JP2020126089A - プロジェクター - Google Patents
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Abstract
Description
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
本実施形態に係るプロジェクターは、スクリーン上にカラー画像を表示する投射型画像表示装置である。本実施形態に係るプロジェクターは、照明装置の光源として、高輝度・高出力な光が得られる半導体レーザーなどのレーザー光源を用いている。
図1に示すように、プロジェクター1は、照明装置100と、光変調装置200と、投射光学装置300と、を備える。プロジェクター1において、照明装置100から射出される照明光の照明光軸を光軸AXとする。なお、以下の説明において必要に応じてXYZ直交座標系を用いて説明する。Z軸はプロジェクターの上下に沿う軸であり、X軸とは光軸AXと平行な軸であり、Y軸はX軸およびZ軸に直交する軸である。
続いて、照明装置100の具体的な構成について説明する。
図2は照明装置の概略構成を示す斜視図である。図2に示すように、照明装置100は、光源装置110と、波長帯域変換装置60と、レンズインテグレーターユニット70と、偏光変換素子73と、重畳レンズ74と、を備えている。
図3Aに示すように、第1光源ユニット111は、レーザー光源10と、ホモジナイザー11と、集光レンズ12と、拡散板13と、ピックアップレンズ14とを有する。レーザー光源10は、例えば、ピーク波長が635nm±20nmのレーザー光として赤色光RLを射出する赤色用半導体レーザー素子と、該赤色用半導体レーザー素子から射出された赤色光RLを平行化するコリメートレンズとを含む。レーザー光源10から射出される赤色光RLは図1に示した光変調装置200の光入射側に設けられた光入射側偏光板201aを透過する偏光(例えば、Z軸に平行な偏光)となる。
このようにして、第1光源ユニット111は、レーザー光からなる赤色光RLをレンズインテグレーターユニット70に向けて射出するようになっている。
このようにして、第4光源ユニット114は、レーザー光からなる青色光BLをレンズインテグレーターユニット70に向けて射出するようになっている。
第1のバンドパスフィルター61aは、第1の位置において、第1緑色光GL1の光路上に配置される。図2では、第1のバンドパスフィルター61aを第1緑色光GL1の光路上に配置した状態を示している。
本実施形態のプロジェクター1では、第1緑色光GL1を平行光として第1のバンドパスフィルター61aに入射させるので、第1のバンドパスフィルター61aの膜設計が容易となり、第1のバンドパスフィルター61aとして安価なフィルターを採用することができる。
図4に示すように、蛍光からなる緑色光GLは、緑色レーザー光に比べると広い波長帯域を有している。そのため、緑色レーザー光に比べて、蛍光からなる緑色光GLの色純度は低くなる。
一方、波長帯域変換装置60は、バンドパスフィルター61を緑色光GLの光路上から退避させることで、色純度は低下するものの明るい緑色光GLを生成することができる。
また、本実施形態のプロジェクター1によれば、波長帯域変換装置60によってバンドパスフィルター61を緑色光GLの光路上から退避させた第2の位置に切り替えることで、光源装置110から射出された光線束WAに含まれる緑色光GLをそのままの明るさでレンズインテグレーターユニット70に入射させることができる。
照明光Wにおいても、赤色照明光WR、第1緑色照明光WG1、第2緑色照明光WG2および青色照明光WBは互いにオーバーラップしない状態となっている。そのため、赤色照明光WR、第1緑色照明光WG1、第2緑色照明光WG2および青色照明光WBは、図5に示すように重畳レンズ74の異なる場所に入射する。なお、赤色照明光WR、第1緑色照明光WG1、第2緑色照明光WG2および青色照明光WBの主光線と重畳レンズ74のレンズ光軸74aとの距離はいずれも等しい。以下、赤色照明光WR、第1緑色照明光WG1、第2緑色照明光WG2および青色照明光WBを特に区別しない場合、総称して各照明光WR,WG1,WG2,WBと称すこともある。
図6に示すように、光変調装置200は、複数の画素201を有している。各画素201は、第1のサブ画素201R、第2のサブ画素201G1、第3のサブ画素201G2および第4のサブ画素201Bから構成される。以下、第1のサブ画素201R、第2のサブ画素201G1、第3のサブ画素201G2および第4のサブ画素201Bを、単にサブ画素201R、201G1、201G2、201Bと簡略して示すこともある。
図7および図8に示すように、本実施形態の光変調装置200は、光入射側の表面にマイクロレンズアレイ80が一体に設けられている。なお、マイクロレンズアレイ80は光変調装置200と別体でも良い。
具体的には、マイクロレンズアレイ80に入射した赤色照明光WRは、複数のマイクロレンズ80aによって複数の微小光束WRrに分割される。また、マイクロレンズアレイ80に入射した第1緑色照明光WG1は、複数のマイクロレンズ80aによって複数の微小光束WGg1に分割される。
続いて、第二実施形態に係る照明装置について説明する。本実施形態と第一実施形態との違いは光源装置から射出される光線束と波長帯域変換装置の構成であり、それ以外は共通である。そのため、以下では第一実施形態と共通の構成については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
図11Aに示すように、第1のバンドパスフィルター161aは、黄色光YLに含まれる波長帯のうち所定帯域(例えば、520nmから590nmの波長域)の緑色成分YLcを選択的に透過させ、それ以外の波長域の成分を吸収する。これにより、第1のバンドパスフィルター161aは、黄色光YLに含まれる成分のうち色純度の高い緑色成分YLcを取り出して画像表示に利用することができる。なお、緑色成分YLcは、バンドパスフィルター161を透過することで黄色光YLのその他の成分をカットして構成されるため、黄色光YLに比べて明るさは低い。
Claims (7)
- 蛍光を含む光線束を射出する光源装置と、
前記蛍光の少なくとも一部の光路上に設けられるバンドパスフィルターと、
前記光線束が入射するインテグレーターユニットと、
前記インテグレーターユニットの後段に設けられ、前記インテグレーターユニットにより前記光線束を分割した複数の光束を互いに異なる位置に入射させる重畳レンズと、
複数のサブ画素からなる画素を複数含む光変調装置と、
前記複数の画素に対応する複数のマイクロレンズを含むマイクロレンズアレイと、
前記光変調装置から射出される光を投射する投射光学装置と、を備える
プロジェクター。 - 前記バンドパスフィルターは、前記光路上に位置する第1の位置と、前記光路と重ならない第2の位置との間を移動可能である
請求項1に記載のプロジェクター。 - 前記バンドパスフィルターを前記第1の位置と前記第2の位置との間で移動させる移動装置をさらに備える
請求項2に記載のプロジェクター。 - 前記移動装置は、画像を表示させる画像表示モードに応じて、前記バンドパスフィルターの位置を前記第1の位置と前記第2の位置との間で切り替える
請求項3に記載のプロジェクター。 - 前記蛍光は少なくとも緑色光を含む
請求項1から4のいずれか一項に記載のプロジェクター。 - 前記蛍光は前記緑色光と黄色光とを含み、
前記バンドパスフィルターは、少なくとも前記黄色光の光路上に設けられる
請求項5に記載のプロジェクター。 - 前記光源装置は、前記蛍光を平行化する平行化光学系を含み、
前記平行化光学系により平行化された前記蛍光が前記バンドパスフィルターに入射する
請求項1から6のいずれか一項に記載のプロジェクター。
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