JP2004151173A

JP2004151173A - Optical engine

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Publication number: JP2004151173A
Application number: JP2002313697A
Authority: JP
Inventors: Hideo Hara; 秀雄原; Fumiaki Koizumi; 文明小泉
Original assignee: Nitto Optical Co Ltd
Current assignee: Nitto Optical Co Ltd
Priority date: 2002-10-29
Filing date: 2002-10-29
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2022-10-29
Also published as: JP4162971B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical engine which shifts the wavelength of a green light source to the long wavelength side and can increase the light quantity. <P>SOLUTION: The optical engine 10 is provided with a red light source 11R, a green light source 11G, a blue light source 11B, a video display means 20 which put together the light rays of three primary colors emitted by the light sources and emits the resultant light rays and a projection lens 30 which projects the light emitted by the video display means 20. In the green light source 11G, emitted light of a green LED module 12G is superposed on the emitted light of a white LED module 12W by using a dichroic mirror 15a. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロジェクター等に用いられる光学エンジンに関し、特に発光ダイオードを光源とする光学エンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶プロジェクター等に用いられる光学エンジンとしては、超高圧水銀ランプを光源とするフルカラーの光学エンジンが知られている。また最近では、３色の発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源とする光学エンジンの開発が進んでいる。
【０００３】
図７に示すように、ＬＥＤを用いた光学エンジン１では、フルカラー表示のために光の３原色、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のそれぞれに対応した３種類のＬＥＤを用いている。通常、光量を確保するため、ひとつの色毎に多数個の同色ＬＥＤを搭載してモジュール化して用いる。赤色ＬＥＤは赤色ＬＥＤモジュール２Ｒ、緑色ＬＥＤは緑色ＬＥＤモジュール２Ｇ、青色ＬＥＤは青色ＬＥＤモジュール２Ｂとしてそれぞれ一体化している。
なお波長域の異なる複数種類のＬＥＤの発光をダイクロイックミラーでスペクトル合成し、光量を確保する方法も提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
図７で、まず各色の光は偏光変換パネル３等を介して、ＲＧＢの各色専用に設けた映像表示素子である液晶パネル６Ｒ、６Ｇ、６Ｂに入射する。ここで、３原色の光それぞれに対して所定の映像情報を与え、７に出射する。色画像合成プリズム（３色合成用ダイクロイックプリズム）７はＲＧＢ３色の光を合成する。合成した光は投射レンズ８を介してスクリーン（図示せず）に投射されるようになっている。なお、符号５は偏光板、符号４はフィールドレンズを示す。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１３−４２４３１号公報（第３−４頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、一般的なＲＧＢ３種類のＬＥＤを用いて自然な白色を得るためには、緑色ＬＥＤの光量が他の２色に比べて不足している。加えて緑色の発光波長が緑色領域の短波長側（ピーク波長約５３０ｎｍ）に偏っているため、ホワイトバランスを適正に保てないという問題があった。
特許文献１の波長域の異なる複数種類のＬＥＤの発光をスペクトル合成する方法であっても、緑色領域の長波長側で十分強く発光するＬＥＤの開発が遅れており、長波長側への波長シフトは困難であった。
【０００７】
本発明の課題は、フルカラーのＬＥＤを用いた光学エンジンにおいて、緑色光源の光量を上げかつ波長を長波長側にシフトさせることで、演色性を改善し白バランスを適切に保つことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、例えば図１に示すように、赤色光源（赤色ＬＥＤモジュール１２Ｒ）と、緑色光源（緑色ＬＥＤモジュール１２Ｇ）と、青色光源（青色ＬＥＤモジュール１２Ｂ）と、これら３つの光源が出射した三原色の光を合成し出射する映像表示手段（２０）と、前記映像表示手段が出射した光を投射する投射手段（３０）とを有する光学エンジン（１０）において、前記緑色光源として緑色発光ダイオード（緑色ＬＥＤモジュール１２Ｇ）と白色発光ダイオード（白色ＬＥＤモジュール１２Ｗ）とを用いることを特徴とする。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、緑色光源として緑色発光ダイオードと白色発光ダイオードとを用いることにより、緑色発光ダイオードの光量に白色ダイオードの光量の一部を合わせることができるので、従来の緑色発光ダイオードのみの緑色光源よりも緑色の全体光量を上げることができる。その理由は、緑色発光ダイオードの出射光の波長は通常適正な緑色領域の短波長側に偏っているので、白色発光ダイオードの出射光に含まれる緑色領域の長波長側の成分を、分光光学素子を用いて重ね合わせることができるからである。よって従来の緑色発光ダイオードのみの緑色光源と比較して緑色光の長波長側の成分を増やすことができる。したがって、演色性を改善しホワイトバランスを適切に保つ光学エンジンとすることができる。
【００１０】
ここで、緑色発光ダイオードの出射光と白色発光ダイオードの出射光とを合わせる際に、両者を重ね合わせてもよいし、あるいは緑色発光ダイオードの出射光の所定の波長以下の成分と白色発光ダイオードの出射光の所定の波長以上の成分とを合わせてもよい。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光学エンジンにおいて、第１のダイクロイックミラー（１５ａ）を用いて緑色発光ダイオードの出射光のうち所定波長以下の成分と、白色発光ダイオードの出射光のうち前記所定波長以上の成分とを重ね合わせて緑色光を生成することを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、第１のダイクロイックミラーを用いて緑色発光ダイオードの出射光のうち所定波長以下の成分と、白色発光ダイオードの出射光のうち前記所定波長以上の成分とを重ね合わせ、緑色光源として使用することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の光学エンジンにおいて、前記第１のダイクロイックミラーは入射角４５°において波長５５０ｎｍ近傍で反射と透過の特性が切り替わることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３いずれか一項に記載の光学エンジンにおいて、例えば図５に示すように、前記白色発光ダイオードは前記青色光源を兼ねることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１から３いずれか一つと同様の効果を得られる上に、前記白色発光ダイオードを青色光源としても使用するので、光学エンジンの構成を簡略化できる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の光学エンジンであって、第２のダイクロイックミラー（１５ｂ）を用いて白色発光ダイオードの出射光のうち所定波長以下の成分を分離して青色光を生成することを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、請求項４と同様の効果を得られると共に、第２のダイクロイックミラーを用いることにより、白色発光ダイオードの出射光のうち所定波長以上の成分と所定波長以下の成分とに分離して、青色光源として使用することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
〔第１の実施の形態〕
図１に示すように、第１の実施の形態に示す光学エンジン１０は、３つの光源部１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂ、映像表示手段２０、投射レンズ３０（投射手段）等から概略構成されている。
【００１９】
赤色光源部１１Ｒ、緑色光源部１１Ｇ、青色光源部１１Ｂは、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色の光をそれぞれ直線偏光に変換して、映像表示手段２０を照明するものである。
【００２０】
赤色光源部１１Ｒは赤色ＬＥＤモジュール１２Ｒ、偏光変換パネル１３、フィールドレンズ１４からなる。赤色ＬＥＤモジュール１２Ｒは図２に示された発光スペクトルＲを示す赤色ＬＥＤを複数個搭載してなるモジュールであり、ピーク波長は約６３０ｎｍである。偏光変換パネル１３は赤色ＬＥＤモジュール１２Ｒの発光側に配置され、赤色ＬＥＤモジュール１２Ｒから入射した光を所定方向の直線偏光に変換する周知の素子である。フィールドレンズ１４は断面の大きな入射光を、映像表示手段２０のより狭い入射面に絞り込むもので、偏光変換パネル１３から入射した光を映像表示手段２０へ出射する。
【００２１】
青色光源部１１Ｂは青色ＬＥＤモジュール１２Ｂ、偏光変換パネル１３、フィールドレンズ１４からなる。青色ＬＥＤモジュール１２Ｂは図２に示された発光スペクトルＢを示す青色ＬＥＤを複数個搭載してなるモジュールであり、ピーク波長は約４７０ｎｍである。偏光変換パネル１３及びフィールドレンズ１４は前述の通りで、フィールドレンズ１４は青色ＬＥＤモジュール１２Ｂが出射し偏光変換パネル１３を経た光を映像表示手段２０へ出射する。
【００２２】
緑色光源部１１Ｇは他の２色と構成が異なり、緑色ＬＥＤモジュール１２Ｇ、白色ＬＥＤモジュール１２Ｗ、偏光変換パネル１３、１３、フィールドレンズ１４、１４、ダイクロイックミラー１５ａ及び光ダンパー１６を備える。
【００２３】
緑色ＬＥＤモジュール１２Ｇは図２に示された発光スペクトルＧを示す緑色ＬＥＤを複数個搭載してなるモジュールであり、ピーク波長は約５２５ｎｍである。白色ＬＥＤモジュール１２Ｗは発光スペクトルＷを示す白色ＬＥＤを複数個搭載してなるモジュールであり、ピーク波長は約４６０ｎｍに加え、やや弱くなだらかなピークが約５６０ｎｍにある。緑色ＬＥＤモジュール１２Ｇと白色ＬＥＤモジュール１２Ｗは図１に示すように互いの光軸が直交するように配置する。
緑色ＬＥＤモジュール１２Ｇ、白色ＬＥＤモジュール１２Ｗそれぞれの発光側に設けられる偏光変換パネル１３、１３は前述のとおりである。フィールドレンズ１４、１４は偏光変換パネル１３、１３から出射した光をダイクロイックミラー１５ａへ出射する。このときフィールドレンズ１４、１４から出射した２本の光軸がダイクロイックミラー１５ａにおいて直交するようにする。
【００２４】
ダイクロイックミラー１５ａは図３で示すように、入射角（θ）４５°において、波長５５０ｎｍ以下の光の成分は透過し、波長５５０ｎｍ以上の光の成分は反射する。ダイクロイックミラー１５ａは、緑色ＬＥＤモジュール１２Ｇからの出射光及び白色ＬＥＤモジュール１２Ｗからの出射光それぞれに対して４５°の角度になり、かつ緑色ＬＥＤモジュール１２Ｇから出射しダイクロイックミラー１５ａを透過した光と、白色ＬＥＤモジュール１２Ｗから出射しダイクロイックミラー１５ａで反射した光とが重なるように配置する。
光ダンパー１６は白色ＬＥＤモジュール１２Ｗから出射した光の光軸上で、ダイクロイックミラー１５ａの白色ＬＥＤモジュール１２Ｗに対し反対側に配置する。光ダンパー１６は緑色ＬＥＤモジュール１２Ｇからの出射光のうちダイクロイックミラー１５ａで反射した光、及び白色ＬＥＤモジュール１２Ｗからの出射光のうちダイクロイックミラー１５ａを透過した光を吸収する。
【００２５】
緑色ＬＥＤモジュール１２Ｇから出射した光のうち波長５５０ｎｍ以下の成分はダイクロイックミラー１５ａを透過し、映像表示手段２０へ出射する。一方、波長５５０ｎｍ以上の成分はダイクロイックミラー１５ａで反射し光ダンパー１６へ吸収される。
また白色ＬＥＤモジュール１２Ｗから出射した光のうち波長５５０ｎｍ以下の成分はダイクロイックミラー１５ａを透過し光ダンパー１６へ吸収される。一方、波長５５０ｎｍ以上の成分はダイクロイックミラー１５ａで反射し映像表示手段２０へ出射する。
したがって、緑色光源部１１Ｇの出射光のスペクトル分布は図４に示す様になる。これは従来例のもの（図２の緑色光のスペクトルＧ）と比べ、緑色領域の長波長成分が増え、より自然な緑色のスペクトルに近い分布となっている。
【００２６】
映像表示手段２０は光源部１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂから入射した３色の光を投射レンズ３０に出射するために設けられるもので、液晶パネル２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂ、３色合成用ダイクロイックプリズム２３等を備える。液晶パネル２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂそれぞれの入射側に設けられている偏光板２１は入射光の所定方向の直線偏光のみを透過するもので、コントラストが改善される。
赤色画像用液晶パネル２２Ｒ、緑色画像用液晶パネル２２Ｇ、青色画像用液晶パネル２２Ｂは映像表示素子であり、偏光板２１から入射した直線偏光の方向を、画素毎に印加された電圧により回転させ透過率を制御することにより、所定の映像情報を与え、３色合成用ダイクロイックプリズム２３へ出射する。
３色合成用ダイクロイックプリズム２３は液晶パネル２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂから入射したＲＧＢ３色の光を合成し、投射レンズ３０へ出射する。
【００２７】
投射レンズ３０は、映像表示手段２０から入射した光をスクリーン（図示せず）上に拡大投射する。
【００２８】
次に、光学エンジン１０における光の進み方を説明する。赤色光源部１１Ｒにおいて、赤色ＬＥＤモジュール１２Ｒから出射した赤色光は、偏光変換パネル１３で所定方向の直線偏光に変換される。ここであらかじめ照明光を所定方向の直線偏光にそろえると光利用効率が飛躍的に向上する。偏光変換パネル１３から出射した赤色光はフィールドレンズ１４を介し映像表示手段２０へ入射する。
映像表示手段２０へ入射した赤色光は、偏光板２１を透過し、赤色画像用液晶パネル２２Ｒへ入射する。液晶パネル２２Ｒでは赤色光に映像情報を与える。映像情報を与えられた赤色光は、３色合成用ダイクロイックプリズム２３へ入射する。
【００２９】
青色光源部１１Ｂにおいても、赤色光源部１１Ｒと同様で、青色ＬＥＤモジュール１２Ｂから出射した光は、偏光変換パネル１３を透過し、フィールドレンズ１４を介し映像表示手段２０へ入射する。映像表示手段２０へ入射した青色光は、偏光板２１を透過し、青色画像用液晶パネル２２Ｂで映像情報を与えられ、３色合成用ダイクロイックプリズム２３へ入射する。
【００３０】
緑色光源部１１Ｇにおいては、緑色ＬＥＤモジュール１２Ｇより出射した光は偏光変換パネル１３を透過し、フィールドレンズ１４を介しダイクロイックミラー１５ａに入射する。ダイクロイックミラー１５ａに入射した緑色光のうち、波長５５０ｎｍ以上の光の成分は反射し光ダンパー１６に吸収され、波長５５０ｎｍ以下の光の成分のみが透過し、映像表示手段２０へ入射する。
【００３１】
一方、白色ＬＥＤモジュール１２Ｗより出射した光は偏光変換パネル１３を透過し、フィールドレンズ１４を介しダイクロイックミラー１５ａに向かう。ダイクロイックミラー１５ａにおいて、波長５５０ｎｍ以下の光の成分は透過し光ダンパー１６に吸収され、波長５５０ｎｍ以上の光の成分のみが反射し映像表示手段２０へ入射する。
よって、緑色ＬＥＤの出射光のうち波長５５０ｎｍ以下の成分と、白色ＬＥＤの出射光のうち波長５５０ｎｍ以上の成分とを重ね合わせた光が、緑色光源部１１Ｇの出射光として得られる。
【００３２】
ここで、図２からわかるように、緑色ＬＥＤモジュール１２Ｇの出射光のスペクトル（図２のＧ）は波長５５０ｎｍ以上の成分が少なく、白色ＬＥＤモジュール１２Ｗの出射光のスペクトル（図２のＷ）は波長５５０ｎｍ以上の成分が多い。このため、緑色ＬＥＤモジュール１２Ｇの出射光の波長５５０ｎｍ以下の成分と白色ＬＥＤモジュール１２Ｗの出射光の波長５５０ｎｍ以上の成分とを重ね合わせた緑色光源部１１Ｇの出射光の光量は、緑色ＬＥＤモジュール１２Ｇ単独の出射光の光量よりも多くなる。
【００３３】
また緑色光源部１１Ｇの出射光のスペクトルは白色ＬＥＤモジュールの出射光の波長５５０ｎｍ以上の成分を含むので、得られた緑色光源部１１Ｇからの出射光のスペクトル分布は図４に示す様になる。従来例の緑色ＬＥＤモジュールのみのスペクトル（図２のＧ）と比べ、緑色領域の長波長成分が増え、より自然な緑色のスペクトルに近い分布となっている。
【００３４】
映像表示手段２０へ入射した緑色光は、偏光板２１を透過し、緑色画像用液晶パネル２２Ｇへ入射する。液晶パネル２２Ｇでは緑色光に映像情報を与える。映像情報を与えられた緑色光は、３色合成用ダイクロイックプリズム２３へ入射する。
３色合成用ダイクロイックプリズム２３に入射したＲＧＢ３色の光は合成されフルカラーの画像となり投射レンズ３０に入射し、投射レンズ３０からスクリーン（図示せず）に投射される。
【００３５】
以上の光学エンジン１０によれば、緑色ＬＥＤモジュール１２Ｇの出射光の波長５５０ｎｍ以下の成分と白色ＬＥＤモジュール１２Ｗの出射光の波長５５０ｎｍ以上の成分とを重ね合わせ緑色光源部１１Ｇの出射光としたので、緑色ＬＥＤモジュール１２Ｇのみを用いた従来の緑色光源よりも波長が長波長側にシフトし、かつ光量の多い緑色光源が得られる。これにより自然に近い演色性を持ちホワイトバランスのよいフルカラーの光学エンジンが得られる。
【００３６】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、具体的な形状・構造等について適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では、緑色画像用液晶パネル２２Ｇを照明するのに、白色ＬＥＤモジュール１２Ｗの出射光はダイクロイックミラー１５ａで反射させ、緑色ＬＥＤモジュール１２Ｇの出射光は透過させているが、逆に、白色ＬＥＤモジュール１２Ｗの出射光を透過させ、緑色ＬＥＤモジュール１２Ｇの出射光を反射させる配置も可能である。その場合は、２つのＬＥＤモジュールを入れ替え、さらにダイクロイックミラーとして、波長５５０ｎｍ以上の光の成分は透過するが、波長５５０ｎｍ以下の光の成分は反射するものを使用すればよい。
【００３７】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施の形態について、図５を用いて説明する。第２の実施の形態に示す光学エンジン４０について光学エンジン１０と相違するのは、青色光源部１１Ｂの青色ＬＥＤモジュール１２Ｂを省略し、第１の実施の形態の白色ＬＥＤモジュール１２Ｗを青色画像用液晶パネル２２Ｂの照明にも使用したことである。なお、図５において光学エンジン１０と同様の構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３８】
図５に示すように、光学エンジン４０は、赤色光源部１１Ｒ、緑色光源部４１Ｇ、青色光源部４１Ｂ、反射ミラー１７、リレーレンズ１８ａ、１８ｂ、映像表示手段２０、投射レンズ３０（投射手段）等から概略構成されている。
【００３９】
青色光源部４１Ｂは白色ＬＥＤモジュール１２Ｗ、偏光変換パネル１３、フィールドレンズ１４、ダイクロイックミラー１５ｂとからなり、映像表示手段２０の青色画像用液晶パネル２２Ｂに対向するように配置する。
白色ＬＥＤモジュール１２Ｗの出射光は偏光変換パネル１３を透過し、フィールドレンズ１４を介しダイクロイックミラー１５ｂへ入射する。
ダイクロイックミラー１５ｂは図６で示すように、入射角（θ）４５°において、波長約５００ｎｍ以下の光の成分は透過するが、波長約５００ｎｍ以上の光の成分は反射する。ダイクロイックミラー１５ｂは白色ＬＥＤモジュール１２Ｗからの入射光に対して４５°の角度となるように配置する。
白色ＬＥＤモジュール１２Ｗの出射光のうち波長約５００ｎｍ以下の青色光の成分はダイクロイックミラー１５ｂを透過し、青色画像用液晶パネル２２Ｂへ出射する。また波長約５００ｎｍ以上の光の成分はダイクロイックミラー１５ｂで反射され、リレーレンズ１８ａを介し反射ミラー１７へ出射する。
【００４０】
反射ミラー１７は、ダイクロイックミラー１５ｂの反射光に対して４５°の角度となり、リレーレンズ１８ｂを介して反射光を緑色光源部４１Ｇのダイクロイックミラー１５ａへ４５°の角度で入射するように配置する。
【００４１】
緑色光源部４１Ｇは緑色ＬＥＤモジュール１２Ｇ、偏光変換パネル１３、フィールドレンズ１４、ダイクロイックミラー１５ａ、光ダンパー１６とからなり、映像表示手段２０の緑色画像用液晶パネル２２Ｇに対向するように配置する。
緑色ＬＥＤモジュール１２Ｇの出力光は偏光変換パネル１３を透過し、フィールドレンズ１４を介しダイクロイックミラー１５ａへ入射する。ダイクロイックミラー１５ａは緑色ＬＥＤモジュール１２Ｇからの出射光、及び反射ミラー１７からの反射光それぞれに対して４５°の角度となり、かつ緑色ＬＥＤモジュール１２Ｇから出射しダイクロイックミラー１５ａを透過した光と、反射ミラー１７からの反射光でダイクロイックミラー１５ａでさらに反射した光とが重なるように配置する。
【００４２】
緑色ＬＥＤモジュール１２Ｇからの出射光のうちダイクロイックミラー１５ａを透過した波長５５０ｎｍ以下の光の成分、及び反射ミラー１７からの波長約５００ｎｍ以上の光の成分のうちダイクロイックミラー１５ａでさらに反射した波長５５０ｎｍ以上の光の成分はともに緑色画像用液晶パネル２２Ｇへ出射される。
光ダンパー１６は緑色ＬＥＤモジュール１２Ｇからの出射光のうちダイクロイックミラー１５ａで反射した波長５５０ｎｍ以上の光の成分、及び反射ミラー１７からの反射光のうちダイクロイックミラー１５ａを透過した波長約５００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の光の成分を吸収する。
【００４３】
次に、光学エンジン４０における光の進み方を説明する。青色光源部４１Ｂにおいて、白色ＬＥＤモジュール１２Ｗから出射した光は偏光変換パネル１３を透過し、フィールドレンズ１４を介しダイクロイックミラー１５ｂに入射する。ダイクロイックミラー１５ｂへの入射光のうち、波長約５００ｎｍ以下の光の成分は透過し、青色画像用液晶パネル２２Ｂを照明する。
【００４４】
ここで、白色ＬＥＤモジュール１２Ｗの波長５００ｎｍ以下の発光スペクトル（図２のＷ）は青色ＬＥＤモジュール１２Ｂの発光スペクトル（図２のＢ）に近似している。このためダイクロイックミラー１５ｂを透過した白色ＬＥＤモジュール１２Ｗの光を青色画像用液晶パネル２２Ｂの照明に用いることにより青色ＬＥＤモジュール１２Ｂの役割を果たすことができる。
【００４５】
一方、白色ＬＥＤモジュールの出射光のうち、波長約５００ｎｍ以上の光の成分はダイクロイックミラー１５ｂで反射し、リレーレンズ１８ａを介しさらに反射ミラー１７で反射した後、もう１つのリレーレンズ１８ｂを介して緑色光源部４１Ｇのダイクロイックミラー１５ａへ入射する。反射ミラー１７からの反射光のうち、波長５５０ｎｍ以下の光の成分はダイクロイックミラー１５ａを透過し、光ダンパー１６に吸収され、波長５５０ｎｍ以上の光の成分はダイクロイックミラー１５ａで反射し、緑色画像用液晶パネル２２Ｇを照明する。
【００４６】
緑色ＬＥＤモジュール１２Ｇより出射した光は偏光変換パネル１３を透過し、フィールドレンズ１４を介しダイクロイックミラー１５ａに入射する。ダイクロイックミラー１５ａからの出射光のうち、波長５５０ｎｍ以上の光の成分は反射し光ダンパー１６に吸収され、波長５５０ｎｍ以下の光の成分のみが透過し、緑色画像用液晶パネル２２Ｇを照明する。
【００４７】
したがって、緑色光源部４１Ｇの出射光は緑色ＬＥＤモジュール１２Ｇの出射光の波長５５０ｎｍ以下の成分と白色ＬＥＤモジュール１２Ｗの出射光の波長５５０ｎｍ以上の成分とを重ね合わせたものとなる。第１の実施の形態と同様、緑色光源部４１Ｇの出射光の光量は、緑色ＬＥＤモジュール１２Ｇ単独の出射光の光量よりも多くなる。
【００４８】
また緑色光源部４１Ｇの出射光のスペクトルは白色ＬＥＤモジュールの出射光の波長５５０ｎｍ以上の成分を含むので、得られた緑色光源部１１Ｇからの出射光のスペクトル分布は図４に示す様になる。従来例の緑色ＬＥＤモジュールのみのスペクトル（図２のＧ）と比べ、緑色領域の長波長成分が増え、より自然な緑色のスペクトルに近い分布となっている。
【００４９】
以上の光学エンジン４０によれば、白色ＬＥＤモジュール１２Ｗの出射光の波長約５００ｎｍ以下の成分を青色光源部４１Ｂの出射光としたので、青色光源部４１Ｂから青色ＬＥＤモジュール１２Ｂを省略することができ、装置を簡略化することができる。
【００５０】
また緑色ＬＥＤモジュール１２Ｇの出射光の波長５５０ｎｍ以下の成分と白色ＬＥＤモジュール１２Ｗの出射光の波長５５０ｎｍ以上の成分とを重ね合わせ緑色光源部４１Ｇの出射光としたので、緑色ＬＥＤモジュール１２Ｇのみを用いた従来の緑色光源よりも波長が長波長側にシフトし、かつ光量の多い緑色光源が得られる。これにより自然に近い演色性を持ちホワイトバランスのよいフルカラーの光学エンジンが得られる。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、緑色光源として緑色発光ダイオードと白色発光ダイオードとを用いることにより、緑色発光ダイオードの光量に白色ダイオードの光量を合わせることができるので、従来の緑色発光ダイオードのみの緑色光源よりも光量を上げることができる。また緑色発光ダイオードの出射光の波長が緑色領域の短波長側に偏っていたとしても、白色発光ダイオードの出射光は緑色領域の長波長側の成分も有している。よって従来の緑色発光ダイオードのみの緑色光源と比較して緑色光の長波長側の成分を増やすことができる。したがって、演色性を改善しホワイトバランスを適切に保つ光学エンジンとすることができる。
【００５２】
請求項２に記載の発明によれば、第１のダイクロイックミラーを用いて緑色発光ダイオードの出射光のうち所定波長以下の成分と、白色発光ダイオードの出射光のうち前記所定波長以上の成分とを重ね合わせて緑色光源として使用することができる。
【００５３】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１から３いずれか一つと同様の効果を得られる上に、前記白色発光ダイオードを青色光源としても使用するので、光学エンジンの構成を簡略化できる。
【００５４】
請求項５に記載の発明によれば、請求項４と同様の効果を得られると共に、第２のダイクロイックミラーを用いることにより、白色発光ダイオードの出射光のうち所定波長以上の成分と所定波長以下の成分とに分離して、青色光源として使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態例の光学エンジンを示す概略構成図である。
【図２】図１に示した光源の波長特性を示す図である。
【図３】図１に示したダイクロイックミラー１５ａの反射率を示す図である。
【図４】図１の緑色光源部の出射光のスペクトル図である。
【図５】第２の実施の形態例の光学エンジンを示す概略構成図である。
【図６】図５に示したダイクロイックミラー１５ｂの反射率を示す図である。
【図７】従来のフルカラーＬＥＤ光学エンジンを示す概略構成図である。
【符号の説明】
１、１０、４０光学エンジン
１１Ｒ赤色光源部
１１Ｇ、４１Ｇ緑色光源部
１１Ｂ、４１Ｂ青色光源部
２Ｒ、１２Ｒ赤色ＬＥＤモジュール
２Ｇ、１２Ｇ緑色ＬＥＤモジュール
２Ｂ、１２Ｂ青色ＬＥＤモジュール
１２Ｗ白色ＬＥＤモジュール
３、１３偏光変換パネル
４、１４フィールドレンズ
１５ａ、１５ｂダイクロイックミラー
１６光ダンパー
１７反射ミラー
１８ａ、１８ｂリレーレンズ
２０映像表示手段
５、２１偏光板
６Ｒ、２２Ｒ赤色画像用液晶パネル
６Ｇ、２２Ｇ緑色画像用液晶パネル
６Ｂ、２２Ｂ青色画像用液晶パネル
７、２３３色合成用ダイクロイックプリズム
８、３０投射レンズ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical engine used for a projector or the like, and particularly to an optical engine using a light emitting diode as a light source.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as an optical engine used for a liquid crystal projector or the like, a full-color optical engine using an ultra-high pressure mercury lamp as a light source is known. Recently, an optical engine using light emitting diodes (LEDs) of three colors as light sources has been developed.
[0003]
As shown in FIG. 7, in the optical engine 1 using LEDs, three types of LEDs corresponding to the three primary colors of light, R (red), G (green), and B (blue), for full color display, are used. Used. Usually, in order to secure a sufficient amount of light, a large number of LEDs of the same color are mounted for each color and modularized for use. The red LED is integrated as a red LED module 2R, the green LED is integrated as a green LED module 2G, and the blue LED is integrated as a blue LED module 2B.
Note that a method has been proposed in which light emission of a plurality of types of LEDs having different wavelength ranges is spectrally combined by a dichroic mirror to secure a light amount (for example, see Patent Document 1).
[0004]
In FIG. 7, first, light of each color is incident on liquid crystal panels 6R, 6G, and 6B, which are video display elements provided exclusively for each color of RGB, via the polarization conversion panel 3 and the like. Here, predetermined image information is given to each of the three primary colors of light and emitted to 7. A color image synthesizing prism (a dichroic prism for three-color synthesizing) 7 synthesizes RGB light of three colors. The synthesized light is projected on a screen (not shown) via the projection lens 8. Reference numeral 5 denotes a polarizing plate, and reference numeral 4 denotes a field lens.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-13-42431 (page 3-4, FIG. 1)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to obtain natural white using three kinds of general RGB LEDs, the amount of light of the green LED is insufficient compared to the other two colors. In addition, since the green emission wavelength is biased toward the short wavelength side (peak wavelength of about 530 nm) in the green region, there is a problem that the white balance cannot be properly maintained.
Even with the method of spectrally synthesizing the light emission of a plurality of types of LEDs having different wavelength ranges in Patent Document 1, development of an LED that emits light sufficiently intensely on the long wavelength side in the green region has been delayed, and the wavelength shift to the long wavelength side Was difficult.
[0007]
It is an object of the present invention to improve the color rendering properties and appropriately maintain a white balance by increasing the amount of light of a green light source and shifting the wavelength to a longer wavelength side in an optical engine using a full-color LED.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is, for example, as shown in FIG. 1, a red light source (red LED module 12R), a green light source (green LED module 12G), and a blue light source (blue LED). An optical engine comprising: a module 12B); an image display means (20) for combining and emitting light of the three primary colors emitted by these three light sources; and a projection means (30) for projecting the light emitted by the image display means (30). 10), a green light emitting diode (green LED module 12G) and a white light emitting diode (white LED module 12W) are used as the green light source.
[0009]
According to the first aspect of the present invention, by using the green light emitting diode and the white light emitting diode as the green light source, a part of the light amount of the white diode can be adjusted to the light amount of the green light emitting diode. The total amount of green light can be increased as compared with a green light source including only light emitting diodes. The reason for this is that the wavelength of the light emitted from the green light emitting diode is normally biased toward the short wavelength side of the appropriate green region. This is because they can be superimposed with each other. Therefore, it is possible to increase the component on the long wavelength side of green light as compared with a conventional green light source including only green light emitting diodes. Therefore, it is possible to provide an optical engine that improves color rendering and appropriately maintains white balance.
[0010]
Here, when the emission light of the green light emitting diode and the emission light of the white light emitting diode are combined, the two may be overlapped, or a component having a predetermined wavelength or less of the emission light of the green light emitting diode and the white light emitting diode may be combined. A component having a predetermined wavelength or more of the emitted light may be combined.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, in the optical engine according to the first aspect, a component having a predetermined wavelength or less in a light emitted from the green light emitting diode and a light emitted from the white light emitting diode are emitted by using the first dichroic mirror (15a). It is characterized in that green light is generated by superimposing a component having a wavelength equal to or longer than the predetermined wavelength in the emitted light.
[0012]
According to the second aspect of the present invention, the first dichroic mirror is used to separate a component having a predetermined wavelength or less from the light emitted from the green light emitting diode and a component having the predetermined wavelength or more from the light emitted from the white light emitting diode. It can be superimposed and used as a green light source.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, in the optical engine according to the second aspect, the first dichroic mirror switches reflection and transmission characteristics near a wavelength of 550 nm at an incident angle of 45 °.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, in the optical engine according to any one of the first to third aspects, for example, as shown in FIG. 5, the white light emitting diode also serves as the blue light source.
[0015]
According to the fourth aspect of the present invention, the same effect as any one of the first to third aspects can be obtained, and the configuration of the optical engine can be simplified because the white light emitting diode is also used as a blue light source. .
[0016]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the optical engine according to the fourth aspect, wherein the second dichroic mirror (15b) is used to separate out a component having a predetermined wavelength or less from the light emitted from the white light-emitting diode and to emit blue light. It is characterized by generating light.
[0017]
According to the fifth aspect of the present invention, the same effect as in the fourth aspect can be obtained, and by using the second dichroic mirror, a component having a predetermined wavelength or more and a predetermined wavelength or less in the light emitted from the white light emitting diode can be obtained. And can be used as a blue light source.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[First Embodiment]
As shown in FIG. 1, an optical engine 10 according to the first embodiment is schematically configured by three light source units 11R, 11G, 11B, an image display unit 20, a projection lens 30 (projection unit), and the like.
[0019]
The red light source unit 11R, the green light source unit 11G, and the blue light source unit 11B convert the light of the three primary colors of R (red), G (green), and B (blue) into linearly polarized light, and illuminate the image display unit 20. Is what you do.
[0020]
The red light source unit 11R includes a red LED module 12R, a polarization conversion panel 13, and a field lens 14. The red LED module 12R is a module in which a plurality of red LEDs exhibiting the emission spectrum R shown in FIG. 2 are mounted, and has a peak wavelength of about 630 nm. The polarization conversion panel 13 is a well-known element that is disposed on the light emitting side of the red LED module 12R and converts light incident from the red LED module 12R into linearly polarized light in a predetermined direction. The field lens 14 narrows incident light having a large cross section to a narrower incident surface of the image display means 20, and emits light incident from the polarization conversion panel 13 to the image display means 20.
[0021]
The blue light source unit 11B includes a blue LED module 12B, a polarization conversion panel 13, and a field lens 14. The blue LED module 12B is a module in which a plurality of blue LEDs exhibiting the emission spectrum B shown in FIG. 2 are mounted, and has a peak wavelength of about 470 nm. The polarization conversion panel 13 and the field lens 14 are as described above. The field lens 14 emits light emitted from the blue LED module 12B and passing through the polarization conversion panel 13 to the image display means 20.
[0022]
The green light source unit 11G has a different configuration from the other two colors, and includes a green LED module 12G, a white LED module 12W, polarization conversion panels 13, 13, field lenses 14, 14, a dichroic mirror 15a, and an optical damper 16.
[0023]
The green LED module 12G is a module in which a plurality of green LEDs exhibiting the emission spectrum G shown in FIG. 2 are mounted, and has a peak wavelength of about 525 nm. The white LED module 12W is a module in which a plurality of white LEDs exhibiting the emission spectrum W are mounted, and has a peak wavelength of about 460 nm and a slightly weak gentle peak at about 560 nm. The green LED module 12G and the white LED module 12W are arranged such that their optical axes are orthogonal as shown in FIG.
The polarization conversion panels 13 provided on the light emitting side of each of the green LED module 12G and the white LED module 12W are as described above. The field lenses 14 emit the light emitted from the polarization conversion panels 13 to the dichroic mirror 15a. At this time, the two optical axes emitted from the field lenses 14 and 14 are made orthogonal to each other in the dichroic mirror 15a.
[0024]
As shown in FIG. 3, the dichroic mirror 15a transmits light components having a wavelength of 550 nm or less and reflects light components having a wavelength of 550 nm or more at an incident angle (θ) of 45 °. The dichroic mirror 15a is at an angle of 45 ° with respect to each of the light emitted from the green LED module 12G and the light emitted from the white LED module 12W, and light emitted from the green LED module 12G and transmitted through the dichroic mirror 15a, The light emitted from the white LED module 12W and reflected by the dichroic mirror 15a are arranged so as to overlap.
The light damper 16 is disposed on the optical axis of the light emitted from the white LED module 12W on the opposite side of the dichroic mirror 15a with respect to the white LED module 12W. The light damper 16 absorbs the light reflected by the dichroic mirror 15a among the light emitted from the green LED module 12G, and the light transmitted through the dichroic mirror 15a among the light emitted from the white LED module 12W.
[0025]
The component having a wavelength of 550 nm or less in the light emitted from the green LED module 12G passes through the dichroic mirror 15a and is emitted to the image display means 20. On the other hand, a component having a wavelength of 550 nm or more is reflected by the dichroic mirror 15a and absorbed by the optical damper 16.
Further, a component having a wavelength of 550 nm or less in the light emitted from the white LED module 12W passes through the dichroic mirror 15a and is absorbed by the optical damper 16. On the other hand, the component having a wavelength of 550 nm or more is reflected by the dichroic mirror 15a and emitted to the image display means 20.
Therefore, the spectrum distribution of the light emitted from the green light source 11G is as shown in FIG. Compared to the conventional example (green light spectrum G in FIG. 2), the long wavelength component in the green region increases, and the distribution is closer to a more natural green spectrum.
[0026]
The image display means 20 is provided for emitting light of three colors incident from the light source units 11R, 11G, and 11B to the projection lens 30, and includes a liquid crystal panel 22R, 22G, 22B, a dichroic prism 23 for three-color synthesis, and the like. Prepare. The polarizing plate 21 provided on each of the incident sides of the liquid crystal panels 22R, 22G, and 22B transmits only linearly polarized light of a predetermined direction of the incident light, thereby improving the contrast.
The liquid crystal panel for red image 22R, the liquid crystal panel for green image 22G, and the liquid crystal panel for blue image 22B are image display elements, and rotate the direction of linearly polarized light incident from the polarizing plate 21 by a voltage applied to each pixel to transmit the light. By controlling the rate, predetermined video information is given, and the video information is emitted to the three-color combining dichroic prism 23.
The three-color synthesizing dichroic prism 23 synthesizes the three colors of RGB light incident from the liquid crystal panels 22R, 22G, and 22B, and emits the light to the projection lens 30.
[0027]
The projection lens 30 enlarges and projects the light incident from the image display means 20 onto a screen (not shown).
[0028]
Next, how the light travels in the optical engine 10 will be described. In the red light source unit 11R, the red light emitted from the red LED module 12R is converted by the polarization conversion panel 13 into linearly polarized light in a predetermined direction. Here, if the illumination light is previously aligned with the linearly polarized light in a predetermined direction, the light use efficiency is dramatically improved. The red light emitted from the polarization conversion panel 13 enters the image display means 20 via the field lens 14.
The red light that has entered the image display means 20 passes through the polarizing plate 21 and enters the red image liquid crystal panel 22R. The liquid crystal panel 22R gives video information to red light. The red light provided with the video information enters the three-color combining dichroic prism 23.
[0029]
In the blue light source unit 11B, similarly to the red light source unit 11R, the light emitted from the blue LED module 12B passes through the polarization conversion panel 13 and enters the video display unit 20 via the field lens 14. The blue light that has entered the image display means 20 passes through the polarizing plate 21, is given image information by the blue image liquid crystal panel 22 B, and enters the three-color synthesizing dichroic prism 23.
[0030]
In the green light source unit 11G, light emitted from the green LED module 12G passes through the polarization conversion panel 13 and enters the dichroic mirror 15a via the field lens 14. Of the green light incident on the dichroic mirror 15a, the light component having a wavelength of 550 nm or more is reflected and absorbed by the light damper 16, and only the light component having a wavelength of 550 nm or less is transmitted and enters the image display means 20.
[0031]
On the other hand, light emitted from the white LED module 12W passes through the polarization conversion panel 13 and travels through the field lens 14 to the dichroic mirror 15a. In the dichroic mirror 15a, a light component having a wavelength of 550 nm or less is transmitted and absorbed by the light damper 16, and only a light component having a wavelength of 550 nm or more is reflected and enters the image display means 20.
Accordingly, light obtained by superimposing a component having a wavelength of 550 nm or less in the emission light of the green LED and a component having a wavelength of 550 nm or more in the emission light of the white LED is obtained as emission light of the green light source unit 11G.
[0032]
Here, as can be seen from FIG. 2, the spectrum of the emitted light from the green LED module 12G (G in FIG. 2) has few components having a wavelength of 550 nm or more, and the spectrum of the emitted light from the white LED module 12W (W in FIG. 2) is Many components have a wavelength of 550 nm or more. For this reason, the light quantity of the light emitted from the green light source unit 11G in which the component having the wavelength of 550 nm or less of the light emitted from the green LED module 12G and the component having the wavelength of 550 nm or more of the light emitted from the white LED module 12W are superimposed on the green LED module 12G It becomes larger than the light amount of the single outgoing light.
[0033]
Since the spectrum of the light emitted from the green light source unit 11G includes a component having a wavelength of 550 nm or more of the light emitted from the white LED module, the spectrum distribution of the emitted light from the green light source unit 11G is as shown in FIG. Compared to the spectrum of only the conventional green LED module (G in FIG. 2), the long wavelength component in the green region is increased, and the distribution is closer to a more natural green spectrum.
[0034]
The green light that has entered the image display means 20 passes through the polarizing plate 21 and enters the green image liquid crystal panel 22G. The liquid crystal panel 22G gives video information to green light. The green light provided with the video information enters the three-color combining dichroic prism 23.
The three colors of RGB light that have entered the three-color synthesizing dichroic prism 23 are combined to form a full-color image, enter the projection lens 30, and are projected from the projection lens 30 to a screen (not shown).
[0035]
According to the optical engine 10 described above, the component having the wavelength of 550 nm or less of the light emitted from the green LED module 12G and the component having the wavelength of 550 nm or more of the light emitted from the white LED module 12W are superimposed on the light emitted from the green light source unit 11G. Thus, a green light source whose wavelength shifts to a longer wavelength side and has a larger light quantity than the conventional green light source using only the green LED module 12G can be obtained. As a result, a full-color optical engine having color rendering properties close to nature and good white balance can be obtained.
[0036]
Note that the present invention is not limited to the above embodiment, and specific shapes and structures can be appropriately changed.
For example, in the present embodiment, the light emitted from the white LED module 12W is reflected by the dichroic mirror 15a and the light emitted from the green LED module 12G is transmitted to illuminate the green image liquid crystal panel 22G. Alternatively, an arrangement in which the light emitted from the white LED module 12W is transmitted and the light emitted from the green LED module 12G is reflected is also possible. In that case, the two LED modules are replaced, and a dichroic mirror that transmits light having a wavelength of 550 nm or more but reflects light having a wavelength of 550 nm or less may be used.
[0037]
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The optical engine 40 shown in the second embodiment is different from the optical engine 10 in that the blue LED module 12B of the blue light source unit 11B is omitted, and the white LED module 12W of the first embodiment is replaced by a blue image liquid crystal. It is also used for lighting the panel 22B. In FIG. 5, the same components as those of the optical engine 10 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0038]
As shown in FIG. 5, the optical engine 40 includes a red light source unit 11R, a green light source unit 41G, a blue light source unit 41B, a reflection mirror 17, relay lenses 18a and 18b, an image display unit 20, a projection lens 30 (projection unit), and the like. It is roughly constituted from.
[0039]
The blue light source unit 41B includes the white LED module 12W, the polarization conversion panel 13, the field lens 14, and the dichroic mirror 15b, and is disposed so as to face the blue image liquid crystal panel 22B of the video display unit 20.
The light emitted from the white LED module 12W passes through the polarization conversion panel 13 and enters the dichroic mirror 15b via the field lens 14.
As shown in FIG. 6, the dichroic mirror 15b transmits light components having a wavelength of about 500 nm or less at an incident angle (θ) of 45 °, but reflects light components having a wavelength of about 500 nm or more. The dichroic mirror 15b is disposed at an angle of 45 ° with respect to the incident light from the white LED module 12W.
Of the light emitted from the white LED module 12W, a blue light component having a wavelength of about 500 nm or less passes through the dichroic mirror 15b and is emitted to the blue image liquid crystal panel 22B. The light component having a wavelength of about 500 nm or more is reflected by the dichroic mirror 15b and emitted to the reflection mirror 17 via the relay lens 18a.
[0040]
The reflection mirror 17 is arranged at an angle of 45 ° with respect to the light reflected by the dichroic mirror 15b, and the reflected light is incident on the dichroic mirror 15a of the green light source unit 41G at an angle of 45 ° via the relay lens 18b.
[0041]
The green light source unit 41G includes a green LED module 12G, a polarization conversion panel 13, a field lens 14, a dichroic mirror 15a, and an optical damper 16, and is disposed so as to face the green image liquid crystal panel 22G of the video display unit 20.
The output light of the green LED module 12G passes through the polarization conversion panel 13 and enters the dichroic mirror 15a via the field lens 14. The dichroic mirror 15a has an angle of 45 ° with respect to each of the emitted light from the green LED module 12G and the reflected light from the reflecting mirror 17, and the light emitted from the green LED module 12G and transmitted through the dichroic mirror 15a and the reflecting mirror. Arranged so that the reflected light from the light 17 and the light further reflected by the dichroic mirror 15a overlap.
[0042]
Of the light emitted from the green LED module 12G, a light component having a wavelength of 550 nm or less transmitted through the dichroic mirror 15a and a light component having a wavelength of about 500 nm or more from the reflection mirror 17 and having a wavelength of 550 nm or more further reflected by the dichroic mirror 15a Are emitted to the green image liquid crystal panel 22G.
The light damper 16 is a component of light having a wavelength of 550 nm or more reflected by the dichroic mirror 15a out of the light emitted from the green LED module 12G, and a wavelength of about 500 nm to 550 nm transmitted through the dichroic mirror 15a out of the reflected light from the reflection mirror 17. Absorb light components.
[0043]
Next, how light travels in the optical engine 40 will be described. In the blue light source section 41B, light emitted from the white LED module 12W passes through the polarization conversion panel 13 and enters the dichroic mirror 15b via the field lens 14. Of the light incident on the dichroic mirror 15b, a light component having a wavelength of about 500 nm or less is transmitted and illuminates the blue image liquid crystal panel 22B.
[0044]
Here, the emission spectrum of the white LED module 12W having a wavelength of 500 nm or less (W in FIG. 2) is similar to the emission spectrum of the blue LED module 12B (B in FIG. 2). Therefore, by using the light of the white LED module 12W transmitted through the dichroic mirror 15b for illuminating the liquid crystal panel 22B for blue image, the blue LED module 12B can play a role.
[0045]
On the other hand, of the light emitted from the white LED module, the light component having a wavelength of about 500 nm or more is reflected by the dichroic mirror 15b, further reflected by the relay mirror 18a, further reflected by the reflection mirror 17, and then transmitted through another relay lens 18b. The light enters the dichroic mirror 15a of the green light source 41G. Of the light reflected from the reflection mirror 17, a light component having a wavelength of 550 nm or less passes through the dichroic mirror 15a and is absorbed by the optical damper 16, and a light component having a wavelength of 550 nm or more is reflected by the dichroic mirror 15a and is used for a green image. The liquid crystal panel 22G is illuminated.
[0046]
Light emitted from the green LED module 12G passes through the polarization conversion panel 13 and enters the dichroic mirror 15a via the field lens 14. Of the light emitted from the dichroic mirror 15a, the light component having a wavelength of 550 nm or more is reflected and absorbed by the light damper 16, and only the light component having a wavelength of 550 nm or less is transmitted to illuminate the green image liquid crystal panel 22G.
[0047]
Therefore, the light emitted from the green light source 41G is obtained by superimposing a component having a wavelength of 550 nm or less of the light emitted from the green LED module 12G and a component having a wavelength of 550 nm or more of the light emitted from the white LED module 12W. As in the first embodiment, the amount of light emitted from the green light source unit 41G is larger than the amount of light emitted from the green LED module 12G alone.
[0048]
Further, since the spectrum of the light emitted from the green light source 41G includes a component having a wavelength of 550 nm or more of the light emitted from the white LED module, the spectrum distribution of the light emitted from the green light source 11G is as shown in FIG. Compared to the spectrum of only the conventional green LED module (G in FIG. 2), the long wavelength component in the green region is increased, and the distribution is closer to a more natural green spectrum.
[0049]
According to the optical engine 40 described above, the component having a wavelength of about 500 nm or less of the light emitted from the white LED module 12W is used as the light emitted from the blue light source section 41B. Therefore, the blue LED module 12B can be omitted from the blue light source section 41B. Therefore, the apparatus can be simplified.
[0050]
In addition, since the component having the wavelength of 550 nm or less of the light emitted from the green LED module 12G and the component having the wavelength of 550 nm or more of the light emitted from the white LED module 12W are superimposed on each other, the light emitted from the green light source 41G is used. The wavelength is shifted to a longer wavelength side than the conventional green light source, and a green light source with a large amount of light is obtained. As a result, a full-color optical engine having color rendering properties close to nature and good white balance can be obtained.
[0051]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, by using a green light emitting diode and a white light emitting diode as the green light source, the light amount of the white diode can be adjusted to the light amount of the green light emitting diode. The light amount can be increased as compared with the green light source. Further, even if the wavelength of the light emitted from the green light emitting diode is biased toward the short wavelength side in the green region, the light emitted from the white light emitting diode also has a component on the long wavelength side in the green region. Therefore, it is possible to increase the component on the long wavelength side of green light as compared with a conventional green light source including only green light emitting diodes. Therefore, it is possible to provide an optical engine that improves color rendering and appropriately maintains white balance.
[0052]
According to the second aspect of the present invention, the first dichroic mirror is used to separate a component having a predetermined wavelength or less from the light emitted from the green light emitting diode and a component having the predetermined wavelength or more from the light emitted from the white light emitting diode. It can be used as a green light source when superimposed.
[0053]
According to the fourth aspect of the present invention, the same effect as any one of the first to third aspects can be obtained, and the configuration of the optical engine can be simplified because the white light emitting diode is also used as a blue light source. .
[0054]
According to the fifth aspect of the present invention, the same effect as in the fourth aspect can be obtained, and by using the second dichroic mirror, a component having a predetermined wavelength or more and a predetermined wavelength or less in the light emitted from the white light emitting diode can be obtained. And can be used as a blue light source.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an optical engine according to a first embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing wavelength characteristics of the light source shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing the reflectance of the dichroic mirror 15a shown in FIG.
FIG. 4 is a spectrum diagram of light emitted from a green light source unit in FIG. 1;
FIG. 5 is a schematic configuration diagram illustrating an optical engine according to a second embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing the reflectance of the dichroic mirror 15b shown in FIG.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a conventional full-color LED optical engine.
[Explanation of symbols]
1,10,40 Optical engine
11R red light source
11G, 41G green light source
11B, 41B Blue light source unit
2R, 12R red LED module
2G, 12G green LED module
2B, 12B Blue LED module
12W white LED module
3,13 Polarization conversion panel
4, 14 field lens
15a, 15b Dichroic mirror
16 Optical damper
17 Reflection mirror
18a, 18b relay lens
20 Image display means
5, 21 polarizing plate
6R, 22R Red LCD panel
6G, 22G LCD panel for green image
6B, 22B Liquid crystal panel for blue image
7,23 dichroic prism for 3-color synthesis
8,30 Projection lens

Claims

An optical engine having a red light source, a green light source, a blue light source, image display means for combining and emitting light of the three primary colors emitted by the three light sources, and projection means for projecting the light emitted by the image display means At
An optical engine, wherein a green light emitting diode and a white light emitting diode are used as the green light source.

The first dichroic mirror is used to generate green light by superimposing a component having a predetermined wavelength or less in the light emitted from the green light emitting diode with a component having the predetermined wavelength or more in the light emitted from the white light emitting diode. The optical engine according to claim 1.

3. The optical engine according to claim 2, wherein the first dichroic mirror switches reflection and transmission characteristics near a wavelength of 550 nm at an incident angle of 45 [deg.].

The optical engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the white light emitting diode also serves as the blue light source.

The optical engine according to claim 4, wherein the second dichroic mirror separates a component having a predetermined wavelength or less from the light emitted from the white light emitting diode to generate blue light.