JP2004355027A - 照明装置及び投射装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 第1光源21aからの第1照明光IG1’は、ダイクロイックミラーDMを高い割合で透過する。一方、第2光源21bからの第2照明光IG2は、偏光変換部PCを経てP偏光ではなくS偏光に変換され、ダイクロイックミラーDMでほぼ100%反射される。この結果、両光源21a,21bからの両照明光IG1,IG2を極めて低損失で合波することができ、G光用の液晶ライトバルブ31を高輝度で照明することができる。
【選択図】 図1
Description
この場合、反射型偏光板によって反射された戻り光も反射手段等によって再利用されるので、所定方向の直線偏光である第2照明光を無駄なく効率的に取り出すことができる。
ここで、「空間光変調装置」とは、例えば液晶ライトバルブに代表される光デバイスであり、デジタルミラーデバイス等を含む概念である。
図1は、第1実施形態に係る投射装置の構造を概念的に説明するブロック図である。この投射装置、すなわちプロジェクタ10は、照明装置20と、光変調装置30と、投射レンズ40とを備える。ここで、照明装置20は、G光照明装置21と、B光照明装置23と、R光照明装置25とを有する。また、光変調装置30は、空間光変調装置である3つの液晶ライトバルブ31,33,35と、光合成部材であるクロスダイクロイックプリズム37とを有する。
一方、第2光源21bからの第2照明光IG2は、凹面反射鏡21dによって無駄なく回収されて偏光変換部PCに入射する。この偏光変換部PCによってほぼP偏光のみに変換された第2照明光IG2は、ダイクロイックミラーDMに入射してこれを透過し、第1照明光IG1と合波された状態でロッドレンズ21fに入射する。ロッドレンズ21fに入射した第1及び第2照明光IG1,IG2は、ロッドレンズ21fで均一化されて光変調装置30を構成するG光用の液晶ライトバルブ31に入射する。なお、ロッドレンズ21fは、ロッドインテグレータとも呼ばれ、側面を反射面とした円柱又は角柱であり、これに入射した各種入射角度の光束を波面分割し重畳させることによって均一化して出力する。
このダイクロイックミラーDMは、ハイパスフィルタであるが、その主面が光軸に対して45゜傾いているため、透過率が偏波依存性を有する。つまり、P偏光の透過端に相当する第1エッジ波長λE1(10%透過)は約490nmであり、S偏光の透過端に相当する第2エッジ波長λE2(10%透過)は約525nmである。なお、このグラフには、第1及び第2光源21a,21bからの第1及び第2照明光IG1,IG2の輝度分布が任意単位(縦軸)で重ねて表示されている。グラフからも明らかなように、第1照明光IG1の中心波長λG1は、第1エッジ波長λE1よりも短波長側に設定されている。また、第2照明光IG2の中心波長λG2は、第1エッジ波長λE1と第2エッジ波長λE2との間、すなわちP偏光及びS偏光間で透過率が異なる較差発生領域に設定されている。
これにより、第1光源21aからの第1照明光IG1は、ダイクロイックミラーDMでほぼ100%反射される。一方、第2光源21bからの第2照明光IG2は、偏光変換部PCを経て高効率でP偏光に変換されているので、ダイクロイックミラーDMを高い割合で透過する。
以下、第2実施形態に係るプロジェクタについて説明する。このプロジェクタの構造は、図1に示す第1実施形態のものとほぼ同様であるが、ダイクロイックミラーの特性がローパスフィルタとなっている。
一方、第2光源21bからの第2照明光IG2は、偏光変換部PCを経て高効率でP偏光に変換されるので、ダイクロイックミラーDMを高い割合で透過する。
以下、第3実施形態に係るプロジェクタについて説明する。このプロジェクタの構造は、図1に示す第1実施形態のものとほぼ同様であるが、偏光変換部の構造が異なっている。
以下、第4実施形態に係るプロジェクタについて説明する。このプロジェクタの構造は、図1に示す第1実施形態のものと類似するが、G光照明装置として、中心波長が異なる3つの光源を備え、これら3つの光源からの照明光を一対のダイクロイックミラーで合波する。
図8は、第5実施形態のプロジェクタを説明するブロック図である。第5実施形態のプロジェクタ410は、第1実施形態のプロジェクタ10を変形したものであり、液晶ライトバルブの代わりにデジタルミラーデバイス(DMD)を用いている。
第3光源23aからの第3照明光IBは、凹面反射鏡23dによって無駄なく回収されてクロスダイクロイックプリズム427に入射する。
第4光源25aからの第4照明光IRは、凹面反射鏡25dによって無駄なく回収されてクロスダイクロイックプリズム427に入射する。
例えばG光の特定画素の画像信号が最大値であるとき、n個の単位時間の全て、つまりG階調表現期間GKのほぼ全期間でデジタルミラーデバイス430の特定マイクロミラーをON状態とする。一方、G光の特定画素の画像信号が最小値であるとき、n個の単位時間の全て、つまりG階調表現期間GKのほぼ全期間で対応するマイクロミラーをOFF状態とする。このような手法により、G階調表現期間GK中、各画素におけるG色の強度信号に応じてマイクロミラーをON・OFF時間が調節される。同様に、B階調表現期間BKやR階調表現期間RKも、n個の単位時間に分割され、各色の強度信号に応じてマイクロミラーのON・OFF時間が調節される。
Claims (11)
- ピーク波長が異なる第1及び第2照明光をそれぞれ発生する第1及び第2光源を有する光源装置と、
前記第1及び第2照明光が入射した場合に、当該第1及び第2照明光を合波して射出する合波手段と、
前記第2照明光を所定方向の直線偏光に変換して合波手段に入射させる偏光変換手段とを備えることを特徴とする照明装置。 - 前記合波手段は、光の透過及び反射を利用する光合分岐素子であり、前記第2照明光のピーク波長は、前記所定方向の直線偏光に関する前記光合分岐素子による透過又は反射の第1エッジ波長と、前記所定方向に対して直交方向の直線偏光に関する前記光合分岐素子による透過又は反射の第2エッジ波長との間の較差発生領域に設定されていることを特徴とする請求項1記載の照明装置。
- 前記第1照明光は、前記較差発生領域の外側において当該較差発生領域に近接して中心波長が設定されていることを特徴とする請求項2記載の照明装置。
- 前記合波手段は、ダイクロイックミラーであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項記載の照明装置。
- 前記第1及び第2光源は、固体光源であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項記載の照明装置。
- 前記偏光変換手段は、前記第2光源からの射出光が入射するロッドインテグレータと、当該ロッドインテグレータの射出端に配設される反射型偏光板と、前記ロッドインテグレータを通過した前記反射型偏光板からの戻り光を前記ロッドインテグレータの入射端に戻す反射手段とを有することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項記載の照明装置。
- 前記偏光変換手段は、前記第2光源からの射出光が順次入射する一対の偏光ビームスプリッタと、後段の偏光ビームスプリッタの射出側に配設される波長板とを備えることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項記載の照明装置。
- 前記第1及び第2照明光は、3原色のいずれか1色にともに属することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項記載の照明装置。
- 請求項1から請求項8のいずれか一項記載の照明装置と、
前記照明装置によって照明される空間光変調装置と、
前記空間光変調装置の像を投射する投射レンズと
を備えることを特徴とする投射装置。 - 3原色のうち前記第1及び第2照明光とは異なる他の2色にそれぞれ属する第3及び第4照明光をそれぞれ発生する第3及び第4光源をさらに有する請求項8記載の照明装置と、
前記第1及び第2照明光と、前記第3照明光と、前記第4照明光とがそれぞれ入射した場合に、前記第1及び第2照明光と、前記第3照明光と、前記第4照明光とをそれぞれ個別に変調する3つの空間光変調装置と、
各空間光変調装置からの変調光を合成して射出する光合成部材と、
前記光合成部材を経て合成された前記3つの空間光変調装置の像を投射する投射レンズと
を備えることを特徴とする投射装置。 - 前記空間光変調装置は、液晶ライトバルブであることを特徴とする請求項9及び請求項10のいずれか一項記載の投射装置。
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