetermined image information using a light valve liert and projected the light thus modulated on a screen; and in particular a configuration of a lighting device that a plurality of light source sections.

Herkömmlich sind Verfahren, die ein Linsenfeld oder eine Linsenrasterplatte verwenden, als integrierte Beleuchtungsvorrichtung bekannt, die in Projek tionsanzeigevorrichtungen verwendet wird. Auch wenn eine Lichtquelle mit ungleichmäßigen Lichtverteilungseigenschaften, wie etwa eine Metallhalo genidlampe, eine Xenonlampe oder eine Halogenlampe verwendet wird, können diese Verfahren eine Beleuchtungsvorrichtung ergeben, die die ungleichmäßige Beleuchtung an dem Lichtventil aufgrund der Lichtver teilungseigenschaften der Lichtquelle aufheben kann.Conventional are methods that use a lens array or a lenticular plate use, known as an integrated lighting device, in Projek tion display devices is used. Even when using a light source uneven light distribution properties, such as a metal halo genid lamp, a xenon lamp or a halogen lamp is used, these methods can result in a lighting device that uneven lighting on the light valve due to the Lichtver can cancel division properties of the light source.

Eine solche Beleuchtungsvorrichtung umfasst eine erste lntegratorplatte (allgemein als zweites Fliegenauge oder dgl. bekannt) sowie eine zweite Integratorplatte (allgemein als erstes Fliegenauge oder dgl. bekannt), die nacheinander in dieser Reihenfolge stromab eines einen Reflektor verwen denden Lichtquellenabschnitts angeordnet sind. Die erste Integratorplatte ist durch eine Mehrzahl zweidimensional angeordneter Linsenelemente gebildet, von denen jedes eine der Flüssigkristallanzeigeplatine ähnliche Form hat. Ein vom Lichtquellenabschnitt emittierter Lichtstrom mit stark ungleichmäßiger Helligkeit wird durch die erste lntegratorplatte in Teillicht ströme unterteilt, deren Anzahl mit der Anzahl der Linsenelemente der ersten Integratorplatte identisch ist. Die Ungleichmäßigkeit in der Helligkeit der Teillichtströme ist kleiner als die des ungeteilten Lichtstroms. Die Teil lichtströme bilden jeweils sekundäre Lichtquellen an der Oberfläche der zweiten Integratorplatte (die mit der Pupillenfläche einer Projektionslinse konjugiert wird), die zum Beleuchtungsbereich über die zweite Integrator platte und eine Feldlinse emittiert werden, so dass sie einander überlagert werden, wodurch sich eine Beleuchtung mit einer weniger ungleichmäßigen Helligkeit realisieren lässt.Such a lighting device comprises a first integrator plate (commonly known as a second fly's eye or the like) and a second Integrator plate (commonly known as the first fly's eye or the like), the use a reflector one after the other in this order the light source section are arranged. The first integrator plate is by a plurality of two-dimensionally arranged lens elements each of which is similar to the liquid crystal display board Shape. A luminous flux emitted by the light source section with strong The first integrator plate in partial light causes uneven brightness currents divided, the number of which with the number of lens elements first integrator plate is identical. The unevenness in the brightness the partial luminous flux is smaller than that of the undivided luminous flux. The part Luminous fluxes form secondary light sources on the surface of the second integrator plate (the one with the pupil surface of a projection lens is conjugated) to the lighting area via the second integrator plate and a field lens are emitted so that they overlap be, which results in lighting with a less uneven Brightness can be realized.

Es ist eine Projektionsanzeigevorrichtung, die zwei der oben erwähnten Integratorplatten verwendet, bekannt, die eine Mehrzahl von Lichtquellen aufweist, die um die optische Achse herum symmetrisch angeordnet sind, um die Beleuchtungslichtmenge etc. sicherzustellen (japanische Patent offenlegungsschrift Nr. 6-265887).It is a projection display device, two of the above mentioned Integrator plates, known to use a plurality of light sources which are arranged symmetrically around the optical axis, to ensure the amount of illumination light, etc. (Japanese patent Publication No. 6-265887).

Im Falle einer Beleuchtungsvorrichtung mit einer einzigen Lichtquelle kann die ungleichmäßige Beleuchtung durch die Lichtverteilungscharakteristiken der Lichtquelle durch die oben erwähnte Integratorbauart wirkungsvoll beseitigt werden. In einer Beleuchtungsvorrichtung, in der eine Mehrzahl von Lichtquellen symmetrisch um die optische Achse herum angeordnet ist, tritt jedoch, wegen der Lichtverteilungscharakteristiken der Lichtquel len, eine neue Intensitätsverteilung auf. Weil nämlich einzelne Lichtquellen, die jeweils voneinander unterschiedliche Intensitätsverteilungen besitzen, um die optische Achse herum symmetrisch angeordnet sind, tritt ein Teil mit hoher Intensität an einer Stelle, die der optischen Achse nicht nahe sondern von der optischen Achse um einen bestimmten Abstand getrennt ist, an der Pupillenoberfläche der Projektionslinse auf, die mit der Ober fläche der zweiten Integratorplatte konjugiert wird. Jedoch ist die Abbil dungsleistung der Projektionslinse in der Nähe der optischen Achse höher und wird mit zunehmendem Abstand davon geringer. Wenn ein Teil mit höherer Intensität, d. h. ein die Abbildungsleistung bestimmender Teil, wie oben erwähnt, an einer Stelle vorhanden ist, die von der optischen Achse der Pupillenfläche von einem vorbestimmten Abstand getrennt ist, wird es schwieriger, die der Projektionslinse eigene Abbildungsleistung vollständig auszunutzen.In the case of a lighting device with a single light source can the uneven lighting due to the light distribution characteristics the light source through the integrator design mentioned above be eliminated. In a lighting device in which a plurality of light sources arranged symmetrically around the optical axis is, however, occurs because of the light distribution characteristics of the light source len, a new intensity distribution. Because individual light sources, which each have different intensity distributions, a part occurs symmetrically around the optical axis with high intensity at a point that is not close to the optical axis but separated from the optical axis by a certain distance is on the pupil surface of the projection lens, which is aligned with the upper surface of the second integrator plate is conjugated. However, the fig performance of the projection lens near the optical axis is higher and gets smaller with increasing distance from it. If part with higher intensity, d. H. a part determining the imaging performance, such as mentioned above, is present at a location away from the optical axis the pupil surface is separated from a predetermined distance, it becomes more difficult, the projection lens own imaging performance completely exploit.

Ein herkömmliches Beispiel, das mit diesem durch eine Mehrzahl von Licht quellen verursachten Problem zurecht kommen kann, ist die Beleuchtungs vorrichtung und die diese verwendende Projektionsanzeigevorrichtung, die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2000-3612 offenbart ist. Diese Beleuchtungsvorrichtung umfasst eine Mehrzahl von Lichtquellen abschnitten, die jeweils einen ellipsenförmigen Spiegel besitzen, die einen ersten Brennpunkt nahe dem Schwerpunkt eines Leuchtkörpers aufweist, während der Lichtstrom von jedem Lichtquellenabschnitt zum Integrator durch ein Reflexionsprisma reflektiert wird, das eine Reflexionsfläche nahe einem zweiten Brennpunkt jedes ellipsenförmigen Spiegels aufweist. Daher ist die sekundäre Lichtquelle des Leuchtkörpers, die an der Reflexionsquelle des reflektierenden Prismas entsteht, näher an der optischen Achse der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet als der Leuchtkörper selbst, wodurch die Position der sekundären Lichtquelle als Lichtquellenposition in deren stromabwärtigen optischen Systemen benutzt werden kann. Während diese Vorrichtung eine helle Beleuchtungsvorrichtung mit einer Mehrzahl von Lichtquellen ist, wird somit ein Lichtfleck durch den Lichtstrom an jedem Lichtquellenabschnitt an einer Stelle nahe der optischen Achse an der Pupillenfläche der Projektionslinse gebildet, was die Abbildungsleistung der Projektionslinse begünstigt.A conventional example using this by a plurality of lights problem caused by the sources is the lighting device and the projection display device using the same in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-3612. This lighting device comprises a plurality of light sources sections, each having an elliptical mirror, the one has a first focal point near the center of gravity of a luminous element, while the luminous flux from each light source section to the integrator is reflected by a reflection prism that is close to a reflection surface has a second focal point of each elliptical mirror. Therefore is the secondary light source of the filament, which is at the reflection source of the reflective prism is created closer to the optical axis of the Lighting device arranged as the filament itself, whereby the position of the secondary light source as the light source position in its downstream optical systems can be used. While this Device a bright lighting device with a plurality of Is light sources, thus becomes a spot of light from the luminous flux on everyone Light source section at a position near the optical axis at the Pupil surface of the projection lens formed, which the imaging performance of Projection lens favored.

Jedoch hat die oben erwähnte Vorrichtung zum Ziel, die Beleuchtungs gleichmäßigkeit und Farbe des Beleuchtungslichts zu verbessern. Daher wird es als wichtig angesehen, dass an der Projektionslinsenpupillenfläche gebildete Leuchtkörperbilder symmetrisch um die optische Achse angeord net werden, auch dann, wenn eine Mehrzahl von Lampen verwendet wird. Es sind nämlich die Leuchtkörperbilder symmetrisch um die optische Achse herum angeordnet, wodurch der durch den Lichtstrom von jedem Licht quellenabschnitt gebildete Lichtfleck infolgedessen nahe der optischen Achse positioniert wird. Dies führt nicht notwendigerweise dazu, dass die oben erwähnte Projektionslinse ihre Abbildungsleistung vollständig aus nutzt.However, the aim of the above-mentioned device is lighting Improve the uniformity and color of the illuminating light. Therefore it is considered important that on the projection lens pupil surface formed filament images arranged symmetrically about the optical axis be net, even if a plurality of lamps is used. The luminous body images are symmetrical about the optical axis arranged around, causing the through the luminous flux of each light As a result, the light spot formed near the optical portion Axis is positioned. This does not necessarily result in the projection lens mentioned above fully their imaging performance uses.

Wie oben erwähnt, ist die Abbildungsleistung der Projektionslinse in der Nähe der optischen Achse höher und wird mit zunehmendem Abstand davon geringer. Um daher die Abbildungsleistung der Projektionslinse möglichst effektiv zu nutzen, besteht der Wunsch, dass der Teil mit der höheren Lichtstromintensität durch die Pupillenfläche der Projektionslinse an einer Stelle hindurchgeht, die der optischen Achse möglichst nahe ist. Obwohl in diesem herkömmlichen Beispiel der Lichtfleck, der durch den Lichtstrom von jedem Lichtquellenabschnitt gebildet wird, in gewissem Ausmaß an einer Stelle in der Nähe der optischen Achse erzeugt werden kann, besteht hierfür eine Grenze. Wenn sich nämlich der Lichtfleck der optischen Achse annähert, nähert sich die Stelle, an der der Lichtstrom vom Lichtquellenabschnitt auf jeder Reflexionsfläche des Reflexionsprismas reflektiert wird, unvermeidlich einem Scheitel des Reflexionsprismas an, der durch die Reflexionsflächen des Reflexionsprismas gebildet ist. Jedoch ist auch in der Nähe der Fokusposition des Lichtstroms eine gewisse Flächen ausdehnung erforderlich, um einen Lichtstrom zu reflektieren, wobei von einem Scheitel des Reflexionsprismas kein Lichtstrom reflektiert werden kann.As mentioned above, the imaging performance of the projection lens is in the Proximity of the optical axis is higher and increases with distance of which less. Therefore, the imaging performance of the projection lens To use it as effectively as possible, there is a desire that the part with the higher luminous flux intensity due to the pupil surface of the projection lens passes at a point that is as close as possible to the optical axis. Although in this conventional example, the light spot caused by the Luminous flux is formed from each light source section in some Extent generated at a location near the optical axis there is a limit to this. If the spot of light changes approaches the optical axis, the point at which the luminous flux approaches from the light source section on each reflection surface of the reflection prism is inevitably reflected at a vertex of the reflection prism, the is formed by the reflection surfaces of the reflection prism. However is a certain area even near the focus position of the luminous flux expansion required to reflect a luminous flux, with of no luminous flux can be reflected at an apex of the reflection prism can.

Daher ist eine Bauartveränderung notwendig, damit der Teil mit einer höheren Intensität des Lichtstroms von einem Lichtquellenabschnitt durch die Pupillenoberfläche der Projektionslinse an einer Stelle hindurchtritt, die der optischen Achse näher ist, und um ferner die Abbildungsleistung der Projektionslinse noch effektiver auszunutzen.Therefore, a design change is necessary so that the part with a higher intensity of the luminous flux from a light source section the pupil surface of the projection lens passes through at a location that is closer to the optical axis, and furthermore the imaging performance of the Use projection lens even more effectively.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Beleuchtungsvorrichtung anzuge ben, die problemlos kleiner gemacht werden kann und bewirken kann, dass die Projektionslinse die ihr eigene Abbildungsleistung vollständig ausnutzt, indem der Teil mit einer höheren Lichtintensität entsprechend jeder Licht quelle so nahe wie möglich an der optischen Achse der Beleuchtungsvor richtung angeordnet wird, wenn eine Mehrzahl von Lichtquellen symmet risch um die optische Achse herum angeordnet ist, während das Beleuch tungslicht durch die Integratorbauart homogenisiert wird.The object of the invention is therefore to provide a lighting device ben that can be easily made smaller and can cause the projection lens that fully utilizes its own imaging performance, by the part with a higher light intensity corresponding to each light source as close as possible to the optical axis of the lighting direction is arranged when a plurality of light sources symmen risch arranged around the optical axis, while the lighting light is homogenized by the integrator design.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Projektionsanzeigevor richtung anzugeben, die die oben erwähnte Beleuchtungsvorrichtung auf weist.Another object of the invention is to provide a projection display Direction indicate the lighting device mentioned above has.

Zur Lösung der Aufgabe wird eine Beleuchtungsvorrichtung vorgeschlagen, umfassend: eine Lichtquellengruppe, in der eine Mehrzahl von Lichtquellen abschnitten angeordnet ist, die jeweils aus einem Leuchtkörper und einem Reflektor mit einer ellipsenförmigen Oberfläche aufgebaut sind, deren einer Brennpunkt sich nahe einem Schwerpunkt des Leuchtkörpers befindet; einen lntegratorabschnitt, der aus zumindest zwei Integratorplatten aufge baut ist, um die von der Lichtquellengruppe abgegebene Lichtmenge zu homogenisieren, wobei der lntegratorabschnitt in einer optischen Achs richtung des Lichts angeordnet ist; und zumindest ein Spiegelelement mit einer Reflexionsfläche nahe dem anderen Brennpunkt der ellipsenförmigen Oberfläche des zumindest einen Reflektors, um einen Lichtstrom von der Lichtquellegruppe zum lntegratorabschnitt hin zu reflektieren; wobei die Beleuchtungsvorrichtung insgesamt eine optische Achse aufweist, die einen vorbestimmten Winkel zu einer optischen Achse des zumindest einen Reflektors bildet.To solve the problem, a lighting device is proposed comprising: a light source group in which a plurality of light sources sections is arranged, each consisting of a filament and a Reflector are constructed with an elliptical surface, one of which Focus is near a center of gravity of the filament; an integrator section made up of at least two integrator plates is built to the amount of light emitted by the light source group homogenize, the integrator section in an optical axis direction of light is arranged; and at least one mirror element with a reflective surface near the other focal point of the elliptical Surface of the at least one reflector to a luminous flux from the To reflect the light source group toward the integrator section; being the Lighting device has an optical axis overall, which a predetermined angle to an optical axis of the at least one Forms reflector.

Bevorzugt ist zumindest eine Linse zum Abgeben des Lichtstroms vom Spiegelelement zum Integratorabschnitt als im Wesentlichen paralleler Lichtstrom an der Spiegelelementenseite des Integratorabschnitts angeord net. At least one lens for emitting the luminous flux from is preferred Mirror element to the integrator section as essentially parallel Luminous flux arranged on the mirror element side of the integrator section net.

Bevorzugt ist die Linse mit der Integratorplatte an der Spiegelelementen seite im Integratorabschnitt an der zum Spiegelelement weisenden Seite der Integratorplatte einstückig ausgebildet.The lens with the integrator plate on the mirror elements is preferred side in the integrator section on the side facing the mirror element the integrator plate integrally formed.

Die Linse kann mit der Integratorplatte aus Kunststoffmaterial einstückig ausgebildet sein.The lens can be made in one piece with the integrator plate made of plastic material be trained.

Die Lichtquellengruppe kann zumindest zwei Lichtquellenabschnitte auf weisen, die derart angeordnet sind, dass die jeweiligen Lichtströme davon auf die Linse mit einem Winkel fallen, mit dem eine Mittelachse jedes der Lichtströme die optische Achse der Linse im Wesentlichen schneidet.The light source group can have at least two light source sections point, which are arranged such that the respective luminous fluxes thereof fall on the lens at an angle with which a central axis of each of the Luminous flux essentially intersects the optical axis of the lens.

Die Lichtquellengruppe kann ferner zumindest zwei Lichtquellenabschnitte aufweisen, während das Spiegelelement eine Reflexionsfläche nahe dem anderen Brennpunkt der ellipsenförmigen Oberfläche jedes der Reflektoren der zwei Lichtquellenabschnitte aufweist, um den Lichtstrom von der Lichtquellengruppe zum Integratorabschnitt hin zu reflektieren.The light source group can furthermore have at least two light source sections have, while the mirror element has a reflective surface near the different focus of the elliptical surface of each of the reflectors which has two light source sections to the luminous flux from the To reflect the light source group towards the integrator section.

Ferner wird erfindungsgemäß eine Projektionsanzeigevorrichtung vorge schlagen, die die oben erwähnte Beleuchtungsvorrichtung aufweist, ein Lichtventil zum Modulieren des vom lntegratorabschnitt ausgegebenen Lichts gemäß vorbestimmter Bildinformation, sowie eine Projektionslinse zur Projektion eines optischen Bilds, das durch das vom Lichtventil modu lierte Licht erzeugt ist, auf einen Schirm.Furthermore, a projection display device according to the invention is provided strike, which has the above-mentioned lighting device Light valve for modulating that output from the integrator section Light according to predetermined image information, and a projection lens for the projection of an optical image, which is created by the light valve light is generated on a screen.

Hier bedeutet "die Beleuchtungsvorrichtung besitzt insgesamt eine optische Achse, die einen vorbestimmten Winkel zur optischen Achse des zumindest einen Reflektors bildet" einen Zustand, in dem angenommen wird, dass der Lichtstrom vom Reflektor einmal fokussiert wird und dann auf den Integra torabschnitt fällt, während er sich ohne das Spiegelelement weiter linear fortpflanzt, wobei die optische Achse der gesamten Beleuchtungsvorrich tung und die optische Achse des Reflektors zwischen sich einen derartigen Winkel bilden, dass der Abstand von der optischen Achse der gesamten Beleuchtungsvorrichtung zum Schwerpunkt des Leuchtkörpers größer ist als der Abstand von der optischen Achse der gesamten Beleuchtungsvor richtung zum Brennpunkt. In diesem angenommenen Zustand schneidet nämlich die optische Achse des Reflektors die optische Achse der gesam ten Beleuchtungsvorrichtung an seiner zum Brennpunkt weisenden Ver längerung.Here means "the lighting device has an optical overall Axis which is a predetermined angle to the optical axis of the at least a reflector constitutes "a state in which it is assumed that the Luminous flux is focused once by the reflector and then on the Integra gate section falls while it continues to be linear without the mirror element reproduces, with the optical axis of the entire lighting device device and the optical axis of the reflector between them Angles form that the distance from the optical axis of the entire Lighting device to the center of gravity of the filament is larger than the distance from the optical axis of the entire illumination direction to the focal point. Cuts in this assumed condition namely the optical axis of the reflector the optical axis of the total th lighting device at its ver lengthening.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert.The invention is described in exemplary embodiments based on the attached drawings explained.

Fig. 1 zeigt schematisch den Hauptteil der Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer Ausführung; Fig. 1 schematically shows the main part of the lighting device according to an embodiment;

Fig. 2 zeigt schematisch die Projektionsanzeigevorrichtung gemäß einer Ausführung; Fig. 2 shows the projection display apparatus according to an embodiment schematically;

Fig. 3 zeigt schematisch eine integrierte Linse, die in der Beleuch tungsvorrichtung von Fig. 1 verwendbar ist; und Fig. 3 shows schematically an integrated lens that can be used in the lighting device of Fig. 1; and

Fig. 4 zeigt schematisch den Hauptteil einer herkömmlichen Beleuch tungsvorrichtung. Fig. 4 schematically shows the main part of a conventional lighting device.

Fig. 2 zeigt die Konfiguration der Projektionsanzeigevorrichtung, die die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung aufweist. Diese Projektions anzeigevorrichtung umfasst eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrich tung 10 sowie einen Projektorabschnitt 20, der bewirkt, dass von der Beleuchtungsvorrichtung 10 ein Lichtstrom emittiert wird und in gleichför miges Licht umgewandelt wird, um Bildinformation mitzunehmen und sie auf einen Schirm zu projizieren. Fig. 1 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils der in Fig. 2 gezeigten Beleuchtungsvorrichtung 10. Die Beleuch tungsvorrichtung 10 wird nun anhand der Fig. 1 und 2 erläutert. In der Beleuchtungsvorrichtung 10 wird ein von seiner Lichtquellengruppe abge gebener Lichtstrom in einen im Wesentlichen parallelen Lichtstrom umge wandelt, dessen Anteil mit höherer Lichtintensität nahe der optischen Achse des lntegratorabschnitts 14 angeordnet ist, d. h. der optischen Achse X der gesamten Beleuchtungsvorrichtung, bevor er auf den Integra torabschnitt 14 fällt und dann an dem Integratorabschnitt gemischt wird, um die Lichtmengenverteilung zu homogenisieren. Fig. 2 shows the configuration of the projection display device having the lighting device according to the invention. This projection display device comprises a lighting device 10 according to the invention and a projector section 20 which causes a lighting current to be emitted by the lighting device 10 and converted into uniform light in order to take image information with it and project it onto a screen. FIG. 1 is an enlarged view of part of the lighting device 10 shown in FIG. 2. The lighting device 10 will now be explained with reference to FIGS . 1 and 2. In the lighting device 10 , a luminous flux emitted by its light source group is converted into a substantially parallel luminous flux, the portion of which with higher light intensity is arranged close to the optical axis of the integrator section 14, that is to say the optical axis X of the entire lighting device, before it reaches the integra gate section 14 falls and then mixed at the integrator section to homogenize the light quantity distribution.

Hier umfasst die Lichtquellengruppe eine Mehrzahl von (in dieser Ausfüh rung zwei) Lichtquellenabschnitten 11A, 11B, die Leuchtkörper 2A, 2B aufweisen, die jeweils aus einer Entladungsröhre, wie etwa einer Xenon lampe oder einer Metallhalogenidlampe, gebildet sind, sowie Reflektoren 1A, 1B, die jeweils aus ellipsenförmigen Spiegeln gebildet sind, die um die optische Achse X der Beleuchtungsvorrichtung 10 herum symmetrisch angeordnet sind. Die Lichtemissionsquelle des Leuchtkörpers 2A, 2B ist an einem Brennpunkt des aus einem ellipsenförmigen Spiegel gebildeten Reflektors 1A, 1B angeordnet. Infolgedessen wird der Lichtstrom, der vom Leuchtkörper 2A, 2B zur Rückseite und zur Außenseite der optischen Achse des Reflektors 1A, 1B abgegeben wird, d. h. der optischen Achse S_A, S_B des Lichtquellenabschnitts 11A, 11B, reflektiert, so dass er auf den anderen Brennpunkt f_A, f_B des Reflektors 1A, 1B gebündelt wird, um ein sekundäres Lichtquellenbild zu erzeugen.Here, the light source group comprises a plurality of (in this embodiment two) light source sections 11 A, 11 B, which have luminous elements 2 A, 2 B, each of which is formed from a discharge tube, such as a xenon lamp or a metal halide lamp, and reflectors 1 A, 1 B, which are each formed of ellipsoidal mirrors that are arranged symmetrically around the optical axis X of the lighting device 10 around. The light emission source of the luminous element 2 A, 2 B is arranged at a focal point of the reflector 1 A, 1 B formed from an elliptical mirror. As a result, the luminous flux which is emitted by the luminous element 2 A, 2 B to the rear and to the outside of the optical axis of the reflector 1 A, 1 B, ie the optical axis S _A , S _{B of} the light source section 11 A, 11 B, is reflected, so that it is focused on the other focal point f _A , f _{B of} the reflector 1 A, 1 B in order to produce a secondary light source image.

Ein Spiegelelement 12 besitzt Reflexionsflächen 12A, 12B, die nahe den anderen Brennpunkten f_A, f_B der Reflektoren 1A, 1B angeordnet sind, und reflektiert den Lichtstrom von jedem Lichtquellenabschnitt 11A, 11B zum Integratorabschnitt 14. Die jeweiligen divergierenden Lichtströme von den Brennpunkten f_A, f_B der Reflexionsflächen 12A, 12B treten durch eine Linse 13 hindurch, so dass sie als im Wesentlichen parallele Lichtströme auf den lntegratorabschnitt 14 fallen. In dieser Ausführung ist die Linse 13 als einzelne asphärische Linse mit einem positiven Brechwert ausgeführt. Die Form der asphärischen Oberfläche ist durch die folgende Gleichung defi niert:
A mirror element 12 has reflection surfaces 12 A, 12 B, which are arranged near the other focal points f _A , f _{B of} the reflectors 1 A, 1 B, and reflects the luminous flux from each light source section 11 A, 11 B to the integrator section 14 . The respective divergent light flows from the focal points f _A , f _{B of} the reflection surfaces 12 A, 12 B pass through a lens 13 , so that they fall onto the integrator section 14 as essentially parallel light flows. In this embodiment, the lens 13 is designed as a single aspherical lens with a positive refractive index. The shape of the aspherical surface is defined by the following equation:

wobei
Z die Länge der Orthogonalen zu einer Tangential-Ebene (zur optischen Achse orthogonalen Ebene) eines Scheitels der asphärischen Ober fläche von einem Punkt auf der asphärischen Oberfläche mit einer Höhe Y von der optischen Achse ist;
R der paraxiale Krümmungsradius der asphärischen Oberfläche ist;
Y die Höhe von der optischen Achse ist;
K die Exzentrizität ist; und
A, B, C und D die asphärischen Oberflächenkoeffizienten vierter, sechster, achter und zehnter Ordnung sind.in which
Z is the length of the orthogonal to a tangential plane (orthogonal plane to the optical axis) of an apex of the aspherical surface from a point on the aspherical surface with a height Y from the optical axis;
R is the paraxial radius of curvature of the aspherical surface;
Y is the height from the optical axis;
K is the eccentricity; and
A, B, C and D are fourth, sixth, eighth and tenth order aspherical surface coefficients.

In Fig. 1 besitzt die Linse 13 eine asphärische Oberfläche, die zum Integ ratorabschnitt 14 hinweist. Wenn die Linse 13 eine asphärische Oberfläche hat, kann die Aberration günstig korrigiert werden und die Beleuchtungs effizienz kann verbessert werden.In Fig. 1, the lens 13 has an aspherical surface which points to the integrator section 14 . If the lens 13 has an aspherical surface, the aberration can be corrected favorably and the lighting efficiency can be improved.

Der obere Teil von Tabelle 1 zeigt den Krümmungsradius R (mm) jeder Linsenoberfläche, die Mitteldicke D (mm) der Linse sowie den Brechungs index N_e der Linse an der e-Linie, betreffend die Linse, die als Beispiel der asphärischen Linse verwendbar ist. In dieser Tabelle werden die sich auf die Symbole beziehenden Zahlen von der Lichtquellenabschnittsseite her zunehmend größer. Der untere Teil von Tabelle 1 zeigt die jeweiligen Werte der Konstanten K, A, B, C und D der asphärischen Oberfläche, die durch die obige Gleichung der asphärischen Oberflächenform angegeben ist. The upper part of Table 1 shows the radius of curvature R (mm) of each lens surface, the average thickness D (mm) of the lens and the refractive index N _{e of} the lens on the e-line, regarding the lens that can be used as an example of the aspherical lens , In this table, the numbers relating to the symbols become increasingly larger from the light source section side. The lower part of Table 1 shows the respective values of the constants K, A, B, C and D of the aspherical surface, which is given by the above equation of the aspherical surface shape.

Der Integratorabschnitt 14 umfasst zwei Integratorplatten (erstes und zweites Fliegenauge 8, 7) sowie eine Feldlinse 26, die in Richtung der optischen Achse X angeordnet ist. Der im Wesentlichen parallele Licht strom von der Linse 13 wird durch das zweite Fliegenauge 7 in Teillicht ströme unterteilt, deren Anzahl mit der Anzahl der Linsenelemente im zweiten Fliegenauge 7 identisch ist, wodurch tertiäre Lichtquellenbilder der Leuchtkörper 2A, 2B auf den einzelnen Linsenelementen gebildet werden, die das erste Fliegenauge 8 darstellen. Diese Teillichtströme werden durch das erste Fliegenauge 8 und die Feldlinse 26 auf eine später erläuterte Flüssigkristallplatine 23 überlagert, wodurch die Lichtmenge innerhalb eines zur optischen Achse X orthogonalen Querschnitts der Beleuchtungsvor richtung homogenisiert wird.The integrator section 14 comprises two integrator plates (first and second fly eyes 8 , 7 ) and a field lens 26 which is arranged in the direction of the optical axis X. The substantially parallel light flow from the lens 13 is divided by the second fly's eye 7 into partial light flows, the number of which is identical to the number of lens elements in the second fly's eye 7 , whereby tertiary light source images of the luminous elements 2 A, 2 B are formed on the individual lens elements that are the first fly's eye 8 . These partial luminous fluxes are superimposed by the first fly's eye 8 and the field lens 26 on a liquid crystal board 23 explained later, whereby the amount of light is homogenized within a cross section orthogonal to the optical axis X of the illuminating device.

Wie dargestellt, ist diese Ausführung derart konfiguriert, dass die optische Achse X der gesamten Beleuchtungsvorrichtung vorbestimmte Winkel mit den optischen Achsen S_A, S_B der jeweiligen Reflektoren 1A, 1B bilden. Zum Beispiel im Falle des Lichtquellenabschitts 11B ist der vorbestimmte Winkel mit dem Winkel (β) bezeichnet, der zwischen der optischen Achse X der gesamten Beleuchtungsvorrichtung und der optischen Achse S_B des Reflek tors 1B in einem Zustand gebildet ist, im, ohne das Spiegelelement 12, der Lichtstrom vom Reflektor 1B angenommenerweise den Brennpunkt f_B bildet und dann über die Linse 13 auf den Integratorabschnitt 14 fällt, während er sich weiter linear fortpflanzt. Fig. 1 zeigt die Position des Lichtquellen abschnitts 11B und, durch unterbrochene Linien, Lichtstromlinien davon als Lichtquellenabschnitt 11B'. In diesem angenommenen Zustand ist, wie in Fig. 1 gezeigt, der Winkel β auf einen solchen Winkel gesetzt, dass der Abstand von der optischen Achse X der gesamten Beleuchtungsvorrichtung zum Schwerpunkt des Leuchtkörpers 2B länger ist als der Abstand von der optischen Achse X der gesamten Beleuchtungsvorrichtung zum Brennpunkt f_B. Wie ebenfalls dargestellt, schneidet die optische Achse S_B des Reflek tors 1B die optische Achse X der gesamten Beleuchtungsvorrichtung auf ihrer zum Brennpunkt f_B weisenden Verlängerung. As shown, this embodiment is configured such that the optical axis X of the entire lighting device forms predetermined angles with the optical axes S _A , S _{B of} the respective reflectors 1 A, 1 B. For example, in the case of Lichtquellenabschitts 11B is the predetermined angle with the angle (β) indicates that between the optical axis X of the entire lighting device and the optical axis S _B of the reflectors tors 1 B is formed in a state in without having Mirror element 12 , the luminous flux from the reflector 1 B presumably forms the focal point f _B and then falls over the lens 13 onto the integrator section 14 while it continues to propagate linearly. Fig. 1 shows the position of the light source section 11 B and, by broken lines, light flux lines thereof as the light source section 11 B '. In this assumed state, as shown in FIG. 1, the angle β is set to such an angle that the distance from the optical axis X of the entire lighting device to the center of gravity of the luminous element 2 B is longer than the distance from the optical axis X of the entire lighting device to focus f _B. As also shown, the optical axis S _{B of} the reflector 1 B intersects the optical axis X of the entire lighting device on its extension pointing to the focal point F _B.

Im Zustand, in dem die optische Achse X angenommenerweise durch das Spiegelelement 12 abgelenkt wird, wie dargestellt, kann der Winkel β auch als Winkel bezeichnet werden, der zwischen einer strichpunktierten Linie X_B', auf die die abgelenkte optische Achse X abgelenkt ist, und der opti schen Achse S_B des Reflektors 1B gebildet ist.In the state in which the optical axis X is assumed to be deflected by the mirror element 12 , as shown, the angle β can also be referred to as the angle between a dash-dotted line X _B 'to which the deflected optical axis X is deflected, and the optical axis S _{B of} the reflector 1 B is formed.

Wie oben erwähnt, ist der Winkel β ein derartiger Winkel, dass der Ab stand von der optischen Achse X der gesamten Beleuchtungsvorrichtung zum Schwerpunkt des Leuchtkörpers 2B länger ist als der Abstand von der optischen Achse X der gesamten Beleuchtungsvorrichtung zum Brennpunkt f_B. Demzufolge ist die Position der sekundären Lichtquellen des Leucht körpers 2B, der an der Reflexionsfläche 12B des Spiegelelements 12 gebil det ist, der optischen Achse X der Beleuchtungsvorrichtung näher als die Position des Leuchtkörpers 2B selbst. Daher kann die Position der sekundä ren Lichtquellen als Lichtquellenposition in den stromab davon befindlichen optischen Systemen verwendet werden. Da die optische Achse X der gesamten Beleuchtungsvorrichtung und die optische Achse S_A des Reflek tors 1A zwischen sich einen Winkel α bilden, kann der Lichtstrom vom Lichtquellenabschnitt 11A sich auch der optischen Achse X annähern, wie in Fig. 1 gezeigt. Da das Spiegelelement 12 angeordnet ist, können die sekundären Lichtquellen, die der optischen Achse X näher angeordnet sind, als solche leichter erhalten werden. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist es räum lich schwierig, den Lichtquellenabschnitt 11A an einer Stelle anzuordnen, die zum Lichtquellenabschnitt 11B' um die optische Achse X herum sym metrisch ist.As mentioned above, the angle β is such an angle that the distance from the optical axis X of the entire lighting device to the center of gravity of the luminous element 2 B is longer than the distance from the optical axis X of the entire lighting device to the focal point f _B. Accordingly, the position of the secondary light sources of the luminous element 2 B, which is formed on the reflection surface 12 B of the mirror element 12, is closer to the optical axis X of the lighting device than the position of the luminous element 2 B itself. Therefore, the position of the secondary light sources can be can be used as the light source position in the optical systems located downstream thereof. Since the optical axis X form between them an angle α of the entire lighting device and the optical axis S _A of the reflectors tors 1 A, the luminous flux from the light source section and the optical axis X can be 11 A approach, as shown in Fig. 1. Since the mirror element 12 is arranged, the secondary light sources, which are arranged closer to the optical axis X, can be obtained more easily as such. As can be seen from FIG. 1, it is spatially difficult to arrange the light source section 11 A at a location which is symmetrical to the light source section 11 B 'about the optical axis X.

In dieser Ausführung können die sekundären Lichtquellen an Stellen an geordnet werden, die der optischen Achse X näher sind als die Leucht körper 2A, 2B, wie im oben erwähnten herkömmlichen Beispiel. Da ferner die optische Achse X der gesamten Beleuchtungsvorrichtung vorbestimmte Winkel α, β mit den jeweiligen optischen Achsen S_A, S_B der Reflektoren 1A, 1B bildet, können die Lichtströme von den Reflektoren 1A, 1B sich der optischen Achse X so weit annähern, dass deren optische Achsen S_A, S_B die optische Achse X im Wesentlichen dann schneiden, wenn sie in die Linse 13 eintreten, wie in Fig. 1 gezeigt. Dies bedeutet auch, dass die Lichtflecken der Lichtströme von den Reflektoren 1A, 1B, die auf die Linse 13 fallen, an der Eintrittsfläche der Linse 13 einander im Wesentlichen überlagern, wie dargestellt.In this embodiment, the secondary light sources can be arranged at locations that are closer to the optical axis X than the luminous bodies 2 A, 2 B, as in the conventional example mentioned above. Furthermore, since the optical axis X of the entire lighting device forms predetermined angles α, β with the respective optical axes S _A , S _{B of} the reflectors 1 A, 1 B, the light fluxes from the reflectors 1 A, 1 B can be the optical axis X so closely approximate that their optical axes S _A , S _B essentially intersect the optical axis X when they enter the lens 13 , as shown in FIG. 1. This also means that the light spots of the light fluxes from the reflectors 1 A, 1 B, incident on the lens 13, are superimposed at the entrance face of the lens 13 to each other substantially as illustrated.

Die Lichtströme, die in diesem Zustand in die Linse 13 eintreten und dann als im Wesentlichen parallele Lichtströme zum zweiten Fliegenauge 7 hin abgegeben werden, sind jene, in denen sich ein Teil mit höherer Intensität nahe der optischen Achse X der Beleuchtungsvorrichtung ansammelt. In der Beleuchtungsvorrichtung dieser Ausführung kann der Teil des Licht stroms mit der höheren Intensität auch durch die Oberfläche des ersten Fliegenauges 8 hindurchtreten, die mit der Pupillenfläche einer Projektions linse 25 an einer der optischen Achse benachbarten Stelle konjugiert wird. Wenn sich der Teil mit der höheren Intensität in der Nähe der optischen Achse auf der Pupillenfläche der Projektionslinse 25 als solcher ansammelt, kann die Abbildungsleistung der Projektionslinse 25, die in der Nähe der optischen Achse höher ist und mit zunehmendem Abstand davon geringer wird, vollständig ausgenutzt werden.The luminous fluxes that enter the lens 13 in this state and are then emitted as essentially parallel luminous fluxes to the second fly's eye 7 are those in which a part with higher intensity accumulates near the optical axis X of the lighting device. In the lighting device of this embodiment, the part of the light stream with the higher intensity can also pass through the surface of the first fly's eye 8 , which is conjugated with the pupil surface of a projection lens 25 at a location adjacent to the optical axis. As such, when the higher intensity portion near the optical axis accumulates on the pupil surface of the projection lens 25 , the imaging performance of the projection lens 25 , which is higher near the optical axis and becomes smaller as the distance therefrom, can be fully utilized become.

Im Hinblick auf die Konfiguration stromab des lntegratorabschnitts 14 ist es erwünscht, dass die Lichtströme von den Lichtquellenabschnitten 11A, 11B im Wesentlichen parallele Lichtströme dann sind, wenn sie in das Fliegenauge 7 eintreten. Daher müssen diese Lichtströme Winkel α, β aufweisen, die dann, wenn sie in die Linse 13 eintreten, nicht zu groß werden. Wenn die Reflektoren 1A, 1B derart angeordnet werden sollen, dass die optischen Achsen S_A, S_B in Bezug auf die optische Achse X ein fach geneigt sind und Lichtflecken auf die Eintrittsfläche der Linse 13 überlagern, reicht es aus, wenn die Winkel α, β größer gemacht werden, ohne dass das Spiegelelement 12 angeordnet werden braucht. Um die Winkel α, β so klein wie möglich zu machen, während die Lichtflecken an der optischen Achse X zentriert überlagert werden, ist eine Konfiguration wirkungsvoll, welche die in Bezug auf die optische Achse X geneigten Lichtquellenabschnitte 11A, 11B sowie den Spiegel aufweist, wie in dieser Ausführung.With regard to the configuration downstream of the lntegratorabschnitts 14, it is desirable that the light fluxes from the light source sections 11 A, 11 B substantially parallel luminous fluxes are when they enter the fly's eye. 7 Therefore, these luminous fluxes must have angles α, β which, when they enter the lens 13 , do not become too large. If the reflectors 1 A, 1 B are to be arranged in such a way that the optical axes S _A , S _B are slightly inclined with respect to the optical axis X and light spots are superimposed on the entry surface of the lens 13 , it is sufficient if the angles α, β can be made larger without the mirror element 12 having to be arranged. The angles α, β as small as possible to make, are superimposed during the light spots on the optical axis X is centered, a configuration is effective, which has the inclined with respect to the optical axis X of light source sections 11 A, 11 B and the mirror as in this version.

Eine Projektionsanzeigevorrichtung mit einer solchen Beleuchtungsvor richtung 10 wird nun anhand von Fig. 2 erläutert. Wie oben erwähnt, fallen die Lichtströme, in denen die Lichtmenge homogenisiert wird und der Teil mit höherer Intensität sich in der Nähe der optischen Achse der Beleuch tungsvorrichtung 10 ansammelt, auf den Projektorabschnitt 20. Der Projek torabschnitt 20 umfasst einen B/GR trennenden dichroitischen Spiegel 21 zum Auftrennen des durch den Integratorabschnitt 14 homogenisierten Lichtstroms in eine B-(blaue)-Komponente LB und GR-(grün/rot)-Komponen ten LG, LR; einen G/R trennenden dichroitischen Spiegel 22 zum Trennen der GR-Komponenten LG, LR, die vom B/GR trennenden dichroitischen Spiegel 21 abgegeben werden, in eine G-(grün)-Komponente LG und eine R-(rot)-Komponente LR; eine Flüssigkristallplatine 23B zum Anzeigen eines Bilds für die B-Komponente; eine Flüssigkristallplatine 23 G zum Anzeigen eines Bilds für die G-Komponente; eine Flüssigkristallplatine 23R zum Anzeigen eines Bilds für die R-Komponente; ein Dreifarben-Kombinations prisma 24 zum Kombinieren der Lichtstromkomponenten LB, LG, LR, wel che Bildinformation tragen, nachdem sie durch die jeweiligen Flüssigkristall platinen 23B, 23B, 23R hindurchgetreten sind; sowie eine Projektionslinse 25, um ein Bild der Lichtströme, die durch das Dreifarben-Kombinations prisma 24 zusammengesetzt sind, auf einen Schirm zu werfen.A projection display device with such an illuminating device 10 will now be explained with reference to FIG. 2. As mentioned above, the luminous fluxes in which the amount of light is homogenized and the higher intensity part accumulates near the optical axis of the lighting device 10 fall on the projector section 20 . The projector section 20 comprises a B / GR separating dichroic mirror 21 for separating the light flux homogenized by the integrator section 14 into a B (blue) component LB and GR (green / red) components LG, LR; a G / R separating dichroic mirror 22 for separating the GR components LG, LR output from the B / GR separating dichroic mirror 21 into a G (green) component LG and an R (red) component LR ; a liquid crystal board 23 B for displaying an image for the B component; a liquid crystal board 23 G for displaying an image for the G component; a liquid crystal board 23 R for displaying an image for the R component; a three-color combination prism 24 for combining the luminous flux components LB, LG, LR, which che image information after they have passed through the respective liquid crystal boards 23 B, 23 B, 23 R; and a projection lens 25 to cast an image of the light fluxes, which are composed by the three-color combination prism 24 , on a screen.

Der Projektorabschnitt 20 umfasst ferner einen Totalreflexionsspiegel 27, durch den die B-Komponente LB, die vom B/GR trennenden dichroitischen Spiegel 21 abgegeben wird, zu der Flüssigkristallplatine 2% hin reflektiert wird; eine Feldlinse 28B, durch die die B-Komponente LB, die vom total reflektierenden Spiegel 27 reflektiert wird, in paralleles Licht umgewandelt wird; eine Feldlinse 28G, durch die die G-Komponente LG, die vom G/R trennenden dichroitischen Spiegel 22 abgegeben wird, in paralleles Licht umgewandelt wird; total reflektierende Spiegel 29, 30, durch die die R- Komponente LR, die vom G/R trennenden dichroitischen Spiegel 22 abge geben wird, zu der Flüssigkristallplatine 23R hin reflektiert wird; sowie eine Feldlinse 28R, durch die die R-Komponente LR, die vom G/R trennenden dichroitischen Spiegel 22 abgegeben wird, in paralleles Licht umgewandelt wird.The projector section 20 further comprises a total reflection mirror 27 , by which the B component LB, which is emitted by the dichroic mirror 21 separating the B / GR, is reflected towards the liquid crystal board 2%; a field lens 28 B through which the B component LB, which is reflected by the totally reflecting mirror 27 , is converted into parallel light; a field lens 28 G through which the G component LG emitted from the G / R separating dichroic mirror 22 is converted into parallel light; totally reflecting mirrors 29 , 30 through which the R component LR, which is output from the G / R separating dichroic mirror 22 , is reflected towards the liquid crystal board 23 R; and a field lens 28 R through which the R component LR, which is emitted by the G / R separating dichroic mirror 22 , is converted into parallel light.

Obwohl nur die R-Komponente LR eine andere optische Weglänge zum Dreifarben-Kombinationsprisma 24 im Projektorabschnitt 20 hat, ist eine Feldlinse 31 zwischen dem G/R trennenden dichroitischen Spiegel 22 und dem total reflektierenden Spiegel 29 angeordnet, und eine Übertragungs linse 32 ist zwischen den total reflektierenden Spiegeln 29 und 30 angeord net, so dass die Feldlinse 31 und die Übertragungslinse 32 das Bild der R- Komponente LR korrigieren, so dass es scheinbar identisch ist mit jenem der B-Komponente LB und der G-Komponente LG. Das Dreifarben-Kom binationsprisma 24 ist ein Kreuzprisma mit einer dichroitischen Oberfläche 24B zum Reflektieren der B-Komponente LB und einer dichroitischen Ober fläche 24R zum Reflektieren der R-Komponente LR.Although only the R component LR has a different optical path length to the three-color combination prism 24 in the projector section 20 , a field lens 31 is arranged between the G / R separating dichroic mirror 22 and the totally reflecting mirror 29 , and a transmission lens 32 is between the totally reflecting mirrors 29 and 30 are arranged so that the field lens 31 and the transmission lens 32 correct the image of the R component LR, so that it is apparently identical to that of the B component LB and the G component LG. The three-color combination prism 24 is a cross prism with a dichroic surface 24 B for reflecting the B component LB and a dichroic surface 24 R for reflecting the R component LR.

Wie oben erwähnt, ist die Beleuchtungsvorrichtung 10 in der Projektions anzeigevorrichtung derart konfiguriert, dass eine Mehrzahl von Lichtquellen abschnitten 11A, 11B symmetrisch um die optische Achse herum angeord net ist, während ein Teil mit höherer Intensität sich an einer Stelle ansam melt, die der optischen Achse X des im Wesentlichen parallelen Licht stroms, der auf das zweite Fliegenauge 7 fällt, näher ist. Daher sammelt sich an der Pupillenoberfläche der Projektionslinse 25 in der Projektions anzeigevorrichtung, die mit der Oberfläche des ersten Fliegenauges 8 konjugiert wird, jener Teil mit höherer Intensität an, wodurch sich eine helle Projektionsanzeigevorrichtung erhalten lässt, in der die Projektionslinse 25 eine günstige Abbildungsleistung hat. As mentioned above, the lighting device 10 is display device in the projection configured such that a plurality of light sources sections 11 A, 11 B is symmetrical angeord net around the optical axis, while a portion to melt ANSam higher intensity at a location that the optical axis X of the substantially parallel light stream that falls on the second fly's eye 7 is closer. Therefore, on the pupil surface of the projection lens 25 in the projection display device which is conjugated with the surface of the first flying eye 8 , the part with higher intensity accumulates, whereby a bright projection display device can be obtained in which the projection lens 25 has a favorable imaging performance.

Zum Vergleich mit dieser Ausführung zeigt Fig. 4 die Konfiguration ent sprechender Teile einer Beleuchtungsvorrichtung nach dem oben erwähn ten herkömmlichen Beispiel, in der jene Elemente, deren Namen und Funk tionen die gleichen sind wie der Elemente des oben beschriebenen Aus führungsbeispiels der Beleuchtungsvorrichtung, mit um 100 erhöhten Bezugszahlen versehen sind, ohne dass sie näher erläutert werden. Wäh rend, wie in Fig. 4 gezeigt, ein Spiegelelement 112 wie in der oben er wähnten Ausführung so angeordnet ist, dass Sekundärlichtquellenbilder von Leuchtkörpern 102A, 102B näher an der optischen Achse X der Be leuchtungsvorrichtung des herkömmlichen Beispiels angeordnet sind, sind die Lichtquellenabschnitte 111A, 111B derart angeordnet, dass die opti schen Achsen S_A, S_B der Reflektoren 101A, 101B und die optische Achse X der Beleuchtungsvorrichtung parallel zueinander sind, worin sie sich von der oben erwähnten Ausführung unterscheidet.For comparison with this embodiment, FIG. 4 shows the configuration of corresponding parts of a lighting device according to the above-mentioned conventional example, in which those elements whose names and functions are the same as the elements of the above-described embodiment of the lighting device with 100 increased reference numbers are provided without being explained in more detail. While, as shown in FIG. 4, a mirror element 112 as in the above-mentioned embodiment is arranged so that secondary light source images of filaments 102 A, 102 B are arranged closer to the optical axis X of the lighting device of the conventional example, they are Light source sections 111 A, 111 B are arranged such that the optical axes S _A , S _{B of} the reflectors 101 A, 101 B and the optical axis X of the lighting device are parallel to one another, in which it differs from the above-mentioned embodiment.

Während erfindungsgemäß die Lichtflecken der Lichtströme, die von den Lichtquellenabschnitten 11A, 11B auf die Linse 13 fallen, einander über lagert werden können, so dass sie an der Eintrittsfläche im Wesentlichen zusammenfallen, werden in der herkömmlichen Ausführung die Lichtflecken der Lichtströme, die von den Lichtquellenabschnitten 111A, 111B auf die Linse 113 fallen, an der Eintrittsfläche nur teilweise einander überlagert. Um daher die gleiche Lichtmenge durch die Eintrittsfläche hindurchzulas sen, muss das herkömmliche Beispiel Lichtströme verwenden, die weiter von der optischen Achse X entfernt sind. Wenn man nämlich gleich große Linsen 13, 113 verwendet, wie in den Fig. 1 und 4 gezeigt, kann der Mittelteil der Linsen in der erfindungsgemäßen Ausführung effizienter genutzt werden (was ähnlich auch bei den stromab angeordneten Linsen anwendbar ist). Auch können die Fliegenaugen 7, 8 des Integratorab schnitts und die Linsen 12, 26 stromauf und stromab des Integratorab schnitts in der eingangs erwähnten Ausführung kleiner gemacht werden als im herkömmlichen Beispiel. While, according to the invention, the light spots of the light fluxes that fall from the light source sections 11 A, 11 B onto the lens 13 can be superimposed on one another so that they essentially coincide at the entry surface, in the conventional embodiment the light spots of the light fluxes that are from the light source sections 111 A, 111 B fall on the lens 113 , only partially superimposed on the entrance surface. Therefore, in order to let the same amount of light pass through the entrance surface, the conventional example must use luminous fluxes which are further from the optical axis X. If lenses 13 , 113 of the same size are used, as shown in FIGS. 1 and 4, the middle part of the lenses can be used more efficiently in the embodiment according to the invention (which is similarly also applicable to the lenses arranged downstream). Also, the fly eyes 7 , 8 of the integrator section and the lenses 12 , 26 upstream and downstream of the integrator section can be made smaller in the above-mentioned embodiment than in the conventional example.

Ohne Einschränkung kann die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung und die diese verwendende Projektionsanzeigevorrichtung in verschiedener Weise modifiziert werden. Beispielsweise können die Konfigurationen und Linsenformen nach Bedarf modifiziert werden. Auch kann die Form der asphärischen Oberfläche und die Frage, welche Oberfläche asphärisch auszubilden ist, nach Bedarf festgelegt werden.The lighting device according to the invention can be used without restriction and the projection display device using the same in various Modified way. For example, the configurations and Lens shapes can be modified as needed. Also the shape of the aspherical surface and the question of what surface aspherical training is to be determined as required.

Fig. 3 ist eine vergrößerte Ansicht der Linse 13 und des Fliegenauges 7 bei integraler Ausbildung in der in Fig. 1 gezeigten Beleuchtungsvorrichtung. In der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung kann die Linse 13 und das zweite Fliegenauge 7 stromab davon als integrierte Linse 9 ausgebildet sein, in der die Linse 13 mit dem zweiten Fliegenauge 7 an seiner zum Lichtquellenabschnitt 11 weisenden Fläche integriert ist, wie dargestellt. Wenn eine solche integrierte Linse 9 zum Beispiel durch monolithisches Formen aus Kunststoffmaterial gebildet wird, können die Herstellungs kosten gesenkt werden. Ferner entfällt der Luftspalt zwischen der Linse 13 und dem zweiten Fliegenauge 7, wodurch die Beleuchtungswirkung besser wird. FIG. 3 is an enlarged view of the lens 13 and the fly's eye 7 when integrally formed in the lighting device shown in FIG. 1. In the lighting device according to the invention, the lens 13 and the second fly eye 7 can be formed downstream thereof as an integrated lens 9 , in which the lens 13 is integrated with the second fly eye 7 on its surface facing the light source section 11 , as shown. If such an integrated lens 9 is formed, for example, by monolithic molding from plastic material, the manufacturing costs can be reduced. Furthermore, the air gap between the lens 13 and the second fly's eye 7 is eliminated, as a result of which the lighting effect is better.

Die Anzahl der Lichtquellenabschnitte in der erfindungsgemäßen Beleuch tungsvorrichtung ist nicht auf 2 beschränkt, wobei jede Anzahl von 2 oder größer gewählt werden kann. Beispielsweise können vier oder neun Licht quellenabschnitte vorgesehen sein. Wenn der Lichtfleck, der durch den Lichtstrom von einem der Mehrzahl von Lichtquellenabschnitten gebildet ist, auf der optischen Achse X liegt, ist es nicht notwendig, diesen Licht fleck relativ zur optischen Achse X zu bewegen, wodurch dieser Licht quellenabschnitt ohne Mittel zur Bewegung des Lichtstroms auskommt. Da die Linse 13 vor dem zweiten Fliegenauge 7 angeordnet ist, können meh rere Linsen entsprechend verschiedenen Lichtquellen gemäß der Anzahl von Lichtquellenabschnitten vorgesehen sein. The number of light source sections in the lighting device according to the invention is not limited to 2, and any number of 2 or more can be selected. For example, four or nine light source sections can be provided. If the light spot formed by the luminous flux from one of the plurality of light source sections lies on the optical axis X, it is not necessary to move this light spot relative to the optical axis X, whereby this light source section without any means for moving the luminous flux gets along. Since the lens 13 is arranged in front of the second fly's eye 7 , a plurality of lenses can be provided corresponding to different light sources according to the number of light source sections.

Die Form des Spiegelelements 12, das in der erfindungsgemäßen Vorrich tung verwendet wird, ist nicht auf die oben erwähnte Form beschränkt. Obwohl es erwünscht ist, dass das Spiegelelement 12 Reflexionsflächen aufweist, die der Anzahl der Lichtquellenabschnitte entsprechen, werden die Lichtströme von allen dieser Lichtquellenabschnitte nicht notwendiger weise durch das Spiegelelement 12 so reflektiert, dass ihre optischen Wege abgelenkt werden.The shape of the mirror element 12 used in the device according to the invention is not limited to the shape mentioned above. Although it is desired that the mirror element 12 have reflective surfaces corresponding to the number of light source sections, the light fluxes from all of these light source sections are not necessarily reflected by the mirror element 12 so that their optical paths are deflected.

Obwohl sich die oben erwähnte Ausführung auf den Fall bezieht, dass in der Projektionsanzeigevorrichtung nach der Farbtrennung und der Farbkom bination Bilder projiziert werden, ist die Erfindung auch bei einer Bildprojek tionsvorrichtung anwendbar, die weder eine Farbauftrennung noch eine Farbkombination durchführt.Although the above-mentioned embodiment relates to the case that in the projection display device after the color separation and the color comm bination images are projected, the invention is also in an image project tion device applicable, which neither a color separation nor a Color combination.

Wie im Vorstehenden erläutert, ist die erfindungsgemäße Beleuchtungsvor richtung eine solche Beleuchtungsvorrichtung, in der eine Mehrzahl von Sekundärlichtquellenbildern, die durch jeweils aus einer ellipsenförmigen Oberfläche gebildete Reflektoren erzeugt werden, durch ein Spiegelelement zu einem Integratorabschnitt reflektiert werden, während die optische Achse der gesamten Beleuchtungsvorrichtung und die optische Achse jedes Reflektors einen vorbestimmten Winkel dazwischen bilden. Demzu folge wird jeder auf den Integratorabschnitt fallende Lichtstrom zu einem im Wesentlichen parallelen Lichtstrom, im ein Teil mit höherer optischer Inten sität entsprechend der jeweiligen Lichtquelle so überlagert wird, dass er mit der optischen Achse der Beleuchtungsvorrichtung im Wesentlichen zu sammenfällt, wodurch sich eine Beleuchtungsvorrichtung erhalten lässt, welche die der Projektionslinse eigene Abbildungsleistung vollständig ausnutzen kann und kleiner ausgeführt werden kann.As explained above, the lighting is according to the invention direction such a lighting device in which a plurality of Secondary light source images, each consisting of an elliptical Surface formed reflectors are generated by a mirror element to be reflected to an integrator section while the optical Axis of the entire lighting device and the optical axis each reflector form a predetermined angle therebetween. Demzu follow each luminous flux falling on the integrator section to an im Essentially parallel luminous flux, in part with higher optical intensities corresponding to the respective light source is superimposed so that it the optical axis of the lighting device substantially coincides, whereby a lighting device can be obtained, which completely completes the imaging performance of the projection lens can exploit and can be made smaller.

Da die Projektionsanzeigevorrichtung die oben erwähnte Beleuchtungsvor richtung aufweist, fällt jener Teil mit größerer Lichtmenge im vom Integra torabschnitt abgegebenen Lichtstrom auf die Projektionslinse in der Nähe von deren optischer Achse. Daher erhält man eine Projektionsanzeigevor richtung, die die Abbildungsleistung der Projektionslinse vollständig aus nutzen kann.Since the projection display device provides the above-mentioned lighting direction, the part with the greater amount of light falls from the Integra Luminous flux emitted on the projection lens nearby from their optical axis. Therefore, a projection display is obtained direction, the imaging performance of the projection lens completely can use.

TABELLE 1 TABLE 1

Asphärischer Oberflächenkoeffizient Aspherical surface coefficient

Eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung umfasst eine Mehrzahl von Lichtquellenabschnitten 11A, 11B, einen Integratorabschnitt 14 und ein Spiegelelement 12. Jeder Lichtquellenabschnitt 11A, 11B umfasst einen Leuchtkörper 2A, 2B und einen Reflektor 1A, 1B mit einer ellipsenför migen Oberfläche, deren einer Brennpunkt sich nahe dem Schwerpunkt des Leuchtkörpers befindet. Der Integratorabschnitt umfasst zumindest zwei Integratorplatten 7, 8, die in der optischen Achsrichtung angeordnet sind, um die von den Lichtquellenabschnitten 11A, 11B abgegebene Lichtmenge zu homogenisieren. Das Spiegelelement 12 besitzt eine Reflexionsfläche 12A, 12B nahe dem anderen Brennpunkt f_A, f_B der ellipsenförmigen Ober fläche des zumindest einen Reflektors 1A, 1B und reflektiert den Lichtstrom von der Lichtquellengruppe zum Integratorabschnitt 14. Die optische Achse X der gesamten Beleuchtungsvorrichtung und die optische Achse S_A, S_B des zumindest einen Reflektors 1A, 1B bilden zwischen sich einen vor bestimmten Winkel α, β.A lighting device according to the invention comprises a plurality of light source portions 11 A, 11 B, an integrator portion 14, and a mirror element 12th Each light source section 11 A, 11 B comprises a luminous element 2 A, 2 B and a reflector 1 A, 1 B with an ellipsenför shaped surface, the focal point of which is close to the center of gravity of the luminous element. The integrator section comprises at least two integrator plates 7, 8, which are arranged in the optical axis direction, in order to homogenize the output from the light source sections 11 A, 11 B light quantity. The mirror element 12 has a reflection surface 12 A, 12 B near the other focal point f _A , f _{B of} the elliptical upper surface of the at least one reflector 1 A, 1 B and reflects the luminous flux from the light source group to the integrator section 14 . The optical axis X of the entire lighting device and the optical axis S _A , S _{B of} the at least one reflector 1 A, 1 B form between them a predetermined angle α, β.

Claims

1. A lighting device comprising:
a light source group in which a plurality of light source sections ( 11 A, 11 B) are arranged, each of which is composed of a luminous element ( 2 A, 2 B) and a reflector ( 1 A, 1 B) with an elliptical surface, whose focal point is close to a center of gravity of the luminous element ( 2 A, 2 B);
an integrator section ( 14 ) which is constructed from at least two integrator plates ( 7 , 8 ) in order to homogenize the amount of light emitted by the light source group, the integrator section ( 14 ) being arranged in an optical axis direction of the light; and
at least one mirror element ( 12 ) with a reflection surface ( 12 A, 12 B) close to the other focal point (f _A , f _B ) of the ellipsenformi surface of the at least one reflector ( 1 A, 1 B) in order to transmit a luminous flux from the light source group reflecting integrator portion ( 14 );
the lighting device overall having an optical axis (X) which forms a predetermined angle (α, β) to an optical axis (S _A , S _B ) of the at least one reflector ( 1 A, 1 B).

2. Lighting device according to claim 1, characterized in that at least one lens (9, 13) is arranged for emitting the light flux from the mirror element (12) for lntegratorabschnitt (14) than in the We sentlichen parallel light flux to the mirror element side of the integrator section (14).

3. Lighting device according to claim 1, characterized in that the lens ( 9 ) with the integrator plate ( 7 ) on the Spiegelelemen t side in the integrator section ( 14 ) on the mirror element ( 12 ) facing side of the integrator plate ( 7 ) is integrally formed.

4. Lighting device according to claim 3, characterized in that the lens ( 9 ) is integrally formed with the integrator plate made of plastic material.

5. Lighting device according to claim 1, characterized in that the lens ( 9 , 13 ) has an aspherical surface.

6. Lighting device according to claim 2, characterized in that the light source group has at least two light source sections ( 11 A, 11 B) which are arranged such that the respective light fluxes thereof onto the lens ( 9 , 13 ) at an angle (α, β ) with which a central axis (S _A , S _B ) of each of the light fluxes essentially intersects the optical axis (X) of the lens ( 9 , 13 ).

7. Lighting device according to claim 1, characterized in that the light source group has at least two light source sections ( 11 A, 11 B), while the mirror element ( 12 ) has a reflection surface ( 12 A, 12 B) near the other focal point (f _A , f having _B) of the elliptical surface of each of the reflectors (1 A, 1 B) of the two light source sections (11 A, 11 B) to the light flux from the light source group for lntegratorabschnitt to reflect back.

8. projection display device, characterized by the lighting device according to claim 1, a light valve ( 23 B, 23 G, 23 R) for modulating the light output by the integrator section ( 14 ) according to predetermined image information, and a projection lens ( 25 ) for projecting an optical one Image, which is formed by the light modulated by the light valve, on a screen.