JP2008111889A - 照明装置及び画像投影装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】照明光学系20の正パワーの第1レンズ群21R、21G、21Bと正パワーの第2レンズ群22の間に光合成手段23を配置して、光合成手段23で複数の光源10の照明光を合成し、照明光学系20で単一の表示素子30に結像させる。
【選択図】図1
Description
SID 04 DIGEST 26.1:RGB LED Illuminator for Pocket−Sized Projectors(Figure 1)
r/f<0.2 ・・・1式
の関係を満たすことを特徴とする。この1式の範囲を満たす構成によれば、照明光が光源から第1レンズ群に入射するとき、照明光の中心光線に対する周辺光線の広がりが抑えられるために、中心光線と周辺光線との光合成手段への入射角の差が大きくなりすぎず、表示素子上で色むらが抑えられる。
nL≧1.8 ・・・2式
nH≧2.3 ・・・3式
nH>nL ・・・4式
の関係を満たすことを特徴とする。この構成によれば、ダイクロイックミラーの角度依存性が小さく、表示素子上で色むらが抑えられる。
図1は、本発明の第1実施形態である画像投影装置を示す断面図であり、図2は、ダイクロイックミラーの膜構成による波長分光特性を示すグラフであり、図3は、画像投影装置の構成を示すブロック図である。
r/f<0.2 ・・・1式
の関係を満たすことによって、照明光が各発光ダイオード11R、11G、11Bから第1レンズ群21R、21G、21Bに入射するとき、照明光の中心光線に対する周辺光線の広がりが抑えられるために、中心光線と周辺光線との光合成手段23への入射角の差が大きくなりすぎず、表示素子30上で色むらを抑えることができる。
nL≧1.8 ・・・2式
nH≧2.3 ・・・3式
nH>nL ・・・4式
の関係を満たすことによって、ダイクロイックミラーの角度依存性が小さく、表示素子30上で色むらを抑えることができる。
図4は、本発明の第2実施形態である照明装置の照明光学系を示す模式的な断面図である。第1実施形態と異なる、ダイクロイックミラー23B、23Gと絞り28とについて説明し、以降、第1実施形態と同じ部分の説明を省略する。
図5は、本発明の第3実施形態である画像投影装置を示す断面図である。第1及び第2実施形態と異なる、光源10とトリミングフィルター29B、29Gと投影光学系40について説明する。
図6は、本発明の第4実施形態である照明装置を示す断面図である。これまでの実施形態において、照明装置の位置調整について説明する。
2 照明装置
10 光源
11R 赤色光発光ダイオード
11G 緑色光発光ダイオード
11B 青色光発光ダイオード
12R、12G、12B ロッドインテグレータ
13 瞳
20 照明光学系
21R、21G、21B 第1レンズ群
22 第2レンズ群
23 光合成手段
23a 交差部
23R 赤反射ダイクロイックミラー
23G 緑反射ダイクロイックミラー
23B 青反射ダイクロイックミラー
26 折り返しミラー
27 全反射プリズム
28 絞り
29B、29G トリミングフィルター
30 デジタルマイクロミラーデバイス(表示素子)
40 投影光学系
50 スクリーン
Claims (15)
- 時分割によって画像を表示する単一の表示素子と、
前記表示素子を照射する光を面状の出射面から出射する複数の光源と、
前記複数の光源からの照明光を前記表示素子に導く照明光学系と、
前記複数の光源からの照明光を反射または透過する面を有し互いの該面が直交する交差部を有する光合成手段と、
を備える照明装置において、
前記照明光学系は光源側から順に正のパワーを有する第1レンズ群と正のパワーを有する第2レンズ群とを備え、前記光合成手段は前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との間に配置されたことを特徴とする照明装置。 - 前記複数の光源が赤色光と緑色光と青色光とを面発光する発光ダイオードであることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
- 前記複数の光源がそれぞれ発光素子とロッドインテグレータを有し、前記ロッドインテグレータが前記発光素子から入射した各色光を前記照明光学系に出射することを特徴とする請求項2に記載の照明装置。
- 前記ロッドインテグレータの光軸に垂直な断面積が入射側から出射側において徐々に大きくなることを特徴とする請求項3に記載の照明装置。
- 前記ロッドインテグレータの入射側に複数の発光ダイオードが配置されたことを特徴とする請求項3または請求4に記載の照明装置。
- 前記光源の出射面の形状が前記表示素子の画像表示領域に略相似することを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記光源の出射面の形状が長方形であり、該長方形の長辺が前記光合成手段の前記交差部と同一平面にあって略平行であることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記第1レンズ群の焦点距離をf、前記光源の出射面の最大寸法の半分をrで表すとき、
r/f<0.2
の関係を満たすことを特徴とする請求項6または請求項7に記載の照明装置。 - 前記照明光学系が瞳を備え、前記瞳は前記光合成手段が占める空間に位置することを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記照明光学系が絞りを備え、前記瞳が前記絞りと前記光合成手段の前記交差部との間に位置することを特徴とする請求項9項に記載の照明装置。
- 前記光合成手段の入射側または出射側にトリミングフィルターを設けられたことを特徴とする請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記表示素子がデジタルマイクロミラーデバイスであり、前記光合成手段が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〜請求項11のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記ダイクロイックミラーは青色光を反射し緑色光と赤色光を透過させるダイクロイック膜を有し、前記ダイクロイック膜の構成が、低屈折率層と高屈折率層とが交互に積層され、低屈折率層の屈折率をnL、高屈折率層の屈折率をnHで表すとき、
nL≧1.8
nH≧2.3
nH>nL
の関係を満たすことを特徴とする請求項12項に記載の照明装置。 - 前記ダイクロイックミラーが、緑色光を反射し青色光と赤色光とを透過するダイクロイック膜と、青色光を反射し緑色光と赤色光とを透過するダイクロイック膜とで構成されたことを特徴とする請求項12項に記載の照明装置。
- 請求項1〜請求項14のいずれか1項に記載の照明装置と、前記表示素子の画像を投影する投影光学系とを備えることを特徴とする画像投影装置。
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