JP2019148658A - 照明装置及び投写型表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、図1〜図5を参照して、第1の実施形態に係る投写型表示装置について説明する。
図1は、第1の実施形態に係る投写型表示装置100の構成を示す図である。
投写型表示装置100は、照明装置101、光伝送装置102、変調装置103、及び投写器104を備える。照明装置101は、後段の変調装置103の光変調素子に照射するための、赤成分光R、緑色成分光G、及び青成分光Bを含む照明光を発生する。光伝送装置102は、照明装置101によって発生された照明光を変調装置103に伝送する。変調装置103は、光伝送装置102によって伝送された照明光を受け、照明光を空間的に変調して映像光を形成する。投写器104は、変調装置103によって形成された映像光を、投写型表示装置100の外部のスクリーン(図示せず)に投写する。
照明装置101は、第1の光源装置10A、第2の光源装置10B、第1の光源部10C、蛍光体ホイール20、偏光合成素子110、レンズ121〜126、ミラー131、ダイクロイックミラー132、及び拡散板141,142を備える。
光伝送装置102は、ロッドインテグレータ30、ミラー133,170、及びレンズ127,128,151〜153を備える。
変調装置103は、プリズム210,220,230,240,250、及びDMD40R,40G,40Bを備える。プリズム210,220,230,240,250は、光伝送装置102から入射した照明光から赤成分光R、緑成分光G、及び青成分光Bを互いに分離し、DMD40R,40G,40Bにそれぞれ入射させる。
投写器104は、DMD40R,40G,40Bによって変調された映像光を、投写型表示装置100の外部のスクリーンに投写する。投写器104は、1つ又は複数の投写レンズを含む。
次に、図4及び図5を参照して、照明装置101の特徴について詳細に説明する。
本開示の態様に係る照明装置101によれば、第1の光源装置10A、第2の光源装置10B、及び偏光合成素子110を備える。第1の光源装置10Aは、第1の波長を有し、第1の偏光面内で直線偏光した第1の励起光A1を発生する。第2の光源装置10Bは、第1の波長とは異なる第2の波長を有し、第1の偏光面に直交する第2の偏光面内で直線偏光した第2の励起光A2を発生する。偏光合成素子110は、互いに対向する第1の表面110a及び第2の表面110bを有し、第1の表面110aから入射する第1の励起光A1と、第2の表面110bから入射する第2の励起光A2とを互いに合成し、第1の偏光面内で直線偏光した成分及び第2の偏光面内で直線偏光した成分の両方を含む偏光合成光を出力する。
以下、図6〜図9を参照して、第2の実施形態について説明する。以下では、第1の実施形態に対する相違点について主として説明し、その他は第1の実施形態と同様であるので、同一構成要素については同一符号を付して再度の説明は省略する。
図6は、第2の実施形態に係る照明装置の一部の構成を示す図である。第2の実施形態に係る照明装置は、図1の照明装置101の第1の光源装置10A、第2の光源装置10B、及び偏光合成素子110に代えて、図6の第1の光源装置300、第2の光源装置400、及び偏光合成素子110Aを備える。第1の光源装置300は、光源装置300A,300B及び空間合成素子300Cを備える。第2の光源装置400は、光源装置400A,400B及び空間合成素子400Cを備える。図6のコンデンサレンズ121より後段は、図1と同様に構成される。
図9は、第2の実施形態に係る照明装置の偏光合成素子110A及び蛍光体の特性を示すグラフである。図9を参照して、偏光合成素子110Aの分光特性について説明する。図9では、分光特性として、波長に対するS偏光の反射率及びP偏光の透過率を示している。図9によれば、第2の実施形態に係る偏光合成素子110Aは、透過及び反射する偏光面及び波長の組み合わせが第1の実施形態の場合から変わっている。しかしながら、上述の特性を有する第1の光源装置300、第2の光源装置400、及び偏光合成素子110Aを用いることで、第1の実施形態と同様に、第1の光源装置300及び第2の光源装置400によって発生された光を従来技術よりも高い効率で合成して高輝度の光を出力することができる。
本開示の態様に係る照明装置によれば、第1の波長は基準波長よりも短く、第2の波長は基準波長よりも長い。第1の光源装置10Aは、第1の励起光A11が偏光合成素子110Aの第1の表面110Aaに対してP偏光として入射するように配置される。第2の光源装置10Bは、第2の励起光A12が偏光合成素子110Aの第2の表面110Abに対してS偏光として入射するように配置される。偏光合成素子110Aは、基準波長以上の波長を有するS偏光の入射光を実質的に反射し、基準波長以下の波長を有するP偏光の入射光を実質的に透過する。
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、第1及び第2の実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施形態にも適用可能である。また、第1及び第2の実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施形態とすることも可能である。
10B…第2の光源装置、
10C…第1の光源部、
20…蛍光体ホイール、
21…基板、
22…蛍光体、
23…モータ、
30…ロッドインテグレータ、
40R,40G,40B…DMD、
100…投写型表示装置、
101…照明装置、
102…光伝送装置、
103…変調装置、
104…投写器、
110,110A…偏光合成素子、
111…基板、
112…反射領域、
113…透過領域、
121〜128…レンズ、
131,133…ミラー、
132…ダイクロイックミラー、
141,142…拡散板、
151〜153…レンズ、
170…ミラー、
210,220,230,240,250…プリズム、
300…第1の光源装置、
300A,300B…第2の光源部、
300C…空間合成素子、
301…レーザダイオード、
302…光源ブロック、
303…ヒートシンク、
400…第2の光源装置、
400A,400B…第2の光源部、
400C…空間合成素子。
Claims (11)
- 第1の波長を有し、第1の偏光面内で直線偏光した第1の励起光を発生する第1の光源装置と、
前記第1の波長とは異なる第2の波長を有し、前記第1の偏光面に直交する第2の偏光面内で直線偏光した第2の励起光を発生する第2の光源装置と、
互いに対向する第1及び第2の表面を有する偏光合成素子であって、前記第1の表面から入射する前記第1の励起光と、前記第2の表面から入射する前記第2の励起光とを互いに合成し、前記第1の偏光面内で直線偏光した成分及び前記第2の偏光面内で直線偏光した成分の両方を含む偏光合成光を出力する偏光合成素子とを備えた、
照明装置。 - 前記第1の波長は基準波長よりも短く、前記第2の波長は前記基準波長よりも長く、
前記第1の光源装置は、前記第1の励起光が前記偏光合成素子の第1の表面に対してS偏光として入射するように配置され、
前記第2の光源装置は、前記第2の励起光が前記偏光合成素子の第2の表面に対してP偏光として入射するように配置され、
前記偏光合成素子は、前記基準波長以下の波長を有するS偏光の入射光を実質的に反射し、前記基準波長以上の波長を有するP偏光の入射光を実質的に透過する、
請求項1記載の照明装置。 - 前記第1の波長は基準波長よりも短く、前記第2の波長は前記基準波長よりも長く、
前記第1の光源装置は、前記第1の励起光が前記偏光合成素子の第1の表面に対してP偏光として入射するように配置され、
前記第2の光源装置は、前記第2の励起光が前記偏光合成素子の第2の表面に対してS偏光として入射するように配置され、
前記偏光合成素子は、前記基準波長以上の波長を有するS偏光の入射光を実質的に反射し、前記基準波長以下の波長を有するP偏光の入射光を実質的に透過する、
請求項1記載の照明装置。 - 前記第1及び第2の光源装置のうちの少なくとも一方は、第3の励起光を発生する第1の光源部と、第4の励起光を発生する第2の光源部とを含み、
前記照明装置は、互いに対向する第3及び第4の表面を有し、かつ、反射領域及び透過領域を有する空間合成素子をさらに備え、
前記空間合成素子は、前記第3の表面から入射する前記第3の励起光を前記反射領域で反射し、前記第4の表面から入射する前記第4の励起光を前記透過領域を介して透過させて前記第3の表面から出力し、これにより、前記第3及び第4の励起光を互いに合成して前記第1又は第2の励起光を出力する、
請求項1〜3のうちのいずれか1つに記載の照明装置。 - 前記第1及び第2の光源部のそれぞれは、周期的に配置された複数の光源素子を含み、
前記空間合成素子は、交互に配置された複数の反射領域及び複数の透過領域を有する、
請求項4記載の照明装置。 - 前記第3及び第4の励起光は互いに同じ波長を有する、
請求項4又は5記載の照明装置。 - 前記空間合成素子の第3及び第4の表面は、前記偏光合成素子の第1及び第2の表面に対して平行又は垂直に設けられる、
請求項4〜6のうちのいずれか1つに記載の照明装置。 - 前記偏光合成光を投写型表示装置の光変調素子に照射するように構成された、
請求項1〜7のうちのいずれか1つに記載の照明装置。 - 前記偏光合成光によって励起される蛍光体をさらに備えた、
請求項8記載の照明装置。 - 前記偏光合成素子と前記蛍光体との間において、ガラス基板上に形成されたマイクロレンズアレイを有する拡散板をさらに備えた、
請求項9記載の照明装置。 - 請求項8〜10のうちのいずれか1つに記載の照明装置と、
前記照明装置によって発生された光を伝送する光伝送装置と、
前記光伝送装置によって伝送された光を受けて空間的に変調する変調装置と、
前記変調装置によって変調された光を投写する投写器とを備える、
投写型表示装置。
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