JP4477571B2 - 照明ユニット及びこれを採用した画像投射装置 - Google Patents
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Description
110 第1光源ユニット
120 第2光源ユニット
130 第3光源ユニット
140 第4光源ユニット
200 色合成プリズム
210 第1入射面
220 第2入射面
230 第3入射面
240 第4入射面
260 出射面
271 第1二色ミラー
273 第2二色ミラー
275 第3二色ミラー
500 照明ユニット
510 コンデンシングレンズユニット
520 光インテグレータ
521 ガラスロッド
530 リレイレンズユニット
540 ビームスプリッタ
550 画像形成素子
560 投射レンズユニット
570 スクリーン
Claims (21)
- 相異なる波長領域の第1光、第2光、第3光及び第4光をそれぞれ照射する第1光源ユニット、第2光源ユニット、第3光源ユニット及び第4光源ユニットと、
前記第1光源ユニット、第2光源ユニット、第3光源ユニット及び第4光源ユニットから照明された第1光、第2光、第3光及び第4光それぞれを同一経路に進めさせるように入射光を合成する六面体状の色合成プリズムと、を有し、
前記色合成プリズムは、
前記第1光及び第2光がそれぞれ入射される部分であり、相互対面するように位置する第1入射面及び第2入射面と、
前記第3光が入射される部分であり、前記第1入射面及び第2入射面と隣接するように配置される第3入射面と、
前記第4光が入射される部分であり、前記第1入射面、第2入射面及び第3入射面と隣接するように配置される第4入射面と、
前記第1、第2及び第4入射面と隣接して前記第3入射面と対面する面であり、前記第1光、第2光、第3光及び第4光が出射される一出射面と、
前記第1入射面を介して入射された第1光は前記出射面側に反射させ、第2光、第3光及び第4光は透過させる第1二色ミラーと、
前記第2入射面を介して入射された第2光は前記出射面側に反射させ、第1光、第3及び第4光は透過させる第2二色ミラーと、
前記第4入射面を介して入射された第4光は前記出射面側に反射させ、第1光、第2光及び第3光は透過させる第3二色ミラーと、を備え、
前記第1光源ユニット、第2光源ユニット、第3光源ユニット及び第4光源ユニットそれぞれは、
所定波長の光を照射する光源と、
一方の端部が放物面とされ、他方の端部に配置された出光面、及び前記光源が配置される側に位置する平面である光源配置面を有するガラスロッドと、
前記光源と対向するように前記放物面に設けられ、前記光源から照射された光を反射することで平行光とする第1反射面を有する第1の反射コーティングと、
前記第1の反射面と前記光源との間に位置する部分の前記光源配置面に設けられ、前記第1反射面により反射された光のうち、前記平行光とならなかった光を反射して前記出光面側に向かわせる第2反射面を有する第2の反射コーティングと、を備えた光モジュールを有することを特徴とする照明ユニット。 - 前記第1二色ミラー、第2二色ミラー及び第3二色ミラーそれぞれは、
前記第1光、第2光及び第4光をそれぞれ反射させる反射面が、前記出射面に対して傾斜するように対面する位置の前記六面体の対角方向の切断面上に配置されたことを特徴とする請求項1に記載の照明ユニット。 - 前記光源は、
一つまたは複数個がアレイをなすLED光源またはレーザダイオードからなることを特徴とする請求項1に記載の照明ユニット。 - 前記第1光は青色光であり、
前記第1二色ミラーは、前記青色光を反射させることができるようにカラーコーティングされたことを特徴とする請求項1から請求項3のうちいずれか一項に記載の照明ユニット。 - 前記第2光は赤色光であり、
前記第2二色ミラーは、前記赤色光を反射させることができるようにカラーコーティングされたことを特徴とする請求項1から請求項4のうちいずれか一項に記載の照明ユニット。 - 前記第4光はシアン色光であり、
前記第3二色ミラーは、前記シアン色光を反射させることができるようにカラーコーティングされたことを特徴とする請求項1から請求項5のうちいずれか一項に記載の照明ユニット。 - 第1光、第2光、第3光及び第4光と異なる波長領域の第5光を照明する第5光源ユニットをさらに備え、
前記色合成プリズムは、
前記第5光が入射される部分であり、前記第1入射面、第2入射面及び第3入射面及び前記出射面と隣接して前記第4入射面と対面する第5入射面と、前記第5入射面を介して入射された第5光は前記出射面側に反射させ、第1光、第2光、第3光及び第4光は透過させる第4二色ミラーとをさらに備え、前記第1二色ミラー、第2二色ミラー及び第3二色ミラーは、前記第5光を透過させることを特徴とする請求項1から請求項6のうちいずれか一項に記載の照明ユニット。 - 前記第5光はマゼンタ光であり、
前記第4二色ミラーは、前記マゼンタ光を反射させるようにカラーコーティングされたことを特徴とする請求項7に記載の照明ユニット。 - 請求項1に記載の照明ユニットと、
前記照明ユニット側から入射された光から入力された映像信号に対応する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スクリーンに拡大投射させる投射レンズユニットとを備えることを特徴とする画像投射装置。 - 前記第1二色ミラー、第2二色ミラー及び第3二色ミラーそれぞれは、
前記第1光、第2光及び第4光をそれぞれ反射させる反射面が、前記出射面に対して傾斜するように対面する位置の前記六面体の対角方向の切断面上に配置されたことを特徴とする請求項9に記載の画像投射装置。 - 前記光源は、
一つまたは複数個がアレイをなすLED光源またはレーザダイオードからなることを特徴とする請求項9または10に記載の画像投射装置。 - 前記第1光、第2光及び第4光それぞれは青色、赤色、シアン色光であり、
前記第1二色ミラー、第2二色ミラー及び第3二色ミラーは、前記青色光、赤色光及びシアン色光それぞれを反射させるようにカラーコーティングされたことを特徴とする請求項9から請求項11のうちいずれか一項に記載の画像投射装置。 - 第1光、第2光、第3光及び第4光と異なる波長領域の第5光を照明する第5光源ユニットをさらに備え、
前記色合成プリズムは、
前記第5光が入射される部分であり、前記第1入射面、第2入射面及び第3入射面及び前記出射面と隣接して前記第4入射面と対面する第5入射面と、前記第5入射面を介して入射された第5光は前記出射面側に反射させ、第1光、第2光、第3光及び第4光は透過させる第4二色ミラーとをさらに備え、前記第1二色ミラー、第2二色ミラー及び第3二色ミラーは、前記第5光を透過させることを特徴とする請求項9から請求項12のうちいずれか一項に記載の画像投射装置。 - 前記第5光はマゼンタ光であり、
前記第4二色ミラーは、前記マゼンタ光を反射させるようにカラーコーティングされたことを特徴とする請求項13に記載の画像投射装置。 - 前記照明ユニットと前記画像形成素子との間に配置され、前記照明ユニットから入射された光を均一光にする光インテグレータをさらに備えることを特徴とする請求項9から請求項14のうちいずれか一項に記載の画像投射装置。
- 前記光インテグレータは、
内部に入射された光を全反射させつつ伝達する直六面体構造のガラスロッドであることを特徴とする請求項15に記載の画像投射装置。 - 前記光インテグレータは、
互いに隣接するように配列された凸状またはシリンドリカル状の複数のレンズセルをそれぞれ備える少なくとも1枚のレンズを備えるフライアイレンズアレイであることを特徴とする請求項15に記載の画像投射装置。 - 前記画像形成素子は、前記光インテグレータから出射された均一光を選択的に反射させて画像を形成する反射型画像形成素子であり、
前記照明ユニットと前記画像形成素子との間に配置され、前記照明ユニットから入射された光は前記画像形成素子側に向かわせ、前記画像形成素子側から反射された光はスクリーン側に向かわせるように入射ビームの経路を変換するビームスプリッタをさらに備えたことを特徴とする請求項15から請求項17のうちいずれか一項に記載の画像投射装置。 - 前記反射型画像形成素子は、デジタルマイクロミラー素子であり、
前記ビームスプリッタは、前記光インテグレータ側から入射された光は前記デジタルマイクロミラー素子側に全反射させ、前記デジタルマイクロミラー素子側から入射された光は透過させる内部全反射ミラーであることを特徴とする請求項18に記載の画像投射装置。 - 前記照明ユニットと前記ビームスプリッタとの間に配置され、入射光の偏光方向を変換して特定偏光の光を前記ビームスプリッタ側に向かわせる偏光変換素子をさらに備え、
前記反射型画像形成素子は、反射型液晶表示素子であり、
前記ビームスプリッタは、入射光を偏光方向によって透過または反射させる偏光ビームスプリッタであることを特徴とする請求項18に記載の画像投射装置。 - 前記照明ユニットと前記画像形成素子との間に配置され、入射光の偏光方向を変換して特定偏光の光を前記画像形成素子側に向かわせる偏光変換素子をさらに備え、
前記画像形成素子は、
前記光インテグレータから出射された均一した一偏光の光を選択的に透過させて画像を形成する透過型液晶表示素子であることを特徴とする請求項15から請求項20のうちいずれか一項に記載の画像投射装置。
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