JP4535835B2 - Illumination device and projection display device - Google Patents

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Description

本発明は、発光ダイオードに代表される点状光源を光源とする照明装置と、その照明装置を備えた投写型表示装置とに関するものである。   The present invention relates to an illumination device using a point light source typified by a light emitting diode as a light source, and a projection display device including the illumination device.

投写型表示装置は、照明装置から出力された光によって表示デバイスとしてのライトバルブを照明することによって画像光を形成し、形成された画像光をスクリーンに向けて投写する。従来、照明装置の光源としは、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプといった高圧放電ランプが用いられていた。これら高圧放電ランプは、高輝度の白色光を発するので、明るい画像を表示する観点からは望ましい光源であった。しかし、投写型表示装置の小型化や低消費電力化を実現すべく、新たな光源が模索されており、発光ダイオードがその有力候補として注目されている。より具体的には、青色及び緑色の発光ダイオードの近年の発展は目ざましく、既に高効率での発光が可能となっている赤色発光ダイオードと組み合わせれば、赤(R)、緑(G)、青(B)の3原色が揃い、上記照明装置の光源としての利用が可能になると考えられている。   The projection display device forms image light by illuminating a light valve as a display device with light output from the illumination device, and projects the formed image light toward a screen. Conventionally, high-pressure discharge lamps such as high-pressure mercury lamps, metal halide lamps, and xenon lamps have been used as light sources for lighting devices. These high-pressure discharge lamps emit high-intensity white light, and are desirable light sources from the viewpoint of displaying a bright image. However, new light sources are being sought in order to realize miniaturization and low power consumption of the projection display device, and light emitting diodes are attracting attention as potential candidates. More specifically, blue and green light emitting diodes have been remarkably developed in recent years. When combined with red light emitting diodes that are already capable of emitting light with high efficiency, red (R), green (G), It is considered that the three primary colors of blue (B) are aligned and can be used as the light source of the illumination device.

しかしながら、発光ダイオードは一個当たりの発光光量が小さく、照明装置の光源として使用するためには、多数の発光ダイオードを配置して光源全体としての発光光束量を大きくしなくてはならない。このとき重要なことは、なるべく多くの発光ダイオードを配置し、かつ、それら多数の発光ダイオードから発せられた大量の光が効率良くライトバルブに照射されるようにすることである。そこで特許文献1には、図7に示すような光源装置が開示されている。図7に示す光源装置は、中空の棒状部材400と、その棒状部材400の内面401に該部材400の長手方向に沿って配置された多数の発光ダイオード402とを有する。さらに、発光ダイオード402が配置されている棒状部材400の内面401は反射面とされている。特許文献1には、各発光ダイオード402から発せられた光束は、棒状部材400の内面(反射面)401による反射を受けながら該棒状部材400の長手方向一端403に向けて進行し、最終的に該一端403から出射する、と述べられている。また、棒状部材400を細くして光の出射面の面積を小さくすれば、高輝度かつ集光効率の高い光源装置を実現することができる、とも述べられている。
特開2004−63335号公報
However, each light emitting diode has a small amount of emitted light, and in order to be used as a light source of an illuminating device, a large number of light emitting diodes must be arranged to increase the amount of luminous flux as a whole light source. What is important at this time is to arrange as many light emitting diodes as possible and to efficiently irradiate the light valve with a large amount of light emitted from these many light emitting diodes. Therefore, Patent Document 1 discloses a light source device as shown in FIG. The light source device shown in FIG. 7 includes a hollow rod-shaped member 400 and a large number of light-emitting diodes 402 arranged on the inner surface 401 of the rod-shaped member 400 along the longitudinal direction of the member 400. Furthermore, the inner surface 401 of the rod-shaped member 400 on which the light emitting diodes 402 are disposed is a reflecting surface. In Patent Document 1, a light beam emitted from each light emitting diode 402 travels toward one end 403 in the longitudinal direction of the rod-shaped member 400 while being reflected by the inner surface (reflection surface) 401 of the rod-shaped member 400, and finally. It is stated that the light is emitted from the one end 403. It is also stated that a light source device with high luminance and high light collection efficiency can be realized by making the rod-shaped member 400 thinner to reduce the area of the light exit surface.
JP 2004-63335 A

しかし、特許文献1に開示されているような光源装置には次のような課題がある。すなわち、発光ダイオードから発せられる光は発散光である。よって、図7に示す各発光ダイオード402の発光面に対して垂直に近い発光成分ほど、より小さな入射角度で設置面と反対側の内面401に入射する。ここで、棒状部材400の対向する内面401同士は互いに平行なので、対向する内面401間で反射を繰り返しながら棒状部材400の長手方向に向けて進行する光のこれら内面401に対する入出射角度はその進行中に変化しない。よって、発光ダイオード402の発光面に対して垂直に近い発光成分ほど、棒状部材400の一端403から出射するときの角度が大きくなる。   However, the light source device disclosed in Patent Document 1 has the following problems. That is, the light emitted from the light emitting diode is divergent light. Therefore, the light emitting component that is closer to the light emitting surface of each light emitting diode 402 shown in FIG. 7 is incident on the inner surface 401 opposite to the installation surface at a smaller incident angle. Here, since the opposing inner surfaces 401 of the rod-shaped member 400 are parallel to each other, the incident / exit angle of light traveling in the longitudinal direction of the rod-shaped member 400 while repeating reflection between the opposing inner surfaces 401 is the progression of the light. Does not change inside. Therefore, the angle of light emitted from one end 403 of the rod-shaped member 400 becomes larger as the light emitting component is perpendicular to the light emitting surface of the light emitting diode 402.

しかし、光利用効率や画像品質の観点からは、なるべく小さな角度成分の光によってライトバルブを照射することが望ましく、平行光によってライトバルブを照明することが理想である。例えば、大きな角度成分の光によってライトバブル(液晶パネル)を照明すると、液晶の視野角特性の影響によって表示画像のコントラストが低下するといった問題がある。さらには、ライトバルブを通過した光を最終的にスクリーンに投写するためのレンズの大型化を招き、投写型表示装置の大型化やコスト高の要因となる。   However, from the viewpoint of light utilization efficiency and image quality, it is desirable to irradiate the light valve with light having as small an angle component as possible, and ideally illuminate the light valve with parallel light. For example, when a light bubble (liquid crystal panel) is illuminated with light having a large angle component, there is a problem that the contrast of the display image is lowered due to the influence of the viewing angle characteristics of the liquid crystal. Furthermore, the size of the lens for finally projecting the light that has passed through the light valve onto the screen is increased, which increases the size and cost of the projection display device.

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、なるべく多く点状光源を配備することによって十分な発光光束量を確保しつつ、なるべく小さな角度成分の光によってライトバルブを照明可能な照明装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides an illuminating device capable of illuminating a light valve with light having as small an angle component as possible while securing a sufficient amount of luminous flux by providing as many point light sources as possible. The purpose is to provide.

本発明の照明装置は、出射端面と、出射端面を形成する辺と共通の辺を有する第1の入射面及び第2の入射面とを備えた導光部材と、第1の入射面及び第2の入射面のそれぞれに配置された複数の点状光源とを有し、第1の入射面と出射端面とが共通にする辺が第2の入射面と出射端面とが共通にする辺とは異なり、第1の入射面と第2の入射面とは、出射端面に近づくに従って互いの間隔が広がるように傾斜していることを特徴する。   The illumination device of the present invention includes a light guide member including an exit end face, a first entrance face and a second entrance face having sides common to the exit end face, the first entrance face, and the first entrance face. A plurality of point light sources arranged on each of the two incident surfaces, and a side common to the first incident surface and the output end surface is a side common to the second incident surface and the output end surface; In contrast, the first incident surface and the second incident surface are characterized in that the first incident surface and the second incident surface are inclined so that the distance between the first incident surface and the second incident surface increases as they approach the emission end surface.

従って、本発明の照明装置を構成する導光部材は2つの入射面を有し、導光部材の大型化を回避しつつ該導光部材の周囲により多くの光源を配置することできる。さらに、入射面と出射端面との面積比を大きくすれば、集光効率をさらに高めることもできる。また、導光部材の第1の入射面と第2の入射面との間隔が出射端面に近づくに従って広がっているので、導光部材内に入射し、反射を繰り返しながら出射端面に向けて進行する光は、その進行の過程で反射角度が次第に緩和される。よって、出射面端からは相対的に角度成分が小さな光が出射される。   Therefore, the light guide member constituting the illumination device of the present invention has two incident surfaces, and more light sources can be arranged around the light guide member while avoiding an increase in size of the light guide member. Furthermore, if the area ratio between the entrance surface and the exit end surface is increased, the light collection efficiency can be further increased. Moreover, since the space | interval of the 1st entrance plane of a light guide member and a 2nd entrance plane has spread as it approaches an output end surface, it injects in a light guide member and advances toward an output end surface, repeating reflection. The reflection angle of light is gradually relaxed in the process of traveling. Therefore, light having a relatively small angle component is emitted from the end of the emission surface.

本発明によれば、高輝度で、かつ、角度成分が小さな照明光によって照明対象を照明可能な照明装置と、そのような照明装置を備えた投写型表示装置が実現される。   According to the present invention, an illumination device that can illuminate an illumination target with illumination light having high luminance and a small angle component, and a projection display device including such an illumination device are realized.

(実施形態1)
以下、本発明の照明装置の実施形態の一例について図1及び図2を参照しながら説明する。図1は、本例の照明装置の構成を示す模式的側面図である。図2は、本例の照明装置を構成する導光部材の形状を示す模式的斜視図である。
(Embodiment 1)
Hereinafter, an example of an embodiment of the illumination device of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a schematic side view showing the configuration of the illumination device of this example. FIG. 2 is a schematic perspective view showing the shape of the light guide member constituting the illumination device of this example.

図1に示すように、本例の照明装置は、導光部材101と、複数の点状光源(発光ダイオード102、103)を有する。導光部材101は、矩形の出射端面104と、出射端面104の対向する一対の辺のそれぞれに連なる第1の入射面105及び第2の入射面106と、出射端面104の他の一対の辺のそれぞれに連なる2つの側面とを有する。さらに、第1の入射面105及び第2の入射面106は、出射面面104よりも面積が大きく、かつ、出射端面104から遠ざかるに従って次第に近接するように傾斜し、最終的に交わっている。換言すれば、第1の入射面105と第2の入射面106との間の間隔は、出射端面104に近づくほど広がっている。すなわち、導光部材101は、全体として略楔形の外観を呈している。尚、出射端面104の形状は、該出射端面104から出射された光が照射される不図示の照明対象と相似の形状を有することが望ましい。   As shown in FIG. 1, the illumination device of this example includes a light guide member 101 and a plurality of point light sources (light emitting diodes 102 and 103). The light guide member 101 includes a rectangular emission end face 104, a first incident face 105 and a second incident face 106 that are continuous with a pair of opposite sides of the emission end face 104, and another pair of sides of the emission end face 104. Each of the two side surfaces. Further, the first incident surface 105 and the second incident surface 106 are larger in area than the exit surface 104 and are inclined so as to gradually approach each other as they move away from the exit end surface 104, and finally intersect. In other words, the distance between the first incident surface 105 and the second incident surface 106 increases as it approaches the emission end surface 104. That is, the light guide member 101 has a substantially wedge-shaped appearance as a whole. Note that the shape of the emission end face 104 is preferably similar to that of an illumination target (not shown) to which the light emitted from the emission end face 104 is irradiated.

導光部材101の材料は特に限定されるものではなく、光学樹脂、光学ガラス、透光性セラミックスなどを用いて導光部材101を製造することができる。もっとも、加工の容易性を考慮すると、光学樹脂が導光部材101の材料として適している。導光部材101の材料となる光学樹脂の一例として、光散乱導光ポリマーが挙げられる。光散乱導光ポリマーとは、PMMA(ポリメチルメタクリレート)やPC(ポリカーボネイト)といった樹脂材料に、これら樹脂材料とは屈折率の異なるミクロンオーダの大きさの粒子状物質、例えばシリコン系樹脂粉体が所定の体積分率で混練されたものである。この光散乱導光ポリマーは、光の吸収を伴わないミクロな不均一構造の相対屈折率と上記粒子状物質の粒径とを制御することによって得られる多重散乱作用によって、光を減衰させることなく、特定方向に均一に出射させることができる。   The material of the light guide member 101 is not particularly limited, and the light guide member 101 can be manufactured using optical resin, optical glass, translucent ceramics, or the like. However, in view of ease of processing, an optical resin is suitable as a material for the light guide member 101. An example of the optical resin that is the material of the light guide member 101 is a light scattering light guide polymer. The light-scattering light-guiding polymer is a resin material such as PMMA (polymethyl methacrylate) or PC (polycarbonate), and a particulate material having a refractive index different from that of the resin material, for example, a silicon resin powder. Kneaded at a predetermined volume fraction. This light-scattering light-guiding polymer does not attenuate light by the multiple scattering action obtained by controlling the relative refractive index of a micro-inhomogeneous structure without light absorption and the particle size of the particulate matter. , And can be emitted uniformly in a specific direction.

導光部材101の第1の入射面105には、複数の発光ダイオード102がアレイ状に配置され、第2の入射端面106には、複数の発光ダイオード103がアレイ状に配置されている。発光ダイオード102、103は、発光素子とレンズ作用を有するドーム形の樹脂とが一体化されたものである点で共通する。しかし、第1の入射面105に配置されている発光ダイオード102は、赤色の光を発する赤色発光ダイオードである。一方、第2の入射面106に配置されている発光ダイオード103のうちの幾つかは緑色の光を発する緑色発光ダイオード103gであり、残りの幾つかは青色の光を発する青色発光ダイオード103bである。そして、赤色発光ダイオード102が配置されている第1の入射面105には、緑色及び青色の光を反射する特性を有する薄膜110が形成され、緑色発光ダイオード103g及び青色発光ダイオード103bが配置されている第2の入射面106には、赤色の光を反射する特性を有する薄膜111が形成されている。もっとも、第1の入射面105及び第2の入射面106と、そこに配置される発光ダイオード102、103の種類との関係は、上記関係に限定されるものではない。例えば、第1の入射面105に赤色発光ダイオード102及び青色発光ダイオード103bを配置し、第2の入射面106に緑色発光ダイオード103gを配置することもできる。この場合、第1の入射面105には、赤色及び青色の光を透過し、緑色の光を反射する特性の薄膜が形成される。一方、第2の入射面106には、緑色の光を透過し、赤色及び青色の光を反射する特性の薄膜が形成される。いずれの場合も、各発光ダイオード102、103は、その光軸が対応する入射面102、103に対して所定の角度をなすようにして配置されている。なぜなら、上記構造の発光ダイオード102、103は、レンズ作用を有する樹脂によって出射光の発散角がある程度制御されているとはいえ、出射光の発散は皆無ではないからである。   A plurality of light emitting diodes 102 are arranged in an array on the first incident surface 105 of the light guide member 101, and a plurality of light emitting diodes 103 are arranged in an array on the second incident end surface 106. The light emitting diodes 102 and 103 are common in that a light emitting element and a dome-shaped resin having a lens action are integrated. However, the light emitting diode 102 disposed on the first incident surface 105 is a red light emitting diode that emits red light. On the other hand, some of the light emitting diodes 103 disposed on the second incident surface 106 are green light emitting diodes 103g that emit green light, and the other few are blue light emitting diodes 103b that emit blue light. . A thin film 110 having a characteristic of reflecting green and blue light is formed on the first incident surface 105 where the red light emitting diode 102 is disposed, and the green light emitting diode 103g and the blue light emitting diode 103b are disposed. A thin film 111 having a characteristic of reflecting red light is formed on the second incident surface 106. But the relationship between the 1st entrance plane 105 and the 2nd entrance plane 106, and the kind of light emitting diodes 102 and 103 arrange | positioned there is not limited to the said relationship. For example, the red light emitting diode 102 and the blue light emitting diode 103b may be disposed on the first incident surface 105, and the green light emitting diode 103g may be disposed on the second incident surface 106. In this case, a thin film having characteristics of transmitting red and blue light and reflecting green light is formed on the first incident surface 105. On the other hand, a thin film having characteristics of transmitting green light and reflecting red and blue light is formed on the second incident surface 106. In any case, the light emitting diodes 102 and 103 are arranged such that their optical axes form a predetermined angle with respect to the corresponding incident surfaces 102 and 103. This is because the light-emitting diodes 102 and 103 having the above-described structure have no divergence of the emitted light, although the divergence angle of the emitted light is controlled to some extent by the resin having a lens action.

次に、本例の照明装置の作用について図3を参照しながら説明する。赤色発光ダイオード102から発せられた赤色光131は、第1の入射面105から導光部材101内に入射し、第2の入射面106によってその殆どが全反射される。ここで、第2の入射面106で全反射を起こさない光成分も存在するが、この光成分は第2の入射面106に形成されている薄膜111によって反射される。すなわち、赤色発光ダイオード102から発せられた赤色光131は、実質的にその全てが第2の入射面106によって反射され、以後第1の入射面105と第2の入射面106との間での全反射を繰り返しながら出射端面104に到達し、該出射端面104から出射する。ここで重要なことは、第2の入射面106に形成されている薄膜111によって反射された光成分も、それ以後は第1の入射面105と第2の入射面106との間での全反射を繰り返すことである。なぜなら、第1の入射面105と第2の入射面106は、出射端面104に近づくに従って互いの間隔が広がるように傾斜しているので、光の次の入射面(第1の入射面105又は第2の入射面106)への入射角度が反射の度に大きくなるからである。   Next, the operation of the illumination device of this example will be described with reference to FIG. The red light 131 emitted from the red light emitting diode 102 enters the light guide member 101 from the first incident surface 105, and most of the red light 131 is totally reflected by the second incident surface 106. Here, although there is a light component that does not cause total reflection on the second incident surface 106, this light component is reflected by the thin film 111 formed on the second incident surface 106. That is, substantially all of the red light 131 emitted from the red light emitting diode 102 is reflected by the second incident surface 106, and thereafter between the first incident surface 105 and the second incident surface 106. The light reaches the exit end face 104 while repeating total reflection, and exits from the exit end face 104. What is important here is that the light component reflected by the thin film 111 formed on the second incident surface 106 is not changed between the first incident surface 105 and the second incident surface 106 thereafter. It is to repeat reflection. This is because the first incident surface 105 and the second incident surface 106 are inclined so that the distance between the first incident surface 105 and the second incident surface 106 increases as they approach the emission end surface 104. This is because the incident angle on the second incident surface 106) increases with each reflection.

一方、緑色発光ダイオード103gから発せられた緑色光132及び青色発光ダイオード103bから発せられた青色光133は、第2の入射面106から導光部材101内に入射し、第1の入射面105によってその殆どが全反射される。ここでも、第1の入射面105で全反射を起こさない光成分が存在する。しかし、この光成分は第1の入射面105に形成されている薄膜110によって反射される。すなわち、緑色発光ダイオード103gから発せられた緑色光132及び青色発光ダイオード103bから発せられた青色光133は、実質的にその全てが第1の入射面105によって反射され、以後第2の入射面106と第1の入射面105との間での全反射を繰り返しながら出射端面104に到達し、該出射端面104から出射する。ここでも、第1の入射面105に形成されている薄膜110によって一度反射された光成分は、それ以降第2の入射面106と第1の入射面105との間での全反射を繰り返す。その理由は上記と同一である。   On the other hand, the green light 132 emitted from the green light emitting diode 103 g and the blue light 133 emitted from the blue light emitting diode 103 b enter the light guide member 101 from the second incident surface 106, and are transmitted by the first incident surface 105. Most of them are totally reflected. Again, there is a light component that does not cause total reflection at the first incident surface 105. However, this light component is reflected by the thin film 110 formed on the first incident surface 105. That is, substantially all of the green light 132 emitted from the green light emitting diode 103 g and the blue light 133 emitted from the blue light emitting diode 103 b are reflected by the first incident surface 105, and thereafter the second incident surface 106. The light reaches the exit end face 104 while repeating total reflection between the first entrance face 105 and the first entrance face 105, and exits from the exit end face 104. Here again, the light component once reflected by the thin film 110 formed on the first incident surface 105 repeats total reflection between the second incident surface 106 and the first incident surface 105 thereafter. The reason is the same as above.

以上のようにして、発光ダイオード102及び103から出射された赤(R)、緑(G)、青(B)の各色光131、132、133が導光部材101の出射端面104から効率よく出射される。さらに、これら色光131、132、133は、全反射を繰り返しながら導光部材1内を進行する過程でその角度が次第に緩和される。これは、出射端面104から出射される光の角度成分が相対的に小さくなり、照明対象に対して相対的に浅い角度で入射することを意味している。   As described above, the red (R), green (G), and blue (B) color lights 131, 132, and 133 emitted from the light emitting diodes 102 and 103 are efficiently emitted from the emission end face 104 of the light guide member 101. Is done. Further, the angles of the colored lights 131, 132, 133 are gradually relaxed in the process of traveling through the light guide member 1 while repeating total reflection. This means that the angle component of the light emitted from the emission end face 104 is relatively small and is incident at a relatively shallow angle with respect to the illumination target.

尚、発光ダイオード102、103の点灯タイミングを制御すれば、導光部材101の出射端面104から出射される光の色を例えばR−G−B−R−G−Bの順で繰り返し変化させることが可能であることは、これまでの説明から自明である。   In addition, if the lighting timing of the light emitting diodes 102 and 103 is controlled, the color of light emitted from the emission end face 104 of the light guide member 101 is repeatedly changed, for example, in the order of RGBBBRGB. It is obvious from the above explanation that this is possible.

次に、本例の照明装置を用いた投写型表示装置の一例について図4を参照しながら説明する。ここで説明する投写型表示装置は、単一のライトバルブ(液晶パネル)を有する単板型の液晶プロジェクタであり、図4は、この液晶プロジェクタの概略構造を示す模式図である。   Next, an example of a projection display device using the illumination device of this example will be described with reference to FIG. The projection display device described here is a single-plate liquid crystal projector having a single light valve (liquid crystal panel), and FIG. 4 is a schematic diagram showing a schematic structure of the liquid crystal projector.

この液晶プロジェクタは、本例の照明装置150の他に、レンズ151、液晶パネル152、及び投写レンズ153を備えている。もっとも、レンズ151は、照明装置150から出射された光(照明光)を効率良く液晶パネル152に照射する目的で配置されており、必ずしも必須の構成ではない。また、液晶パネル152の前後には、偏光子と検光子が配置されているが、図示は省略されている。   This liquid crystal projector includes a lens 151, a liquid crystal panel 152, and a projection lens 153 in addition to the illumination device 150 of this example. However, the lens 151 is disposed for the purpose of efficiently irradiating the liquid crystal panel 152 with light (illumination light) emitted from the illumination device 150, and is not necessarily an essential configuration. Further, a polarizer and an analyzer are arranged before and after the liquid crystal panel 152, but the illustration is omitted.

照明装置150の発光ダイオード102、103の点灯タイミングは不図示の制御部によって制御されており、R−G−B−Rの順で照明光が繰り返し出射される。照明装置150から出射された照明光は、該照明装置150による照明光の出射タイミングと同期して駆動される液晶パネル152に照射され、液晶パネル152上に形成された画像は投写レンズ153を介して不図示のスクリーンに拡大投写される。   The lighting timing of the light emitting diodes 102 and 103 of the illumination device 150 is controlled by a control unit (not shown), and illumination light is repeatedly emitted in the order of R-G-B-R. The illumination light emitted from the illumination device 150 is applied to the liquid crystal panel 152 that is driven in synchronization with the emission timing of the illumination light by the illumination device 150, and the image formed on the liquid crystal panel 152 passes through the projection lens 153. Is enlarged and projected on a screen (not shown).

この液晶プロジェクタは、ライトバルブとして単一の透過型液晶パネル152を用いているので、投写レンズ153と液晶パネル152とを近接配置可能であり、装置全体が非常に小型となるという利点を有する。また、極めてシンプルな構造でありながらフルカラーの画像表示が可能であるといった利点も有する。   Since this liquid crystal projector uses a single transmissive liquid crystal panel 152 as a light valve, the projection lens 153 and the liquid crystal panel 152 can be disposed close to each other, and the entire apparatus is very small. In addition, there is an advantage that a full color image can be displayed with an extremely simple structure.

尚、図4に示す構成以外にも液晶プロジェクタとしての機能を実現するために必要な光学系、制御系、駆動系などを備えていることは勿論である。もっとも、図示が省略されている光学系、制御系、駆動系などは、既存の液晶プロジェクタが備えているそれらと実質的に同一なので、説明は省略する。
(実施形態2)
以下、本発明の照明装置の実施形態の他例について図5を参照しながら説明する。本例の照明装置の基本構成は、図1に示す照明装置と同一である。そこで、実施形態1において既に説明した構成と同一の構成については、図5中に同一の符合を付して説明を省略する。
Needless to say, in addition to the configuration shown in FIG. 4, an optical system, a control system, a drive system, and the like necessary for realizing a function as a liquid crystal projector are provided. However, optical systems, control systems, drive systems, and the like that are not shown in the figure are substantially the same as those included in existing liquid crystal projectors, and thus description thereof is omitted.
(Embodiment 2)
Hereinafter, another example of the embodiment of the illumination device of the present invention will be described with reference to FIG. The basic configuration of the illumination device of this example is the same as that of the illumination device shown in FIG. Therefore, the same components as those already described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals in FIG.

本例の照明装置が図1に示す照明装置と異なるのは、図1に示す薄膜110、111が導光部材101の第1の入射面105、第2の入射面106に直接形成されていない点である。具体的には、薄膜110と同一特性の薄膜が蒸着されたガラス基板201が第1の入射面105と赤色発光ダイオード102との間に配置されている。また、薄膜111と同一特性の薄膜が蒸着されたガラス基板202が第2の入射面106と緑色発光ダイオード103g及び青色発光ダイオード103bとの間に配置されている。もっとも、発光ダイオード102、103から発せられた光の振る舞いは、実施形態1で説明した振る舞いと同一である。   The illumination device of this example is different from the illumination device shown in FIG. 1 in that the thin films 110 and 111 shown in FIG. 1 are not directly formed on the first incident surface 105 and the second incident surface 106 of the light guide member 101. Is a point. Specifically, a glass substrate 201 on which a thin film having the same characteristics as the thin film 110 is deposited is disposed between the first incident surface 105 and the red light emitting diode 102. In addition, a glass substrate 202 on which a thin film having the same characteristics as the thin film 111 is deposited is disposed between the second incident surface 106 and the green light emitting diode 103g and the blue light emitting diode 103b. However, the behavior of light emitted from the light emitting diodes 102 and 103 is the same as the behavior described in the first embodiment.

図5に示すガラス基板201、202と入射面105、106との間には、それぞれ隙間が設けられているが、ガラス基板201、202と入射面105、106とをそれぞれ密着させてもよい。上記薄膜が形成されたガラス基板201、202は、市販されているダイクロイックミラーを利用して容易に製造することができる。また、形状や寸法が合致すれば、市販のダイクロイックミラーをそのまま流用することもできる。尚、図4に示す照明装置150は、本例の照明装置によって代替可能である。
(実施形態3)
以下、本発明の照明装置の実施形態のさらに他例について図6を参照しながら説明する。本例の照明装置の基本構成は、図1に示す照明装置と同一である。そこで、実施形態1において既に説明した構成と同一の構成については、図6中に同一の符合を付して説明を省略する。
Although gaps are provided between the glass substrates 201 and 202 and the incident surfaces 105 and 106 shown in FIG. 5, the glass substrates 201 and 202 and the incident surfaces 105 and 106 may be in close contact with each other. The glass substrates 201 and 202 on which the thin film is formed can be easily manufactured using a commercially available dichroic mirror. If the shape and dimensions match, a commercially available dichroic mirror can be used as it is. Note that the illumination device 150 shown in FIG. 4 can be replaced by the illumination device of this example.
(Embodiment 3)
Hereinafter, still another example of the embodiment of the illumination device of the present invention will be described with reference to FIG. The basic configuration of the illumination device of this example is the same as that of the illumination device shown in FIG. Therefore, the same components as those already described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals in FIG.

本例の照明装置が図1に示す照明装置と異なるのは、発光ダイオード102及び103と第1の入射面105及び第2の入射面106との間に、光学素子が介在している点である。具体的には、発光ダイオード102と第1の入射面105との間、及び発光ダイオード103と第2の入射面106との間に、ロッドインテグレータ300がそれぞれ配置されている。ロッドインテグレータ300は、細長い柱状の光学ガラス部材又は光学樹脂部材であって、長手方向一方の端面301から入射した光は、全反射を繰り返しながらロッドインテグレータ300内を進行し、他方の端面302から出射する。本例の照明装置では、ロッドインテグレータ300が各発光ダイオード102、103ごとに設けられ、各発光ダイオード102、103から発せられた光が対応するロッドインテグレータ300の端面301から入射すると共に、該ロッドインテグレータ300の他方の端面302から出射した光が導光部材101の第1の入射面105又は第2の入射面106に入射するように配置されている。かかるロッドインテグレータ300の作用によって、発光ダイオード102、103から発せられた光の発散がさらに抑制され、導光部材101に進入した後の全反射効率が向上する。かかる観点からは、ロッドインテグレータ300の形状が図6に示すような形状であることが望ましい。すなわち、入射側の端面301から出射側の端面302に向けて次第に太くなるテーパー形状であることが望ましい。もっとも、光の進行方向における太さが一様のロッドインテグレータによっても上記作用は得られる。ここでテーパー形状が望ましいとは、テーパー形状であれば、上記作用がより一層顕著になるという意味であって、テーパー形状以外の形状を排斥する意味ではない。また、図6に示すロッドインテグレータ300に代えて凸レンズを上記位置に配置しても同様の作用効果が得られる。尚、図4に示す照明装置150は、本例の照明装置によって代替可能である。   The illumination device of this example is different from the illumination device shown in FIG. 1 in that an optical element is interposed between the light emitting diodes 102 and 103 and the first incident surface 105 and the second incident surface 106. is there. Specifically, the rod integrator 300 is disposed between the light emitting diode 102 and the first incident surface 105 and between the light emitting diode 103 and the second incident surface 106. The rod integrator 300 is an elongated columnar optical glass member or an optical resin member. Light incident from one end surface 301 in the longitudinal direction travels through the rod integrator 300 while repeating total reflection, and exits from the other end surface 302. To do. In the illumination device of this example, the rod integrator 300 is provided for each of the light emitting diodes 102 and 103, and light emitted from each of the light emitting diodes 102 and 103 enters from the end face 301 of the corresponding rod integrator 300, and the rod integrator 300 The light emitted from the other end surface 302 of 300 is disposed so as to enter the first incident surface 105 or the second incident surface 106 of the light guide member 101. By the action of the rod integrator 300, the divergence of light emitted from the light emitting diodes 102 and 103 is further suppressed, and the total reflection efficiency after entering the light guide member 101 is improved. From such a viewpoint, it is desirable that the shape of the rod integrator 300 is as shown in FIG. That is, it is desirable that the taper shape gradually increases from the incident-side end face 301 toward the outgoing-side end face 302. However, the above action can also be obtained by a rod integrator having a uniform thickness in the light traveling direction. Here, “tapered shape is desirable” means that if the shape is tapered, the above-described effect becomes more remarkable, and does not mean that shapes other than the tapered shape are excluded. Further, even if a convex lens is arranged at the above position instead of the rod integrator 300 shown in FIG. Note that the illumination device 150 shown in FIG. 4 can be replaced by the illumination device of this example.

本発明の照明装置の実施形態の一例を示す模式的側面図である。It is a typical side view which shows an example of embodiment of the illuminating device of this invention. 図1の導光部材の形状を示す模式的斜視図である。It is a typical perspective view which shows the shape of the light guide member of FIG. 図1の照明装置の作用を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the effect | action of the illuminating device of FIG. 図1の照明装置を用いた投写型表示装置の構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the projection type display apparatus using the illuminating device of FIG. 本発明の照明装置の実施形態の他例を示す模式的側面図である。It is a typical side view which shows the other example of embodiment of the illuminating device of this invention. 本発明の照明装置の実施形態のさらに他例を示す模式的側面図である。It is a typical side view which shows the further another example of embodiment of the illuminating device of this invention. 従来の光源装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the conventional light source device.

符号の説明Explanation of symbols

101 導光部材
102、103 発光ダイオード
104 出射端面
105 第1の入射面
106 第2の入射面
110、111 薄膜
131 赤色光
132 緑色光
133 青色光
201、202 ガラス基板
300 ロッドインテグレータ

DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Light guide member 102, 103 Light emitting diode 104 Output end surface 105 1st incident surface 106 2nd incident surface 110, 111 Thin film 131 Red light 132 Green light 133 Blue light 201, 202 Glass substrate 300 Rod integrator

Claims (5)

出射端面と、前記出射端面を形成する辺と共通の辺を有し、かつ、互いに対向する第1の入射面及び第2の入射面とを備えた導光部材と、
前記第1の入射面及び第2の入射面のそれぞれに配置された複数の点状光源と 、
前記第1の入射面と、該第1の入射面に配置された前記点状光源との間に設けられた第1の波長選択膜と、
前記第2の入射面と、該第2の入射面に配置された前記点状光源との間に設けられた第2の波長選択膜と、を有し、
前記第1の入射面が前記出射端面と共通にする辺と、前記第2の入射面が前記出射端面と共通にする辺とが異なり、前記第1の入射面と第2の入射面とは、前記出射端面から遠ざかるに従って次第に近接し、最終的に交わるように傾斜しており、
前記点状光源は、その光軸が前記出射端面側に向けて傾くように、前記第1の入射面及び前記第2の入射面のそれぞれに対して斜めに配置されており、
前記第1の波長選択膜は、前記第1の入射面に配置された前記点状光源から発せられた光を透過し、前記第2の入射面に配置された前記点状光源から発せられた光を反射する特性を有し、
前記第2の波長選択膜は、前記第2の入射面に配置された前記点状光源から発せられた光を透過し、前記第1の入射面に配置された前記点状光源から発せられた光を反射する特性を有する照明装置。
A light guide member having a first incident surface and a second incident surface that have an emission end surface, a side common to the side forming the emission end surface, and facing each other;
A plurality of point light sources disposed on each of the first incident surface and the second incident surface;
A first wavelength selection film provided between the first incident surface and the point light source disposed on the first incident surface;
A second wavelength selection film provided between the second incident surface and the point light source disposed on the second incident surface;
The side that the first incident surface shares with the exit end surface is different from the side that the second incident surface shares with the exit end surface, and the first entrance surface and the second entrance surface are different from each other. , Gradually approaching as it gets away from the exit end face, and is inclined so as to finally intersect,
The point light source is disposed obliquely with respect to each of the first incident surface and the second incident surface so that an optical axis thereof is inclined toward the emission end face side.
The first wavelength selection film transmits light emitted from the point light source disposed on the first incident surface and is emitted from the point light source disposed on the second incident surface. Has the property of reflecting light,
The second wavelength selection film transmits light emitted from the point light source disposed on the second incident surface and is emitted from the point light source disposed on the first incident surface. An illumination device having a characteristic of reflecting light.
前記第1の波長選択膜が前記第1の入射面の表面に形成され、前記第2の波長選択膜が前記第2の入射面の表面に形成されている請求項1記載の照明装置。   The lighting device according to claim 1, wherein the first wavelength selection film is formed on a surface of the first incident surface, and the second wavelength selection film is formed on a surface of the second incident surface. 前記第1の波長選択膜が形成された透光性部材が前記第1の入射面と該第1の入射面に配置された前記点状光源との間に介在し、
前記第2の波長選択膜が形成された透光性部材が前記第2の入射面と該第2の入射面に配置された前記点状光源との間に介在している請求項1記載の照明装置。
A translucent member on which the first wavelength selection film is formed is interposed between the first incident surface and the point light source disposed on the first incident surface;
2. The translucent member on which the second wavelength selection film is formed is interposed between the second incident surface and the point light source disposed on the second incident surface. Lighting device.
前記第1の入射面に設置された前記点状光源が赤色発光ダイオードであり、前記第2の入射面に配置された前記点状光源が緑色発光ダイオード及び青色発光ダイオードである請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の照明装置。   The point light source disposed on the first incident surface is a red light emitting diode, and the point light sources disposed on the second incident surface are a green light emitting diode and a blue light emitting diode. Item 4. The lighting device according to any one of Items 3 to 4. 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の照明装置と、前記照明装置から出射された照明光が照射されるライトバルブと、前記ライトバルブ上に形成された画像をスクリーンに拡写する投写レンズとを少なくとも有する投写型表示装置。   The illumination device according to any one of claims 1 to 4, a light valve irradiated with illumination light emitted from the illumination device, and a projection for enlarging an image formed on the light valve on a screen A projection display device having at least a lens.
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