JP2008298951A - Image projection device - Google Patents

Image projection device Download PDF

Info

Publication number
JP2008298951A
JP2008298951A JP2007143211A JP2007143211A JP2008298951A JP 2008298951 A JP2008298951 A JP 2008298951A JP 2007143211 A JP2007143211 A JP 2007143211A JP 2007143211 A JP2007143211 A JP 2007143211A JP 2008298951 A JP2008298951 A JP 2008298951A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
refractive index
wavelength
light source
blue
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007143211A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Nakamura
孔二 中村
Kenji Konno
賢治 金野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Opto Inc
Original Assignee
Konica Minolta Opto Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Opto Inc filed Critical Konica Minolta Opto Inc
Priority to JP2007143211A priority Critical patent/JP2008298951A/en
Publication of JP2008298951A publication Critical patent/JP2008298951A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image projection device which is small in loss of light quantity and irregular color and is compact and excellent in portability. <P>SOLUTION: The image projection device comprises: a light source B eradiating blue light L1; a light source G radiating green light L2; a light source R radiating red light L3; a dichroic mirror DB synthesizing the blue light L1 and the red light L3 by reflecting the blue light L1 and transmitting the red light L3; a dichroic mirror DA synthesizing the blue light L1, the red light L3 and the green light L2 by reflecting the synthesized blue light L1 and red light L3 and transmitting the green light L2; and a projection optical system PL for projecting the synthesized light to an external screen or the like. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、異なる波長を持つ複数の光を合成して、例えば、スクリーン等に投影するための画像投影装置に関する。   The present invention relates to an image projection apparatus for combining a plurality of lights having different wavelengths and projecting the light onto, for example, a screen.

下記特許文献1は、赤色光源、緑色光源および青色光源からの光をそれぞれ合成して1枚の液晶パネルに入射し、液晶パネルの時分割駆動と各光源の点灯タイミングを同期させることによって液晶パネルを共用した投射型画像表示装置が提案されている。   The following Patent Document 1 combines light from a red light source, a green light source, and a blue light source, enters the liquid crystal panel, and synchronizes the time-division driving of the liquid crystal panel with the lighting timing of each light source. A projection-type image display device sharing the same has been proposed.

下記特許文献2は、第1ダイクロイックミラーが赤色LEDからの光を透過し、青色LEDからの光を反射することにより、赤色光と青色光を合成し、続いて、第2ダイクロイックミラーが、合成された赤色光および青色光を透過し、緑色LEDからの光を反射することにより、赤色光、青色光および緑色光を合成するようにした画像投影装置が提案されている。   In the following Patent Document 2, the first dichroic mirror transmits the light from the red LED and reflects the light from the blue LED, thereby combining the red light and the blue light, and then the second dichroic mirror is combined. An image projection apparatus has been proposed in which red light, blue light, and green light are combined by transmitting the red light and blue light and reflecting the light from the green LED.

特開平8−140107号公報(図1)JP-A-8-140107 (FIG. 1) 特開2005−49453号公報(図2)Japanese Patent Laying-Open No. 2005-49453 (FIG. 2)

特許文献1では、4枚のミラーを使用して光を合成しているため、合成光学系が大型化してしまう。また、3色の光を合成した後の出射位置が装置の中心に位置しているため、装置を小型化するための投影光学系の配置が難しい。また、緑色光源からの光がダイクロイックミラーを2回通ることより、光量損失が大きくなる。   In Patent Document 1, since the light is synthesized using four mirrors, the synthesis optical system becomes large. Further, since the emission position after combining the three colors of light is located at the center of the apparatus, it is difficult to arrange a projection optical system for miniaturizing the apparatus. Further, the light loss is increased because the light from the green light source passes through the dichroic mirror twice.

特許文献2では、緑色光を投影光学系に近い地点で合成することにより、緑色光の光量損失を最小化している。しかし、青色光については、ダイクロイックミラーを透過するように合成しているため、青色光の光量損失が大きくなる傾向がある。また、投影光学系を、青色LEDおよび赤色LEDの配列方向に沿って配置しているため、装置全体が投影方向に細長い形状とならざるを得ず、持ち運びや保管に不便である。   In Patent Document 2, the light amount loss of green light is minimized by combining green light at a point close to the projection optical system. However, since the blue light is synthesized so as to pass through the dichroic mirror, the light amount loss of the blue light tends to increase. In addition, since the projection optical system is arranged along the arrangement direction of the blue LEDs and the red LEDs, the entire apparatus must be elongated in the projection direction, which is inconvenient to carry and store.

本発明の目的は、光量損失や色むらが少なく、小型で携帯性に優れた画像投影装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide an image projection apparatus that is small in size and excellent in portability, with little light loss and color unevenness.

上記目的を達成するために、本発明に係る画像投影装置は、波長λ1の光L1を放射する第1光源と、
波長λ1より長い波長λ2の光L2を放射する第2光源と、
波長λ2より長い波長λ3の光L3を放射する第3光源と、
光L1および光L3を合成するための第1合成光学素子と、
合成された光L1,L3を反射し、光L2を透過することにより、光L1,L2,L3を合成するための第2合成光学素子と、
合成された光L1,L2,L3を投影するための投影光学系と、を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an image projection apparatus according to the present invention includes a first light source that emits light L1 having a wavelength λ1,
A second light source that emits light L2 having a wavelength λ2 longer than the wavelength λ1,
A third light source that emits light L3 having a wavelength λ3 longer than the wavelength λ2,
A first combining optical element for combining the light L1 and the light L3;
A second combining optical element for combining the light L1, L2, L3 by reflecting the combined light L1, L3 and transmitting the light L2,
A projection optical system for projecting the combined lights L1, L2, and L3.

本発明において、前記第1合成光学素子は、光L1を反射し、光L3を透過することにより、光L1および光L3を合成することが好ましい。   In the present invention, the first combining optical element preferably combines the light L1 and the light L3 by reflecting the light L1 and transmitting the light L3.

本発明において、 前記第2合成光学素子は、屈折率2.0〜2.6の高屈折率膜および屈折率1.6〜2.0の中間屈折率膜とが積層されたダイクロイック膜で構成され、高屈折率膜の屈折率と中間屈折率膜の屈折率との差ΔNH−Lは、
0.55≦ΔNH−L≦0.7
を満足することが好ましい。
In the present invention, the second synthetic optical element includes a dichroic film in which a high refractive index film having a refractive index of 2.0 to 2.6 and an intermediate refractive index film having a refractive index of 1.6 to 2.0 are stacked. The difference ΔN H−L between the refractive index of the high refractive index film and the refractive index of the intermediate refractive index film is
0.55 ≦ ΔN H−L ≦ 0.7
Is preferably satisfied.

本発明において、前記高屈折率膜は、TiO,Nb,TaおよびZrOからなる群から選ばれる1つまたは2つ以上の混合物で形成されることが好ましい。 In the present invention, the high refractive index film is preferably formed of one or a mixture of two or more selected from the group consisting of TiO 2 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 and ZrO 2 .

本発明において、前記中間屈折率膜は、Alで形成され、または、SiOと、TiO,Nb,TaおよびZrOからなる群から選ばれる1つ以上との混合物で形成されることが好ましい。 In the present invention, the intermediate refractive index film is formed of Al 2 O 3 or one or more selected from the group consisting of SiO 2 , TiO 2 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 and ZrO 2. It is preferable to form with the mixture of these.

本発明において、第1光源、第2光源および第3光源は、発光ダイオードで構成されることが好ましい。   In the present invention, the first light source, the second light source, and the third light source are preferably configured by light emitting diodes.

本発明において、波長λ2より長く、波長λ3より短い波長λaの光Laを放射する第4光源と、
光Laおよび光L3を合成するための第3合成光学素子と、をさらに備えることが好ましい。
In the present invention, a fourth light source that emits light La having a wavelength λa longer than the wavelength λ2 and shorter than the wavelength λ3;
It is preferable to further include a third synthesis optical element for synthesizing the light La and the light L3.

本発明において、第1合成光学素子と第2合成光学素子の間に設けられ、第1合成光学素子によって合成された光L1,L3の発散角を調整するためのレンズをさらに備えることが好ましい。   In the present invention, it is preferable to further include a lens provided between the first combining optical element and the second combining optical element for adjusting the divergence angle of the lights L1 and L3 combined by the first combining optical element.

本発明によれば、3色の光を合成する際、波長λ2の光L2を放射する第2光源を透過型で配置し、波長λ1の光L1を放射する第1光源および波長λ3の光L3を放射する第3光源を反射型で配置することによって、投影光学系を含む装置全体を正方形に近い形状に構成することが可能になるため、持ち運びや保管に好都合となる。   According to the present invention, when the three colors of light are combined, the second light source that emits the light L2 having the wavelength λ2 is arranged in a transmission type, the first light source that emits the light L1 having the wavelength λ1, and the light L3 having the wavelength λ3. By arranging the third light source that radiates the light in a reflection type, the entire apparatus including the projection optical system can be configured in a shape close to a square, which is convenient for carrying and storage.

また、波長λ2として緑の波長領域に設定した場合、人間の比視感度が高い緑の光量損失を最小化できるため、明るい画像を投影することができる、   In addition, when the wavelength λ2 is set in the green wavelength region, it is possible to project a bright image because it is possible to minimize the loss of the amount of green light with high human relative visibility.

さらに、光L1および光L3を合成する際、最も短い波長λ1の光L1を反射し、最も長い波長λ3の光L3を透過させる配置を採用することによって、光L1の光量損失を最小化できるため、色むらが少ない明るい画像を投影することができる。   Furthermore, when the light L1 and the light L3 are combined, the light loss of the light L1 can be minimized by adopting an arrangement that reflects the light L1 having the shortest wavelength λ1 and transmits the light L3 having the longest wavelength λ3. A bright image with little color unevenness can be projected.

(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態を示す構成図である。この画像投影装置は、異なる波長を持つ複数の光を合成するための合成光学系1と、合成した光を変調パネルPAへ導入するための導入光学系2と、変調した光を外部スクリーン等へ投影するための投影光学系PLなどで構成される。
(First embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention. This image projection apparatus includes a combining optical system 1 for combining a plurality of lights having different wavelengths, an introducing optical system 2 for introducing the combined light into the modulation panel PA, and the modulated light to an external screen or the like. It comprises a projection optical system PL for projecting.

合成光学系1は、青色光L1を放射する光源Bと、緑色光L2を放射する光源Gと、赤色光L3を放射する光源Rと、青色光L1を反射し、赤色光L3を透過することにより、青色光L1と赤色光L3を合成するダイクロイックミラーDBと、合成された青色光L1と赤色光L3を反射し、緑色光L2を透過することにより、青色光L1、赤色光L3および緑色光L2を合成するダイクロイックミラーDAなどで構成される。   The combining optical system 1 reflects the blue light L1, the light source G that emits the blue light L1, the light source G that emits the green light L2, the light source R that emits the red light L3, and the red light L3. The dichroic mirror DB for combining the blue light L1 and the red light L3, the combined blue light L1 and the red light L3 are reflected, and the green light L2 is transmitted, whereby the blue light L1, the red light L3, and the green light are reflected. It is composed of a dichroic mirror DA that synthesizes L2.

光源Bは、光軸回りに対称に配置された複数(ここでは4個)の青色LED(発光ダイオード)と、各青色LEDの発光点を焦点とする複数(ここでは4個)の部分放物面ミラーMPなどを備える。各青色LEDは、部分放物面ミラーMPに向けて光を放射する。各部分放物面ミラーMPは、各LEDからの光を反射して、全体として略平行な青色光L1をダイクロイックミラーDBに入射させる。   The light source B includes a plurality of (here, four) blue LEDs (light emitting diodes) arranged symmetrically around the optical axis, and a plurality (here, four) partial parabolas focusing on the light emitting point of each blue LED. A surface mirror MP is provided. Each blue LED emits light toward the partial parabolic mirror MP. Each partial parabolic mirror MP reflects the light from each LED, and makes the substantially parallel blue light L1 incident on the dichroic mirror DB as a whole.

同様に、光源Rは、光軸回りに対称に配置された複数(ここでは4個)の赤色LEDと、各赤色LEDの発光点を焦点とする複数(ここでは4個)の部分放物面ミラーMPなどを備える。各赤色LEDは、部分放物面ミラーMPに向けて光を放射する。各部分放物面ミラーMPは、各LEDからの光を反射して、全体として略平行な赤色光L3をダイクロイックミラーDBに入射させる。   Similarly, the light source R includes a plurality (here, four) of red LEDs arranged symmetrically around the optical axis, and a plurality (here, four) partial paraboloids focusing on the light emission point of each red LED. A mirror MP is provided. Each red LED emits light toward the partial parabolic mirror MP. Each partial parabolic mirror MP reflects the light from each LED, and makes the substantially parallel red light L3 incident on the dichroic mirror DB as a whole.

光源Gは、光軸回りに対称に配置された複数(ここでは4個)の緑色LEDと、各緑色LEDの発光点を焦点とする複数(ここでは4個)の部分放物面ミラーMPなどを備える。各緑色LEDは、部分放物面ミラーMPに向けて光を放射する。各部分放物面ミラーMPは、各LEDからの光を反射して、全体として略平行な緑色光L2をダイクロイックミラーDAに入射させる。   The light source G includes a plurality of (here, four) green LEDs arranged symmetrically around the optical axis, and a plurality (here, four) partial paraboloidal mirrors MP that focus on the light emission point of each green LED. Is provided. Each green LED emits light toward a partial parabolic mirror MP. Each partial parabolic mirror MP reflects the light from each LED, and makes the substantially parallel green light L2 incident on the dichroic mirror DA as a whole.

ダイクロイックミラーDBとダイクロイックミラーDAの間には、合成した青色光L1および赤色光L3の発散角を調整することにより、緑色光L2の発散角と一致させることができる調整レンズLBを配置することが好ましい。これにより変調パネルへの各色光の照明条件を同じにすることができ、色むらを防止することができる。なお、発散角の違いが小さい場合等、色むらへの影響が小さい場合には、調整レンズLBは省略しても構わない。   Between the dichroic mirror DB and the dichroic mirror DA, an adjustment lens LB that can match the divergence angle of the green light L2 by adjusting the divergence angles of the synthesized blue light L1 and red light L3 may be disposed. preferable. As a result, the illumination conditions of the respective color lights on the modulation panel can be made the same, and color unevenness can be prevented. Note that the adjustment lens LB may be omitted when the influence on the color unevenness is small, such as when the difference in divergence angle is small.

導入光学系2は、集光レンズLAと、ロッドインタグレータRIと、折り返しミラーM1,M2,M3と、変調パネルPAなどで構成される。   The introduction optical system 2 includes a condenser lens LA, a rod intaglator RI, folding mirrors M1, M2, and M3, a modulation panel PA, and the like.

集光レンズLAは、合成した青色光L1、赤色光L3および緑色光L2を集光して、ロッドインタグレータRIに入射させる。ロッドインタグレータRIは、透明材料で角柱形状に形成され、内部反射の繰り返しによって拡散光に変換する機能を有する。   The condensing lens LA collects the combined blue light L1, red light L3, and green light L2, and causes the light to enter the rod intaglator RI. The rod intaglator RI is formed of a transparent material in a prismatic shape and has a function of converting into diffused light by repeating internal reflection.

折り返しミラーM1,M2,M3は、ロッドインタグレータRIからの拡散光を反射し、所望のサイズに変換して、変調パネルPAに入射させる。   The folding mirrors M1, M2, and M3 reflect the diffused light from the rod intaglator RI, convert it to a desired size, and enter the modulation panel PA.

変調パネルPAは、複数の光変調素子が2次元に配置され、面状光束を画素単位で変調する機能を有し、例えば、DMD(Digital Micromirror Device, Texas lnstruments社)やLCD(液晶)パネルなどで構成される。変調パネルPAによって変調された光は、投影光学系PLによって外部スクリーン等へ投影される。   The modulation panel PA has a function in which a plurality of light modulation elements are arranged two-dimensionally and modulates a planar light beam in units of pixels. For example, a DMD (Digital Micromirror Device, Texas Instruments), an LCD (liquid crystal) panel, etc. Consists of. The light modulated by the modulation panel PA is projected onto an external screen or the like by the projection optical system PL.

電気回路系に関して、光源Bを駆動するための駆動回路11と、光源Gを駆動するための駆動回路12と、光源Rを駆動するための駆動回路13と、画像信号Svに応じて変調パネルPAおよび各駆動回路11,12,13の動作タイミング信号Sr,Sb,Sgを出力する制御回路20などが設けられる。   Regarding the electric circuit system, a drive circuit 11 for driving the light source B, a drive circuit 12 for driving the light source G, a drive circuit 13 for driving the light source R, and the modulation panel PA according to the image signal Sv. And a control circuit 20 for outputting operation timing signals Sr, Sb, Sg of the drive circuits 11, 12, 13 and the like.

制御回路20は、青色光L1、緑色光L2および赤色光L3を時分割で変調する。詳細には、青色画像を投影する場合、光源Bを点灯し、光源Gおよび光源Rは消灯して、青色信号成分に応じて変調パネルPAを駆動し、青色信号成分によって変調された青色光L1を投影する。緑色画像を投影する場合、光源Gを点灯し、光源Bおよび光源Rは消灯して、緑色信号成分に応じて変調パネルPAを駆動し、緑色信号成分によって変調された緑色光L2を投影する。赤色画像を投影する場合、光源Rを点灯し、光源Bおよび光源Gは消灯して、赤色信号成分に応じて変調パネルPAを駆動し、赤色信号成分によって変調された赤色光L3を投影する。こうして青色光L1、緑色光L2および赤色光L3を時分割で投影することによって、フルカラーの画像投影を実現している。   The control circuit 20 modulates the blue light L1, the green light L2, and the red light L3 in a time division manner. Specifically, when a blue image is projected, the light source B is turned on, the light source G and the light source R are turned off, the modulation panel PA is driven according to the blue signal component, and the blue light L1 modulated by the blue signal component Project. When projecting a green image, the light source G is turned on, the light sources B and R are turned off, the modulation panel PA is driven according to the green signal component, and the green light L2 modulated by the green signal component is projected. When projecting a red image, the light source R is turned on, the light sources B and G are turned off, the modulation panel PA is driven according to the red signal component, and the red light L3 modulated by the red signal component is projected. In this way, full-color image projection is realized by projecting the blue light L1, the green light L2, and the red light L3 in a time-sharing manner.

本実施形態では、光源B,G,Rとして、パワーLEDと呼ばれる高輝度タイプのLEDを用いることによって、明るいデータプロジェクタなどを実現できる。高輝度LEDの大きさは、通常1mmから数mm程度の大きさを有している。従って、レンズや反射鏡などの光学素子を用いてコリメートを行って指向性を小さくすることはできても、発光部分には一定の面積が存在するので、その影響により、ある程度の発散角度を有してしまう。   In this embodiment, a bright data projector or the like can be realized by using high-luminance type LEDs called power LEDs as the light sources B, G, and R. The size of the high-brightness LED is usually about 1 mm to several mm. Therefore, even if collimation can be performed using an optical element such as a lens or a reflecting mirror to reduce the directivity, a certain area exists in the light-emitting portion, so that the influence has a certain divergence angle. Resulting in.

光学素子の寸法を大きくすれば、指向性は向上するが、装置全体を大きくしてしまう。通常は、例えば、φ10〜20mm程度のレンズや反射鏡で指向性向上を行う場合が多い。その理由は、コンパクトでありながら、ある程度の指向性を確保できるからである。   Increasing the size of the optical element improves directivity, but enlarges the entire device. Usually, for example, the directivity is often improved with a lens or a reflecting mirror of about φ10 to 20 mm. The reason is that a certain degree of directivity can be secured while being compact.

上記条件を満足する光学素子の焦点距離は、5mm程度であるが、そこに2mm角の発光面積を有するLEDを用いた場合、発散角度はY=f×tanθとなって、Y=1mm(2mmの半分)、f=5mmを代入して、θ=11度となる。   The focal length of the optical element that satisfies the above conditions is about 5 mm. When an LED having a light emitting area of 2 mm square is used, the divergence angle is Y = f × tan θ, and Y = 1 mm (2 mm Half), f = 5 mm is substituted, and θ = 11 degrees.

従って、通常の高輝度LEDを光学素子でコリメートした後の発散角度は、±10度程度である。即ち、光は、ダイクロイック膜に対して45±10°程度の広がりをもつように入射する。   Therefore, the divergence angle after collimating a normal high-brightness LED with an optical element is about ± 10 degrees. That is, light is incident on the dichroic film so as to have a spread of about 45 ± 10 °.

さらに、LEDの各色の波長分布は、図2に示すように、発光スペクトルの周辺で一部が重なっている。図2の縦軸は光の相対強度であり、横軸は波長(nm)である。   Furthermore, the wavelength distribution of each color of the LED partially overlaps around the emission spectrum as shown in FIG. The vertical axis in FIG. 2 is the relative intensity of light, and the horizontal axis is the wavelength (nm).

フルカラーの画像投影を行う場合、一般に、約460nmの中心波長を持つ青色(BLUE)LEDと、約530nmの中心波長を持つ緑色(GREEN)LEDと、約640nmの中心波長を持つ赤色(RED)LEDとの組合せを使用する。   When performing full color image projection, in general, a blue (BLUE) LED having a central wavelength of about 460 nm, a green (GREEN) LED having a central wavelength of about 530 nm, and a red (RED) LED having a central wavelength of about 640 nm Use a combination with.

よって、合成光学系1におけるダイクロイック膜の反射帯域と透過帯域は、適切な波長範囲を確保しつつ、50%透過波長は、入射角度に対するシフト量が少ないほど光量が損失しにくい。   Therefore, the reflection band and the transmission band of the dichroic film in the synthesis optical system 1 ensure an appropriate wavelength range, and the 50% transmission wavelength is less likely to lose the light amount as the shift amount with respect to the incident angle is smaller.

ダイクロイック膜の50%透過波長の入射角度に対するシフト量は、高屈折率材料と低屈折率材料の屈折率差が大きいほど大きくなる特性がある。そこで、中間屈折率材料と高屈折率材料でダイクロイック膜を成膜すると入射角度に対するシフト量は小さくなる。   The shift amount of the dichroic film with respect to the incident angle of the 50% transmission wavelength has a characteristic that it increases as the difference in refractive index between the high refractive index material and the low refractive index material increases. Therefore, when the dichroic film is formed with the intermediate refractive index material and the high refractive index material, the shift amount with respect to the incident angle becomes small.

高屈折率膜は、波長550nmでの屈折率が2.0〜2.6となる材料、例えば、TiO(屈折率:2.3〜2.55),Nb(屈折率:2.348),Ta(屈折率:2.16)およびZrO(屈折率:2.05)からなる群から選ばれる1つまたは2つ以上の混合物で形成することが好ましい。 The high refractive index film is a material having a refractive index of 2.0 to 2.6 at a wavelength of 550 nm, for example, TiO 2 (refractive index: 2.3 to 2.55), Nb 2 O 5 (refractive index: 2). .348), Ta 2 O 5 (refractive index: 2.16), and ZrO 2 (refractive index: 2.05), and is preferably formed of one or a mixture of two or more.

中間屈折率膜は、波長550nmでの屈折率が1.6〜2.0となる材料、例えば、Al(屈折率:1.63)、または、低屈折率材料であるSiO(屈折率:1.479)と、高屈折率材料であるTiO,Nb,TaおよびZrOからなる群から選ばれる1つ以上との混合物で形成することが好ましい。 The intermediate refractive index film is a material having a refractive index of 1.6 to 2.0 at a wavelength of 550 nm, for example, Al 2 O 3 (refractive index: 1.63), or SiO 2 (low refractive index material). Refractive index: 1.479) and a mixture of at least one selected from the group consisting of TiO 2 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 and ZrO 2 which are high refractive index materials.

また、高屈折率膜の屈折率と中間屈折率膜の屈折率との差ΔNH−Lは、0.55以上で0.7以下であることが好ましい。この条件式を満足することで、反射帯域の確保と入射角に対するシフト量とを同時に満足できる。また、屈折率差ΔNH−Lは、0.6以上で0.7以下がさらに好ましい。 Further, the difference ΔN H−L between the refractive index of the high refractive index film and the refractive index of the intermediate refractive index film is preferably 0.55 or more and 0.7 or less. By satisfying this conditional expression, the securing of the reflection band and the shift amount with respect to the incident angle can be satisfied at the same time. Further, the refractive index difference ΔN H−L is more preferably 0.6 or more and 0.7 or less.

図3(c)に示すように、積層膜の屈折率差が小さくなると、50%透過波長のシフト量Saは小さくなるが、反射帯域Bwが小さくなる。そのため、ダイクロイック膜と光源の配置に関して、R透過でBG反射の構成(図3(b)参照)、またはB透過でGR反射の構成の場合、反射帯域Bwを確保する手段として、波長帯域が異なる反射帯域Bwを2つ重ねて反射帯域を確保するのが一般的である(図3(d)参照)。しかし、異なる反射帯域Bwのつなぎの部分でリップルが起こりやすくなって(図3(e)参照)、ダイクロイック膜の作製が困難である。   As shown in FIG. 3C, when the refractive index difference of the laminated film is reduced, the shift amount Sa of the 50% transmission wavelength is reduced, but the reflection band Bw is reduced. Therefore, regarding the arrangement of the dichroic film and the light source, the wavelength band is different as means for securing the reflection band Bw in the configuration of BG reflection with R transmission (see FIG. 3B) or the configuration of GR reflection with B transmission. Generally, two reflection bands Bw are overlapped to secure a reflection band (see FIG. 3D). However, ripples are likely to occur at the connection between the different reflection bands Bw (see FIG. 3E), making it difficult to produce a dichroic film.

これに対して、G透過でBR反射の構成(図3(a)参照)の場合は、反射帯域Bwが連続しておらず、反射帯域Bwを重ねる必要がなく(図3(f)参照)、リップルが少ない膜を作製することができる(図3(g)参照)。   On the other hand, in the case of the G transmission and BR reflection configuration (see FIG. 3A), the reflection band Bw is not continuous, and there is no need to overlap the reflection band Bw (see FIG. 3F). A film with less ripple can be manufactured (see FIG. 3G).

下記の(表1)は、ダイクロイックミラーDAの多層膜構成を示す。基板としてBK7を使用し、その上に所定膜厚のNb(Nb2O5と表記、屈折率:2.348)と、所定膜厚のSiO(モル比80%)とNb(モル比20%)の混合物(混合物Aと表記、屈折率:1.7)を交互に積層して、計58層の多層膜を形成している。 The following (Table 1) shows the multilayer structure of the dichroic mirror DA. BK7 is used as a substrate, and Nb 2 O 5 having a predetermined thickness (represented as Nb 2 O 5 , refractive index: 2.348), SiO 2 having a predetermined thickness (molar ratio 80%) and Nb 2 O 5 ( A mixture having a molar ratio of 20% (denoted as mixture A, refractive index: 1.7) is alternately laminated to form a total of 58 multilayer films.

Figure 2008298951
Figure 2008298951

下記の(表2)は、ダイクロイックミラーDBの多層膜構成を示す。基板としてBK7を使用し、その上に所定膜厚のNb(Nb2O5と表記、屈折率:2.33)と、所定膜厚のSiO(モル比80%)とNb(モル比20%)の混合物(混合物Aと表記、屈折率:1.7)を交互に積層して、計30層の多層膜を形成している。 The following (Table 2) shows the multilayer structure of the dichroic mirror DB. BK7 is used as a substrate, and Nb 2 O 5 having a predetermined thickness (represented as Nb 2 O 5 , refractive index: 2.33), SiO 2 having a predetermined thickness (molar ratio 80%) and Nb 2 O 5 ( A mixture having a molar ratio of 20% (denoted as mixture A, refractive index: 1.7) is alternately laminated to form a total of 30 multilayer films.

Figure 2008298951
Figure 2008298951

図4(a)は、(表1)に係るダイクロイックミラーDAの波長依存性を示すグラフである。図4(b)は、(表2)に係るダイクロイックミラーDBの波長依存性を示すグラフである。   FIG. 4A is a graph showing the wavelength dependence of the dichroic mirror DA according to (Table 1). FIG. 4B is a graph showing the wavelength dependence of the dichroic mirror DB according to (Table 2).

まず、図4(a)を参照すると、ダイクロイックミラーDAは、約530nmの中心波長を持つ緑色発光スペクトルを透過し、約460nmの中心波長を持つ青色発光スペクトルを反射し、かつ、約640nmの中心波長を持つ赤色発光スペクトルを反射させることが判る。   First, referring to FIG. 4A, the dichroic mirror DA transmits a green emission spectrum having a center wavelength of about 530 nm, reflects a blue emission spectrum having a center wavelength of about 460 nm, and has a center of about 640 nm. It can be seen that the red emission spectrum having the wavelength is reflected.

次に、図4(b)を参照すると、ダイクロイックミラーDBは、約460nmの中心波長を持つ青色発光スペクトルを反射し、約640nmの中心波長を持つ赤色発光スペクトルを透過させることが判る。   Next, referring to FIG. 4B, it can be seen that the dichroic mirror DB reflects a blue emission spectrum having a center wavelength of about 460 nm and transmits a red emission spectrum having a center wavelength of about 640 nm.

本実施形態では、ダイクロイックミラーDAの反射帯域Bwとして、青色光と赤色光を採用しているため、上述したようなリップルの発生を抑制することができる。また、ダイクロイックミラーDBでは、緑色光については考慮する必要がないことから、比較的簡単な膜構成で、青色光の反射帯域と赤色光の透過帯域を実現することができる。   In the present embodiment, since the blue light and the red light are employed as the reflection band Bw of the dichroic mirror DA, the occurrence of ripple as described above can be suppressed. In the dichroic mirror DB, since it is not necessary to consider green light, a blue light reflection band and a red light transmission band can be realized with a relatively simple film configuration.

次に、本実施形態に係る光源配置と、特許文献2(特開2005−49453号公報)に係る光源配置との相違について説明する。   Next, the difference between the light source arrangement according to the present embodiment and the light source arrangement according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-49453 will be described.

一般に、ダイクロイック膜は高屈折率材料(屈折率H)と低(中間)屈折率材料(屈折率L)の屈折率差ΔNH−Lが小さいほど、入射角度に対するp偏光とs偏光の透過率50%の平均値のシフト量(半値波長シフト量)が小さくなる。 Generally, a dichroic film has a transmittance of p-polarized light and s-polarized light with respect to an incident angle as a refractive index difference ΔN H−L between a high refractive index material (refractive index H) and a low (intermediate) refractive index material (refractive index L) is small. The shift amount of the average value of 50% (half-value wavelength shift amount) becomes small.

また、屈折率差ΔNH−Lが小さいほど、p偏光とs偏光の半値波長の幅が狭まり、平均透過率の20%と80%の波長幅(傾斜波長幅)が小さくなる。 Further, the smaller the refractive index difference ΔN H−L, the narrower the half-value wavelength width of p-polarized light and s-polarized light, and the smaller the 20% and 80% wavelength width (gradient wavelength width) of the average transmittance.

具体的に、屈折率差と入射角度による半値波長シフト量との関係を検討する。例として、入射角度45度で半値波長が540nmとなるように主波長λを決めて、最初の層と最後の層を光学膜厚λ/8の高屈折率材料とし、中間の層は光学膜厚λ/4の低屈折率材料と高屈折率材料を交互にコートした計31層の多層膜(図5)を検討する。   Specifically, the relationship between the refractive index difference and the half-value wavelength shift amount depending on the incident angle is examined. As an example, the main wavelength λ is determined so that the half angle wavelength is 540 nm at an incident angle of 45 degrees, the first layer and the last layer are made of a high refractive index material having an optical film thickness λ / 8, and the intermediate layer is an optical film. A total of 31 multilayer films (FIG. 5) in which low-refractive index materials and high-refractive index materials having a thickness of λ / 4 are alternately coated will be considered.

下記の(表3)は、(1)高屈折率材料がNb(屈折率:2.348)で、低屈折率材料がSiOである組合せ、(2)高屈折率材料が同じくNbで、中間屈折率材料がNb(モル比19%)とSiO(モル比81%)の混合物(屈折率:1.690)、(3)高屈折率材料が同じくNbで、中間屈折率材料がNb(モル比22%)とSiO(モル比78%)の混合物(屈折率:1.720)について、半値波長シフト量と傾斜波長幅を計算した結果を示す。 The following (Table 3) shows (1) a combination in which the high refractive index material is Nb 2 O 5 (refractive index: 2.348) and the low refractive index material is SiO 2 , and (2) the high refractive index material is the same. Nb 2 O 5 , intermediate refractive index material is a mixture of Nb 2 O 5 (molar ratio 19%) and SiO 2 (molar ratio 81%) (refractive index: 1.690), (3) high refractive index material is the same With respect to a mixture (refractive index: 1.720) of Nb 2 O 5 and an intermediate refractive index material of Nb 2 O 5 (molar ratio 22%) and SiO 2 (molar ratio 78%), the half-value wavelength shift amount and the tilt wavelength width The result of calculating is shown.

Figure 2008298951
Figure 2008298951

また、反射する帯域幅は、屈折率差ΔNH−Lで決まり、屈折率差が大きいほど反射率99%以上の幅(反射帯域幅)が大きくなる。具体的には、入射角度45度で反射帯域の中心の波長530nmが変わらないように主波長λを調整して、基板BK7に、膜厚λ/4づつ高屈折率材料と低(中間)屈折率材料を交互にコートして、計30層の多層膜を形成した。 Further, bandwidth reflection is determined by the refractive index difference .DELTA.N H-L, the larger the refractive index difference reflectivity of 99% or more of the width (reflection bandwidth) increases. Specifically, the main wavelength λ is adjusted so that the wavelength 530 nm at the center of the reflection band does not change at an incident angle of 45 degrees, and a high refractive index material and a low (intermediate) refraction are formed on the substrate BK7 by a film thickness λ / 4. A multi-layered film having a total of 30 layers was formed by alternately coating the rate material.

下記の(表4)は、上記組合せ(1)〜(3)について反射帯域幅をを計算した結果を示す。(表4)から、屈折率差が大きいほど、反射帯域幅が大きくなることが判る。   The following (Table 4) shows the results of calculating the reflection bandwidth for the combinations (1) to (3). From Table 4, it can be seen that the greater the difference in refractive index, the greater the reflection bandwidth.

Figure 2008298951
Figure 2008298951

赤、青の色と緑の色を合成する場合、赤と青を反射して緑を透過するダイクロイック膜によって合成する方法と、赤と青を透過して緑を反射するダイクロイック膜によって合成する方法が考えられる。一般に、LEDの場合は、青と緑が重なる波長は約490nm、緑と赤が重なる波長は約600nmである。よって、合成するダイクロイック膜のp偏光とs偏光の50%の平均透過率波長(半値波長)は、約490nmと約600nmにあったほうが、光量の損失が少なく合成できる。   When synthesizing red and blue colors and green colors, it is synthesized by a dichroic film that reflects red and blue and transmits green, and by a dichroic film that transmits red and blue and reflects green Can be considered. In general, in the case of an LED, the wavelength where blue and green overlap is about 490 nm, and the wavelength where green and red overlap is about 600 nm. Therefore, the average transmittance wavelength (half-value wavelength) of 50% of the p-polarized light and s-polarized light of the dichroic film to be synthesized is about 490 nm and about 600 nm, so that the amount of light loss can be reduced.

緑を反射して赤と青を透過するダイクロイック膜によって色合成を行う場合、緑の波長帯域を反射して半値波長が青と緑、緑と赤の境の波長になるようにコートする。光量損失を少なくするためには、緑の反射帯域を充分に確保する必要がある。そのためには高屈折率材料としてNbを用いた場合、低(中間)屈折率材料の屈折率は、1.69以下である必要がある。赤と青の透過帯域については、層数を重ねて膜厚を調整することによって所望の値に設定可能である。 When color synthesis is performed using a dichroic film that reflects green and transmits red and blue, the green wavelength band is reflected and the half-value wavelength is coated so as to be the wavelength between blue and green and between green and red. In order to reduce the light loss, it is necessary to secure a sufficient green reflection band. For that purpose, when Nb 2 O 5 is used as the high refractive index material, the refractive index of the low (intermediate) refractive index material needs to be 1.69 or less. The red and blue transmission bands can be set to desired values by adjusting the film thickness by overlapping the number of layers.

一方、緑を透過して青と赤を反射するダイクロイック膜によって色合成を行う場合、青の波長帯域である430nmから約490nm、および赤の反射帯域である600nmから670nmを反射する屈折率差ΔNH−Lがあれば望ましい。 On the other hand, when color synthesis is performed using a dichroic film that transmits green and reflects blue and red, the refractive index difference ΔN that reflects the blue wavelength band of 430 nm to about 490 nm and the red reflection band of 600 nm to 670 nm. HL is desirable.

高屈折率材料としてNbを用いた場合、赤の反射帯域と青の反射帯域を充分に確保するためには、低(中間)屈折率材料の屈折率は、1.72以下が望ましい。ところで、青色の短波長側の430nm以下および赤色の長波長側の670nm以上の帯域では、LEDの発光強度は小さく、また比視感度も低いため、反射帯域をそこまで広くしないでも光量損失や色調への影響は少ない。この点から、高屈折率材料にNbを用いた場合、低(中間)屈折率材料の屈折率は、1.8以下が望ましい。一方、緑の透過帯域は、層数を重ねて膜厚を調整することによって所望の値に設定可能である。 When Nb 2 O 5 is used as the high refractive index material, the refractive index of the low (intermediate) refractive index material is desirably 1.72 or less in order to sufficiently secure the red reflection band and the blue reflection band. . By the way, in the band of 430 nm or less on the short wavelength side of blue and the wavelength of 670 nm or more on the long wavelength side of red, the light emission intensity of the LED is small and the relative visibility is low. There is little impact on. From this point, when Nb 2 O 5 is used as the high refractive index material, the refractive index of the low (intermediate) refractive index material is desirably 1.8 or less. On the other hand, the green transmission band can be set to a desired value by adjusting the film thickness by overlapping the number of layers.

両方の光源配置を比較すると、緑を透過して青と赤を反射するダイクロイック膜の方が屈折率比が小さくなるように設計してコートすることが可能である。屈折率差を小さくして設計ができるために、半値波長のシフト量が小さく、傾斜波長幅が小さいダイクロイック膜をコートすることができ、その結果、光量損失が少ない膜を製作できる。従って、特許文献2の構成のように、緑を反射して青と赤を透過するダイクロイック膜より、本実施形態の構成のように、緑を透過して赤と青を反射するダイクロイック膜の方が、光量損失が少なく色合成できる。   Comparing both light source arrangements, the dichroic film that transmits green and reflects blue and red can be designed and coated such that the refractive index ratio is smaller. Since the design can be made with a small difference in refractive index, a dichroic film with a small half-value wavelength shift amount and a small tilt wavelength width can be coated, and as a result, a film with little light loss can be manufactured. Therefore, a dichroic film that transmits green and reflects red and blue as in the configuration of the present embodiment, rather than a dichroic film that reflects green and transmits blue and red as in the configuration of Patent Document 2. However, color composition is possible with little loss of light.

(第2実施形態)
図6(a)は、本発明の第2実施形態に係る光源配置を示す説明図である。本実施形態に係る画像投影装置は、図1と同様な構成を有し、異なる波長を持つ複数の光を合成するための合成光学系1と、合成した光を変調パネルPAへ導入するための導入光学系2と、変調した光を外部スクリーン等へ投影するための投影光学系PLなどで構成される。
(Second Embodiment)
Fig.6 (a) is explanatory drawing which shows the light source arrangement | positioning which concerns on 2nd Embodiment of this invention. The image projection apparatus according to the present embodiment has the same configuration as that in FIG. 1, a combining optical system 1 for combining a plurality of lights having different wavelengths, and a function for introducing the combined light into the modulation panel PA. The optical system 2 includes an introduction optical system 2 and a projection optical system PL for projecting modulated light onto an external screen or the like.

合成光学系1は、青色光L1を放射する光源Bと、緑色光L2を放射する光源Gと、赤色光L3を放射する光源Rと、青色光L1および赤色光L3を合成するダイクロイックミラーDBと、青色光L1、赤色光L3および緑色光L2を合成するダイクロイックミラーDAなどで構成される。   The combining optical system 1 includes a light source B that emits blue light L1, a light source G that emits green light L2, a light source R that emits red light L3, and a dichroic mirror DB that combines the blue light L1 and the red light L3. , A dichroic mirror DA that combines the blue light L1, the red light L3, and the green light L2.

本実施形態では、図1に示したダイクロイックミラーDA,DBに対して、赤色光L3を反射するダイクロイックミラーDCをさらに追加している。   In the present embodiment, a dichroic mirror DC that reflects the red light L3 is further added to the dichroic mirrors DA and DB shown in FIG.

下記の(表5)は、ダイクロイックミラーDCの多層膜構成を示す。基板としてBK7を使用し、その上に所定膜厚のNbと、所定膜厚のSiOを交互に積層して、計19層の多層膜を形成している。 The following (Table 5) shows the multilayer structure of the dichroic mirror DC. BK7 is used as a substrate, and Nb 2 O 5 having a predetermined film thickness and SiO 2 having a predetermined film thickness are alternately laminated thereon to form a total of 19 multilayer films.

Figure 2008298951
Figure 2008298951

図6(b)は、(表5)に係るダイクロイックミラーDCの波長依存性を示すグラフである。このグラフから、約640nmの中心波長を持つ赤色発光スペクトルを高い反射率で反射させることが判る。   FIG. 6B is a graph showing the wavelength dependence of the dichroic mirror DC according to (Table 5). From this graph, it can be seen that the red emission spectrum having a center wavelength of about 640 nm is reflected with high reflectance.

本実施形態では、光源R、光源B、光源Gを直線的に配置できるため、各光源の駆動回路11,12,13を単一の回路基板に搭載したり、LEDや部分放物面ミラーMPなどを単一の冷却機構に搭載することができるという利点がある。   In the present embodiment, since the light source R, the light source B, and the light source G can be arranged linearly, the drive circuits 11, 12, and 13 of each light source are mounted on a single circuit board, or an LED or a partial parabolic mirror MP. Etc. can be mounted on a single cooling mechanism.

(第3実施形態)
図7(a)は、本発明の第3実施形態に係る光源配置を示す説明図である。本実施形態に係る画像投影装置は、図1と同様な構成を有し、異なる波長を持つ複数の光を合成するための合成光学系1と、合成した光を変調パネルPAへ導入するための導入光学系2と、変調した光を外部スクリーン等へ投影するための投影光学系PLなどで構成される。
(Third embodiment)
Fig.7 (a) is explanatory drawing which shows the light source arrangement | positioning which concerns on 3rd Embodiment of this invention. The image projection apparatus according to the present embodiment has the same configuration as that in FIG. 1, a combining optical system 1 for combining a plurality of lights having different wavelengths, and a function for introducing the combined light into the modulation panel PA. The optical system 2 includes an introduction optical system 2 and a projection optical system PL for projecting modulated light onto an external screen or the like.

合成光学系1は、青色光L1を放射する光源Bと、緑色光L2を放射する光源Gと、赤色光L3を放射する光源Rと、青色光L1および赤色光L3を合成するダイクロイックミラーDBと、青色光L1、赤色光L3および緑色光L2を合成するダイクロイックミラーDAなどで構成される。   The combining optical system 1 includes a light source B that emits blue light L1, a light source G that emits green light L2, a light source R that emits red light L3, and a dichroic mirror DB that combines the blue light L1 and the red light L3. , A dichroic mirror DA that combines the blue light L1, the red light L3, and the green light L2.

本実施形態では、図2に示すように、約590nmの中心波長を持つ黄色(AMBER)LEDを含む光源Yを追加するとともに、赤色光L3を反射し、かつ黄色光Laを透過させるダイクロイックミラーDCをさらに追加している。   In the present embodiment, as shown in FIG. 2, a dichroic mirror DC that adds a light source Y including an yellow (AMBER) LED having a center wavelength of about 590 nm, reflects red light L3, and transmits yellow light La is used. Has been added.

下記の(表6)は、ダイクロイックミラーDA,DB,DCの多層膜構成を示す。ダイクロイックミラーDAは、BK7基板の上に、高屈折率材料として所定膜厚のNbと、中間屈折率材料として所定膜厚のNbとSiOの混合物(屈折率:1.70)とを交互に積層して、計48層の多層膜を形成している。 The following (Table 6) shows a multilayer film configuration of the dichroic mirrors DA, DB, and DC. The dichroic mirror DA is a mixture of Nb 2 O 5 having a predetermined thickness as a high refractive index material and a mixture of Nb 2 O 5 and SiO 2 having a predetermined thickness as an intermediate refractive index material (refractive index: 1.. 70) are alternately laminated to form a total of 48 multilayer films.

ダイクロイックミラーDB,DCは、BK7基板の上に、高屈折率材料として所定膜厚のNbと、中間屈折率材料として所定膜厚のSiO(モル比80%)とNb(モル比20%)の混合物(混合物Aと表記、屈折率:1.7)とを交互に積層して、計30層の多層膜をそれぞれ形成している。 The dichroic mirrors DB and DC are formed on a BK7 substrate with a predetermined thickness of Nb 2 O 5 as a high refractive index material, and a predetermined thickness of SiO 2 (molar ratio 80%) and Nb 2 O 5 as intermediate refractive index materials. A mixture of (molar ratio 20%) (indicated as mixture A, refractive index: 1.7) is alternately laminated to form a total of 30 multilayer films.

Figure 2008298951
Figure 2008298951

図7(b)〜図7(d)は、(表6)に係るダイクロイックミラーDA,DB,DCの波長依存性をそれぞれ示すグラフである。図7(b)を参照すると、ダイクロイックミラーDAは、約530nmの中心波長を持つ緑色発光スペクトルを透過し、約460nmの中心波長を持つ青色発光スペクトルを反射し、約590nmの中心波長を持つ黄色発光スペクトルを反射し、かつ、約640nmの中心波長を持つ赤色発光スペクトルを反射させることが判る。   FIGS. 7B to 7D are graphs showing the wavelength dependence of the dichroic mirrors DA, DB, and DC according to (Table 6), respectively. Referring to FIG. 7B, the dichroic mirror DA transmits a green emission spectrum having a center wavelength of about 530 nm, reflects a blue emission spectrum having a center wavelength of about 460 nm, and has a center wavelength of about 590 nm. It can be seen that it reflects the emission spectrum and reflects the red emission spectrum having a center wavelength of about 640 nm.

図7(c)を参照すると、ダイクロイックミラーDBは、約460nmの中心波長を持つ青色発光スペクトルを反射し、約590nmの中心波長を持つ黄色発光スペクトルを透過し、かつ、約640nmの中心波長を持つ赤色発光スペクトルを透過させることが判る。   Referring to FIG. 7C, the dichroic mirror DB reflects a blue emission spectrum having a center wavelength of about 460 nm, transmits a yellow emission spectrum having a center wavelength of about 590 nm, and has a center wavelength of about 640 nm. It can be seen that the red emission spectrum possessed is transmitted.

図7(d)を参照すると、ダイクロイックミラーDCは、約590nmの中心波長を持つ黄色発光スペクトルを透過し、約640nmの中心波長を持つ赤色発光スペクトルを反射させることが判る。   Referring to FIG. 7D, it can be seen that the dichroic mirror DC transmits a yellow emission spectrum having a center wavelength of about 590 nm and reflects a red emission spectrum having a center wavelength of about 640 nm.

本実施形態では、光源R、光源B、光源Gに光源Yを追加しているため、色再現性を向上させることができる。   In this embodiment, since the light source Y is added to the light source R, the light source B, and the light source G, color reproducibility can be improved.

なお、光源Yの代わりに、図2に示すように、約505nmの中心波長を持つシアン色(CYAN)LEDを含む光源、あるいは約450nmの中心波長を持つ青紫色(ROYAL BLUE)LEDを含む光源を追加して、波長依存性を適宜調整したダイクロイックミラーDCを追加することも可能である。こうした構成により、色再現性を向上させることができる。   In place of the light source Y, as shown in FIG. 2, a light source including a cyan (CYAN) LED having a central wavelength of about 505 nm, or a light source including a blue-violet (ROYAL BLUE) LED having a central wavelength of about 450 nm. It is also possible to add a dichroic mirror DC whose wavelength dependency is appropriately adjusted. With such a configuration, color reproducibility can be improved.

本発明は、光量損失や色むらが少なく、小型で携帯性に優れた画像投影装置を提供できる点で極めて有用である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is extremely useful in that it can provide an image projection apparatus that is small in size and excellent in portability with little light loss and color unevenness.

本発明の第1実施形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows 1st Embodiment of this invention. LEDの各色の波長分布を示すグラフである。It is a graph which shows wavelength distribution of each color of LED. 光源配置とダイクロイック膜の特性との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between light source arrangement | positioning and the characteristic of a dichroic film | membrane. ダイクロイックミラーDA,DBの波長依存性を示すグラフである。It is a graph which shows the wavelength dependence of the dichroic mirror DA and DB. 屈折率比と入射角度による半値波長シフト量との関係を検討するための多層膜の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the multilayer film for examining the relationship between refractive index ratio and the half value wavelength shift amount by an incident angle. 図6(a)は本発明の第2実施形態に係る光源配置を示す説明図であり、図6(b)は(表5)に係るダイクロイックミラーDCの波長依存性を示すグラフである。FIG. 6A is an explanatory diagram showing a light source arrangement according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a graph showing the wavelength dependence of the dichroic mirror DC according to (Table 5). 図7(a)は本発明の第3実施形態に係る光源配置を示す説明図であり、図7(b)〜図7(d)は(表6)に係るダイクロイックミラーDA,DB,DCの波長依存性をそれぞれ示すグラフである。FIG. 7A is an explanatory diagram showing a light source arrangement according to the third embodiment of the present invention, and FIGS. 7B to 7D are views of the dichroic mirrors DA, DB, and DC according to (Table 6). It is a graph which shows wavelength dependence, respectively.

符号の説明Explanation of symbols

1 合成光学系
2 導入光学系
11,12,13 駆動回路
20 制御回路
DA,DB,DC ダイクロイックミラー
LA 集光レンズ
LB 調整レンズ
RI ロッドインタグレータ
M1,M2,M3 折り返しミラー
PA 変調パネル
PL 投影光学系
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Composite optical system 2 Introduction optical system 11, 12, 13 Drive circuit 20 Control circuit DA, DB, DC Dichroic mirror LA Condensing lens LB Adjustment lens RI Rod intaglator M1, M2, M3 Folding mirror PA Modulation panel PL Projection optical system

Claims (8)

波長λ1の光L1を放射する第1光源と、
波長λ1より長い波長λ2の光L2を放射する第2光源と、
波長λ2より長い波長λ3の光L3を放射する第3光源と、
光L1および光L3を合成するための第1合成光学素子と、
合成された光L1,L3を反射し、光L2を透過することにより、光L1,L2,L3を合成するための第2合成光学素子と、
合成された光L1,L2,L3を投影するための投影光学系と、を備えることを特徴とする画像投影装置。
A first light source that emits light L1 of wavelength λ1;
A second light source that emits light L2 having a wavelength λ2 longer than the wavelength λ1,
A third light source that emits light L3 having a wavelength λ3 longer than the wavelength λ2,
A first combining optical element for combining the light L1 and the light L3;
A second combining optical element for combining the light L1, L2, L3 by reflecting the combined light L1, L3 and transmitting the light L2,
A projection optical system for projecting the combined lights L1, L2, and L3.
前記第1合成光学素子は、光L1を反射し、光L3を透過することにより、光L1および光L3を合成することを特徴とする請求項1記載の画像投影装置。   The image projection apparatus according to claim 1, wherein the first combining optical element combines the light L1 and the light L3 by reflecting the light L1 and transmitting the light L3. 前記第2合成光学素子は、屈折率2.0〜2.6の高屈折率膜および屈折率1.6〜2.0の中間屈折率膜とが積層されたダイクロイック膜で構成され、高屈折率膜の屈折率と中間屈折率膜の屈折率との差ΔNH−Lは、
0.55≦ΔNH−L≦0.7
を満足することを特徴とする請求項1記載の画像投影装置。
The second synthetic optical element includes a dichroic film in which a high refractive index film having a refractive index of 2.0 to 2.6 and an intermediate refractive index film having a refractive index of 1.6 to 2.0 are stacked. The difference ΔN H−L between the refractive index of the refractive index film and the refractive index of the intermediate refractive index film is
0.55 ≦ ΔN H−L ≦ 0.7
The image projector according to claim 1, wherein:
前記高屈折率膜は、TiO,Nb,TaおよびZrOからなる群から選ばれる1つまたは2つ以上の混合物で形成されることを特徴とする請求項3記載の画像投影装置。 The high refractive index film is formed of one or a mixture of two or more selected from the group consisting of TiO 2 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 and ZrO 2 . Image projection device. 前記中間屈折率膜は、Alで形成され、または、SiOと、TiO,Nb,TaおよびZrOからなる群から選ばれる1つ以上との混合物で形成されることを特徴とする請求項3記載の画像投影装置。 The intermediate refractive index film is formed of Al 2 O 3 or a mixture of SiO 2 and one or more selected from the group consisting of TiO 2 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 and ZrO 2. The image projection apparatus according to claim 3, wherein 第1光源、第2光源および第3光源は、発光ダイオードで構成されることを特徴とする請求項1記載の画像投影装置。   The image projection apparatus according to claim 1, wherein the first light source, the second light source, and the third light source are configured by light emitting diodes. 波長λ2より長く、波長λ3より短い波長λaの光Laを放射する第4光源と、
光Laおよび光L3を合成するための第3合成光学素子と、をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の画像投影装置。
A fourth light source that emits light La having a wavelength λa that is longer than the wavelength λ2 and shorter than the wavelength λ3;
The image projection apparatus according to claim 1, further comprising a third combining optical element for combining the light La and the light L3.
第1合成光学素子と第2合成光学素子の間に設けられ、第1合成光学素子によって合成された光L1,L3の発散角を調整するためのレンズをさらに備えることを特徴とする請求項1記載の画像投影装置。   2. A lens provided between the first combining optical element and the second combining optical element, for adjusting the divergence angle of the light L1, L3 combined by the first combining optical element. The image projection apparatus described.
JP2007143211A 2007-05-30 2007-05-30 Image projection device Pending JP2008298951A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007143211A JP2008298951A (en) 2007-05-30 2007-05-30 Image projection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007143211A JP2008298951A (en) 2007-05-30 2007-05-30 Image projection device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008298951A true JP2008298951A (en) 2008-12-11

Family

ID=40172545

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007143211A Pending JP2008298951A (en) 2007-05-30 2007-05-30 Image projection device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008298951A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011022431A (en) * 2009-07-17 2011-02-03 Mitsubishi Electric Corp Projection display device
JP2011221504A (en) * 2010-03-26 2011-11-04 Panasonic Corp Illuminator and projection type image display device using the same
JP2012118220A (en) * 2010-11-30 2012-06-21 Seiko Epson Corp Lighting device and projector
US9454068B2 (en) 2013-04-18 2016-09-27 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Projection-type image display apparatus including light source unit with dichroic mirror
CN110174812A (en) * 2019-06-06 2019-08-27 郭瀚文 A kind of two-piece type LCD projector based on half-court sequence display mode
CN110191327A (en) * 2019-06-05 2019-08-30 郭瀚文 A kind of two-piece type LCD projector

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11202127A (en) * 1998-01-14 1999-07-30 Canon Inc Dichroic mirror
JP2000162548A (en) * 1998-11-25 2000-06-16 Sony Corp Projection type display device
JP2002518714A (en) * 1998-06-19 2002-06-25 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Dichroic filter with small angle dependence
JP2004070018A (en) * 2002-08-07 2004-03-04 Mitsubishi Electric Corp Conformation of illumination optical system in projector, and projector
JP2005189472A (en) * 2003-12-25 2005-07-14 Olympus Corp Display unit and lighting device thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11202127A (en) * 1998-01-14 1999-07-30 Canon Inc Dichroic mirror
JP2002518714A (en) * 1998-06-19 2002-06-25 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Dichroic filter with small angle dependence
JP2000162548A (en) * 1998-11-25 2000-06-16 Sony Corp Projection type display device
JP2004070018A (en) * 2002-08-07 2004-03-04 Mitsubishi Electric Corp Conformation of illumination optical system in projector, and projector
JP2005189472A (en) * 2003-12-25 2005-07-14 Olympus Corp Display unit and lighting device thereof

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011022431A (en) * 2009-07-17 2011-02-03 Mitsubishi Electric Corp Projection display device
JP2011221504A (en) * 2010-03-26 2011-11-04 Panasonic Corp Illuminator and projection type image display device using the same
JP2012118220A (en) * 2010-11-30 2012-06-21 Seiko Epson Corp Lighting device and projector
US9454068B2 (en) 2013-04-18 2016-09-27 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Projection-type image display apparatus including light source unit with dichroic mirror
CN110191327A (en) * 2019-06-05 2019-08-30 郭瀚文 A kind of two-piece type LCD projector
CN110191327B (en) * 2019-06-05 2022-02-15 南华智能精密机器(深圳)有限公司 Two-piece type LCD projector
CN110174812A (en) * 2019-06-06 2019-08-27 郭瀚文 A kind of two-piece type LCD projector based on half-court sequence display mode

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11194240B2 (en) Light source apparatus and projection type display apparatus using the same
JP6414199B2 (en) Color separation / synthesis prism and optical system and projector using the same
US9819919B2 (en) Illumination device and projection display device using same
US20060028816A1 (en) Illumination unit and image projecting apparatus employing the same
JP2007121899A (en) Device for synthesizing optical path and method of synthesizing light beam
US8109637B2 (en) Wavelength-selective polarization conversion element for generating two light components having polarization directions and wavelength regions different from each other, illumination optical system, and image projection apparatus including the element
WO2020137749A1 (en) Light source device and protection-type video display device
JP2008298951A (en) Image projection device
WO2016080295A1 (en) Light source device and projector
US20090237616A1 (en) Projection type image display device
US8861078B2 (en) Light source adjusting device and projection system comprising the same
JP2020170064A (en) Light source device and projection type video display device
JP3944648B2 (en) Lighting device and projector
US20050275807A1 (en) Color combining optical system and image projection apparatus
KR101798158B1 (en) Light source device and projector comprising the same
US9454068B2 (en) Projection-type image display apparatus including light source unit with dichroic mirror
JP2007093970A (en) Projection type image display apparatus
JP2004094258A (en) Illuminator
JP4429682B2 (en) Optical engine
JP2008203467A (en) Optical element, illumination device and projection type image display apparatus
JPH1138528A (en) Liquid crystal projector
JP2013200374A (en) Image display apparatus
JP2007101875A (en) Illumination optical device and reflection type image projecting device
JP2021036267A (en) Light source device and projection type display device using the same
JP2008089889A (en) Projection type video display apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100324

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120209

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120214

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20120612