JP2007010972A - Illuminator and projection type image display apparatus - 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.
近年においては、発光ダイオード(LED)を光源として用いることも試みられている(特許文献1参照)。図15に従来の照明装置500Aを示す。この照明装置500Aは、二つの発光ダイオード501とロッドインテグレータ502とから成る。各発光ダイオード501の主光線軸はロッドインテグレータ502の光入射面に直交するように配置されている。図16に従来の照明装置500Bを示す。この照明装置500Bは、二つの発光ダイオード501とロッドインテグレータ502と三角ミラー503とから成る。各発光ダイオード501の主光線軸はロッドインテグレータ502の光入射面に平行となるように配置されている。三角ミラー503の各ミラー面は各発光ダイオード501の主光線軸及びロッドインテグレータ502の光入射面に対してそれぞれ45°の角度をなすように配置される。
しかしながら、上記いずれの構成においても、各の全てがロッドインテグレータ502の光入射面に導かれるわけではないため、単位光源当たりのロッドへの光取り込み効率は低いものとなる。また、各発光ダイオード501から出射される光は全方位的に出射する光となるため、たとえテーパ型のロッドインテグレータ502を用いることで光の低分散化を図るとしても、このような従来の照明装置を投写型映像表示装置に用いるときには、投写光学系での光利用効率は低くなってしまう。また、ロッドインテグレータ502の光入射面の面積を大きくして光取り込み効率を高めようとすると、ロッドインテグレータ502が大型化したり、或いは十分なテーパ角度をつけることができずに、低分散角化が図れないといったことが生じる。
However, in any of the above-described configurations, not all of each is guided to the light incident surface of the
この発明は、上記事情に鑑み、光源から出射される光の取り込み効率の向上及び光の低分散角化が図れる照明装置及びこの照明装置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。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an illumination device capable of improving the efficiency of capturing light emitted from a light source and reducing the dispersion angle of light, and a projection image display device using the illumination device. To do.
この発明の照明装置は、上記の課題を解決するために、光入射面から取り入れた光を重畳して光出射面から出射するロッドインテグレータと、主光線軸が前記光入射面に対して平行又は斜めに設けられた複数の光源と、各光源ごとに設けられ、各光源から出射された光をその分散角が小さくなるように反射する分散角制御手段と、各光源から見て且つ前記光入射面から見て凹曲面形状の反射面を有し、前記分散角制御手段からの光を前記凹曲面形状の反射面にて反射して前記ロッドインテグレータの光入射面に導く補助インテグレータと、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 rod integrator that superimposes light taken from a light incident surface and emits the light from the light output surface, and a principal ray axis is parallel to the light incident surface or A plurality of light sources arranged obliquely, a dispersion angle control means provided for each light source and reflecting the light emitted from each light source so that the dispersion angle is small, and the light incident as seen from each light source An auxiliary integrator having a concave curved reflection surface when viewed from the surface, and reflecting the light from the dispersion angle control means to the light incident surface of the rod integrator by reflecting the light from the concave curved reflection surface. It is characterized by that.
上記の構成であれば、各光源から出射された光がかりに全方位的に出射される光(ランバーシアン光)であるとしても、かかる光の略全ては前記分散角制御手段及び補助インテグレータによってロッドインテグレータ内へと導かれることになり、光源から出射される光のロッドインテグレータ内への取り込み効率が向上する。また、前記補助インテグレータの反射面に光が反射してロッドインテグレータ内へ導かれるため、補助的な光インテグレート効果が得られるとともに、前記反射面は凹曲面形状を有するため、光の低分散角化が図れることになる(平面形状の反射面では、前記光源の出射光の分散角分布はそのまま維持されることになり、光の低分散角化効果は得られない)。 If it is said structure, even if it is the light (Lambertian light) omnidirectionally radiated | emitted by the light radiate | emitted from each light source, almost all of this light will be rod by the said dispersion angle control means and an auxiliary integrator. Since the light is guided into the integrator, the efficiency of taking the light emitted from the light source into the rod integrator is improved. In addition, since light is reflected on the reflection surface of the auxiliary integrator and guided into the rod integrator, an auxiliary light integration effect is obtained, and the reflection surface has a concave curved surface shape, so that the light has a low dispersion angle. (On the planar reflecting surface, the dispersion angle distribution of the light emitted from the light source is maintained as it is, and the effect of reducing the light dispersion angle cannot be obtained).
上記構成において、前記ロッドインテグレータはその光入射面よりもその光出射面が大であるテーパ形状を有していてもよい。これら構成において、前記補助インテグレータの光出射面はその光入射面の面積よりも小であってもよい。 In the above configuration, the rod integrator may have a tapered shape whose light exit surface is larger than its light incident surface. In these configurations, the light emitting surface of the auxiliary integrator may be smaller than the area of the light incident surface.
これら構成において、前記ロッドインテグレータの前記光入射面に平行な面と、当該面に平行で且つ前記分散角制御手段の縁に接する面と、の間に、前記補助インテグレータの凹曲面形状の反射面の一部が存在し、前記一部に対応した位置の前記補助インテグレータの光入射面には反射面が形成されていてもよい。この構成において、前記補助インテグレータの光入射面に形成された前記反射面は、前記ロッドインテグレータの光入射方向に対して広がる傾きを有していてもよい。 In these configurations, a concave curved reflecting surface of the auxiliary integrator is provided between a surface parallel to the light incident surface of the rod integrator and a surface parallel to the surface and in contact with the edge of the dispersion angle control means. And a reflecting surface may be formed on the light incident surface of the auxiliary integrator at a position corresponding to the portion. In this configuration, the reflecting surface formed on the light incident surface of the auxiliary integrator may have an inclination that spreads with respect to the light incident direction of the rod integrator.
これら構成において、ロッドインテグレータの光出射側に光の偏光方向を揃える偏光変換装置を備えていてもよい。或いは、これら構成において、ロッドインテグレータの光入射側に光の偏光方向を揃える偏光変換装置を備えていてもよい。これら構成において(偏光変換装置をロッドインテグレータの光入射側に備える構成を除く)、前記ロッドインテグレータと前記補助インテグレータとが一体的に形成されていてもよい。 In these configurations, a polarization conversion device that aligns the polarization direction of light may be provided on the light exit side of the rod integrator. Alternatively, in these configurations, a polarization conversion device that aligns the polarization direction of light may be provided on the light incident side of the rod integrator. In these configurations (except for the configuration in which the polarization conversion device is provided on the light incident side of the rod integrator), the rod integrator and the auxiliary integrator may be integrally formed.
これら構成において、前記補助インテグレータは透明部材から成り、この補助インテグレータの光入射面の側に前記透明部材よりも低屈折率の層が介在することで、前記光入射面が全反射面としての機能を有するようにしてもよい。 In these configurations, the auxiliary integrator is formed of a transparent member, and the light incident surface functions as a total reflection surface by interposing a layer having a lower refractive index than the transparent member on the light incident surface side of the auxiliary integrator. You may make it have.
これら構成において(前記偏光変換装置を備える構成を除く)前記ロッドインテグレータと前記補助インテグレータと前記分散角制御手段とが一体的に形成されていてもよい。 In these configurations (except for the configuration including the polarization conversion device), the rod integrator, the auxiliary integrator, and the dispersion angle control means may be integrally formed.
これら構成において、前記複数の光源は、一色の色光を出射する色光源であってもよい(以下、この項において第1構成という)。或いは、これら構成において、前記複数の光源は白色光を出射する白色光源であってもよい(以下、この項において第2構成という)。或いは、これら構成において、前記複数の光源は第1色光を出射する色光源と第2色光を出射する色光源と第3色光を出射する色光源であってもよい(以下、この項において第3構成という)。 In these configurations, the plurality of light sources may be color light sources that emit color light of one color (hereinafter referred to as a first configuration in this section). Alternatively, in these configurations, the plurality of light sources may be white light sources that emit white light (hereinafter referred to as a second configuration in this section). Alternatively, in these configurations, the plurality of light sources may be a color light source that emits first color light, a color light source that emits second color light, and a color light source that emits third color light (hereinafter referred to as a third light source in this section). Called composition).
また、この照明装置は、第1色光を出射する第1構成の照明装置と、第2色光を出射する第1構成の照明装置と、第3色光を出射する第1構成の照明装置と、各照明装置からの各色光を略同一方向に導く光学部材と、から成ることを特徴とする(以下、この項において第4構成という)。 In addition, the illumination device includes a first configuration illumination device that emits first color light, a first configuration illumination device that emits second color light, a first configuration illumination device that emits third color light, And an optical member that guides each color light from the illumination device in substantially the same direction (hereinafter referred to as a fourth configuration in this section).
前記第3構成又は前記第4構成において、第1色光は赤色であり、第2色光は青色であり、第3色光は緑色であってもよい(以下、この項において第5構成という)。前記第5構成の照明装置において、照明中は赤色光と青色光と緑色光が常時出射されるように構成されていてもよい(以下、この項において第6構成という)。或いは、前記第5構成において、照明中は赤色光と青色光と緑色光が時分割で出射されるように構成されていてもよい(以下、この項において第7構成という)。 In the third configuration or the fourth configuration, the first color light may be red, the second color light may be blue, and the third color light may be green (hereinafter referred to as a fifth configuration in this section). The illumination device having the fifth configuration may be configured such that red light, blue light, and green light are always emitted during illumination (hereinafter, referred to as a sixth configuration in this section). Alternatively, in the fifth configuration, red light, blue light, and green light may be emitted in a time-division manner during illumination (hereinafter referred to as the seventh configuration in this section).
また、この発明の投写型映像表示装置は、赤色光を出射する第1構成の照明装置と、青色光を出射する第1構成の照明装置と、緑色光を出射する第1構成の照明装置と、各照明装置からの色光をそれぞれ受けるように設けられた各色光用のライトバルブと、各ライトバルブを経た各色映像光を合成して投写する投写手段と、を備えたことを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, there is provided a projection-type image display apparatus having a first configuration that emits red light, a first configuration that emits blue light, and a first configuration that emits green light. And a light valve for each color light provided so as to receive each color light from each illumination device, and a projection means for synthesizing and projecting each color image light passing through each light valve.
また、この発明の投写型映像表示装置は、前記第2構成又は前記第6構成の照明装置と、一つのフルカラーライトバルブと、前記フルカラーライトバルブを経ることで得られた映像光を投写する投写手段と、を備えたことを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, there is provided a projection-type image display apparatus that projects the image light obtained by passing through the illumination device having the second configuration or the sixth configuration, one full-color light valve, and the full-color light valve. Means.
また、この発明の投写型映像表示装置は、前記第2構成又は前記第6構成の照明装置と、前記照明装置から出射された白色光を赤色光と緑色光と青色光に分離する分離手段と、各色光をそれぞれ受けるように設けられたライトバルブと、各ライトバルブ経た各色映像光を合成して投写する投写手段と、を備えたことを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, there is provided a projection display apparatus comprising: the illumination device having the second configuration or the sixth configuration; and a separating unit that separates white light emitted from the illumination device into red light, green light, and blue light. And a light valve provided so as to receive each color light, and a projection unit that synthesizes and projects each color image light passing through each light valve.
また、この発明の投写型映像表示装置は、第7構成の照明装置と、一つのライトバルブと、各色光の出射タイミングに同期して前記ライトバルブに各色用の映像信号を供給する手段と、前記ライトバルブを経ることで得られた映像光を投写する投写手段と、を備えたことを特徴とする。 Further, the projection display apparatus of the present invention comprises a lighting device of the seventh configuration, one light valve, means for supplying a video signal for each color to the light valve in synchronization with the emission timing of each color light, And projection means for projecting image light obtained by passing through the light valve.
この発明によれば、光源から出射される光の取り込み効率の向上及び光の低分散角化が図れるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to improve the efficiency of capturing light emitted from the light source and reduce the light dispersion angle.
以下、この発明の実施例を図1乃至図14に基づいて説明していく。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
図1は照明装置100Aを用いた投写型映像表示装置を示した説明図である。この投写型映像表示装置は、反射型表示素子を3枚用いている。照明装置100Aから出射された白色光は、レンズ23を介して内部全反射(total internal reflection :TIR)プリズム30に導かれる。この内部全反射プリズム30にて反射した白色光は、3つのプリズムから成る色分解合成プリズム31に導かれる。そして、各色光は各色用のDMD(ディジタルマイクロミラーデバイス)9R,9G,9Bに導かれ、これらの反射光(各色映像光)が再び色分解合成プリズム31に入射し、フルカラー映像光となって色分解合成プリズム31から出射される。色分解合成プリズム31から出射されたフルカラー映像光は内部全反射プリズム30を透過し、投写レンズ5によって拡大投写される。
FIG. 1 is an explanatory view showing a projection display apparatus using the
なお、液晶表示パネルを用いる液晶プロジェクタにおいても、上記照明装置100Aを用いることができる。液晶プロジェクタでは前記液晶表示パネルに導かれる光の偏光方向を揃えておくことが望ましい。光の偏光方向を揃えることができる構成については、後で説明する。白色光を出射する上記照明装置100Aを用いる場合、カラーフィルムを備える単板液晶表示パネル型或いは三板型(ダイクロイックミラー等にて各色光に分光して各色光用の液晶表示パネルに各色光を導き、各色変調光をダイクロイックプリズム等にて合成)の液晶プロジェクタを構成することができる。これら構成については後でも説明する。
Note that the
図2は前記照明装置100Aを示した斜視図である。この照明装置100Aは二つの光源1を備える。各光源1は白色光を出射する発光ダイオード(LED)11と角度制御レンズ(分散角制御手段)12とから成る。前記角度制御レンズ12は、回転対称な略半球形状を有する透明部材から成り、平坦円形状の光出射面及び半球形状の周囲反射面を有する。発光ダイオード11には半球レンズカバーが設けられている。この発光ダイオード11は、前記角度制御レンズ12の後端部に形成された半球形状の凹部に装着されている。発光ダイオード11から出射された光のうち、前記周囲反射面にて反射された光は、光の出射角度制御において予定している方向(発光ダイオード11の主光線軸に極力平行となるような方向)に出射される。発光ダイオード11は非点タイプの光源であり、前記角度制御レンズ12をもってしても発光ダイオード11からの出射光を例えば平行光化することはできず、発光ダイオード11からの出射光の分散角をある程度制御(低減)できるだけである。
FIG. 2 is a perspective view showing the
前記角度制御レンズ12の光出射面側には、補助インテグレータ2が設けられている。補助インテグレータ2は例えば円柱の中心を通る二つの直交する平面にて当該円柱を四分割して得られる形状を有した透明部材であり、光入射面となる四角平面と反射面となる凹曲面と光出射面となる四角平面を有したものとなる。前記反射面となる凹曲面に例えば金属を蒸着することで反射効率を高めることができる。前記光入射面となる四角平面は前記角度制御レンズ12の円形の光出射面と平行に対面する。この対面箇所以外の領域(円の外側)については、反射面としている。そして、前記光出射面となる平面の全体がロッドインテグレータ3の光入射面に平行に対面する。前記反射面となる凹曲面は、各光源1から見て且つロッドインテグレータ3の光入射面から見て凹曲面となる。なお、前記光出射面となる平面とロッドインテグレータ3の光入射面との間に透明接着剤(その屈折率は角度制御レンズ12及びロッドインテグレータ3の屈折率と同じとするのがよい)を介在させてもよい。
An
ロッドインテグレータ3は例えば四角柱形状の透明ガラスから成る。照明装置100Aにおいては、ロッドインテグレータ3として非テーパ型のロッドインテグレータを用いている。ロッドインテグレータ3の光出射面のアスペクト比は照明対象物(映像表示パネル)のアスペクト比に略一致するのがよい。
The
前記発光ダイオード11から出射された光(全方位的に出射される光:ランバーシアン光)は、前記角度制御レンズ12によって分散角を小さくされて補助インテグレータ2に導かれる。そして、補助インテグレータ2内に導かれた光は、補助インテグレータ2の凹曲面形状の反射面に反射してロッドインテグレータ3内へと導かれる。ここで、かりに前記反射面が凹曲面ではなくて平面であった場合、前記角度制御レンズ12から出射された光、すなわち或る分散角分布を有した光は、この分布そのままにロッドインテグレータ3へと導かれることになる。一方、前記反射面が凹曲面形状を有すると、前記角度制御レンズ12から出射された光の分散角は更に狭められ(ロッドインテグレータ3の光入射面に直交する軸を基準とした分散角は小さくなり)且つ補助的な光インテグレート効果を生じてロッドインテグレータ3に導かれることになる。
Light emitted from the light emitting diode 11 (light emitted in all directions: Lambertian light) is guided to the
なお、上記照明装置100Aにおいては、角度制御レンズ12及び補助インテグレータ2は共に透明部材から成り、且つ互いに離間するように(エアギャップを有するように)配置されている。このため、補助インテグレータ2の光入射面は全反射面として機能することが可能となり、補助インテグレータ2の凹曲面形状の反射面に反射して光入射面に戻る光は、この光入射面の全反射機能でロッドインテグレータ3へと導かれうるので、光利用効率が向上する。なお、エアギャップに限らず、低屈折率層を介して角度制御レンズ12と補助インテグレータ2とが接続されていてもよい。
In the
照明装置100Aにおいては、二つの光源1,1が向かい合う配置形態(各主光線軸が一致する配置形態)を採用したが、これに限るものではない。例えば、図3に示す照明装置100Bは、二つの光源1,1の主光線軸がクロスする配置形態を有する。また、照明装置100Bにおけるロッドインテグレータ3′は、二つの角柱パーツ3a,3bを透明接着剤(前記パーツと同じ屈折率を有する)にて接合した構造を有している。このようなパーツ構造は照明装置100Aにおいても採用できる。また、照明装置100Aや照明装置100Bを二組用いることにより、4つの光源1を有する照明装置を得ることができる。4つの光源を有する場合、一つを赤色発光ダイオードとし、一つを青色発光ダイオードとし、残り二つを緑色発光ダイオードとすることで、白色光を得ることが可能になる。
In the
図4(a)(b)(c)は、二つの光源を採用する場合の光源の向きを例示した説明図である。図5(a)(b)(c)(d)は、四つの光源を採用する場合の光源の向きを例示した説明図である。なお、図中の→は、光源から出射される光の進む方向を示している。 4A, 4B, and 4C are explanatory views illustrating the direction of the light source when two light sources are employed. FIGS. 5A, 5 </ b> B, 5 </ b> C, and 5 </ b> D are explanatory diagrams illustrating directions of light sources when four light sources are employed. In the figure, “→” indicates the traveling direction of the light emitted from the light source.
図6は補助インテグレータ2とロッドインテグレータ3とを一体化した構成を示している。一つの補助インテグレータ2と一つの角柱パーツとを一体化し、これら一体化された部材同士を透明接着剤によって接合してもよい(図6の点線参照)。
FIG. 6 shows a configuration in which the
図7は角度制御レンズ12と補助インテグレータ2とロッドインテグレータ3とを一体化した構成を示している。一つの角度制御レンズ12一つの補助インテグレータ2と一つの角柱パーツとを一体化し、これら一体化された部材同士を透明接着剤によって接合してもよい(図7の点線参照)。
FIG. 7 shows a configuration in which the
このように一体化した部材を組み合わせることで、四光源タイプを実現することもできる。また、このような一体化の構成は透明樹脂を用いる場合には比較的容易に作製できる。なお、複数の補助インテグレータ部を有する一つの光学部材を作製してもよいし、複数の補助インテグレータを接着して一つの光学部材としてもよい。 By combining such integrated members, a four-light source type can be realized. In addition, such an integrated configuration can be manufactured relatively easily when a transparent resin is used. One optical member having a plurality of auxiliary integrator sections may be produced, or a plurality of auxiliary integrators may be bonded to form one optical member.
図8に照明装置100Cを示す。この照明装置100Cにおいては、ロッドインテグレータ3の光入射面に平行な面と、当該面に平行で且つ角度制御レンズ12の縁に接する面と、の間に、補助インテグレータ2の反射面(凹曲面)の一部が存在する。ここで、照明装置100Aや照明装置100Bにおいては、角度制御レンズ12の縁で反射して補助インテグレータ2の曲面反射面の縁近傍(これら縁はともにロッドインテグレータ3の光入射面に近い側の縁である)に至る光は再び角度制御レンズ12の方に戻る場合がある。一方、照明装置100Cであれば、角度制御レンズ12の方に戻る光は、補助インテグレータ2の反射面(前述の円形の外側領域の反射面のうち、補助インテグレータ2の反射面(曲面)の前記一部に対面する領域(この反射領域に符号Aを付記している))に至り、この反射面に反射してロッドインテグレータ3に導かれる。
FIG. 8 shows an illumination device 100C. In this illuminating device 100C, the reflective surface (concave surface) of the
図9に照明装置100C′を示す。この照明装置100C′は照明装置100Cにおいて、前記反射領域Aを傾斜させたものである。傾斜の方向はロッドインテグレータ3への光入射方向に対して広がる方向である。傾斜形状の反射領域Aにより、当該反射領域Aに反射してロッドインテグレータ3へ導かれる光の分散角は小さくなる(ロッドインテグレータ3の光入射面に直交する軸を基準とした分散角は小さくなる)。なお、ロッドインテグレータ3としてテーパ型(光入射面よりも光出射面の方が大)を用いる場合には、図9において点線で示すテーパ形状を有してもよい。
FIG. 9 shows an illumination device 100C ′. The illumination device 100C ′ is obtained by inclining the reflection area A in the illumination device 100C. The direction of the inclination is a direction spreading with respect to the light incident direction to the
図10に照明装置100Dを示す。先に説明した他の照明装置における補助インテグレータ2は、円柱の中心を通る二つの直交する平面にて当該円柱を四分割して得られる形状を有した透明部材である。これに対し、照明装置100Dにおける補助インテグレータ2Aは、円柱の中心を通る二つの直交しない平面にて当該円柱を四分割して得られる形状を有した透明部材である。光入射面となる四角平面と光出射面となる四角平面は90°未満の角度で交差する。なお、光入射面となる四角平面と光出射面となる四角平面は90°を超える角度で交差することとしてもよい。ロッドインテグレータ3は非テーパ型でもよいし、図10において点線で示すように、テーパ型でもよい。図10に示す構成では、点線は補助インテグレータ2Aの光入射面の延長線上に位置する。
FIG. 10 shows an
図11に照明装置100Eを示す。先に説明した他の照明装置における補助インテグレータ2は、円柱の中心を通る二つの直交する平面にて当該円柱を四分割して得られる形状を有した透明部材である。これに対し、照明装置100Eにおける補助インテグレータ2Bは、楕円柱の中心を通る二つの直交する平面にて当該円柱を四分割して得られる形状を有した透明部材である。光入射面となる四角平面の面積よりも、光出射面となる四角平面の面積の方を小さくしているため、ロッドインテグレータ3の光入射面の面積を小さくすることができ、ロッドインテグレータ3にテーパ形状を持たせる上で都合がよい。或いは、後述する偏光変換装置5,6を用いる場合において、最終的な光出射面の面積を小さくすることが可能になる。
FIG. 11 shows an
なお、上記楕円柱の中心を通る二つの直交しない平面にて当該円柱を四分割して得られる形状を有した透明部材も採用できる。補助インテグレータの凹曲面形状は、このような円柱や楕円柱を4分割して得られる形状に限るものではなく、他の凹曲面形状(非球面など)を採用することができる。 A transparent member having a shape obtained by dividing the cylinder into four parts on two non-orthogonal planes passing through the center of the elliptic cylinder can also be adopted. The concave curved surface shape of the auxiliary integrator is not limited to a shape obtained by dividing such a circular cylinder or elliptic cylinder into four, and other concave curved surface shapes (such as aspherical surfaces) can be adopted.
図12に照明装置100Fを示す。この照明装置100Fは、補助インテグレータ2Bの光出射面とロッドインテグレータ3の光入射面との間に偏光変換装置5を備える。偏光変換装置5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。このPBSアレイにおける各偏光分離膜は、光源1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(或いは反射膜)にて反射され、そのまま出射される。一方、偏光分離膜を透過したP偏光は、その前側(光出射側)に設けてある位相差板(1/2λ板)5aによってS偏光に変換されて出射される。すなわち、この場合には、ほぼ全ての光はS偏光に変換される。なお、偏光ビームスプリッタは、いわゆるワイヤーグリッド偏光板や偏光分離多層膜などによって構成される。
FIG. 12 shows the
図13に照明装置100Gを示す。この照明装置100Gは、ロッドインテグレータ3の光出射面側に偏光変換装置5を備える。このように偏光変換装置5を備えると、最終的な光出射面の大きさはロッドインテグレータ3の光出射面の2倍になる。照明装置100Gのロッドインテグレータ3は照明装置100Fのロッドインテグレータ3よりも細くできるので、より高い光インテグレート効果が得られる。
FIG. 13 shows an
図14は3板式の投写型映像表示装置を示した説明図である。この投写型映像表示装置は3つの照明装置100Fを備える。これら3つの照明装置100Fにおける一つは赤色光を出射し、他の一つは緑色光を出射し、残りの一つは青色光を出射する。すなわち、照明装置100Fは各光源1として同一色光を出射する光源(LED)を備えたものである。各照明装置100Fから出射された各色光は、液晶表示パネル6R,6G,6Bにそれぞれ導かれる。液晶表示パネル6R,6G,6Bを経ることで変調された変調光(各色映像光)は、クロスダイクロイックプリズム7によって合成されてフルカラー映像光となる。このフルカラー映像光は、投写レンズ8によって拡大投写され、スクリーン上に表示される。
FIG. 14 is an explanatory view showing a three-plate type projection display apparatus. This projection display apparatus includes three
白色光を出射する照明装置(照明装置100A等)から出射された白色光をダイクロイックミラー等にて各色光に分光し、各色光を各色光用の映像表示パネルにそれぞれ導く構成も採用できる。前記映像表示パネルを経ることで変調された変調光(各色映像光)は、クロスダイクロイックプリズムによって合成されてフルカラー映像光となる。このフルカラー映像光は、投写レンズによって拡大投写され、スクリーン上に表示される。
It is also possible to adopt a configuration in which white light emitted from a lighting device (such as
また、1枚の映像表示パネル(液晶表示パネル或いは図1に示したDMD)と照明装置とを用いた時分割フルカラーの投写型映像表示装置を構成することもできる。例えば、4光源タイプの一つ照明装置を用い、4つの光源(R,G,G,B)のうち赤色光用の発光ダイオード11をパルス点灯させるときに、前記映像表示パネルには赤色用の映像信号を供給し、緑色光用の発光ダイオードをパルス点灯させるときに、前記映像表示パネルには緑色用の映像信号を供給し、青色光用の発光ダイオードをパルス点灯させるときに、前記映像表示パネルには青色用の映像信号を供給する。すなわち、各色の発光ダイオードのパルス点灯のタイミングに同期させて映像表示パネルの時分割駆動を行うことができる。
It is also possible to configure a time-division full-color projection-type video display device using a single video display panel (liquid crystal display panel or DMD shown in FIG. 1) and a lighting device. For example, when a four-light source type lighting device is used and the
また、赤色光を出射する照明装置(例えば、照明装置100Aにおいて発光ダイオード11として赤色発光ダイオードを用いる)と、緑色光を出射する照明装置(例えば、照明装置100Aにおいて発光ダイオード11として緑色発光ダイオードを用いる)と、青色光を出射する照明装置(例えば、照明装置100Aにおいて発光ダイオード11として青色発光ダイオードを用いる)の3つの照明装置を用い、各照明装置から出射される各色光をクロスダイクロイックプリズムによって略同一方向に導くことができる。かかる構成においても、各照明装置を時分割で発光させることもできるし、各照明装置を常時点灯させることで白色光を得ることもできる。
In addition, a lighting device that emits red light (for example, a red light emitting diode is used as the
なお、以上説明した照明装置においては、角度制御レンズ12として半球形状のもの(光出射面が円形のもの)を用いたがこれに限るものではない。例えば、角度制御レンズ12の光出射面を方形状にし、補助インテグレータ2の四角形の光入射面に一致又は略一致させてもよい。また、角度制御レンズ12として半球形状のもの(断面半円形のもの)を用いたが、断面が半円形でない形状の角度制御レンズを用いてもよい。また、固体発光素子は発光ダイオード(LED)に限るものではなく、有機/無機のエレクトロルミネッセンスなどを用いることができる。また、分散角制御手段として角度制御レンズを用いたが、中空構造のもの(例えば、凹面鏡等)を用いてもよい。また、補助インテグレータ2として透明部材から成るものを用いたが、中空部材(内面がミラー面)を採用してもよい。また、ロッドインテグレータ3も透明部材ではなく、中空部材(内面がミラー面)を用いてもよい。
In the illumination device described above, the
1 光源
11 発光ダイオード
12 角度制御レンズ(分散角制御手段)
2 補助インテグレータ
3 ロッドインテグレータ
100A,100B,100C,100D,100E
100F,100G 照明装置
DESCRIPTION OF
2
100F, 100G lighting device
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2005
- 2005-06-30 JP JP2005191549A patent/JP2007010972A/en active Pending
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