JP2019040177A - Light source device and projection type display device - Google Patents
Light source device and projection type display device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019040177A JP2019040177A JP2018105738A JP2018105738A JP2019040177A JP 2019040177 A JP2019040177 A JP 2019040177A JP 2018105738 A JP2018105738 A JP 2018105738A JP 2018105738 A JP2018105738 A JP 2018105738A JP 2019040177 A JP2019040177 A JP 2019040177A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light source
- light
- diffusion plate
- source device
- 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.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Abstract
【課題】赤色、緑色、青色の固体光源からのスペックルノイズを解消しつつ、小型で広色域な光源装置、及び投写型表示装置を提供する。【解決手段】光源装置は、赤色レーザ光源33、緑色レーザ光源39、及び青色レーザ光源45と、赤反射のダイクロイックミラー48と小型な青反射のダイクロイックミラー49と、レーザ光源のレーザ光のスペックルノイズと輝度むらを低減する回転拡散板57と、回転拡散板の前後に配置した複数の拡散板53、58とを備え、投写型表示装置は、かかる光源装置を備える。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact and wide color gamut light source device and a projection type display device while eliminating speckle noise from red, green and blue solid light sources. A light source device includes a red laser light source 33, a green laser light source 39, a blue laser light source 45, a red reflection dichroic mirror 48, a small blue reflection dichroic mirror 49, and a speckle of laser light of the laser light source. The projection type display device includes a rotation diffuser plate 57 that reduces noise and uneven brightness, and a plurality of diffuser plates 53 and 58 arranged in front of and behind the rotation diffuser plate, and the projection type display device includes such a light source device. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本開示は、照明光で照射される画像形成素子により形成される画像を、投写レンズによりスクリーン上に拡大投写する投写型表示装置に関する。 The present disclosure relates to a projection display apparatus that enlarges and projects an image formed by an image forming element irradiated with illumination light onto a screen using a projection lens.
ミラー偏向型のデジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)や液晶パネルのライトバルブを用いた投写型表示装置の光源として、長寿命である半導体レーザや発光ダイオードなどの固体光源を用いた光源装置が多数開示されている。その中で、青色、緑色、赤色の固体光源を用いた広色域で高効率な光源装置が開示されている。 There are many light source devices that use solid-state light sources such as semiconductor lasers and light-emitting diodes that have a long life as light sources for projection display devices that use mirror-deflection type digital micromirror devices (DMDs) and liquid crystal panel light valves. It is disclosed. Among them, a light source device having a wide color gamut and using a blue, green, and red solid light source is disclosed.
可干渉性の高いレーザ光を用いてスクリーン上に画像を形成した時にスペックルノイズを生じるが、特許文献1ではこのスペックルノイズを回転可能な拡散板により解消する技術が開示されている。また、特許文献2には、他のスペックルノイズの解消手段として、複数の拡散度合を変化させる高分子分散パネルを複数用いた構成が開示されている。 Speckle noise is generated when an image is formed on a screen using a highly coherent laser beam. Patent Document 1 discloses a technique for eliminating this speckle noise by a rotatable diffusion plate. Patent Document 2 discloses a configuration using a plurality of polymer dispersion panels that change a plurality of diffusion degrees as means for eliminating other speckle noise.
本開示は、スペックルノイズと微小な輝度むらを解消しつつ、広色域で小型、高輝度な光源装置、及び投写型表示装置を提供する。 The present disclosure provides a light source device and a projection display device that have a wide color gamut and are small and have high luminance while eliminating speckle noise and minute luminance unevenness.
本開示の投写型表示装置の光源装置は、青、緑、赤のそれぞれの色光を出射する固体光源と、固体光源からの色光を合成する複数のダイクロイックミラーと、複数のダイクロイックミラーで合成された合成光が入射する第1の拡散板と、第1の拡散板からの合成光が集光および発散する位置に配置される動的拡散板と、を備える。 The light source device of the projection display device of the present disclosure is composed of a solid light source that emits blue, green, and red color light, a plurality of dichroic mirrors that combine color light from the solid light source, and a plurality of dichroic mirrors. A first diffusion plate on which the combined light is incident; and a dynamic diffusion plate disposed at a position where the combined light from the first diffusion plate is condensed and diverges.
本開示によれば、青色、緑色、赤色の固体光源と、固体光源からの集光光を合成する小型なダイクロイックミラーと、動的拡散板と動的拡散板の前に配置した第1の拡散板により、スペックルノイズと微小な輝度むらを解消しつつ、広色域で小型、高輝度な光源装置が構成できる。このため、広色域で、小型、高輝度な投写型表示装置が実現できる。 According to the present disclosure, a blue, green, and red solid light source, a small dichroic mirror that combines light collected from the solid light source, and the first diffusion disposed in front of the dynamic diffusion plate and the dynamic diffusion plate With the plate, it is possible to construct a light source device having a wide color gamut and a small size and high luminance while eliminating speckle noise and minute luminance unevenness. For this reason, it is possible to realize a projection display device having a wide color gamut, a small size, and high brightness.
以下、実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は本開示の実施の形態1にかかる光源装置60の構成図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration diagram of a
赤色レーザ光源33は、赤色固体光源である赤色半導体レーザ30とコリメートレンズ31と放熱板32から構成される。緑色レーザ光源39は、緑色固体光源である緑色半導体レーザ36とコリメートレンズ37と放熱板38から構成される。青色レーザ光源45は、青色固体光源である青色半導体レーザ42とコリメートレンズ43と放熱板44から構成される。
The red
また、光源装置60は、ヒートシンク34、40、46、赤反射のダイクロイックミラー48、青反射のダイクロイックミラー49、コンデンサレンズ50、51、52、59、拡散板53、58、円形拡散板55とモーター56で構成された動的拡散板である回転拡散板57、反射ミラー54を備える。図1には、半導体レーザ光源から出射する各光束35、41、47の様相と、赤反射のダイクロイックミラー48、青反射のダイクロイックミラー49へ入射および出射する光の偏光方向を示している。拡散板53は第1の拡散板に相当し、拡散板58は第2の拡散板に相当する。
The
赤色レーザ光源33は、24個(6×4)を正方配置した赤色半導体レーザ30とコリメートレンズ31を放熱板32上に一定の間隔で2次元状に配置したものである。赤色半導体レーザ30は、632nmから648nmの波長幅で赤の色光を発光し、直線偏光の光を出射する。赤色半導体レーザ30を出射した光は対応するコリメートレンズ31により、それぞれ集光され平行な光束35に変換される。光束35群は赤反射のダイクロイックミラー48に入射し反射する。ヒートシンク34は赤色レーザ光源33を冷却するためのものである。
The red
緑色レーザ光源39は、24個(6×4)を正方配置した緑色半導体レーザ36とコリメートレンズ37を放熱板38上に一定の間隔で2次元状に配置したものである。緑色半導体レーザ36は、517nmから533nmの波長幅で緑の色光を発光し、直線偏光の光を出射する。緑色半導体レーザ36を出射した光は対応するコリメートレンズ37により、それぞれ集光され平行な光束41に変換される。光束41群は赤反射のダイクロイックミラー48に入射し透過する。緑色、赤色半導体レーザ30、36から出射する偏光は赤反射のダイクロイックミラー48の入射面に対してS偏光となるように、各色の半導体レーザを配置している。ヒートシンク40は緑色レーザ光源39を冷却するためのものである。
The green
青色レーザ光源45は、8個(2×4)を正方配置した青色半導体レーザ42とコリメートレンズ43を放熱板44上に一定の間隔で2次元状に配置したものである。青色半導体レーザ42は、赤色、緑色の半導体レーザに対して、単一の半導体レーザの光出力や発光効率が高く、また、所望の白色光色度に必要な青色の光出力は小さいため、1/3以下の半導体レーザ個数で構成している。
The blue
青色半導体レーザ42から出射する偏光は青反射のダイクロイックミラー49の入射面に対してS偏光となるように、半導体レーザを配置している。ヒートシンク46は青色レーザ光源45を冷却するためのものである。
The semiconductor laser is arranged so that the polarized light emitted from the
青色半導体レーザ42は、447nmから462nmの波長幅で青の色光を発光し、直線偏光の光を出射する。青色半導体レーザ42を出射した光は、対応するコリメートレンズ43により、それぞれ集光され平行な光束47に変換される。光束47群はコンデンサレンズ51に入射する。
The
赤反射のダイクロイックミラー48で合成された赤色レーザ光と緑色レーザ光はコンデンサレンズ50に入射する。コンデンサレンズ50は入射する平行光を約±12度の集光する光に変換する。コンデンサレンズ50を透過した光は青反射のダイクロイックミラー49に入射し透過する。一方、青色レーザ光はコンデンサレンズ51で集光する光に変換された後、青反射のダイクロイックミラー49に入射し反射する。
The red laser light and the green laser light synthesized by the red reflecting
図2に、赤反射のダイクロイックミラーと青反射のダイクロイックミラーの分光透過率特性を示す。図2には、青色、緑色、赤色のレーザ光の相対強度スペクトルも示している。 FIG. 2 shows spectral transmittance characteristics of a red reflecting dichroic mirror and a blue reflecting dichroic mirror. FIG. 2 also shows the relative intensity spectra of blue, green, and red laser beams.
赤反射のダイクロイックミラー48は、入射角が45度となる配置で緑色レーザ光を96%以上で透過し、赤色レーザ光を98%以上で反射する特性である。透過率が50%となる半値波長は緑色レーザ光の主波長525nmと赤色レーザ光の主波長640nmの中間の波長である583nmとしている。
The red reflecting
青反射のダイクロイックミラー49は、入射角が45度となる配置で、赤色レーザ光と緑色レーザ光を96%以上で透過し、青色レーザ光を98%以上で反射する特性である。透過率が50%となる半値波長は青色レーザ光の主波長465nmと緑色レーザ光の主波長525nmの中間の波長である495nmとしている。
The blue reflecting
赤色レーザ光と緑色レーザ光の赤反射のダイクロイックミラーへの入射角は45度である。これに対して、青色レーザ光は集光光となって青反射ダイクロイックミラーに入射し、その入射角は45度±12度である。 The incident angle of the red laser beam and the green laser beam on the dichroic mirror reflecting red is 45 degrees. On the other hand, the blue laser light becomes condensed light and enters the blue reflecting dichroic mirror, and the incident angle is 45 ° ± 12 °.
このため、青反射のダイクロイックミラー49の分光透過率特性は入射角に応じて、−20から+20nm程度で波長シフトする。しかしながら、青色レーザ光と緑色レーザ光との主波長の差が60nmのため、各レーザ光に対して透過率および反射率特性の低下はない。
For this reason, the spectral transmittance characteristic of the blue reflecting
青反射のダイクロイックミラーへの入射角の変化がさらに大きく、レーザ光の透過率および反射率低下を招くような場合には、入射角が変化しても半値波長が一定となる膜厚分布型のダイクロイックミラーを用いる。 If the change in the incident angle to the blue-reflecting dichroic mirror is even larger, leading to a decrease in the transmittance and reflectance of the laser beam, the half-value wavelength is constant even if the incident angle changes. A dichroic mirror is used.
青反射のダイクロイックミラー49を透過、反射した各レーザ光は、コンデンサレンズ52に入射する。コンデンサレンズ52は、コンデンサレンズ50、51と組み合わせて、各レーザ光が回転拡散板57の近傍で集光するように、そのレンズ形状を決めている。コンデンサレンズ52を透過したレーザ光は、拡散板53で拡散された後、反射ミラー54で反射し、回転拡散板57に入射する。拡散板53はガラス基板上に形成された微細なマイクロレンズをアレイ状に形成して拡散面を構成したものであり、入射する光を拡散する。マイクロレンズ形状とすることにより、フッ酸などの溶液を用いて、ガラス表面を微細な凹凸形状に加工する化学処理の拡散板よりも、最大拡がり角度を低減で拡散損失を低減できる。拡散光の最大強度の50%となる半値角度幅である拡散角度は略6度と小さく、偏光特性を保持する。光強度がピーク強度に対して13.5%となる直径をスポット径と定義すると、スポット径が3mm〜5mmのスポット光に重畳され、回転拡散板57に入射する。拡散板53はそのスポット光の径が所望のスポット径となるよう光を拡散させている。
Each laser beam transmitted and reflected by the blue reflecting
図3は、回転拡散板の構成を示しており、図3(a)は平面図、図3(b)は側面図を示す。円形拡散板55はモーター56との密着性が高い接合面を設けるため平滑面領域62を設けている。
FIG. 3 shows the configuration of the rotating diffusion plate, FIG. 3 (a) is a plan view, and FIG. 3 (b) is a side view. The
回転拡散板57は、ガラス基板上の表面に微細な凹凸形状を円周状に形成した拡散領域61が設けられた円形拡散板55と中央部にモーター56を備えたものであり、回転制御が可能である。回転拡散板57は10,800rpm程度まで高速に回転可能な拡散板である。
The
拡散領域には化学処理の拡散板を用い、拡散角は略12度で、偏光特性を維持する。化学処理の拡散板はガラス基板への両面形成も可能であり、マイクロレンズアレイの拡散板よりも、拡散角を大きくできるとともに、大型サイズの拡散板が比較的安価に構成できる。化学処理の拡散板は最大拡がり角が大きくなるが、コンデンサレンズ59で効率よく、集光できる。拡散面を回転することにより、レーザ光に起因するスクリーン上でのランダムな干渉パターンが時間的、空間的に高速変動して、スペックルノイズを解消することができる。また、拡散板53と回転拡散板57により、レーザ光源の微小な発光サイズと発光数に起因する微小な輝度むらも低減することができる。
A diffusion plate of chemical treatment is used for the diffusion region, the diffusion angle is about 12 degrees, and the polarization characteristics are maintained. The chemically treated diffusion plate can be formed on both sides of a glass substrate, and the diffusion angle can be made larger than that of the diffusion plate of the microlens array, and a large-sized diffusion plate can be constructed at a relatively low cost. Although the maximum divergence angle of the chemically treated diffusion plate is increased, the
回転拡散板57で拡散した光はレーザ光の性質に起因するスペックルノイズがほぼ解消された光となり、拡散板58に入射する。拡散板58は、ガラス基板上にマイクロレンズアレイを形成した拡散板であり、拡散角度は略6度であり、偏光特性を維持する。拡散板58により、さらに拡散されるため、レーザ光源の微小な発光サイズと発光点数に起因する輝度むらを解消することができる。拡散板53、回転拡散板57、拡散板58はいずれも光が集光光もしくは発散光となる位置に配置している。集光光もしくは発散光の位置に配置することにより、拡がった光であってもコンデンサレンズ59で効率よく集光できる、また、拡散板53、回転拡散板57、拡散板58を小型に配置できるため、安価で小型な光源装置が構成できる。拡散板58を透過した光は、コンデンサレンズ59で集光され、略平行光に変換される。
The light diffused by the rotating
コンデンサレンズ59は、回転拡散板57近傍のスポット光を平行光となるように、形状を決めている。赤色、緑色、青色のレーザ光源からコンデンサレンズ59までの光学素子は偏光特性を維持するため、コンデンサレンズ59からの出射光はS偏光の光を出射する。
The shape of the
赤反射のダイクロイックミラー48を緑反射のダイクロイックミラーとして、緑色レーザ光源と赤色レーザ光源の配置を変更してもよい。
The arrangement of the green laser light source and the red laser light source may be changed by using the red reflecting
赤反射のダイクロイックミラー48には平行光が入射する構成を示したが、赤色レーザ光源、緑色レーザ光源から出射する光をコンデンサレンズで集光光にして、集光光が赤反射のダイクロイックミラーに入射するように配置して、ダイクロイックミラーを小型化してもよい。
Although the configuration in which parallel light is incident on the red reflecting
拡散板53、58はマイクロレンズアレイの拡散板を用いて説明したが、集光効率はやや低下するが、安価な化学処理の拡散板を用いてもよい。
Although the
回転拡散板57の円形拡散板55は、化学処理の拡散板を用いて説明したが、高価となるが、マイクロレンズアレイの拡散を用いてもよい。回転拡散板57は、回転ではなく搖動、振動する動的な拡散板であってもよい。
The
回転拡散板57を低速回転として、拡散板、反射ミラーにスペックルノイズ低減のための、搖動もしくは振動する機構を設けてもよい。反射ミラー54は、レーザ光の光束数を増やすために、表面反射率が30%、裏面反射率が100%の多重反射ミラーを用いて、レーザ光に起因する輝度むらを低減してもよい。
The
赤色レーザ光源、緑色レーザ光源、青色レーザ光源は、それぞれ24個、24個、8個の半導体レーザ素子を配置した構成を示したが、高輝度化のため、さらに多数の半導体レーザ素子を用いて構成してもよい。 The red laser light source, the green laser light source, and the blue laser light source have a configuration in which 24, 24, and 8 semiconductor laser elements are arranged, respectively, but in order to increase the brightness, a larger number of semiconductor laser elements are used. It may be configured.
以上のように、本開示の光源装置は、赤色、緑色、青色のレーザ光源からの集光光が入射するダイクロイックミラーと、集光光もしくは発散光が入射する複数の拡散板により、小型な光源装置が構成できる。また、回転拡散板と回転拡散板の前に配置した第1の拡散板により、レーザ光固有のスペックルノイズや輝度むらを解消することができる。このため、本開示の光源装置は、小型で広色域な白色光を得ることができる。 As described above, the light source device of the present disclosure is a compact light source including a dichroic mirror on which condensed light from red, green, and blue laser light sources is incident and a plurality of diffusion plates on which condensed light or divergent light is incident. The device can be configured. Further, the speckle noise and luminance unevenness inherent to the laser light can be eliminated by the rotation diffusion plate and the first diffusion plate arranged in front of the rotation diffusion plate. For this reason, the light source device of the present disclosure can obtain white light having a small size and a wide color gamut.
(実施の形態2)
図4は、本開示の実施の形態2にかかる第1の投写型表示装置を示す図である。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a diagram illustrating a first projection display apparatus according to the second embodiment of the present disclosure.
第1の投写型表示装置200は、画像形成素子として、TNモードもしくはVAモードであって、画素領域に薄膜トランジスタを形成したアクティブマトリクス方式の透過型の液晶パネルを用いている。
The first
第1の投写型表示装置200の光源装置60は、赤色レーザ光源33、緑色レーザ光源39、青色レーザ光源45、ヒートシンク34、40、46、赤反射のダイクロイックミラー48、青反射のダイクロイックミラー49、コンデンサレンズ50、51、52、拡散板53、反射ミラー54、円形拡散板55とモーター56で構成される回転拡散板57、拡散板58、コンデンサレンズ59で構成される。以上は本開示の実施の形態1に記載の光源装置である。
The
第1の投写型表示装置200は、また、第1のレンズアレイ板201、第2のレンズアレイ板202、重畳用レンズ203、青反射のダイクロイックミラー204、緑反射のダイクロイックミラー205、反射ミラー206、207、208、リレーレンズ209、210、フィールドレンズ211、212、213、入射側偏光板214、215、216、液晶パネル217、218、219、出射側偏光板220、221、222、赤反射のダイクロイックミラーと青反射のダイクロイックミラーから構成される色合成プリズム223、投写レンズ224を備える。
The first
光源装置60からの白色光は、複数のレンズ素子から構成される第1のレンズアレイ板201に入射する。第1のレンズアレイ板201に入射した光束は多数の光束に分割される。分割された多数の光束は、複数のレンズから構成される第2のレンズアレイ板202に収束する。第1のレンズアレイ板201のレンズ素子は液晶パネル217、218、219と相似形の開口形状である。第2のレンズアレイ板202のレンズ素子は第1のレンズアレイ板201と液晶パネル217、218、219とが略共役関係となるようにその焦点距離を決めている。第2のレンズアレイ板202から出射した光は重畳用レンズ203に入射する。重畳用レンズ203は第2のレンズアレイ板202の各レンズ素子からの出射した光を液晶パネル217、218、219上に重畳照明するためのレンズである。第1および第2のレンズアレイ板201、202と、重畳用レンズ203は照明光学系を構成する。
White light from the
重畳用レンズ203からの光は、色分離手段である青反射のダイクロイックミラー204、緑反射のダイクロイックミラー205により、青、緑、赤の色光に分離される。緑の色光はフィールドレンズ211、入射側偏光板214を透過して、液晶パネル217に入射する。青の色光は反射ミラー206で反射した後、フィールドレンズ212、入射側偏光板215を透過して液晶パネル218に入射する。赤の色光はリレーレンズ209、210や反射ミラー207、208を透過屈折および反射して、フィールドレンズ213、入射側偏光板216を透過して、液晶パネル219に入射する。このように光源装置60からの光は照明光学系によって集光されて被照明領域である液晶パネルを照明する。
The light from the superimposing
3枚の液晶パネル217、218、219は映像信号に応じた画素への印加電圧の制御により入射する光の偏光状態を変化させ、それぞれの液晶パネル217、218、219の両側に透過軸を直交するように配置したそれぞれの入射側偏光板214、215、216および出射側偏光板220、221、222を組み合わせて光を変調し、緑、青、赤の画像を形成する。
The three
出射側偏光板220、221、222を透過した各色光は色合成プリズム223により、赤、青の各色光がそれぞれ赤反射のダイクロイックミラー、青反射のダイクロイックミラーによって反射し、緑の色光と合成され、投写レンズ224に入射する。投写レンズ224に入射した光は、スクリーン(図示せず)上に拡大投写される。
Each color light transmitted through the output side
従来、固体光源を用いた光源装置からの光が非偏光である場合、偏光変換素子を用いて投写型表示装置を構成していた。本開示では光源装置からの出射光がS偏光であるため、偏光変換素子が不要となる。このため、投写型表示装置の集光効率の向上と低コスト化が図れる。 Conventionally, when light from a light source device using a solid light source is non-polarized light, a projection display device has been configured using a polarization conversion element. In the present disclosure, since the light emitted from the light source device is S-polarized light, a polarization conversion element is not necessary. For this reason, the light collection efficiency of the projection display device can be improved and the cost can be reduced.
光源装置は、赤色、緑色、青色のレーザ光源を用いて小型に構成され、3原色の色純度が高い白色光を出射するため、小型で、広色域な投写型表示装置を実現できる。また、画像形成手段には、時分割方式ではなく偏光を利用する3枚の液晶パネルを用いているため、カラーブレイキングがなく色再現が良好で、明るく高精細な投写画像を得ることができる。また、3つのDMD素子を用いた場合よりも、全反射プリズムが不要で、色合成用のプリズムが45度入射の小型プリズムになるため、投写型表示装置が小型に構成できる。 The light source device is configured in a small size by using red, green, and blue laser light sources, and emits white light having high color purity of the three primary colors. Therefore, a projection display device having a small size and a wide color gamut can be realized. In addition, since the image forming means uses three liquid crystal panels that use polarized light instead of the time-division method, there is no color breaking, color reproduction is good, and a bright and high-definition projected image can be obtained. In addition, the total reflection prism is not required and the color combining prism is a small 45-degree incident prism compared to the case where three DMD elements are used, and thus the projection display apparatus can be made compact.
以上のように、本開示の第1の投写型表示装置は、赤色、青色、緑色のレーザ光源と、各レーザ光源からの色光を合成する小型なダイクロイックミラーと、回転拡散板と回転拡散板の前に配置した第1の拡散板とを備えた光源装置を用いる。このため、スペックルノイズと輝度むらを解消しつつ、小型で、広色域な投写型表示装置が構成できる。 As described above, the first projection display device of the present disclosure includes a red, blue, and green laser light source, a small dichroic mirror that combines color light from each laser light source, a rotating diffusion plate, and a rotating diffusion plate. A light source device including a first diffusion plate disposed in front is used. For this reason, it is possible to construct a projection display device that is small and has a wide color gamut while eliminating speckle noise and luminance unevenness.
画像形成素子として、透過型の液晶パネルを用いたが、反射型の液晶パネルを用いて構成してもよい。反射型の液晶パネルを用いることにより、より小型で高精細な投写型表示装置が構成できる。 Although a transmissive liquid crystal panel is used as the image forming element, a reflective liquid crystal panel may be used. By using a reflective liquid crystal panel, a more compact and high-definition projection display device can be configured.
(実施の形態3)
図5は、本開示の実施の形態3にかかる第2の投写型表示装置を示す図である。画像形成素子として、3つのミラー偏向型のDMDを用いている。
(Embodiment 3)
FIG. 5 is a diagram illustrating a second projection display apparatus according to the third embodiment of the present disclosure. Three mirror deflection type DMDs are used as image forming elements.
第2の投写型表示装置300の光源装置63は、赤色レーザ光源33、緑色レーザ光源39、青色レーザ光源45、ヒートシンク34、40、46、赤反射のダイクロイックミラー48、青反射のダイクロイックミラー49、コンデンサレンズ50、51、52、拡散板53、反射ミラー54、円形拡散板55とモーター56で構成される回転拡散板57、拡散板58で構成される。本開示の実施の形態1の光源装置と異なるのは、コンデンサレンズ59を配置しない点である。
The
光源装置63から出射した白色光は、ロッド301へ集光する。ロッド301への入射光はロッド内部で複数回反射することにより、光強度分布が均一化され出射する。ロッド301からの出射光はリレーレンズ302により集光され、反射ミラー303で反射した後、フィールドレンズ304を透過し、全反射プリズム305に入射する。
White light emitted from the
全反射プリズム305は2つのプリズムから構成され、互いのプリズムの近接面には薄い空気層306を形成している。空気層306は臨界角以上の角度で入射する光を全反射する。フィールドレンズ304からの光は全反射プリズム305の全反射面で反射されて、カラープリズム307に入射する。
The
カラープリズム307は3つのプリズムからなり、それぞれのプリズムの近接面には青反射のダイクロイックミラー308と赤反射のダイクロイックミラー309が形成されている。カラープリズム307の青反射のダイクロイックミラー308と赤反射のダイクロイックミラー309により、青、赤、緑の色光に分離され、それぞれDMD310、311、312に入射する。このように光源装置63からの光は、ロッド301からなる照明光学系によってDMDのマイクロミラーが設けられた領域である被照明領域を照明する。
The
DMD310、311、312は映像信号に応じてマイクロミラーを偏向させ画像となる光を形成し、投写レンズ313に入射する光と、投写レンズ313の有効外へ進む光とに反射させる。DMD310、311、312により反射された光は、再度、カラープリズム307を透過する。カラープリズム307を透過する過程で、分離された青、赤、緑の各色光は合成され、全反射プリズム305に入射する。全反射プリズム305に入射した光は空気層306に臨界角以下で入射するため、透過して、投写レンズ313に入射する。このようにして、DMD310、311、312により形成された画像光がスクリーン(図示せず)上に拡大投写される。
拡散板58は回転拡散板57とロッド301の間に配置しているが、拡散板に発散光が入射するロッド301とリレーレンズ302の間に配置してもよい。
The diffusing
DMDを用いるため、光源装置から出射する光は直線偏光でなくてもよい。この場合、赤色レーザ光源と緑色レーザ光源と青色レーザ光源からの光もS偏光、P偏光のいずれであってもよい。また、レーザ光源から拡散板58までの光学素子は偏光特性を保持しなくもよい。
Since DMD is used, the light emitted from the light source device may not be linearly polarized light. In this case, the light from the red laser light source, the green laser light source, and the blue laser light source may be either S-polarized light or P-polarized light. Further, the optical elements from the laser light source to the
光源装置は、赤色、緑色、青色のレーザ光源を用いて小型に構成され、3原色の色純度が高い白色光を出射するため、小型で、広色域な投写型表示装置を実現できる。画像形成素子にDMDを用いているため、液晶を用いた画像形成素子と比べて、耐光性、耐熱性が高い投写型表示装置が構成できる。さらに、3つのDMDを用いているため、色再現が良好で、明るく高精細な投写画像を得ることができる。 The light source device is configured in a small size by using red, green, and blue laser light sources, and emits white light having high color purity of the three primary colors. Therefore, a projection display device having a small size and a wide color gamut can be realized. Since DMD is used as the image forming element, a projection display device having higher light resistance and heat resistance than an image forming element using liquid crystal can be configured. Furthermore, since three DMDs are used, color reproduction is good and a bright and high-definition projected image can be obtained.
以上のように、本開示の第2の投写型表示装置は、赤色、青色、緑色のレーザ光源と、各レーザ光源からの色光を合成する小型なダイクロイックミラーと、回転拡散板と回転拡散板の前に配置した第1の拡散板とを備えた光源装置を用いる。このため、スペックルノイズと輝度むらを解消しつつ、小型で、広色域な投写型表示装置が構成できる。 As described above, the second projection display device of the present disclosure includes a red, blue, and green laser light source, a small dichroic mirror that synthesizes color light from each laser light source, a rotating diffusion plate, and a rotating diffusion plate. A light source device including a first diffusion plate disposed in front is used. For this reason, it is possible to construct a projection display device that is small and has a wide color gamut while eliminating speckle noise and luminance unevenness.
画像形成素子として、3つのDMDを用いたが、1つのDMDを用いて構成してもよい。1つのDMDを用いることにより、より小型で安価な投写型表示装置が構成できる。 Although three DMDs are used as image forming elements, a single DMD may be used. By using one DMD, a smaller and cheaper projection display device can be configured.
本開示は、画像形成素子を用いた投写型表示装置に関するものである。 The present disclosure relates to a projection display apparatus using an image forming element.
30 赤色半導体レーザ
31、37、43 コリメートレンズ
32、38、44 放熱板
33 赤色レーザ光源
34、40、46 ヒートシンク
35、41、47 光束
36 緑色半導体レーザ
39 緑色レーザ光源
42 青色半導体レーザ
45 青色レーザ光源
48、309 赤反射のダイクロイックミラー
49、204、308 青反射のダイクロイックミラー
50、51、52、59 コンデンサレンズ
53、58 拡散板
54 反射ミラー
55 円形拡散板
56 モーター
57 回転拡散板
60、63 光源装置
61 拡散領域
62 平滑面領域
200、300 投写型表示装置
201、202 レンズアレイ板
203 重畳用レンズ
205 緑反射のダイクロイックミラー
206、207、208、303 反射ミラー
209、210、302 リレーレンズ
211、212、213、304 フィールドレンズ
214、215、216 入射側偏光板
217、218、219 液晶パネル
220、221、222 出射側偏光板
223 色合成プリズム
224、313 投写レンズ
301 ロッド
305 全反射プリズム
306 空気層
307 カラープリズム
310、311、312 DMD
30
Claims (14)
前記固体光源からの色光を合成する複数のダイクロイックミラーと、
前記複数のダイクロイックミラーで合成された合成光が入射する第1の拡散板と、
前記第1の拡散板からの前記合成光が集光および発散する位置に配置される動的拡散板と、
を備えた光源装置。 A solid-state light source that emits blue, green, and red light,
A plurality of dichroic mirrors for combining colored light from the solid-state light source;
A first diffuser plate on which the combined light combined by the plurality of dichroic mirrors is incident;
A dynamic diffusion plate disposed at a position where the combined light from the first diffusion plate is condensed and diverged;
A light source device.
前記光源装置からの光を集光する照明光学系と、
前記照明光学系からの光で照明され、映像信号に応じて画像を形成する画像形成素子と、
前記画像形成素子で形成された画像を拡大投写する投写レンズと、
を備える、投写型表示装置。 A light source device according to claim 1;
An illumination optical system for condensing light from the light source device;
An image forming element that is illuminated with light from the illumination optical system and forms an image according to a video signal;
A projection lens for enlarging and projecting an image formed by the image forming element;
A projection display device comprising:
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US16/052,158 US10914876B2 (en) | 2017-08-23 | 2018-08-01 | Light source device and projection display apparatus |
CN201810957237.7A CN109426057A (en) | 2017-08-23 | 2018-08-21 | Light supply apparatus and projection display device |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017160243 | 2017-08-23 | ||
JP2017160243 | 2017-08-23 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019040177A true JP2019040177A (en) | 2019-03-14 |
JP7065273B2 JP7065273B2 (en) | 2022-05-12 |
Family
ID=65726489
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018105738A Active JP7065273B2 (en) | 2017-08-23 | 2018-06-01 | Light source device and projection type display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7065273B2 (en) |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111722464A (en) * | 2019-03-20 | 2020-09-29 | 青岛海信激光显示股份有限公司 | Laser projection device |
JP2020170064A (en) * | 2019-04-02 | 2020-10-15 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Light source device and projection type video display device |
CN111830774A (en) * | 2019-04-16 | 2020-10-27 | 松下知识产权经营株式会社 | Light source device and projection display device |
CN112114482A (en) * | 2019-06-20 | 2020-12-22 | 青岛海信激光显示股份有限公司 | Laser projection device |
JP2021063907A (en) * | 2019-10-15 | 2021-04-22 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Light source device and projection type display device |
JP2021189395A (en) * | 2020-06-04 | 2021-12-13 | セイコーエプソン株式会社 | Lighting equipment and projectors |
JP2022040126A (en) * | 2019-09-03 | 2022-03-10 | カシオ計算機株式会社 | Light source device and projection device |
US11619872B2 (en) | 2021-02-26 | 2023-04-04 | Seiko Epson Corporation | Light source device and projector |
JP7507339B2 (en) | 2020-07-14 | 2024-06-28 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Light source device and projection display device |
JP2024100786A (en) * | 2020-08-14 | 2024-07-26 | デクセリアルズ株式会社 | Optical system, display device, projector, and illumination device |
WO2024162131A1 (en) * | 2023-02-01 | 2024-08-08 | Agc株式会社 | Diffusion plate, method for manufacturing diffusion plate, and projection device |
US12072618B2 (en) | 2020-06-25 | 2024-08-27 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Light source device and projection display apparatus |
US12078814B2 (en) | 2019-03-20 | 2024-09-03 | Hisense Laser Display Co., Ltd. | Laser projector |
JP7710069B2 (en) | 2024-04-30 | 2025-07-17 | デクセリアルズ株式会社 | Optical system, display device, projection device and lighting device |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04142530A (en) * | 1990-10-04 | 1992-05-15 | Seiko Epson Corp | Projection type liquid crystal display device |
JP2011507042A (en) * | 2007-12-19 | 2011-03-03 | オプティカ・リミテッド | Optical system and optical method |
WO2011161931A1 (en) * | 2010-06-22 | 2011-12-29 | パナソニック株式会社 | Laser projector |
JP2012527020A (en) * | 2009-05-15 | 2012-11-01 | アルカテル−ルーセント | Image projector using speckle reduction laser source |
JP2014163974A (en) * | 2013-02-21 | 2014-09-08 | Seiko Epson Corp | Light source device and projector |
WO2015056381A1 (en) * | 2013-10-17 | 2015-04-23 | ソニー株式会社 | Light-source device and image display device |
JP2015203857A (en) * | 2014-04-16 | 2015-11-16 | セイコーエプソン株式会社 | Lighting system and projector |
WO2016129969A1 (en) * | 2015-02-13 | 2016-08-18 | 주식회사 크레모텍 | Laser-diode, liquid-crystal projector |
-
2018
- 2018-06-01 JP JP2018105738A patent/JP7065273B2/en active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04142530A (en) * | 1990-10-04 | 1992-05-15 | Seiko Epson Corp | Projection type liquid crystal display device |
JP2011507042A (en) * | 2007-12-19 | 2011-03-03 | オプティカ・リミテッド | Optical system and optical method |
JP2012527020A (en) * | 2009-05-15 | 2012-11-01 | アルカテル−ルーセント | Image projector using speckle reduction laser source |
WO2011161931A1 (en) * | 2010-06-22 | 2011-12-29 | パナソニック株式会社 | Laser projector |
JP2014163974A (en) * | 2013-02-21 | 2014-09-08 | Seiko Epson Corp | Light source device and projector |
WO2015056381A1 (en) * | 2013-10-17 | 2015-04-23 | ソニー株式会社 | Light-source device and image display device |
JP2015203857A (en) * | 2014-04-16 | 2015-11-16 | セイコーエプソン株式会社 | Lighting system and projector |
WO2016129969A1 (en) * | 2015-02-13 | 2016-08-18 | 주식회사 크레모텍 | Laser-diode, liquid-crystal projector |
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111722463A (en) * | 2019-03-20 | 2020-09-29 | 青岛海信激光显示股份有限公司 | Laser projection device |
CN111722464A (en) * | 2019-03-20 | 2020-09-29 | 青岛海信激光显示股份有限公司 | Laser projection device |
US12078814B2 (en) | 2019-03-20 | 2024-09-03 | Hisense Laser Display Co., Ltd. | Laser projector |
CN111722463B (en) * | 2019-03-20 | 2023-02-17 | 青岛海信激光显示股份有限公司 | Laser projection device |
JP2020170064A (en) * | 2019-04-02 | 2020-10-15 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Light source device and projection type video display device |
JP7203317B2 (en) | 2019-04-02 | 2023-01-13 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Light source device and projection type image display device |
CN111830774A (en) * | 2019-04-16 | 2020-10-27 | 松下知识产权经营株式会社 | Light source device and projection display device |
CN112114482A (en) * | 2019-06-20 | 2020-12-22 | 青岛海信激光显示股份有限公司 | Laser projection device |
CN112114482B (en) * | 2019-06-20 | 2022-11-29 | 青岛海信激光显示股份有限公司 | Laser projection device |
JP7435585B2 (en) | 2019-09-03 | 2024-02-21 | カシオ計算機株式会社 | Light source device and projection device |
JP2022040126A (en) * | 2019-09-03 | 2022-03-10 | カシオ計算機株式会社 | Light source device and projection device |
JP2021063907A (en) * | 2019-10-15 | 2021-04-22 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Light source device and projection type display device |
JP7329731B2 (en) | 2019-10-15 | 2023-08-21 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Light source device and projection display device |
JP7400632B2 (en) | 2020-06-04 | 2023-12-19 | セイコーエプソン株式会社 | Lighting equipment and projectors |
JP2021189395A (en) * | 2020-06-04 | 2021-12-13 | セイコーエプソン株式会社 | Lighting equipment and projectors |
US12072618B2 (en) | 2020-06-25 | 2024-08-27 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Light source device and projection display apparatus |
JP7507339B2 (en) | 2020-07-14 | 2024-06-28 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Light source device and projection display device |
JP2024100786A (en) * | 2020-08-14 | 2024-07-26 | デクセリアルズ株式会社 | Optical system, display device, projector, and illumination device |
US11619872B2 (en) | 2021-02-26 | 2023-04-04 | Seiko Epson Corporation | Light source device and projector |
WO2024162131A1 (en) * | 2023-02-01 | 2024-08-08 | Agc株式会社 | Diffusion plate, method for manufacturing diffusion plate, and projection device |
JP7710069B2 (en) | 2024-04-30 | 2025-07-17 | デクセリアルズ株式会社 | Optical system, display device, projection device and lighting device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7065273B2 (en) | 2022-05-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7065273B2 (en) | Light source device and projection type display device | |
JP7312944B2 (en) | Light source device and projection display device | |
US10819961B2 (en) | Light source apparatus for use in projection three-dimensional display apparatus, with dynamic diffusion plate | |
US10914876B2 (en) | Light source device and projection display apparatus | |
JP7336762B2 (en) | Light source device and projection display device | |
US10634982B2 (en) | Light source device and projection display apparatus | |
US20230259013A1 (en) | Light source device and projection display apparatus | |
JP2018124538A (en) | Light source device and projection display device | |
US20200319541A1 (en) | Light source device and projection display apparatus | |
US11726396B2 (en) | Light source device and projection-type display apparatus | |
JP2018194819A (en) | Light source device and projection image display device | |
US20210011365A1 (en) | Light source device and projection display device | |
JP7113172B2 (en) | Light source device and projection display device | |
JP7113225B2 (en) | Light source device and projection display device | |
JP2020197621A (en) | Light source device and projection type display device | |
JP7531122B2 (en) | Light source device and projection display device | |
JP2019184947A (en) | Light source device and projection type display device | |
US12072618B2 (en) | Light source device and projection display apparatus | |
JP7507339B2 (en) | Light source device and projection display device | |
JP7329731B2 (en) | Light source device and projection display device | |
JP2018013547A (en) | Illumination optical device and projection type display device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20190123 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210302 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20211213 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211221 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220214 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220301 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220314 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7065273 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
SZ03 | Written request for cancellation of trust registration |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313Z03 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |