JP2006349714A - Illuminator and projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶ライトバルブその他の光変調装置を照明するための照明装置、及びこれを組み込んだプロジェクタに関する。 The present invention relates to an illumination device for illuminating a liquid crystal light valve and other light modulation devices, and a projector incorporating the illumination device.
第1のプロジェクタとして、ロッドインテグレータの一端側に光源ランプを配置するとともにこのロッドインテグレータの他端側に偏光分離用のプリズム部材を配置し、このプリズム部材を経た一対の偏光の偏光方向を一致させた後、レンズで合成して照明領域を重畳して照明するものが存在する(特許文献1参照)。 As a first projector, a light source lamp is disposed on one end side of the rod integrator, and a polarization separating prism member is disposed on the other end side of the rod integrator, and the polarization directions of a pair of polarized light passing through the prism member are matched. Then, there exists what illuminates by superimposing the illumination area by combining with a lens (see Patent Document 1).
また、第2のプロジェクタとして、光源光を偏光フィルタで特定の偏光方向に制限し、偏光ビームスプリッタで各色の光路に導くものが存在する(特許文献2参照)。このプロジェクタでは、偏光ビームスプリッタの前後に特定色で偏光方向を回転させる狭帯域位相差板を設けて色分離及び色合成を簡易に達成している。 As a second projector, there is a projector that restricts light source light to a specific polarization direction with a polarizing filter and guides it to the optical path of each color with a polarizing beam splitter (see Patent Document 2). In this projector, a narrow-band phase difference plate that rotates the polarization direction with a specific color is provided before and after the polarization beam splitter to easily achieve color separation and color synthesis.
また、第3のプロジェクタとして、R色のLEDアレイ及び導波路ブロックによって赤色光用の液晶表示素子を照明し、G色のLEDアレイ及び導波路ブロックによって緑色光用の液晶表示素子を照明し、B色のLEDアレイ及び導波路ブロックによって青色光用の液晶表示素子を照明するものがある(特許文献3参照)。
しかし、上記のうち第1及び第2のプロジェクタでは、光源として白色光を発生するランプを用いており、光源が大型化し易く、保守も容易でない。 However, in the first and second projectors described above, a lamp that generates white light is used as the light source, so that the light source is easily increased in size and is not easily maintained.
また、第1のプロジェクタでは、ロッドインテグレータの出口にプリズム部材を配置するので、プリズムから射出した偏光の合成が必要となる。このため、照明対象である光変調装置への入射角の広がり範囲が方向によって異なるという問題や、光変調装置の周辺が大型化するという問題がある。 In the first projector, since the prism member is disposed at the exit of the rod integrator, it is necessary to combine the polarized light emitted from the prism. For this reason, there exists a problem that the spread range of the incident angle to the light modulation device that is the illumination object differs depending on the direction, and a problem that the periphery of the light modulation device is enlarged.
また、第2のプロジェクタは、偏光フィルタによる光量ロスが大きく、偏光フィルタの発熱等が問題となる可能性もある。 Further, the second projector has a large light loss due to the polarizing filter, and there is a possibility that heat generation of the polarizing filter becomes a problem.
また、第3のプロジェクタは、LEDアレイの光を偏光化することなくそのまま用いているので、光量ロスが大きく、液晶表示素子の発熱等が問題となる可能性もある。なお、LEDアレイと導波路ブロックとの間に、偏光ビームスプリッタ等からなる偏光変換素子を設けることも考えられるが、LEDアレイからの光束の角度範囲は通常広くなる傾向があるので、可視光用の汎用的な偏光ビームスプリッタの特性上、偏光変換効率が下がってしまう。 Further, since the third projector uses the light of the LED array as it is without polarization, the loss of light amount is large, and heat generation of the liquid crystal display element may become a problem. Although it is conceivable to provide a polarization conversion element composed of a polarizing beam splitter or the like between the LED array and the waveguide block, the angle range of the light flux from the LED array usually tends to be widened. Due to the characteristics of the general-purpose polarizing beam splitter, the polarization conversion efficiency is lowered.
そこで、本発明は、小型の光源を用いた小型の照明装置であって、被照明対象への入射角の制御が容易で、損失や発熱の少ない照明装置、並びに、これを用いたプロジェクタを提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a small illuminating device using a small light source, an illuminating device that can easily control an incident angle to an object to be illuminated, and has little loss and heat generation, and a projector using the illuminating device. The purpose is to do.
また、本発明は、小型の光源を用いた小型の照明装置であって、高い偏光変換効率によって光源光を効率的に利用することができる照明装置、並びに、これを用いたプロジェクタを提供することを目的とする。 The present invention also provides a small illuminating device using a small light source, an illuminating device that can efficiently use light source light with high polarization conversion efficiency, and a projector using the same. With the goal.
上記課題を解決するため、本発明に係る照明装置は、(a)例えば異なる所定波長域にピークを有する各色光をそれぞれ光源光として発生する各色用の光源と、(b)各色用の光源から射出される各色光の波長にそれぞれ適合させた偏光分離特性を有し、ランダム偏光である各色光を互いに偏光方向が直交する第1の直線偏光と第2の直線偏光とにそれぞれ分離する各色用の偏光分離膜と、第1の直線偏光と第2の直線偏光との偏光方向を各色ごとにそれぞれ揃える各色用の位相素子とを含む各色用の偏光変換装置とを備える。 In order to solve the above problems, an illumination device according to the present invention includes: (a) a light source for each color that generates, for example, each color light having a peak in a different predetermined wavelength region as a light source light; and (b) a light source for each color. For each color having polarization separation characteristics adapted to the wavelength of each emitted color light, and separating each color light which is randomly polarized light into first linearly polarized light and second linearly polarized light whose polarization directions are orthogonal to each other And a polarization conversion device for each color that includes a phase element for each color that aligns the polarization directions of the first linearly polarized light and the second linearly polarized light for each color.
上記照明装置では、偏光変換装置において、各色用の偏光分離膜によって、各色光を互いに偏光方向が直交する第1及び第2の直線偏光にそれぞれ分離し、各色用の位相素子によって、第1及び第2の直線偏光の偏光方向を各色ごとにそれぞれ揃えるので、光源光の効率的な偏光変換が可能になり、明るい照明が可能なる。ここで、偏光変換装置に設けた各色用の偏光分離膜が、各色用の光源から射出される各色光の波長にそれぞれ適合させた偏光分離特性を有するので、各色ごと個別に偏光変換効率を向上させることができ、全体としてもより明るい照明が可能になる。 In the illumination device, in the polarization conversion device, each color light is separated into the first and second linearly polarized light whose polarization directions are orthogonal to each other by the polarization separation film for each color, and the first and second phase elements for each color Since the polarization direction of the second linearly polarized light is aligned for each color, efficient polarization conversion of the light source light is possible, and bright illumination is possible. Here, the polarization separation film for each color provided in the polarization conversion device has polarization separation characteristics adapted to the wavelength of each color light emitted from the light source for each color, thus improving the polarization conversion efficiency for each color individually As a whole, brighter illumination is possible.
また、本発明の具体的な態様又は観点では、上記照明装置において、偏光変換装置の前段及び/又は後段に配置され、各色光を部分光束に分割して重畳させる均一化光学系をさらに備える。この場合、均一化された明るい偏光を得ることができる。 Further, according to a specific aspect or aspect of the present invention, the illumination device further includes a uniformizing optical system that is arranged in a front stage and / or a rear stage of the polarization conversion device and divides each color light into partial light beams and superimposes them. In this case, uniform bright polarized light can be obtained.
本発明の別の態様では、各色用の偏光分離膜の偏光分離特性が当該偏光分離膜への各色光の入射角の範囲を参酌して設定されている。この場合、各色光の入射角の範囲に適合させたロスの少ない偏光変換が可能なり、比較的射出光束の角度範囲が広くなる傾向があるLED等の光源からの光源光について偏光変換効率を高めることができる。 In another aspect of the present invention, the polarization separation characteristics of the polarization separation film for each color are set in consideration of the range of the incident angle of each color light to the polarization separation film. In this case, polarization conversion with less loss adapted to the incident angle range of each color light is possible, and the polarization conversion efficiency is increased for light source light from a light source such as an LED that tends to have a relatively wide angle range of emitted light flux. be able to.
本発明の別の態様では、各色用の偏光分離膜が誘電体多層膜で形成されている。この場合、干渉現象を利用した高効率の偏光変換が可能になる。 In another aspect of the present invention, the polarization separation film for each color is formed of a dielectric multilayer film. In this case, highly efficient polarization conversion using the interference phenomenon is possible.
本発明に係るプロジェクタは、(a)上述の照明装置と、(b)偏光変換装置を経た各色光を、画像情報に応じてそれぞれ変調する各色用の光変調装置と、(c)各色用の光変調装置でそれぞれ変調された各色の像光を合成して射出する光合成光学系と、(d)光合成光学系を経て合成された像光を投射する投射光学系とを備える。 The projector according to the present invention includes (a) the above-described illumination device, (b) a light modulation device for each color that modulates each color light that has passed through the polarization conversion device according to image information, and (c) each color light device. A light combining optical system for combining and emitting the image lights of the respective colors modulated by the light modulation device; and (d) a projection optical system for projecting the image light combined through the light combining optical system.
上記プロジェクタでは、上述したとおりの照明装置を用いているので、照明装置の小型化を図りつつ、各色ごと個別に偏光変換効率を向上させた明るい照明光によって各色用の光変調装置を照明することができ、高輝度のカラー画像を投射することができる。 Since the projector uses the illumination device as described above, the light modulation device for each color is illuminated with bright illumination light whose polarization conversion efficiency is individually improved for each color while reducing the size of the illumination device. And a high-luminance color image can be projected.
図1は、本発明の一実施形態に係るプロジェクタの構造を概念的に説明するブロック図である。このプロジェクタ10は、照明装置20と、光変調部30と、投射レンズ40と、制御装置50とを備える。ここで、照明装置20は、青色光照明装置21と、緑色光照明装置23と、赤色光照明装置25と、光源駆動装置27とを有する。また、光変調部30は、光変調装置である3つの液晶表示パネル31,33,35と、光合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム37と、各液晶表示パネル31,33,35に駆動信号を出力する素子駆動装置38とを有する。
FIG. 1 is a block diagram conceptually illustrating the structure of a projector according to an embodiment of the invention. The
上述の照明装置20において、青色光照明装置21は、青色光用光源ユニット21aと、偏光変換装置61と、ロッドインテグレータ21cとを備える。青色光用光源ユニット21aは、青色用の光源であり、ロッドインテグレータ21cは、青色用の均一化光学系である。
In the
これらのうち、青色光用光源ユニット21aは、固体光源或いは半導体光源と呼ばれる発光素子である複数のLED21fを回路基板21g上に適当な2次元的配列(例えばマトリックス状配列)で取り付けたものからなり、各LED21fの正面にビーム整形用のレンズエレメントを個別に配置した集光レンズアレイ21bを有している。各LED21fは、3原色のうち青(B)の範疇に含まれる青色光をそれぞれ発生する。LED21fから取り出された青色光、つまり第1光源光LBは、集光レンズアレイ21bを経た後、偏光変換装置61の入射端すなわち入射ポートIP1に入射する。この際、各LED21fからの青色光は、集光レンズアレイ21bを構成する各レンズエレメントによってそれぞれ適宜発散するとともに所定位置に集まる楕円或いは矩形断面のビームにされる。つまり、各LED21fからの青色光は、偏光変換装置61に設けた矩形の入射ポートIP1に全体として集められ、この入射ポートIP1に重畳した状態でそれぞれ漏れなく入射する。
Among these, the blue
偏光変換装置61は、青色光用光源ユニット21aの射出側にこれに対向して配置されており、入射した第1光源光LBの偏光方向を揃える。偏光変換装置61は、直角三角形プリズムと平行四辺形プリズムとを貼り合わせることにより形成されており、両プリズムに挟まれた偏光分離膜61aと、平行四辺形プリズムの青色光用光源ユニット21a側に形成された反射膜61bと、これらのプリズムのロッドインテグレータ21c側に配置された波長板61dとを備える。偏光分離膜61aと反射膜61bとは、各プリズムの斜面上に蒸着によって形成された誘電体多層膜であり、システム光軸SAに対して45°傾斜した状態で配置されている。前者の偏光分離膜61aは、青色光用光源ユニット21aからのランダム偏光である青色光のうち特定方向の直線偏光成分を透過させるとともにこれに直交する方向の直線偏光成分を反射させ、結果的に直交する2つの直線偏光成分を効率よく分離する。また、後者の反射膜61bは、偏光分離膜61aで反射された一方の直線偏光成分を完全に反射して光路を折り曲げる。この反射膜61bは、金属膜の蒸着ミラーに置き換えることもできる。波長板61dは、1/2波長板で形成された位相素子であり、上記反射膜61bで反射され平行四辺形プリズムからシステム光軸SA方向に射出された直線偏光成分をこれに直交する成分の直線偏光成分に変換する。
The
以上の偏光変換装置61の動作をより具体的に説明する。偏光変換装置61において、偏光分離膜61aは、各LED21fからの青色光である第1光源光LBに含まれる第1及び第2の直線偏光のうち、一方の第1の直線偏光(この場合、P偏光)を透過し、他方の第2の直線偏光(この場合、S偏光)を反射する。反射された第2の直線偏光は、後者の反射ミラーによって光路を折り曲げられ、一方の第1の直線偏光の射出方向、すなわちシステム光軸SAに沿った方向に射出される。このようにして射出された第1及び第2の直線偏光のいずれか(この場合、第2の直線偏光)は、偏光変換装置61の光束射出面に設けられた波長板61dによって偏光変換され、すべての偏光光束の偏光方向が揃えられる。この場合、偏光変換装置61の光束射出面を構成する射出ポートOP1,OP2のうち射出ポートOP2側に、第2の直線偏光を第1の直線偏光に変換する波長板61dが設けられており、偏光変換装置61は、入射ポートIP1に入射した第1光源光LBを第1の直線偏光(この場合、P偏光)のみに効率良く変換して両射出ポートOP1,OP2から射出させることができる。このような偏光変換装置61を用いることにより、青色光用光源ユニット21aから射出される光束を、一方向の偏光光束に揃えることができるため、光変調部30の液晶表示パネル31光学装置50で利用する光源光の利用率を向上させることができる。なお、上記波長板61dは、射出ポートOP2側ではなく、隣りの射出ポートOP1側に設けることもできる。
The operation of the
ロッドインテグレータ21cは、システム光軸SAに沿って延びる四角柱状の透明部材からなる均一化光学系であり、システム光軸SAに垂直な矩形断面を有し、偏光変換装置61に設けた射出ポートOP1,OP2に対向して入射ポートIP3を有する。入射ポートIP3から入射しロッドインテグレータ21cを経てその射出端である射出ポートOP3から射出した第1照明光は、この射出ポートOP3に対向配置された第1偏光フィルタ26aを介して光変調部30のうち青色光用の液晶表示パネル31に入射する。これにより、液晶表示パネル31上の被照射領域(画像情報が形成される有効画素領域)が青色光によって均一に照明される。
The
なお、偏光変換装置61の一対の射出ポートOP1,OP2は、ロッドインテグレータ21cの射出ポートOP3と略合同、或いは射出ポートOP3より小さくなっており、偏光変換装置61からの第1光源光LBをロッドインテグレータ21cに漏れなく結合することができる。また、ロッドインテグレータ21cの断面形状及びサイズは、システム光軸SAに沿って変化させることができ、入射ポートIP3と射出ポートOP3との形状を一致させる必要はない。
The pair of exit ports OP1 and OP2 of the
緑色光照明装置23は、緑色光用光源ユニット23aと、偏光変換装置63と、ロッドインテグレータ23cとを備える。このうち、緑色光用光源ユニット23aは、青色光用光源ユニット21aと同様の構造を有するが、回路基板23g上の各LED23fが、3原色のうち緑(G)の範疇に含まれる緑色光をそれぞれ発生し、この緑色光からなる第2光源光LGは、集光レンズアレイ23bを経て偏光変換装置63の入射ポートIP1に漏れなく重畳して入射する。偏光変換装置63は、偏光変換装置61と同様の構造を有しており、偏光分離膜63aと、反射膜63bと、波長板63dとを備える。この偏光変換装置63を経た第2照明光LGは、偏光変換装置61と同様、偏光分離、光路折り曲げ、及び偏光切り替えによって効率良く単一成分の直線偏光に変換されており、その射出ポートOP1,OP2に対向配置されたロッドインテグレータ23cの入射ポートIP3に漏れなく入射する。このロッドインテグレータ23cを経た第2照明光LGは、波面分割及び重畳によってロス無く均一化されており、その射出ポートOP3に対向配置された第1偏光フィルタ26bを介して光変調部30のうち緑色光用の液晶表示パネル33に入射する。これにより、液晶表示パネル33上の被照射領域が緑色光によって均一に照明される。
The green
赤色光照明装置25は、赤色光用光源ユニット25aと、偏光変換装置65と、ロッドインテグレータ25cとを備える。このうち、赤色光用光源ユニット25aは、青色光用光源ユニット21aと同様の構造を有するが、回路基板25g上の各LED25fが、3原色のうち赤(R)の範疇に含まれる赤色光をそれぞれ発生し、この赤色光からなる第3光源光LRは、集光レンズアレイ25bを経て偏光変換装置65の入射ポートIP1に漏れなく重畳して入射する。偏光変換装置65は、偏光変換装置61と同様の構造を有しており、偏光分離膜65aと、反射膜65bと、波長板65dとを備える。この偏光変換装置65を経た第3照明光LRは、偏光変換装置61の場合と同様、偏光分離、光路折り曲げ、及び偏光切り替えによって効率良く単一成分の直線偏光に変換されており、その射出ポートOP1,OP2に対向配置されたロッドインテグレータ25cの入射ポートIP3に漏れなく入射する。このロッドインテグレータ25cを経た第3照明光LRは、波面分割及び重畳によってロス無く均一化されており、その射出ポートOP3に対向配置された第1偏光フィルタ26cを介して光変調部30のうち赤色光用の液晶表示パネル35に入射する。これにより、液晶表示パネル35上の被照射領域が赤色光によって均一に照明される。
The red
各液晶表示パネル31,33,35は、光透過型の光変調装置であり、外部から入力された画像信号に応じて照明光の偏光方向を画素単位で切替えることにより、各液晶表示パネル31,33,35に入射した各色光照明装置21,23,25からの照明光をそれぞれ2次元的に変調する。各液晶表示パネル31,33,35の入射側には、その入射面に対向して第1偏光フィルタ26a,26b,26cが配置されており、各液晶表示パネル31,33,35を偏光度を高めた偏光成分によって照明することができる。また、各液晶表示パネル31,33,35の射出側には、その射出面に対向して第2偏光フィルタ36a,36b,36cが配置されており、各液晶表示パネル31,33,35を通過した特定方向に直交する方向の偏光成分のみを読み出すことができる。ここで、第1偏光フィルタ26a、液晶表示パネル31、及び第2偏光フィルタ36aは、青色用の液晶ライトバルブを構成し、第1偏光フィルタ26b、液晶表示パネル33、及び第2偏光フィルタ36bは、緑色用の液晶ライトバルブを構成し、第1偏光フィルタ26c、液晶表示パネル35、及び第2偏光フィルタ36cは、赤色用の液晶ライトバルブを構成する。つまり、各液晶表示パネル31,33,35にそれぞれ入射した各色光照明装置21,23,25からの照明光は、これら液晶表示パネル31,33,35によってそれぞれ2次元的に強度変調される。各液晶表示パネル31,33,35を通過した各色の像光は、クロスダイクロイックプリズム37で合成されて、その一側面から射出する。クロスダイクロイックプリズム37から射出した合成光の像は、投射光学系である投射レンズ40に入射してスクリーン(不図示)に適当な拡大率で投影される。つまり、プロジェクタ10によって、各液晶表示パネル31,33,35に形成された各色(青色、緑色、及び赤色)の画像を合成したカラー画像が、動画又は静止画としてスクリーン上に投射される。
Each of the liquid
図2及び図3は、偏光変換装置61に設けた偏光分離膜61aの透過特性を説明するグラフである。図2において、横軸は波長を示し縦軸はP偏光の透過率を示す。また、図3において、横軸は波長を示し縦軸はS偏光の透過率を示す。両グラフにおいて、45°を中心として±20°程度の入射角(具体的には36.7°、42°、45°、47.7°、53°)で透過率のプロットが行われている。グラフからも明らかなように、青色域の波長(450nm±20〜30nm)において、偏光分離膜61aは、P偏光を効率的に透過させることができ、S偏光を効率的に反射させることができる。
2 and 3 are graphs for explaining the transmission characteristics of the
偏光分離膜61aの偏光分離特性の上述のように設計した経緯について説明する。青色光用光源ユニット21aから偏光変換装置61に入射する第1光源光LBは、システム光軸SAを中心として約±20°程度の範囲に分布している。つまり、偏光分離膜61aに入射する第1光源光LBの入射角は、45°を中心として±20°程度の範囲に分布する。なお、青色光用光源ユニット21aのLED21fを高輝度で発光点が点状のランプ光源に代えた場合、入射角の分布が±10°程度になるが、各色の光源を準備するのが容易でないといった問題や光源の大型化が問題となる。一方、青色光用光源ユニット21aにLED21fを用いた場合、入射角の分布が±20°程度に広がるが、青色の光源を個別かつ簡易に準備することができ光源を小型化することができる。入射角の増大については、図2、3に示すように、偏光分離膜61aの多層膜の設計値を青色域の波長に適合したものとすることで、青色専用の偏光分離特性を持たせることができ、入射角の分布に対する許容度を大きくすることができる。なお、偏光分離膜61aの偏光分離特性については、具体的設計に際しての入射角の分布範囲を考慮して、最適化を図ることができる。
The process of designing the polarization separation characteristics of the
図4及び図5は、偏光変換装置63に設けた偏光分離膜63aの透過特性を説明するグラフである。図4において、縦軸はP偏光の透過率を示し、図5において、縦軸はS偏光の透過率を示す。両グラフにおいて、45°を中心として±20°程度の入射角(具体的には36.7°、42°、45°、47.7°、53°)で透過率のプロットが行われている。グラフからも明らかなように、緑色域の波長(530nm±20〜30nm)において、偏光分離膜63aは、P偏光を効率的に透過させることができ、S偏光を効率的に反射させることができる。
4 and 5 are graphs for explaining the transmission characteristics of the
偏光変換装置63を構成する緑色光用光源ユニット23aの場合、LED23fを用いており、入射角の分布が±20°程度に広がるが、偏光分離膜63aの多層膜の設計値を緑色域の波長に適合したものとすることで、緑色専用の偏光分離特性を持たせることができ、入射角の分布に対する許容度を大きくすることがでできる。なお、偏光分離膜63aの偏光分離特性については、具体的設計に際しての入射角の分布範囲を考慮して、適宜最適化を図ることができる。
In the case of the green
図6及び図7は、偏光変換装置65に設けた偏光分離膜65aの透過特性を説明するグラフである。図6において、縦軸はP偏光の透過率を示し、図7において、縦軸はS偏光の透過率を示す。両グラフにおいて、45°を中心として±20°程度の入射角(具体的には36.7°、42°、45°、47.7°、53°)で透過率のプロットが行われている。グラフからも明らかなように、赤色域の波長(630nm±20〜30nm)において、偏光分離膜65aは、P偏光を効率的に透過させることができ、S偏光を効率的に反射させることができる。
6 and 7 are graphs for explaining the transmission characteristics of the
偏光変換装置65を構成する赤色光用光源ユニット25aの場合、LED25fを用いており、入射角の分布が±20°程度に広がるが、偏光分離膜65aの多層膜の設計値を赤色域の波長に適合したものとすることで、赤色専用の偏光分離特性を持たせることができ、入射角の分布に対する許容度を大きくすることがでできる。なお、偏光分離膜65aの偏光分離特性については、具体的設計に際しての入射角の分布範囲を考慮して、適宜最適化を図ることができる。
In the case of the
図8(a)は、図2、4、6に示す偏光分離膜61a,63a,65aの透過特性をひとまとめにして概念的に示したものであり、入射角が45°−10°、45°、45°+10°の場合に、透過成分によって取り出せる光源光LB,LG,LRを示している。また、図8(b)は、図3、5、7に示す偏光分離膜65aの透過特性をひとまとめにして概念的に示したものであり、入射角が45°−10°、45°、45°+10°の場合に、反射成分によって取り出せる光源光LB,LG,LRを示している。偏光分離膜61a,63a,65aの偏光分離特性を各色ごとに設定することで、全体として効率的に照明光を取り出せることが分かる。
FIG. 8A conceptually shows the transmission characteristics of the
図9は、全偏光分離膜61a,63a,65aに共通する同一の偏光分離特性を持たせた比較例を示す。図9(a)は、図8(a)に対応し、図9(b)は、図8(b)に対応する。偏光分離膜61a,63a,65aの偏光分離特性を各色ごとに設定しない場合、広い波長域で偏光分離特性を目標値に設計することが困難であることに起因して、照明光の利用効率が悪くなることが分かる。
FIG. 9 shows a comparative example in which all the
以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、照明装置20は、青色光照明装置21、緑色光照明装置23、及び赤色光照明装置25に限らず、他の波長の2色以上の色光照明装置とすることができ、各色光照明装置において、上述の偏光変換装置61,63,65に対応する波長に適合させた偏光変換装置を用いることにより、光利用効率を高めることができる。
Although the present invention has been described based on the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. For example, the illuminating
また、上記実施形態では、偏光変換装置61,63,65に偏光分離膜61a,63a,65aを組み込んでいるが、偏光分離膜61a,63a,65aに代えて、有機偏光膜やワイヤグリッド偏光子等を用いることもできる。
In the above embodiment, the
20…照明装置、 20…照明装置、 21a…青色光用光源ユニット、 21b…集光レンズアレイ、 21c…ロッドインテグレータ、 23…緑色光照明装置、 23a…緑色光用光源ユニット、 23b…集光レンズアレイ、 23c…ロッドインテグレータ、 25b…集光レンズアレイ、 26a…第1偏光フィルタ、 27…光源駆動装置、 31,33,35…液晶表示パネル、 37…クロスダイクロイックプリズム、 38…素子駆動装置、 40…投射レンズ、 61,63,65…偏光変換装置、 61a,63a,65a…偏光分離膜、 61b…反射膜、 61c…波長板、 LB,LG,LR…光源光、 21f,23f,25f…LED、 SA…システム光軸
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記各色用の光源から射出される前記各色光の波長にそれぞれ適合させた偏光分離特性を有し、ランダム偏光である前記各色光を互いに偏光方向が直交する第1の直線偏光と第2の直線偏光とにそれぞれ分離する各色用の偏光分離膜と、前記第1の直線偏光と前記第2の直線偏光との偏光方向を各色ごとにそれぞれ揃える各色用の位相素子とを含む各色用の偏光変換装置と、
を備える照明装置。 A light source for each color that generates each color light as a light source light;
A first linearly polarized light and a second straight line having polarization separation characteristics adapted to the wavelengths of the respective color lights emitted from the light sources for the respective colors and having the polarization directions orthogonal to each other, which are random polarized lights. Polarization conversion for each color, including a polarization separation film for each color that is separated into polarized light, and a phase element for each color that aligns the polarization directions of the first linearly polarized light and the second linearly polarized light for each color Equipment,
A lighting device comprising:
前記偏光変換装置を経た前記各色光を、画像情報に応じてそれぞれ変調する各色用の光変調装置と、
前記各色用の光変調装置でそれぞれ変調された各色の像光を合成して射出する光合成光学系と、
前記光合成光学系を経て合成された像光を投射する投射光学系と、
を備えるプロジェクタ。
The lighting device according to any one of claims 1 to 4,
A light modulation device for each color that modulates each color light that has passed through the polarization conversion device according to image information;
A light combining optical system for combining and emitting image light of each color modulated by the light modulation device for each color;
A projection optical system for projecting the image light combined through the light combining optical system;
A projector comprising:
Priority Applications (1)
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JP2005171951A JP2006349714A (en) | 2005-06-13 | 2005-06-13 | Illuminator and projector |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2005171951A JP2006349714A (en) | 2005-06-13 | 2005-06-13 | Illuminator and projector |
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Country | Link |
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2005
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