JP2005099590A - Illuminating device and projection type image display device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、照明装置及び投写型映像表示装置に関する。 The present invention relates to an illumination device and a projection display apparatus.
液晶プロジェクタなどに用いられる照明装置としては、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等の白色ランプと、その照射光を平行光化するパラボラリフレクタから成るものが一般的である。更に、近年においては、発光ダイオード(LED)を補助光源とし、白色ランプ(特に、水銀系放電ランプ)における色再現性の観点から不足するとされる波長成分を補うことが考えられている(特許文献1参照)。また、照明装置として複数の光源を用いる多灯式照明装置を用いる投写型映像表示装置が在る(特許文献2参照)。
しかしながら、発光ダイオードなどを補助光源として用いて白色光源における色再現性を向上させることにおいては更なる改善が求められている。 However, further improvement is required in improving the color reproducibility of a white light source using a light emitting diode as an auxiliary light source.
この発明は、上記の事情に鑑み、補助光源を用いて色再現性を高めることができる照明装置及びこれを用いた投写型映像表示装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the illuminating device which can improve color reproducibility using an auxiliary light source, and a projection type video display apparatus using the same in view of said situation.
この発明の照明装置は、上記の課題を解決するために、略平行光を出射する第1光源及び第2光源と、前記第1光源からの出射光を特定方向に導く第1光学要素と前記第2光源からの出射光を前記特定方向と平行な方向に導く第2光学要素とが交互に配置された光学部材と、を有して成り、前記第1光源として白色光源を備え、前記第2光源として前記白色光源における色再現性の観点から不足するとされる波長成分の光を出射する補助光源を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the illumination device of the present invention includes a first light source and a second light source that emit substantially parallel light, a first optical element that guides the emitted light from the first light source in a specific direction, and the And an optical member alternately arranged with second optical elements for guiding the emitted light from the second light source in a direction parallel to the specific direction, the white light source as the first light source, An auxiliary light source that emits light having a wavelength component that is insufficient from the viewpoint of color reproducibility in the white light source is provided as the two light sources.
上記の構成であれば、白色光源からの白色光に補助光源からの補助光が前記光学部材によって無駄無く利用されて一光軸上に合成される。 If it is said structure, the auxiliary light from an auxiliary light source will be utilized without waste by the said optical member with the white light from a white light source, and it synthesize | combines on one optical axis.
また、この発明の照明装置は、略平行光を出射する第1光源と、前記第1光源からの出射光を特定方向に導く光学要素が所定間隔で複数形成された光学部材と、前記光学要素間に配置されて前記特定方向と平行な方向に略平行光を出射する第2光源群と、を有して成り、前記第1光源として白色光源を備え、前記第2光源群として前記白色光源における色再現性の観点から不足するとされる波長成分の光を出射する補助光源を備えたことを特徴とする。 The illumination device of the present invention includes a first light source that emits substantially parallel light, an optical member in which a plurality of optical elements that guide emitted light from the first light source in a specific direction are formed at predetermined intervals, and the optical element. A second light source group that is disposed in between and emits substantially parallel light in a direction parallel to the specific direction, and includes a white light source as the first light source, and the white light source as the second light source group And an auxiliary light source that emits light having a wavelength component that is considered insufficient from the viewpoint of color reproducibility.
上記の構成であれば、白色光源からの白色光に補助光源からの補助光が前記光学部材によって無駄無く利用されて一光軸上に合成される。 If it is said structure, the auxiliary light from an auxiliary light source will be utilized without waste by the said optical member with the white light from a white light source, and it synthesize | combines on one optical axis.
前記補助光源は略平行光を出射する固体光源を複数個配置して成るものでもよい。 The auxiliary light source may be formed by arranging a plurality of solid light sources that emit substantially parallel light.
また、この発明の投写型映像表示装置は、照明装置から出射された光をライトバルブにより変調して投写する投写型映像表示装置において、前記照明装置として上述のいずれかの照明装置を備えたことを特徴とする。 In addition, the projection display apparatus of the present invention includes any one of the above-described illumination apparatuses as the illumination apparatus in the projection display apparatus that projects the light emitted from the illumination apparatus by modulating the light valve. It is characterized by.
この発明によれば、補助光源を用いて色再現性を高める照明を行うことが可能になり、投写型映像表示装置において高品質な映像投影が行えるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to perform illumination with improved color reproducibility using an auxiliary light source, and there is an effect that high-quality image projection can be performed in the projection display apparatus.
以下、この発明の実施形態の照明装置及び投写型映像表示装置を図1及び図2に基づいて説明していく。 Hereinafter, an illumination device and a projection display apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、この発明の実施形態の照明装置及び投写型映像表示装置を示した概略の構成図である。照明装置1は、白色光源11と、補助光源12と、反射合成部13と、を備えて成る。そして、投写型映像表示装置10は、上記照明装置1と、インテグレータレンズ14と、偏光変換装置15と、コンデンサレンズ2,3,4と、液晶表示パネル5と、投写レンズ6とを備えて成る。なお、かかる図では、説明の簡略化のために単板構成的に光学系を示しているが、いわゆる三板式構成においては、色分離光学系と色合成系とが加わる構成となる。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an illumination apparatus and a projection display apparatus according to an embodiment of the present invention. The illumination device 1 includes a
インテグレータレンズ14は、一対のフライアイレンズ14a,14bから成り個々の凸レンズ対が光源11,12からの光を液晶表示パネル5の全面に照射するように設計され、光源11,12から出射された光に存在する部分的な輝度ムラを平均化して画面中央と周辺部とでの光量差を低減すると共に補助光源12の色光を白色光にムラなく混合するようになっている。
The
偏光変換装置15は、偏光ビームスプリッタアレイ(以下、PBSアレイと称する)によって構成される。PBSアレイは、偏光分離膜と位相差板(1/2λ板)とを備える。PBSアレイの各偏光分離膜は、インテグレータレンズ14からの光のうち例えばP偏光を通過させ、S偏光を90°光路変更する。光路変更されたS偏光は隣接の偏光分離膜にて反射され、その前側(光出射側)に設けてある前記位相差板によってP偏光に変換されて出射される。一方、偏光分離膜を透過したP偏光は、そのまま出射される。すなわち、この場合には、ほぼ全ての光はP偏光に変換される。上記の例では、全ての光をP偏光に変換する構成としたが、位相差板位置をP偏光出射位置に設けることで、全てS偏光に変換する構成とすることができる。
The
上記照明装置1から出射された光は、コンデンサレンズ2,3,4を経て液晶表示パネル5に至る。この液晶表示パネル5に入射した光は各画素において設定された光透過率に従って光強度変調を受けて映像光となり、投写レンズ6によって図示しないスクリーンに投影される。
The light emitted from the illumination device 1 reaches the liquid
以下、照明装置1について詳しく述べていく。前記白色光源11における発光部は、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等から成り、その照射光はパラボラリフレクタによって略平行光となって出射される。
Hereinafter, the lighting device 1 will be described in detail. The light emitting part in the
また、補助光源12は、LEDチップ12a…がアレイ状に配置されると共に各LEDチップ12aの光出射側に平行光化用のレンズセル12b…を配置して成るものである。補助光源12は例えばインテグレータレンズ14と相似形に形成される。LEDチップ12a…は透明樹脂によりモールドされており、この透明樹脂が凸状に形成されて前記レンズセル12b…を成している。
The
LEDチップ12aとしては、白色光源11において色再現性の観点から不足するとされる赤色波長成分を出射するものを選んでいる。勿論、同一波長の光を出射するLEDチップだけを設けるのではなく、赤色光範囲で互いに出射光波長が異なるLEDを配置してもよい。また、複数のLEDを群に分けて選択的に通電が行なえるようにスイッチを設け、選択的に発光させることができるようにしてもよい。これによれば、所定の波長成分の光量を増減して色再現調整範囲の拡大を図ることができる。なお、個々に作製されたモールド済みLEDをアレイ状に配置して補助光源12とすることもできる。
As the
反射合成部13は、例えば、ガラス基板表面に多数の三角柱状部を条設し、前記三角柱状部における山形に向かい合う面に高反射率を有する反射膜を蒸着し、当該面を第1,第2反射面13a,13bとした構造を有する。そして、光源11,12は、当該光源11から出射される光束の光軸と当該光源12から出射される光束の光軸とが共に反射合成部13の反射面13a,13bと垂直な平面上において垂線O(図では反射光の光軸と垂線Oを共通化して示している)と所定の角度αをなすように、対称に配置されている。また、白色光源11から出射された光は反射面13aに反射されて垂線Oに平行な方向に反射され、補助光源12から出射された光は反射面13bに反射されて垂線Oに平行な方向に反射されるように、前記三角柱状部における山形に向かい合う面(反射面13a,13b)の角度(頂角)及び光源11,12の位置が設定されている。すなわち、反射合成部13によって、白色光源11からの出射光と補助光源12からの出射光とが一光軸上で無駄なく合成される。
For example, the
なお、上記実施例では、反射合成部13を用いて第1,第2光源11,12の両光を合成するようにしたが、例えばガラス基板表面に多数の三角柱状部を条設した透明部材を用い、第1,第2光源11,12の両光を透過屈折させて合成するようにしてもよいものである。
In the above embodiment, both the first and
図2に他の実施形態を示す。この図2に示す反射合成部23は、前述の反射合成部13において第1反射面13aを残して反射面23aとし、第2反射面13bが位置していた領域に凹部23bを形成したものに相当する。各凹部23b…にはモールド済みLED24…が設けられている。
FIG. 2 shows another embodiment. The
白色光源11から出射された光は反射面23aによって反射される。LED24…は前記反射の方向と平行な方向に略平行光を出射する。LED24…は補助光源を成すものであり、白色光源11における色再現性の観点から不足するとされる波長成分の光を出射する。白色光及び補助光は図示しないインテグレータレンズによってムラなく混合されて液晶表示パネルに導かれる。
The light emitted from the
なお、以上の実施形態においては、透過型の液晶表示パネル5を用いたが、これに限るものではなく、反射型の液晶表示パネルを用いてもよいし、或いは、液晶表示パネルに代えて例えば微小ミラーを個別に駆動するタイプの光変調素子を用いても用いてもよいものである。また、固体光源は発光ダイオード(LED)に限るものではない。また、点光源に限らず、面光源(有機EL等)を補助光源としてもよいものである。また、色純度が高い固体光源を補助光源として用いるのがよいが、色純度が高いのであればランプ光源を補助光源として用いることもできる。
In the above embodiment, the transmissive liquid
1 照明装置
5 液晶表示パネル
6 投写レンズ
11 白色光源
12 補助光源
13 反射合成部
14 インテグレータレンズ
23 反射合成部
24 LED
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