JP2004110062A - 光源装置,光学装置および液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 光反射性を備えた内壁(11)を有し導光路を構成するように中空状に形成された導光路ブロック(10)と、導光路ブロック(10)の一方の端面に対向して導光路に光を射出可能に配置された点光源アレイ(20)と、を備え、さらに、光源から射出された光を変調する光変調素子と、光変調素子によって変調された光を投写するレンズと、を備える。
【選択図】 図1
Description
本発明の光源装置について説明する。図1に本実施形態における光源装置100の斜視図を示す。図2に当該光源装置100を光軸に沿って切断した場合の断面図を示す。この光源装置100は、導光路ブロック10とLED(発光ダイオード)アレイ20を備えている。
本発明の実施形態2は、実施形態1で説明した光源装置を使用するのに適する小型の投写型液晶表示装置である。図4に、本実施形態の投写型液晶表示装置300の光学系構成図を示す。
本発明は上記実施形態に拘束されることなく種々に変更して適用することが可能である。例えば光源装置において、導光路ブロックはその断面形状を上記したような四角柱状に限らず、液晶表示素子の表示領域の外形に合わせた他の形状、三角柱、五角柱その他の多角形状に構成してもよい。さらに内壁が曲面で構成され、断面が円や楕円を呈する円柱形状に構成してもよい。また、導光路を構成する中空構造を空洞にしておく他、透明材料を充填してもよい。
図6及び図7に従い、本発明に係る実施の形態3について説明する。アクリル樹脂の角棒である導光体102の一端面(入射端面)に対向して導光体102とは別体で点光源となる発光ダイオード(LED)103が面状、具体的には2次元上に配置されている。導光体102のもう一方の端面(出射端面)に対向して液晶表示素子101が配置されている。導光体102の出射端面から出射した光で液晶表示素子101を照射する。液晶表示素子101に表示される画像は投写レンズ104で拡大され、スクリーン105に投写される。
以下に本発明に係る実施形態4について説明する。なお、この実施形態4では、前記実施形態3の構成と同一部分については、同一の部品番号を付し、その構成の説明を省略する。
このような光源装置に対して、前記蛍光フィルム107の下流側に液晶表示素子101、投写レンズ104及びスクリーン105を配置し、液晶表示装置を構成することができる。
以下に本発明に係る実施形態5について説明する。なお、この実施形態5では、前記実施形態3の構成と同一部分については、同一の部品番号を付し、その構成の説明を省略する。
図14には、順次点灯を用いたカラー画像表示装置の変形例が示されている。
この変形例に適用される液晶表示素子101の各画素には、色フィルタは存在せず、 LED103R、103G、103Bの順次点灯に同期して、各色毎の画像を形成し、カラー画像を表示するようになっている。
Claims (50)
- 互いに対向する端面を備え、一方の端面から入射した光を他方の端面まで導き出射する導光機能を、有する導光手段と、この導光手段の一方の端面側において複数の点光源が面状に配置された前記導光手段とは別体の点光源アレイと、を有する光源装置。
- 複数の点光源が面状に配置された点光源アレイと、この点光源アレイからの光を少なくとも一端側から入射させ混合させて他の端面側に導き出射させる導光手段と、を各々別体で備えてなる光源装置。
- 前記導光手段において、前記点光源アレイ側から光が入射する端面の外形と光が出射する端面の外形とが実質的に等しい請求項1又は2記載の光源装置。
- 前記点光源が単色発光の発光素子である請求項1又は2記載の光源装置。
- 前記点光源アレイは、異なる色の発光素子を組み合わせたものである請求項1又は2記載の光源装置。
- 前記導光手段は、透明材料の中実又は中空の導光体からなる請求項1乃至5のいずれか1項記載の光源装置。
- 前記点光源アレイと前記導光手段の光の入射端面の間に空気層が介在されてなる請求項1又は2記載の光源装置。
- 前記中空の導光体において、前記点光源アレイ側から光が入射する端面及び光が出射する端面以外の少なくとも一端面の導光手段内部側の面が金属反射面である請求項6記載の光源装置。
- 前記中実の導光体において、前記点光源アレイ側から光が入射する端面及び光が出射する端面以外の少なくとも一端面の導光手段内部側の面が、金属反射面又は該導光手段内に導かれる光に対する全反射面である請求項6記載の光源装置。
- 前記反射面が、複数の平坦な反射面で構成され、前記導光体が多角柱形状を有する請求項6記載の光源装置。
- 前記反射面が曲面で構成されてなる請求項6記載の光源装置。
- 前記導光手段における光が出射する端面の外形と該出射された光が照射される被照明体の光照射面の外形とが実質的に同様である請求項1又は2記載の光源装置。
- 導光手段における光の入射側から出射側までの距離をL、点光源アレイにおける隣接する点光源間の間隔をP、点光源から放射される光の強度が当該光の光軸上の強度の1/2になる位置の光軸からの角度をθとして、L≧P/(tanθ)の関係を満たすように構成されてなる請求項1乃至12のいずれか1項記載の光源装置。
- 前記点光源は発光ダイオードである請求項1乃至13のいずれか1項記載の光源装置。
- 請求項1乃至14のいずれか記載の光源装置と、前記導光手段の光が出射する端面に対向して配置され、当該導光手段からの光を変調する部材と、を有する光学装置。
- 前記導光手段における光が出射する端面の外形面積が、前記導光手段からの光を変調する部材の光照射面の外形面積と実質的に同じである請求項15記載の光学装置。
- 請求項1乃至14のいずれか1項記載の光源装置と、前記導光手段の光が出射される端面側に対向して配置され、前記導光手段から出射された光を変調する液晶表示素子と、を有する液晶表示装置。
- さらに、前記液晶表示素子により光変調された出射光の光路上に配置された拡大レンズと、を有する請求項17記載の液晶表示装置。
- さらに、前記拡大レンズにより前記液晶表示素子の像が投映可能に構成されたスクリーンと、を有する請求項18記載の液晶表示装置。
- 前記導光手段における光が出射する端面の外形面積が、前記液晶表示素子の表示面の外形面積と実質的に同じである請求項17記載の液晶表示装置。
- 光反射性を備えた内壁を有し導光路を構成するように中空状に形成された、導光手段としての導光路ブロックと、この導光路ブロックの一方の端面に対向して前記導光路に光を射出可能に複数の点光源が面状に配置された点光源アレイと、を備える光源装置。
- 前記導光路ブロックは、前記内壁が複数の平坦な反射面で構成された多角柱形状を有する請求項21に記載の光源装置。
- 前記導光路ブロックは、前記内壁が曲面で構成された円柱形状を有する請求項21に記載の光源装置。
- 前記導光路ブロックは、前記点光源アレイが配置された側の端面、該点光源アレイが設けられた端面と対向する光を出射する端面、及び光反射性を備えた内壁に対応する4つの側面から構成される四角柱形状を有する請求項21記載の光源装置。
- 前記点光源は、発光ダイオードである請求項21乃至24のいずれか1項記載の光源装置。
- 請求項21乃至25のいずれか1項に記載の光源装置と、前記導光路ブロックの光が出射する端面に対向して配置され、この導光路ブロックからの光を変調する部材を有する光学装置。
- 前記導光路ブロックにおける光が出射する端面の外形面積が、この導光路ブロックからの光を変調する剖材の光照射面の外形面積と実質的に同様の大きさである請求項26記載の光学装置。
- 請求項21乃至25のいずれか1項記載の光源装置を備えた液晶表示装置であって、前記導光路ブロックの光の出射する端面に対向して配置され、この導光路ブロックから出射された光を変調可能に構成された液晶表示素子を備え、この液晶表示素子の光射出側から画像を直視可能に構成されている液晶表示装置。
- 請求項21乃至25の何れか1項に記載の光源装置を備えた液晶表示装置であって、前記導光路ブロックの他方の端面に対向して配置され、、この導光路ブロックから出射された光を変調可能に構成された液晶表示素子と、この液晶表示素子により光変調された出射光の光路上に配置された拡大レンズと、を備える液晶表示装置。
- 前記拡大レンズにより前記液晶表示素子の像が投影可能に構成されたスクリーンをさらに備える請求項29記載の液晶表示装置。
- 請求項1乃至14、21乃至25の何れか1項に記載の光源装置を複数備えた液晶表示装置であって、前記光源装置は、各原色の波長領域の光を射出可能に構成されるものであり、該光源装置と前記導光手段の光の出射する端面に対向して配置され、前記導光路から射出された光を変調可能に構成された液晶表示素子と、からなる特定色変調ユニットを原色に対応させて備え、各特定色変調ユニットから射出された光を合成可能に構成された色合成手段と、この色合成手段により合成された射出光の光路上に配置された投写レンズと、を備える液晶表示装置。
- 請求項1乃至14、21乃至25のいずれか1項記載の光源装置を複数備えた液晶表示装置であって、この光源装置は白色光を出射するものであり、該光源装置と前記導光手段の光の出射する端面に対向して配置され、前記導光路から射出された光を変調する液晶表示素子と、各原色の波長領域の光を透過可能に構成されたフィルタと、からなる特定色変調ユニットを原色に対応させて備え、各特定色変調ユニットから射出された光を合成可能に構成された色合成手段と、この色合成手段により合成された射出光の光路上に配置された投写レンズと、を備える液晶表示装置。
- 前記色合成手段がダイクロイックプリズムである請求項31又は32記載の液晶表示装置。
- それぞれ三原色光を発光する複数の発光素子が面状に配置された点光源アレイと、この点光源アレイとは別体で、該点光源アレイからの光を一端面から入射させて他の端面側に導く導光体と、を備えてなる光源装置。
- 各色を発光する発光素子を同時或いは順次点灯する回路が設けられている請求項34記載の光源装置。
- 単色光を発光する複数の発光素子が面状に配置された点光源アレイと、この点光源アレイからの光を一端面から入射させて他の端面側に導く導光体と、を備え、この導光体の入射面又は出射面に対向して、前記単色光を白色光へ変換する蛍光フィルムが配置されてなる光源装置。
- 前記点光源アレイと前記導光手段との間に空気層が配置されている請求項34乃至36のいずれか1項記載の光源装置。
- 前記導光体が中空のものであり、前記点光源アレイ側から光が入射する端面及び光が出射する端面以外の少なくとも一端面の前記導光体内部の面が金属反射面である請求項34乃至36の何れか1項に記載の光源装置。
- 前記導光体が中実のものであり、前記点光源アレイ側から光が入射する端面及び光が出射する端面以外の少なくとも一端面の前記導光体内部の面が金属反射面又は当該導光体内に導かれる光に対して全反射面である請求項34乃至36記載の光源装置。
- 導光手段における光の入射側から出射側までの距離をL、点光源アレイにおける隣接する点光源間の間隔をP、各LEDから放射される光の強度が点光源からの放射される光の強度が当該光の光軸上の強度の1/2になる位置の光軸からの角度をθとして、L≧P/(tanθ)の関係を満たすように構成されてなる請求項34乃至39のいずれか1項記載の光源装置。
- 前記発光素子が発光ダイオードである請求項34乃至40のいずれか1項記載の光源装置。
- 請求項34乃至40のいずれか1項記載の光源装置と、前記導光手段の光が出射する端面に対向して配置され、前記導光手段からの光を変調する部材と、を有する光学装置。
- 前記導光手段における光が出射する端面の外形面積が、前記導光手段からの光を変調する部材の光照射面の外形面積と実質的に同様の大きさである請求項40記載の光学装置。
- 請求項33乃至40のいずれか1項記載の光源装置と、前記導光手段の光の出射端面に対向して配置され導光体からの光を変調する液晶表示素子と、を備える液晶表示装置。
- 前記液晶表示素子に対して導光体と反対側に配置された投射レンズを有する請求項44記載の液晶表示装置。
- それぞれ3原色光を発光する複数の発光素子が面状に配置された点光源アレイと、この点光源アレイからの光を一端面から入射させ他の端面側に導く導光体とを備えた光源装置と、前記導光体の光の出射端面に対向して配置され液晶表示素子とを備えた液晶表示装置であって、前記各色の発光素子が順次点灯されるのと同期して各色毎に分離された画像信号に基いて前記液晶表示素子が各色の光を変調し画像を形成することを特徴とする液晶表示装置。
- 互いに対向する端面を備え、一方の端面から入射した光を他方の端面まで導き射出する導光手段と、
前記導光手段における前記一方の端面の側に配置され、複数の光源によって構成された光源部と、
前記導光手段における前記他方の端面の側に配置され、前記光源から射出された光を変調する光変調素子と、
前記光変調素子によって変調された光を投写するレンズと、
を備えたプロジェクタ。 - 前記レンズからの光が投写されるスクリーンをさらに備えたことを特徴とする請求項47に記載のプロジェクタ。
- 前記複数の光源は複数の発光ダイオードであることを特徴とする請求項47に記載のプロジェクタ。
- 前記光変調素子が液晶表示素子であることを特徴とする請求項47に記載のプロジェクタ。
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