JP2002062497A - 照明光学装置とそれを用いた投写映像装置と一体型映像表示装置 - Google Patents
照明光学装置とそれを用いた投写映像装置と一体型映像表示装置Info
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Abstract
化、低消費電力化、低騒音化を実現する照明光学装置、
投写映像装置、及び一体型映像表示装置を提供する。 【解決手段】 照明光学装置は、複数の異なる色光207,
208,209を射出する光源と、回転する複数の光走査器10
2,103,104と、複数の走査レンズ109,110,111とを備え
る。光走査器は、円柱体の外周に形成された螺旋状の反
射面102,103,104を有する。各色光を回転軸と平行な方
向から各反射面にそれぞれ入射させ、反射した各色光を
各走査レンズによって拡大して、被照明領域を複数の異
なる色光で順次走査する。
Description
で順次走査する照明光学装置、及びそれを用いた投写映
像装置、並びに投写映像装置を用いた一体型映像表示装
置に関するものである。
映像を拡大投射する装置は、特開平6−319148号
公報により知られている。該装置では、同軸に配置さ
れ、互いに30度だけ回転角がずれた第1、第2および
第3の多角形プリズムを回転させることで、各プリズム
に入射した各色光が屈折作用を受けて光弁上を順次走査
する。
る多角形プリズムに色光を入射させ、屈折作用により偏
向させるため、走査の直線性がプリズムを構成する面数
に依存する。直線性を高めるにはプリズムの面数を増や
して多面化をする必要があるが、色光が入射するプリズ
ムの各面の大きさは一定の大きさを確保しなければなら
ないから、多面化に伴いプリズムの大きさも必然的に大
きくしなければならない。また、大きなプリズムを回転
させるには回転手段としてのモータ等に大きな回転トル
クが必要となる。さらに、エッジを有するプリズムを回
転させる場合、風損の発生が大きくなりがちで、さらに
大きな回転トルクを必要とする。これらはコストの上昇
と消費電力の増大を招く。加えて、風損の発生は騒音を
発生させる原因にもなり、映像を視聴する際に大きな障
害になる。
の直線性の向上、風損の低減、低コスト化、低消費電力
化、低騒音化を実現する照明光学装置、投写映像装置、
及び一体型映像表示装置を提供することを目的とする。
成するために以下の構成とする。
なる色光を射出する光源と、複数の光走査器と、前記複
数の光走査器を回転させる回転手段と、少なくとも一つ
の走査レンズとを備え、前記光走査器は、回転軸に対し
て所定角度で傾斜した線分が、回転軸を中心として周回
しながら同時に回転軸方向に移動することによって得ら
れる軌跡によって形成される反射面を有し、前記各色光
を前記光走査器の前記反射面にそれぞれ入射させ、反射
させた後、前記走査レンズを通過させて、被照明領域を
複数の異なる色光で順次走査することを特徴とする。
数の異なる色光を射出する光源と、複合光走査器と、前
記複合光走査器を回転させる回転手段と、少なくとも一
つの走査レンズとを備え、前記複合光走査器は、回転軸
に対して所定の角度で傾斜した線分が、回転軸を中心と
して周回しながら同時に回転軸方向に移動することによ
って得られる軌跡によって形成される反射面を、回転軸
方向に複数個有し、前記各色光を前記複合光走査器の反
射面にそれぞれ入射させ、反射させた後、前記走査レン
ズを通過させて、被照明領域を複数の異なる色光で順次
走査することを特徴とする。
色光を射出する光源と、複合光走査器と、前記複合光走
査器を回転させる回転手段と、少なくとも一つの走査レ
ンズとを備え、前記複合光走査器は、回転軸に対して所
定の角度で傾斜した線分が、回転軸を中心として周回し
ながら同時に回転軸方向に移動することによって得られ
る軌跡によって形成されるダイクロイックミラー面を、
回転軸方向に複数個有し、前記白色光を前記複合光走査
器の前記複数のダイクロイックミラー面に順次入射さ
せ、複数の異なる色光に分光して反射させた後、前記走
査レンズを通過させて、被照明領域を複数の異なる色光
で順次走査することを特徴とする。
数の異なる色光を射出する光源と、中空部を有する複合
光走査器と、前記複合光走査器の中空部に配置された複
数の第3の反射面と、前記複合光走査器を回転させる回
転手段と、少なくとも一つの走査レンズとを備え、前記
複合光走査器は、回転軸に対して所定の角度で傾斜した
線分が、回転軸を中心として周回しながら同時に回転軸
方向に移動することによって得られる軌跡によって形成
される、回転軸方向に配置された複数の第1の反射面
と、回転軸に対して所定の角度で傾斜した線分が、回転
軸を中心として周回することによって得られる軌跡によ
って形成される、回転軸方向に配置された複数の第2の
反射面とを有し、前記各色光を前記複合光走査器の回転
軸と略平行な方向から前記第3の反射面にそれぞれ入射
させ、前記回転軸と略直角方向に反射させ、前記第2の
反射面で反射させ、更に前記第1の反射面で反射させた
後、前記走査レンズを通過させて、被照明領域を複数の
異なる色光で順次走査することを特徴とする。
色光を射出する光源と、中空部を有する複合光走査器
と、前記複合光走査器の中空部に配置された複数のダイ
クロイックミラー面と、前記複合光走査器を回転させる
回転手段と、少なくとも一つの走査レンズとを備え、前
記複合光走査器は、回転軸に対して所定の角度で傾斜し
た線分が、回転軸を中心として周回しながら同時に回転
軸方向に移動することによって得られる軌跡によって形
成される、回転軸方向に配置された複数の第1の反射面
と、回転軸に対して所定の角度で傾斜した線分が、回転
軸を中心として周回することによって得られる軌跡によ
って形成される、回転軸方向に配置された複数の第2の
反射面とを有し、前記白色光を前記複合光走査器の回転
軸と略平行な方向から前記複数のダイクロイックミラー
面に順次入射させ、前記回転軸と略直角方向に分光反射
させ、分光反射した複数の異なる色光をそれぞれ前記第
2の反射面で反射させ、更に前記第1の反射面で反射さ
せた後、前記走査レンズを通過させて、被照明領域を複
数の異なる色光で順次走査することを特徴とする。
数の異なる色光を射出する光源と、中空部を有する複合
光走査器と、前記複合光走査器の中空部に配置された複
数の第2の反射面と、前記複合光走査器を回転させる回
転手段と、複数の第3の反射面と、少なくとも一つの走
査レンズとを備え、前記複合光走査器は、回転軸に対し
て所定の角度で傾斜した線分が、回転軸を中心として周
回しながら同時に回転軸方向に移動することによって得
られる軌跡によって形成される第1の反射面を、回転軸
方向に複数個有し、前記各色光を前記複合光走査器の回
転軸と略平行な方向から前記第2の反射面にそれぞれ入
射させ、前記回転軸と略直角方向に反射させ、前記第3
の反射面で反射させ、更に前記第1の反射面で反射させ
た後、前記走査レンズを通過させて、被照明領域を複数
の異なる色光で順次走査することを特徴とする。
色光を射出する光源と、中空部を有する複合光走査器
と、前記複合光走査器の中空部に配置された複数のダイ
クロイックミラー面と、前記複合光走査器を回転させる
回転手段と、複数の第2の反射面と、少なくとも一つの
走査レンズとを備え、前記複合光走査器は、回転軸に対
して所定の角度で傾斜した線分が、回転軸を中心として
周回しながら同時に回転軸方向に移動することによって
得られる軌跡によって形成される第1の反射面を、回転
軸方向に複数個有し、前記白色光を前記複合光走査器の
回転軸と略平行な方向から前記複数のダイクロイックミ
ラー面に順次入射させ、前記回転軸と略直角方向に分光
反射させ、分光反射した複数の異なる色光をそれぞれ前
記第2の反射面で反射させ、更に前記第1の反射面で反
射させた後、前記走査レンズを通過させて、被照明領域
を複数の異なる色光で順次走査することを特徴とする。
〜第7のうちのいずれかの照明光学装置と、光変調装置
と、光変調装置を駆動する電子回路と、投写光学装置と
からなることを特徴とする。
記投写映像装置とスクリーンとを筐体に納めて構成され
る。
あるいは複合光走査器による走査の直線性が良好である
ために投写映像装置を構成する電子回路の構成が容易に
なる。また、風損が少なく、騒音が小さいことにより、
光走査器あるいは複合光走査器を回転するのに必要な回
転トルクが小さくてすみ、小型のモータで駆動可能であ
り、低コスト化と低消費電力化を実現できる。従って、
走査の直線性がよく、風損が低減され、低コスト、低消
費電力、低騒音の照明光学装置、投写映像装置、及び一
体型映像表示装置を提供できる。
施の形態を説明する。
施の形態の照明光学装置101が被照明領域105を複
数の色光で順次走査して照明する構成を示す立面図であ
る。赤色光207を走査する光走査器102、緑色光2
08を走査する光走査器103、青色光209を走査す
る光走査器104は、回転手段(図示せず)により、そ
れぞれ矢印106、107、108の方向に回転する。
走査された各色光は走査レンズ109、110、111
により被照明領域105の幅方向に広げられると同時
に、紙面に垂直方向に走査し照明する。
104の構成を示す正面図である。円柱状の回転軸体2
01、202、203の側面につば状の反射面204、
205、206が回転軸213、214、215方向に
移動しながら(即ち、螺旋状に)設けられている。すな
わち、反射面204、205、206は、回転軸に対し
て所定角度(例えば45度)で傾斜した線分が、回転軸
を中心として周回しながら、同時に回転軸方向に一定速
度で移動する軌跡によって形成されている。換言すれ
ば、ボルト等の雄ねじに刻まれた歯面、あるいはスクリ
ューに形成された螺旋状の歯面と類似の形状を有してい
る。また、反射面204、205、206は回転軸体の
全周(360度)よりわずかに少ない角度範囲に形成さ
れている。
射出される。このような光源としては、例えば白色光光
源と白色光を分光分岐する周知の手段を用いて構成する
ことができる。
から反射面204に入射し、回転軸213と直角方向に
反射される。同様に、緑色光208は回転軸214と平
行な方向から反射面205に入射し、回転軸214と直
角方向に反射される。青色光209は回転軸215と平
行な方向から反射面206に入射し、回転軸215と直
角方向に反射される。
手段であるモータ210、211、212により回転す
る。この結果、各光走査器上の反射面204、205、
206に各色光が入射する位置が回転軸方向(高さ方
向)に変化することで、各色光は走査され、走査レンズ
109、110、111を介して被照明領域105を走
査しながら照明する。
れの反射面の高さ方向の変化量とが比例するように、即
ち、反射面を形成する回転軸に対して傾斜した線分の、
回転軸回りの回転角速度と回転軸方向の移動速度とが直
線性を有するように、光走査器を構成し、且つ光走査器
の回転速度を一定に維持すれば、走査の直線性は完全に
なる。
4を同一形状に形成し、互いに所定の位相差を保ちなが
ら、すなわち120度ずつ回転角(位相)をずらして回
転させることで、被照明領域105を各色光が重なるこ
となく順次走査することができる。
査レンズを用い、光走査器に一対一に対応させて走査レ
ンズを配置しているが、本発明はこのような構成に限定
されない。例えば、走査レンズの数を1つのみとし、複
数の光走査器の反射面で反射された各色光を、共通する
一つの走査レンズに入射させることもできる。このと
き、複数の反射面で反射した複数の色光を共通する走査
レンズに導くための反射ミラー又はプリズムと、各色光
の光路長を等価的に同一にするためのリレーレンズとを
用いて光学系を構成することが好ましいことは言うまで
もない。
タ210,211,212を、光走査器102,10
3,104に一対一に対応して設けているが、本発明は
このような構成に限定されない。例えば、1つのモータ
からの駆動力を周知の駆動力分配方法により分配して各
光走査器102,103,104を回転させても良い。
施の形態の照明光学装置301が被照明領域105を複
数の色光で順次走査して照明する構成を示す断面図であ
る。
査器102、103、104を回転軸方向に同軸となる
ように連結したのと同等の構成を有する。複合光走査器
302は回転手段であるモータ303によって回転軸3
10回りに回転する。複合光走査器302の円柱状の回
転軸体311の側面には複数の反射面304、305、
306が設けられている。これらの反射面304、30
5、306は回転軸に対して所定の角度(例えば45
度)で傾斜した線分が、回転軸を中心として周回しなが
ら、同時に回転軸に沿って移動する軌跡によって形成さ
れている。さらに、3個の反射面304、305、30
6は回転方向に互いに所定の位相差を設けて、すなわち
120度ずつ回転角(位相)をずらして回転軸体311
上に形成されている。
射出される。このような光源としては、例えば白色光光
源と白色光を分光分岐する周知の手段を用いて構成する
ことができる。
から反射面304に入射し、回転軸310と直角方向に
反射される。緑色光308は回転軸310と平行な方向
から反射面305に入射し、回転軸310と直角方向に
反射される。赤色光309は回転軸310と平行な方向
から反射面306に入射し、回転軸310と直角方向に
反射される。
タ303により回転される。この結果、複合光走査器3
02上の各反射面304、305、306に各色光が入
射する位置が回転軸方向(高さ方向)に変化すること
で、各色光は走査され、走査レンズ109、110、1
11を介して被照明領域105を走査しながら照明す
る。
(回転軸310方向)の変化量とが比例するように反射
面を形成しておけば、走査の直線性は完全になる。
を回転方向に互いに所定の位相差を設けて、すなわち1
20度ずつ回転角(位相)をずらして回転軸体311に
一体化していることで、被照明領域105を各色光が重
なることなく順次走査することができる。
レンズを用い、反射面に一対一に対応させて走査レンズ
を配置しているが、本発明はこのような構成に限定され
ない。例えば、走査レンズの数を1つのみとし、複数の
反射面で反射された各色光を、共通する一つの走査レン
ズに入射させることもできる。このとき、複数の反射面
で反射した複数の色光を共通する走査レンズに導くため
の反射ミラー又はプリズムと、各色光の光路長を等価的
に同一にするためのリレーレンズとを用いて光学系を構
成することが好ましいことは言うまでもない。
施の形態の照明光学装置401が被照明領域105を複
数の色光で順次走査して照明する構成を示す正面図、図
5はその断面図である。
ータ303によって回転される。複合光走査器402の
円柱状の回転軸体407の側面には3つのダイクロイッ
クミラー面403、404、405が設けられている。
これらのダイクロイックミラー面は回転軸310に対し
て所定の角度(例えば45度)で傾斜した線分が、回転
軸を中心として周回しながら、同時に回転軸に沿って移
動する軌跡によって形成されている。さらに、3個のダ
イクロイックミラー面403、404、405は回転方
向に互いに所定の位相差を設けて、すなわち120度ず
つ回転角(位相)をずらして回転軸体407と一体化さ
れ複合光走査器402を構成している。
回転軸310と平行な方向からダイクロイックミラー面
403に入射し、青色光成分は回転軸310と直角方向
に反射され、走査レンズ109を介して被照明領域10
5を走査し照明する。白色光から青色光成分が除かれた
色光はダイクロイックミラー面404に入射し、緑色光
成分は回転軸310と直角方向に反射され、走査レンズ
110を介して被照明領域105を走査し照明する。白
色光から青および緑色光成分が除かれた色光はダイクロ
イックミラー面405に入射し、赤色光成分は回転軸3
10と直角方向に反射され、走査レンズ111を介して
被照明領域105を走査し照明する。
とダイクロイックミラー面の高さ方向(回転軸310方
向)の変化量とが比例するようにダイクロイックミラー
面を形成しておけば、走査の直線性は完全になる。
3、404、405を回転方向に互いに所定の位相差を
設けて、すなわち120度ずつ回転角(位相)をずらし
て回転軸体407に一体化していることで、被照明領域
105を各色光で重なることなく順次走査することがで
きる。
入射側からの並びの順番、すなわち分光反射特性の順番
を、上記のように青色光、緑色光、赤色光にすることに
より、少ない層数のダイクロイックミラー面により最後
に分光される赤色光中に含まれる不要分光成分を抑制す
ることができ、低コストで色純度の高い照明光学装置を
提供することができる。
色光、青色光にすることにより、赤色光成分の利用効率
を高めることができるので、赤色光成分の発光スペクト
ル成分が低い高圧水銀ランプを用いる場合でも光利用効
率の高い照明光学装置を提供することができる。
クミラー面405は、入射する色光に不要な色光成分が
含まれていなければダイクロイックミラー面に代えて一
般的な反射面を用いても同様な照明光学装置を構成でき
る。
ー面と同数の走査レンズを用い、ダイクロイックミラー
面に一対一に対応させて走査レンズを配置しているが、
本発明はこのような構成に限定されない。例えば、走査
レンズの数を1つのみとし、複数のダイクロイックミラ
ー面で反射された各色光を、共通する一つの走査レンズ
に入射させることもできる。このとき、複数のダイクロ
イックミラー面で反射した複数の色光を共通する走査レ
ンズに導くための反射ミラー又はプリズムと、各色光の
光路長を等価的に同一にするためのリレーレンズとを用
いて光学系を構成することが好ましいことは言うまでも
ない。
施の形態の照明光学装置601が被照明領域105を複
数の色光で順次走査して照明する構成を示す断面図であ
る。
ータ303によって回転される。複合光走査器602の
円筒状の回転軸体603の側面には3つの第1の反射面
604、605、606と3つの第2の反射面607、
608、609が交互に設けられている。第1の反射面
604、605、606は、実施の形態2に示した反射
面304、305、306と同様に、回転軸310に対
して所定の角度(例えば45度)で傾斜した線分が、回
転軸を中心として周回しながら、同時に回転軸に沿って
移動する軌跡によって形成されている。さらに、第2の
反射面607、608、609は、円錐面の一部を形成
するように、回転軸310に対して所定の角度(例えば
45度)で傾斜した線分が、回転軸を中心として回転軸
に垂直な面内で周回する軌跡によって形成されている。
さらに、3つの第1の反射面604、605、606は
回転方向に互いに所定の位相差を設けて、すなわち12
0度ずつ回転角(位相)をずらして回転軸体603上に
形成されている。
間には、3つの第3の反射面610、611、612が
回転軸310に対して所定角度傾斜させて設けられてい
る。
射出される。このような光源としては、例えば白色光光
源と白色光を分光分岐する周知の手段を用いて構成する
ことができる。
から入射し、第3の反射面610で回転軸310と略垂
直方向に反射され、第2の反射面607に入射する。こ
こで反射された青色光は第1の反射面604に入射し、
回転軸310と直角方向に反射された後、走査レンズ1
09を介して被照明領域105を走査し照明する。同様
に、緑色光614は回転軸310と平行な方向から入射
し、第3の反射面611で回転軸310と略垂直方向に
反射され、第2の反射面608に入射する。ここで反射
された緑色光は第1の反射面605に入射し、回転軸3
10と直角方向に反射された後、走査レンズ110を介
して被照明領域105を走査し照明する。さらに、赤色
光615は回転軸310と平行な方向から入射し、第3
の反射面612で回転軸310と略垂直方向に反射さ
れ、第2の反射面609に入射する。ここで反射された
赤色光は第1の反射面606に入射し、回転軸310と
直角方向に反射された後、走査レンズ111を介して被
照明領域105を走査し照明する。
4、605、606の高さ方向(回転軸310方向)の
変化量とが比例するように第1の反射面を形成しておけ
ば、走査の直線性は完全になる。
606を回転方向に互いに所定の位相差を設けて、すな
わち120度ずつ回転角(位相)をずらして回転軸体6
03に一体化していることで、被照明領域105を各色
光で重なることなく順次走査することができる。
する部材(回転軸体603)は光透過性であり、光利用
効率を高めるために該部材の光透過率は70%以上であ
ることが望ましい。光透過率が低いと、光の吸収による
損失が大きくなり、光利用効率が低下する。
の走査レンズを用い、第1の反射面に一対一に対応させ
て走査レンズを配置しているが、本発明はこのような構
成に限定されない。例えば、走査レンズの数を1つのみ
とし、複数の第1の反射面で反射された各色光を、共通
する一つの走査レンズに入射させることもできる。この
とき、複数の第1の反射面で反射した複数の色光を共通
する走査レンズに導くための反射ミラー又はプリズム
と、各色光の光路長を等価的に同一にするためのリレー
レンズとを用いて光学系を構成することが好ましいこと
は言うまでもない。
施の形態の照明光学装置701が被照明領域105を複
数の色光で順次走査して照明する構成を示す断面図であ
る。
ータ303によって回転される。複合光走査器602の
円筒状の回転軸体603の側面には3つの第1の反射面
604、605、606と3つの第2の反射面607、
608、609が交互に設けられている。第1の反射面
604、605、606は、実施の形態2に示した反射
面304、305、306と同様に、回転軸310に対
して所定の角度(例えば45度)で傾斜した線分が、回
転軸を中心として周回しながら、同時に回転軸に沿って
移動する軌跡によって形成されている。さらに、第2の
反射面607、608、609は、円錐面の一部を形成
するように、回転軸310に対して所定の角度(例えば
45度)で傾斜した線分が、回転軸を中心として回転軸
に垂直な面内で周回する軌跡によって形成されている。
さらに、3つの第1の反射面604、605、606は
回転方向に互いに所定の位相差を設けて、すなわち12
0度ずつ回転角(位相)をずらして回転軸体603上に
形成されている。
間には、3つのダイクロイックミラー面703、70
4、705が回転軸310に対して所定角度傾斜させ
て、一直線上に設けられている。
回転軸と平行な方向から回転軸体603の中央部に入射
し、ダイクロイックミラー面703に入射し、青色光成
分は回転軸310に略垂直方向に反射され第2の反射面
607に入射する。ここで反射された青色光は第1の反
射面604に入射し、回転軸310と直角方向に反射さ
れた後、走査レンズ109を介して被照明領域105を
走査し照明する。同様に、白色光から青色光成分が除か
れた色光はダイクロイックミラー面704に入射し、緑
色光成分は回転軸310に略垂直方向に反射され第2の
反射面608に入射する。ここで反射された緑色光は第
1の反射面605に入射し、回転軸310と直角方向に
反射された後、走査レンズ110を介して被照明領域1
05を走査し照明する。さらに、白色光から青および緑
色光成分が除かれた色光はダイクロイックミラー面70
5に入射し、赤色光成分は回転軸310に略垂直方向に
反射され第2の反射面609に入射する。ここで反射さ
れた赤色光は第1の反射面606に入射し、回転軸31
0と直角方向に反射された後、走査レンズ111を介し
て被照明領域105を走査し照明する。
4、605、606の高さ方向(回転軸310方向)の
変化量とが比例するように第1の反射面を形成しておけ
ば、走査の直線性は完全になる。
606を回転方向に互いに所定の位相差を設けて、すな
わち120度ずつ回転角(位相)をずらして回転軸体6
03に一体化していることで、被照明領域105を各色
光で重なることなく順次走査することができる。
する部材(回転軸体603)は光透過性であり、光利用
効率を高めるために該部材の光透過率は70%以上であ
ることが望ましい。光透過率が低いと、光の吸収による
損失が大きくなり、光利用効率が低下する。
入射側からの並びの順番、すなわち分光反射特性の順番
を、上記のように青色光、緑色光、赤色光にすることに
より、少ない層数のダイクロイックミラー面により最後
に分光される赤色光中に含まれる不要分光成分を抑制す
ることができ、低コストで色純度の高い照明光学装置を
提供することができる。
色光、青色光にすることにより、赤色光成分の利用効率
を高めることができるので、赤色光成分の発光スペクト
ル成分が低い高圧水銀ランプを用いる場合でも光利用効
率の高い照明光学装置を提供することができる。
クミラー面705は、入射する色光に不要な色光成分が
含まれていなければダイクロイックミラー面に代えて一
般的な反射面を用いても同様な照明光学装置を構成でき
る。
の走査レンズを用い、第1の反射面に一対一に対応させ
て走査レンズを配置しているが、本発明はこのような構
成に限定されない。例えば、走査レンズの数を1つのみ
とし、複数の第1の反射面で反射された各色光を、共通
する一つの走査レンズに入射させることもできる。この
とき、複数の第1の反射面で反射した複数の色光を共通
する走査レンズに導くための反射ミラー又はプリズム
と、各色光の光路長を等価的に同一にするためのリレー
レンズとを用いて光学系を構成することが好ましいこと
は言うまでもない。
施の形態の照明光学装置801が被照明領域105を複
数の色光で順次走査して照明する構成を示す断面図であ
る。
ータ303によって回転される。複合光走査器802の
円筒状の回転軸体803の側面には3つの第1の反射面
804、805、806が設けられている。第1の反射
面804、805、806は、実施の形態2に示した反
射面304、305、306と同様に、回転軸310に
対して所定の角度(例えば45度)で傾斜した線分が、
回転軸を中心として周回しながら、同時に回転軸に沿っ
て移動する軌跡によって形成されている。さらに、3つ
の第1の反射面804、805、806は回転方向に互
いに所定の位相差を設けて、すなわち120度ずつ回転
角(位相)をずらして回転軸体803に一体化され複合
光走査器を構成している。
間には、3つの第2の反射面807、808、809が
回転軸310に対して所定角度傾斜させて設けられてい
る。
射面804、805、806とそれぞれ対向する位置に
3つの第3の反射面810、811、812が設けられ
ている。
射出される。このような光源としては、例えば白色光光
源と白色光を分光分岐する周知の手段を用いて構成する
ことができる。
から入射し、第2の反射面807に入射し、回転軸31
0と略垂直方向に反射され、第3の反射面810に入射
する。ここで反射された青色光は第1の反射面804に
入射し、回転軸310と直角方向に反射された後、走査
レンズ109を介して被照明領域105を走査し照明す
る。同様に、緑色光814は回転軸310と平行な方向
から入射し、第2の反射面808に入射し、回転軸31
0と略垂直方向に反射され、第3の反射面811に入射
する。ここで反射された緑色光は第1の反射面805に
入射し、回転軸310と直角方向に反射された後、走査
レンズ110を介して被照明領域105を走査し照明す
る。さらに同様に、赤色光815は回転軸310と平行
な方向から入射し、第2の反射面809に入射し、回転
軸310と略垂直方向に反射され、第3の反射面812
に入射する。ここで反射された赤色光は第1の反射面8
06に入射し、回転軸310と直角方向に反射された
後、走査レンズ111を介して被照明領域105を走査
し照明する。
4、805、806の高さ方向(回転軸310方向)の
変化量とが比例するように第1の反射面を形成しておけ
ば、走査の直線性は完全になる。
806を回転方向に互いに所定の位相差を設けて、すな
わち120度ずつ回転角(位相)をずらして回転軸体8
03に一体化していることで、被照明領域105を各色
光で重なることなく順次走査することができる。
する部材(回転軸体803)は光透過性であり、光利用
効率を高めるために該部材の光透過率は70%以上であ
ることが望ましい。光透過率が低いと、光の吸収による
損失が大きくなり、光利用効率が低下する。
の走査レンズを用い、第1の反射面に一対一に対応させ
て走査レンズを配置しているが、本発明はこのような構
成に限定されない。例えば、走査レンズの数を1つのみ
とし、複数の第1の反射面で反射された各色光を、共通
する一つの走査レンズに入射させることもできる。この
とき、複数の第1の反射面で反射した複数の色光を共通
する走査レンズに導くための反射ミラー又はプリズム
と、各色光の光路長を等価的に同一にするためのリレー
レンズとを用いて光学系を構成することが好ましいこと
は言うまでもない。
施の形態の照明光学装置901が被照明領域105を複
数の色光で順次走査して照明する構成を示す断面図であ
る。
ータ303によって回転される。複合光走査器802の
円筒状の回転軸体803の側面には3つの第1の反射面
804、805、806が設けられている。第1の反射
面804、805、806は、実施の形態2に示した反
射面304、305、306と同様に、回転軸310に
対して所定の角度(例えば45度)で傾斜した線分が、
回転軸を中心として周回しながら、同時に回転軸に沿っ
て移動する軌跡によって形成されている。さらに、3つ
の第1の反射面804、805、806は回転方向に互
いに所定の位相差を設けて、すなわち120度ずつ回転
角(位相)をずらして回転軸体803上に形成されてい
る。
間には、3つのダイクロイックミラー面703、70
4、705が回転軸310に対して所定角度傾斜させて
一直線上に設けられている。
804、805、806とそれぞれ対向する位置に3つ
の第2の反射面910、911、912が設けられてい
る。
回転軸310と平行な方向から回転軸体802の中央部
に入射し、ダイクロイックミラー面703に入射し、青
色光成分は回転軸310と略垂直方向に反射され、第2
の反射面910に入射する。ここで反射された青色光は
第1の反射面804に入射し、回転軸310と略垂直方
向に反射された後、走査レンズ109を介して被照明領
域105を走査し照明する。同様に、白色光から青色光
成分が除かれた色光はダイクロイックミラー面704に
入射し、緑色光成分は回転軸310と略垂直方向に反射
され、第2の反射面911に入射する。ここで反射され
た緑色光は第1の反射面805に入射し、回転軸310
と略垂直方向に反射された後、走査レンズ110を介し
て被照明領域105を走査し照明する。さらに、白色光
から青および緑色光成分が除かれた色光はダイクロイッ
クミラー面705に入射し、赤色光成分は回転軸310
と略垂直方向に反射され、第2の反射面912に入射す
る。ここで反射された赤色光は第1の反射面806に入
射し、回転軸310と略垂直方向に反射された後、走査
レンズ111を介して被照明領域105を走査し照明す
る。
4、805、806の高さ方向(回転軸310方向)の
変化量とが比例するように第1の反射面を形成しておけ
ば、走査の直線性は完全になる。
806は回転方向に互いに所定の位相差を設けて、すな
わち120度ずつ回転角(位相)をずらして回転軸体8
03に一体化していることで、被照明領域105を各色
光で重なることなく順次走査することができる。
する部材(回転軸体803)は光透過性であり、光利用
効率を高めるために該部材の光透過率は70%以上であ
ることが望ましい。光透過率が低いと、光の吸収による
損失が大きくなり、光利用効率が低下する。
入射側からの並びの順番、すなわち分光反射特性の順番
を、上記のように青色光、緑色光、赤色光にすることに
より、少ない層数のダイクロイックミラー面により最後
に分光される赤色光中に含まれる不要分光成分を抑制す
ることができ、低コストで色純度の高い照明光学装置を
提供することができる。
色光、青色光にすることにより、赤色光成分の利用効率
を高めることができるので、赤色光成分の発光スペクト
ル成分が低い高圧水銀ランプを用いる場合でも光利用効
率の高い照明光学装置を提供することができる。
クミラー面705は、入射する色光に不要な色光成分が
含まれていなければダイクロイックミラー面に代えて一
般的な反射面を用いても同様な照明光学装置を構成でき
る。
の走査レンズを用い、第1の反射面に一対一に対応させ
て走査レンズを配置しているが、本発明はこのような構
成に限定されない。例えば、走査レンズの数を1つのみ
とし、複数の第1の反射面で反射された各色光を、共通
する一つの走査レンズに入射させることもできる。この
とき、複数の第1の反射面で反射した複数の色光を共通
する走査レンズに導くための反射ミラー又はプリズム
と、各色光の光路長を等価的に同一にするためのリレー
レンズとを用いて光学系を構成することが好ましいこと
は言うまでもない。
いは複合光走査器の周囲に形成される反射面は、アルミ
などの金属物を反射面となる対象の面に蒸着することで
実現できる。
光学装置1001と、照明光学装置1001によって異
なる色光によって順次走査され照明される光変調装置1
002と、光変調装置1002を駆動する電子回路10
03と、光変調装置1002によって変調された光を投
射する投写光学装置1004とから構成される本発明の
第8の実施の形態の投写映像装置1005の構成図であ
る。投写映像装置1005によってスクリーン1006
上に映像情報が拡大投影される。照明光学装置1001
としては、上記の実施の形態1〜7のいずれかの照明光
学装置を用いることができる。電子回路1003は、異
なる色光によって順次走査される光変調装置1002に
適した駆動信号を映像信号に応じて生成し、光変調装置
1002を駆動する。光変調装置1002としては、例
えば透過型の液晶表示パネルを用いることができる。
1の走査の直線性が良好であるため、電子回路1003
の構成が容易であること、風損が少なく小型のモータで
走査が可能であること、低騒音であること等により、産
業上の価値の高い投写映像装置を提供することができ
る。
の形態8の投写映像装置1005と、折り返し反射鏡1
101と、透過型スクリーン1102とを筐体1103
に納めた本発明の第9の実施の形態の一体型映像表示装
置1104の構成図である。
の直線性が良好であるため、電子回路の構成が容易であ
ること、風損が少なく小型のモータで走査が可能である
こと、低騒音であること等により、産業上の価値の高い
一体型映像表示装置を提供することができる。
くまでも本発明の技術的内容を明らかにする意図のもの
であって、本発明はこのような具体例にのみ限定して解
釈されるものではなく、その発明の精神と請求の範囲に
記載する範囲内でいろいろと変更して実施することがで
き、本発明を広義に解釈すべきである。
れば、光走査器あるいは複合光走査器による走査の直線
性が良好であるために投写映像装置を構成する電子回路
の構成が容易になる。また、風損が少なく、騒音が小さ
いことにより、光走査器あるいは複合光走査器を回転す
るのに必要な回転トルクが小さくてすみ、小型のモータ
で駆動可能であり、低コスト化と低消費電力化を実現で
きる。従って、走査の直線性がよく、風損が低減され、
低コスト、低消費電力、低騒音の照明光学装置、投写映
像装置、及び一体型映像表示装置を提供できる。
略構成を示す立面図
示す正面図
略構成を示す断面図
略構成を示す正面図
略構成を示す断面図
略構成を示す断面図
略構成を示す断面図
略構成を示す断面図
略構成を示す断面図
構成図
装置の構成図
Claims (33)
- 【請求項1】 複数の異なる色光を射出する光源と、複
数の光走査器と、前記複数の光走査器を回転させる回転
手段と、少なくとも一つの走査レンズとを備え、 前記光走査器は、回転軸に対して所定角度で傾斜した線
分が、回転軸を中心として周回しながら同時に回転軸方
向に移動することによって得られる軌跡によって形成さ
れる反射面を有し、 前記各色光を前記光走査器の前記反射面にそれぞれ入射
させ、反射させた後、前記走査レンズを通過させて、被
照明領域を複数の異なる色光で順次走査することを特徴
とする照明光学装置。 - 【請求項2】 赤、青、緑の各色光に対応する3個の光
走査器を有し、前記3個の光走査器は互いに所定の位相
差を保ちながら回転することを特徴とする請求項1に記
載の照明光学装置。 - 【請求項3】 前記走査レンズは前記複数の光走査器に
一対一に対応して設けられており、前記複数の光走査器
の反射面で反射した前記各色光は、それぞれ対応する前
記走査レンズに入射することを特徴とする請求項1に記
載の照明光学装置。 - 【請求項4】 前記走査レンズは一つのみ設けられてお
り、前記複数の光走査器の反射面で反射した前記各色光
は、いずれも共通する前記走査レンズに入射することを
特徴とする請求項1に記載の照明光学装置。 - 【請求項5】 複数の異なる色光を射出する光源と、複
合光走査器と、前記複合光走査器を回転させる回転手段
と、少なくとも一つの走査レンズとを備え、 前記複合光走査器は、回転軸に対して所定の角度で傾斜
した線分が、回転軸を中心として周回しながら同時に回
転軸方向に移動することによって得られる軌跡によって
形成される反射面を、回転軸方向に複数個有し、 前記各色光を前記複合光走査器の反射面にそれぞれ入射
させ、反射させた後、前記走査レンズを通過させて、被
照明領域を複数の異なる色光で順次走査することを特徴
とする照明光学装置。 - 【請求項6】 前記複合光走査器は、回転軸回りに相互
に所定の位相差を有する3個の反射面を有することを特
徴とする請求項5に記載の照明光学装置。 - 【請求項7】 前記走査レンズは前記複数の反射面に一
対一に対応して設けられており、前記複数の反射面で反
射した前記各色光は、それぞれ対応する前記走査レンズ
に入射することを特徴とする請求項5に記載の照明光学
装置。 - 【請求項8】 前記走査レンズは一つのみ設けられてお
り、前記複数の反射面で反射した前記各色光は、いずれ
も共通する前記走査レンズに入射することを特徴とする
請求項5に記載の照明光学装置。 - 【請求項9】 白色光を射出する光源と、複合光走査器
と、前記複合光走査器を回転させる回転手段と、少なく
とも一つの走査レンズとを備え、 前記複合光走査器は、回転軸に対して所定の角度で傾斜
した線分が、回転軸を中心として周回しながら同時に回
転軸方向に移動することによって得られる軌跡によって
形成されるダイクロイックミラー面を、回転軸方向に複
数個有し、 前記白色光を前記複合光走査器の前記複数のダイクロイ
ックミラー面に順次入射させ、複数の異なる色光に分光
して反射させた後、前記走査レンズを通過させて、被照
明領域を複数の異なる色光で順次走査することを特徴と
する照明光学装置。 - 【請求項10】 前記複合光走査器は、回転軸回りに相
互に所定の位相差を有する3個のダイクロイックミラー
面を有することを特徴とする請求項9に記載の照明光学
装置。 - 【請求項11】 前記複数のダイクロイックミラー面は
白色光が入射する側から順番に青、緑、赤を反射する特
性を有することを特徴とする請求項9に記載の照明光学
装置。 - 【請求項12】 前記複数のダイクロイックミラー面は
白色光が入射する側から順番に赤、緑、青を反射する特
性を有することを特徴とする請求項9に記載の照明光学
装置。 - 【請求項13】 前記走査レンズは前記複数のダイクロ
イックミラー面に一対一に対応して設けられており、前
記複数のダイクロイックミラー面で反射した前記各色光
は、それぞれ対応する前記走査レンズに入射することを
特徴とする請求項9に記載の照明光学装置。 - 【請求項14】 前記走査レンズは一つのみ設けられて
おり、前記複数のダイクロイックミラー面で反射した前
記各色光は、いずれも共通する前記走査レンズに入射す
ることを特徴とする請求項9に記載の照明光学装置。 - 【請求項15】 複数の異なる色光を射出する光源と、
中空部を有する複合光走査器と、前記複合光走査器の中
空部に配置された複数の第3の反射面と、前記複合光走
査器を回転させる回転手段と、少なくとも一つの走査レ
ンズとを備え、 前記複合光走査器は、 回転軸に対して所定の角度で傾斜した線分が、回転軸を
中心として周回しながら同時に回転軸方向に移動するこ
とによって得られる軌跡によって形成される、回転軸方
向に配置された複数の第1の反射面と、 回転軸に対して所定の角度で傾斜した線分が、回転軸を
中心として周回することによって得られる軌跡によって
形成される、回転軸方向に配置された複数の第2の反射
面とを有し、 前記各色光を前記複合光走査器の回転軸と略平行な方向
から前記第3の反射面にそれぞれ入射させ、前記回転軸
と略直角方向に反射させ、前記第2の反射面で反射さ
せ、更に前記第1の反射面で反射させた後、前記走査レ
ンズを通過させて、被照明領域を複数の異なる色光で順
次走査することを特徴とする照明光学装置。 - 【請求項16】 前記複合光走査器は、回転軸回りに相
互に所定の位相差を有する3個の第1の反射面を有する
ことを特徴とする請求項15に記載の照明光学装置。 - 【請求項17】 白色光を射出する光源と、中空部を有
する複合光走査器と、前記複合光走査器の中空部に配置
された複数のダイクロイックミラー面と、前記複合光走
査器を回転させる回転手段と、少なくとも一つの走査レ
ンズとを備え、 前記複合光走査器は、 回転軸に対して所定の角度で傾斜した線分が、回転軸を
中心として周回しながら同時に回転軸方向に移動するこ
とによって得られる軌跡によって形成される、回転軸方
向に配置された複数の第1の反射面と、 回転軸に対して所定の角度で傾斜した線分が、回転軸を
中心として周回することによって得られる軌跡によって
形成される、回転軸方向に配置された複数の第2の反射
面とを有し、 前記白色光を前記複合光走査器の回転軸と略平行な方向
から前記複数のダイクロイックミラー面に順次入射さ
せ、前記回転軸と略直角方向に分光反射させ、分光反射
した複数の異なる色光をそれぞれ前記第2の反射面で反
射させ、更に前記第1の反射面で反射させた後、前記走
査レンズを通過させて、被照明領域を複数の異なる色光
で順次走査することを特徴とする照明光学装置。 - 【請求項18】 前記複合光走査器は、回転軸回りに相
互に所定の位相差を有する3個の第1の反射面を有する
ことを特徴とする請求項17に記載の照明光学装置。 - 【請求項19】 前記複数のダイクロイックミラー面は
白色光が入射する側から順番に青、緑、赤を反射する特
性を有することを特徴とする請求項17に記載の照明光
学装置。 - 【請求項20】 前記複数のダイクロイックミラー面は
白色光が入射する側から順番に赤、緑、青を反射する特
性を有することを特徴とする請求項17に記載の照明光
学装置。 - 【請求項21】 複数の異なる色光を射出する光源と、
中空部を有する複合光走査器と、前記複合光走査器の中
空部に配置された複数の第2の反射面と、前記複合光走
査器を回転させる回転手段と、複数の第3の反射面と、
少なくとも一つの走査レンズとを備え、 前記複合光走査器は、回転軸に対して所定の角度で傾斜
した線分が、回転軸を中心として周回しながら同時に回
転軸方向に移動することによって得られる軌跡によって
形成される第1の反射面を、回転軸方向に複数個有し、 前記各色光を前記複合光走査器の回転軸と略平行な方向
から前記第2の反射面にそれぞれ入射させ、前記回転軸
と略直角方向に反射させ、前記第3の反射面で反射さ
せ、更に前記第1の反射面で反射させた後、前記走査レ
ンズを通過させて、被照明領域を複数の異なる色光で順
次走査することを特徴とする照明光学装置。 - 【請求項22】 前記複合光走査器は、回転軸回りに相
互に所定の位相差を有する3個の第1の反射面を有する
ことを特徴とする請求項21に記載の照明光学装置。 - 【請求項23】 白色光を射出する光源と、中空部を有
する複合光走査器と、前記複合光走査器の中空部に配置
された複数のダイクロイックミラー面と、前記複合光走
査器を回転させる回転手段と、複数の第2の反射面と、
少なくとも一つの走査レンズとを備え、 前記複合光走査器は、回転軸に対して所定の角度で傾斜
した線分が、回転軸を中心として周回しながら同時に回
転軸方向に移動することによって得られる軌跡によって
形成される第1の反射面を、回転軸方向に複数個有し、 前記白色光を前記複合光走査器の回転軸と略平行な方向
から前記複数のダイクロイックミラー面に順次入射さ
せ、前記回転軸と略直角方向に分光反射させ、分光反射
した複数の異なる色光をそれぞれ前記第2の反射面で反
射させ、更に前記第1の反射面で反射させた後、前記走
査レンズを通過させて、被照明領域を複数の異なる色光
で順次走査することを特徴とする照明光学装置。 - 【請求項24】 前記複合光走査器は、回転軸回りに相
互に所定の位相差を有する3個の第1の反射面を有する
ことを特徴とする請求項23に記載の照明光学装置。 - 【請求項25】 前記複数のダイクロイックミラー面は
白色光が入射する側から順番に青、緑、赤を反射する特
性を有することを特徴とする請求項23に記載の照明光
学装置。 - 【請求項26】 前記複数のダイクロイックミラー面は
白色光が入射する側から順番に赤、緑、青を反射する特
性を有することを特徴とする請求項23に記載の照明光
学装置。 - 【請求項27】 前記走査レンズは前記複数の第1の反
射面に一対一に対応して設けられており、前記複数の第
1の反射面で反射した前記各色光は、それぞれ対応する
前記走査レンズに入射することを特徴とする請求項1
5、17、21、又は23に記載の照明光学装置。 - 【請求項28】 前記走査レンズは一つのみ設けられて
おり、前記複数の第1の反射面で反射した前記各色光
は、いずれも共通する前記走査レンズに入射することを
特徴とする請求項15、17、21、又は23に記載の
照明光学装置。 - 【請求項29】 前記所定の位相差が120度であるこ
とを特徴とする請求項2,6,10,16,18,2
2,又は24に記載の照明光学装置。 - 【請求項30】 前記中空部を有する複合光走査器は、
光透過性を有する部材を含むことを特徴とする請求項1
5,17、21,又は23に記載の照明光学装置。 - 【請求項31】 前記光透過性を有する部材の光透過率
は70%以上であることを特徴とする請求項30に記載
の照明光学装置。 - 【請求項32】 請求項1,5,9,15,17,2
1,又は23に記載の照明光学装置と、光変調装置と、
光変調装置を駆動する電子回路と、投写光学装置とから
なることを特徴とする投写映像装置。 - 【請求項33】 請求項32に記載の投写映像装置とス
クリーンとを筐体に納めた一体型映像表示装置。
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---|---|---|---|
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---|---|---|---|
JP2000160885 | 2000-05-30 | ||
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