JP4564757B2 - Light source device and projection display device - Google Patents
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Description
本発明は投写型表示装置の光源装置と、該光源装置を備え表示素子にDMDパネルを使用した単板型の投写型表示装置に関する。 The present invention relates to a light source device for a projection display device and a single-plate projection display device that includes the light source device and uses a DMD panel as a display element.
高輝度白色光源からの光束をR(赤色)、G(緑色)、B(青色)の波長域に分離して、それらの色光をそれぞれに対応するR、G、B3枚の液晶パネルに照射し、液晶パネルで変調されたR、G、Bの各々の画像をダイクロイックプリズムで合成し、投写レンズを用いて拡大投写する投写型液晶表示装置が実用化されている。また、表示素子に液晶パネルでなくDMD(ディジタルミラーデバイス)を1個使用し、高輝度白色光源からの光束を、R、G、Bのフィルタが形成された円盤状のディスクを回転させることにより、R→G→Bの色光を繰り返し発生させ、この光をDMDに照射してDMDの変調を行い、色順次方式でカラー画像を拡大投写する単板型の投写型表示装置も実用化されている。いずれの開示技術も、放電ランプの高輝度白色光源を用いるという共通点がある。 The luminous flux from the high-intensity white light source is separated into R (red), G (green), and B (blue) wavelength regions, and the corresponding R, G, and B liquid crystal panels are irradiated with these color lights. In addition, a projection type liquid crystal display device that combines R, G, and B images modulated by a liquid crystal panel with a dichroic prism and enlarges and projects them using a projection lens has been put into practical use. Also, by using one DMD (digital mirror device) instead of a liquid crystal panel as a display element, rotating a disk-shaped disk on which R, G, and B filters are formed with light beams from a high-intensity white light source. A single-plate projection display apparatus that repeatedly generates color light of R → G → B, irradiates this light to the DMD, modulates the DMD, and enlarges and projects a color image by a color sequential method has been put into practical use. Yes. Both disclosed technologies have a common point in that a high-intensity white light source of a discharge lamp is used.
まだ実用化されていないが、放電ランプ以外の光源を使用する投写型表示装置の提案もある。例えば発光ダイオードを光源に利用するというものである。発光ダイオードは安価、長寿命、低消費電力といった、従来の高輝度白色光を発する放電ランプには持ち合わせていない特徴を有しており、投写型表示装置の光源として有望である。 Although not yet put into practical use, there is also a proposal for a projection display device that uses a light source other than a discharge lamp. For example, a light emitting diode is used as a light source. The light-emitting diode has characteristics that are not possessed by conventional discharge lamps that emit high-intensity white light, such as low cost, long life, and low power consumption, and is promising as a light source for a projection display device.
特許文献1を参照すると、R、G、Bの3種の色光を発する発光ダイオード群からなる平面的に配置された光源アレイを3個用意し、これらの光源アレイをダイクロイックプリズムにより光路を共通にして射出する光源装置を構成し、光源装置からの光束を液晶パネルに照射する仕組みになっている。ここでは、液晶パネルは1枚であり、単板型の構成で色順次表示方式でカラー画像が得られるというものである。低コストの投写型表示装置を実現しようとしたときに、表示パネルが1つで済むということは大きなコストメリットを発生する。また、ダイクロイックプリズムを囲むように光源アレイをコの字型に配列して光束を合成する方法は、光源装置をコンパクトに構成できるので、表示装置全体の小型化に対して大きなメリットである。本出願人の知る限り、コンパクトな構成で3色の光源からの光束を合成する方法として、コの字型に光源を配置することは最も有利である。 Referring to Patent Document 1, three planar light source arrays each including a group of light emitting diodes that emit light of three colors R, G, and B are prepared, and these light source arrays are shared by a dichroic prism. A light source device that emits light and irradiates a liquid crystal panel with a light beam from the light source device. Here, there is one liquid crystal panel, and a color image can be obtained by a color sequential display method with a single-plate configuration. When a low-cost projection display apparatus is to be realized, the fact that only one display panel is required causes a great cost merit. Further, the method of arranging the light source array in a U-shape so as to surround the dichroic prism and synthesizing the light beam can greatly reduce the size of the entire display device because the light source device can be made compact. As far as the present applicant knows, it is most advantageous to arrange the light sources in a U-shape as a method of synthesizing the light beams from the three color light sources in a compact configuration.
ところで、投写型表示装置の光源への発光ダイオード利用に当たってはいくつかの配慮を必要とする。まず、発光ダイオードは、発光効率の面では放電ランプに迫る特性を有するものの、単体の発光光束量は少ないということが上げられる。従来実用化されている投写型表示装置では、例えば100Wの電力で光出力が6000Lm(ルーメン)を超える放電ランプが使用されている。これに対して現在最も大きな光束を発する発光ダイオードとして知られているものでも、その光出力は、せいぜい120Lm程度であり、放電ランプの光出力には遠く及ばない。従って光源装置から大出力の光束を得ようとすると、多数の発光ダイオードを使用することが避けられない。1個の発光ダイオードは小さいとはいえ多数使用することは光源の大型化を引き起こし、コンパクト化の要求に反する。 By the way, some considerations are required in using a light emitting diode as a light source of a projection display device. First, although the light emitting diode has characteristics close to those of a discharge lamp in terms of luminous efficiency, it can be said that the amount of a single luminous flux is small. In a projection display apparatus that has been put into practical use, for example, a discharge lamp having an optical output exceeding 6000 Lm (lumen) with a power of 100 W is used. On the other hand, even what is currently known as a light emitting diode that emits the largest luminous flux has a light output of about 120 Lm at most, which is far from the light output of the discharge lamp. Therefore, it is inevitable to use a large number of light emitting diodes when trying to obtain a large output light beam from the light source device. Although a single light-emitting diode is small, the use of a large number of light-emitting diodes causes an increase in the size of the light source, which is against the demand for compactness.
従って、1個の発光ダイオードからの光束をできるだけ効率良く使用することを考える必要がある。あるいは、できるだけ発光ダイオードを密接させて配列させることにより光源装置の大型化を回避すべきである。また、発光ダイオードから発する光束は通常ランダムな偏光成分を有しているということも重要である。すなわち、表示デバイスにTN液晶パネル等を使用する投写型液晶表示装置を構成する場合には、光源装置から射出する光束は直線偏光光であることが望ましく、特許文献1の如き構成をとると、発光ダイオードで発光するランダムな偏光成分の光束のうち約1/2の光束は液晶パネルの照明には利用されないことになり、光利用率の点で好ましくない。 Therefore, it is necessary to consider using the luminous flux from one light emitting diode as efficiently as possible. Or you should avoid the enlargement of a light source device by arranging a light emitting diode as closely as possible. It is also important that the light beam emitted from the light emitting diode usually has a random polarization component. That is, when a projection type liquid crystal display device using a TN liquid crystal panel or the like as a display device is configured, the light beam emitted from the light source device is preferably linearly polarized light. About half of the light beams of random polarization components emitted by the light emitting diodes are not used for illumination of the liquid crystal panel, which is not preferable in terms of light utilization.
従って、光源アレイとクロスダイクロイックプリズムとの間に偏光変換光学系を設けて、あらかじめ、偏光統一した光束を使用することで光利用効率を高めることが望ましい。例えば、特許文献2に開示されているように、1/2波長板を備えた偏光ビームスプリッタアレイで構成される偏光変換光学系を用いれば、発光ダイオードからのランダム偏光光を効率よく直線偏光光として取り出すことが可能になり、光利用率を高めることができる。
しかしながら、この特許文献2に開示される構成では、多数個の発光ダイオードを配備したい場合に困難を生じる。なぜなら、1個の発光ダイオードの大きさに対して約2倍の大きさの1/2波長板を備えた偏光ビームスプリッタで構成される偏光変換光学系が対応しているので、発光ダイオード同士の間隔を限度まで接近させることができない。すなわち、多数の発光ダイオードを使用すると光源部が大型化してしまうという問題がある。 However, the configuration disclosed in Patent Document 2 causes difficulty when it is desired to provide a large number of light emitting diodes. This is because a polarization conversion optical system composed of a polarization beam splitter having a half-wave plate that is about twice as large as the size of one light-emitting diode is compatible. The interval cannot be approached to the limit. That is, when a large number of light emitting diodes are used, there is a problem that the light source portion becomes large.
光源部がダイクロイックプリズムをコの字型に囲んで配置しているので、光源部の大型化はダイクロイックプリズムの大型化も引き起こし、装置全体の大型化につながる。特に光学ガラスで構成されるクロスダイクイックプリズムの大型化は、コストアップ、重量アップ、非コンパクトと、あらゆる面で好ましくない。 Since the light source unit is disposed so as to surround the dichroic prism in a U-shape, the increase in the size of the light source unit also increases the size of the dichroic prism, leading to an increase in the size of the entire apparatus. In particular, increasing the size of the cross die quick prism made of optical glass is not preferable in all aspects, such as cost increase, weight increase, and non-compact.
もし、表示パネルが液晶パネルではなくDMDパネルの場合には、照明光として直線偏光光を使用する必要がないので、偏光変換光学系を備える必要がなくなり、特許文献1のような構成としたいところであるが、この場合、ダイクロイックミラーに対して約45度に光が入射することになる。そうすると、偏光特性の影響が出てしまい光利用率の低下を引き起こす。すなわち、45度の入射光束に対してP偏光成分とS偏光成分に対する透過/反射特性を一致させることが原理的にできないためである。従って、特許文献1に示される構成を表示パネルがDMDの場合に応用するには改善の余地が残る。 If the display panel is not a liquid crystal panel but a DMD panel, it is not necessary to use linearly polarized light as illumination light, so there is no need to provide a polarization conversion optical system. In this case, light is incident on the dichroic mirror at about 45 degrees. If it does so, the influence of a polarization characteristic will come out and it will cause the fall of a light utilization factor. In other words, this is because, in principle, it is impossible to match the transmission / reflection characteristics of the P-polarized component and the S-polarized component with respect to the incident light beam of 45 degrees. Therefore, there is room for improvement in applying the configuration shown in Patent Document 1 to a case where the display panel is a DMD.
本発明の目的は、多数の発光ダイオードを光源に使用しても光源の大型化を招くことなしに、光利用率の高い光源装置を提供するものであり、小型・軽量・高輝度・低コストの、特に表示デバイスがDMDのようなランダムな偏光光を利用する投写型表示装置の光源装置とそれを用いた投写型表示装置を提供するものである。 An object of the present invention is to provide a light source device having a high light utilization rate without causing an increase in the size of the light source even when a large number of light emitting diodes are used as the light source, and is small, lightweight, high brightness, and low cost. In particular, the present invention provides a light source device for a projection display device in which the display device uses random polarized light such as DMD, and a projection display device using the light source device.
本発明の光源装置は、
第1の色光を発する第1の発光ダイオードと、第2の色光を発する第2の発光ダイオードと、第3の色光を発する第3の発光ダイオードと、前記第1から第3の色光を合成するための色合成光学系を備えた光源装置において、
前記色合成光学系は、1/4波長板を備えた、異なる波長選択性を有する3種のダイクロイックミラーと、偏光ビームスプリッタとから構成され、該1/4波長板は前記偏光ビームスプリッタに近い側に配置されており、
3種の前記ダイクロイックミラーが前記偏光ビームスプリッタの偏光分離面に対して45度の角度を成す位置にコ型に配置され、
前記第1からの第3の発光ダイオードは前記ダイクロイックミラーのそれぞれに近接して設けられ、前記第1からの第3の発光ダイオードからの光束が一つの光路に合成されて射出されることを特徴とする。
The light source device of the present invention comprises:
A first light emitting diode that emits first color light, a second light emitting diode that emits second color light, a third light emitting diode that emits third color light, and the first to third color lights are combined. In a light source device equipped with a color synthesis optical system for
The color synthesizing optical system includes three types of dichroic mirrors having different wavelength selectivity, each having a quarter wavelength plate , and a polarization beam splitter, and the quarter wavelength plate is close to the polarization beam splitter. Is located on the side ,
Three types of the dichroic mirrors are arranged in a U shape at a position that forms an angle of 45 degrees with respect to the polarization separation surface of the polarization beam splitter,
The first to third light emitting diodes are provided in proximity to each of the dichroic mirrors, and light beams from the first to third light emitting diodes are combined into one optical path and emitted. And
第1の色光がR色、第2の色光がG色、第3の色光がB色であることが好ましい。 The first color light R color, color second color light G, it is not preferable third color light is B-color.
第1の発光ダイオードと偏光ビームスプリッタとの間に配置されるダイクロイックミラーの特性は、第1の発光ダイオードの色光を透過し、第2および第3の発光ダイオードの色光を反射させる特性を有し、第2の発光ダイオードと偏光ビームスプリッタとの間に配置されるダイクロイックミラーの特性は、第2の発光ダイオードの色光を透過し、第1および第3の発光ダイオードの色光を反射させる特性を有し、第3の発光ダイオードと偏光ビームスプリッタとの間に配置されるダイクロイックミラーの特性は、第3の発光ダイオードの色光を透過し、第1および第2の発光ダイオードの色光を反射させる特性を有していてもよい。 The characteristic of the dichroic mirror disposed between the first light emitting diode and the polarization beam splitter has a characteristic of transmitting the color light of the first light emitting diode and reflecting the color light of the second and third light emitting diodes. The characteristics of the dichroic mirror disposed between the second light emitting diode and the polarization beam splitter have characteristics of transmitting the color light of the second light emitting diode and reflecting the color light of the first and third light emitting diodes. The characteristic of the dichroic mirror disposed between the third light emitting diode and the polarization beam splitter is that the color light of the third light emitting diode is transmitted and the color light of the first and second light emitting diodes is reflected. You may have.
また、偏光ビームスプリッタは、斜辺に誘電多層膜が形成された2個の光学ガラスからなる直角プリズムを張りあわせた構造の偏光ビームスプリッタであってもよく、平板状の偏光ビームスプリッタであってもよい。1/4波長板とダイクロイックミラーとは独立して設けられていてもよく、一体に形成されていてもよい。 The polarizing beam splitter may be a polarizing beam splitter having a structure in which right angle prisms made of two optical glasses each having a dielectric multilayer film formed on a hypotenuse are bonded together, or a flat polarizing beam splitter. Good. The quarter wavelength plate and the dichroic mirror may be provided independently or may be formed integrally.
本発明の投写型表示装置は、
上述の光源装置を備え、その光源装置からの光束を単一のDMD表示パネルに照射し、そのDMD表示パネルで変調される画像を投写レンズにより拡大表示する。
The projection display device of the present invention is
The light source device described above is provided, a light beam from the light source device is irradiated onto a single DMD display panel, and an image modulated by the DMD display panel is enlarged and displayed by a projection lens.
本発明によれば、光利用率の高い光源装置を構成できるという効果がある。これは第1から第3の色光を発する発光ダイオードを偏光ビームスプリッタに対してコの字状に配置し、かつ発光ダイオードからのランダムな偏光光のうち、そのほとんどを振動方向が直交するP偏光光とS偏光光として光源装置から射出させることが可能になるからである。 According to the present invention, there is an effect that a light source device having a high light utilization rate can be configured. This is a P-polarized light in which light-emitting diodes emitting the first to third color lights are arranged in a U-shape with respect to the polarization beam splitter, and most of the randomly polarized light from the light-emitting diodes is orthogonal in vibration direction. This is because light and S-polarized light can be emitted from the light source device.
また、本発明によれば、大出力の光源装置を提供できるという効果がある。これは、発光ダイオードからの光束を偏光統一するための偏光変換手段がないので、多数の発光ダイオードを密接して配置することが可能になるからである。 Moreover, according to this invention, there exists an effect that the light source device of a high output can be provided. This is because there is no polarization conversion means for unifying the light flux from the light emitting diodes, so that a large number of light emitting diodes can be arranged closely.
さらに、本発明の投写型表示装置は表示装置全体としてもコンパクトになるという効果がある。これは、本発明の光源装置と表示パネルとして単一のDMDとを組み合わせて投写型表示装置を構成したので、光源装置が小型となり、表示装置全体もコンパクトになるからである。 Furthermore, the projection display device of the present invention has an effect that the entire display device becomes compact. This is because the projection display device is configured by combining the light source device of the present invention and a single DMD as a display panel, so that the light source device becomes small and the entire display device becomes compact.
本発明の光源装置と投写型表示装置との実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of a light source device and a projection display device of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
図1は本発明の第1の実施の形態の光源装置の構成を示す模式的平面図であって、光源装置100は、R色を発する発光ダイオード(R)101とG色を発する発光ダイオード(G)102とB色を発する発光ダイオード103(B)とをコの字型に配置し、各々の発光ダイオードの射出側にダイクロイックミラー104、105、106と1/4波長板107、108、109とを備えている。また、各々の発光ダイオード101、102、103の光軸と偏光ビームスプリッタ110の偏光分離面111とが略45度の角度になるように偏光ビームスプリッタ110が配置されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic plan view showing a configuration of a light source device according to a first embodiment of the present invention. A light source device 100 includes a light emitting diode (R) 101 that emits R color and a light emitting diode (R) that emits G color ( G) 102 and a light emitting diode 103 (B) emitting B color are arranged in a U-shape, and
発光ダイオード101、102、103としては、商品として入手可能な砲弾型やチップ型等のごく一般的な発光ダイオードを使用すればよい。図1の平面図においては紙面の都合上4個の発光ダイオードが模式的に描かれているが、発光ダイオードの数は必要に応じて配備すればよく、例えば縦×横のマトリクス上に複数個を平面配置することが可能である。
As the
ダイクロイックミラー104、105、106はガラス基板上に真空蒸着により誘電体多層膜を形成したものを使用した。この種のダイクロイックミラーとしては、投写型液晶表示装置の光学部品に実用化している周知の技術を利用すればよい。1/4波長板107、108、109はフィルムタイプのものをガラス基板に貼り付けた構造のものを使用した。フィルムタイプのほか、水晶等の結晶からなる1/4波長板を利用することも可能である。
The dichroic mirrors 104, 105, and 106 were formed by forming a dielectric multilayer film on a glass substrate by vacuum deposition. As this type of dichroic mirror, a well-known technique put into practical use for an optical component of a projection type liquid crystal display device may be used. The quarter-
偏光ビームスプリッタ110は斜辺に誘電体多層膜が形成された2個の光学ガラスからなる直角プリズムを張りあわせたものを使用した。約45度で偏光分離面に入射した可視光のランダムな偏光光を約1:1の割合でP偏光光とS偏光光に分離する特性を有する。
The
次に本発明の光源装置100の動作について、図2(a)、(b)、(c)および図3を用いて説明する。図2は本発明の光源装置の動作を説明する模式的説明図であり、(a)は発光ダイオード(R)101から射出された光束の光路を示す模式図、(b)は発光ダイオード(G)102から射出された光束の光路を示す模式図、(c)は発光ダイオード(B)103から射出された光束の光路を示す模式図であり、図3は本発明の光源装置100のダイクロイックミラーの特性を示す説明図である。ここで各光束は符号を括弧で囲んで表示する。 Next, the operation of the light source device 100 of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 (a), (b), (c) and FIG. 2A and 2B are schematic explanatory views for explaining the operation of the light source device of the present invention. FIG. 2A is a schematic view showing an optical path of a light beam emitted from the light emitting diode (R) 101, and FIG. 2B is a light emitting diode (G). ) Is a schematic diagram showing the optical path of the light beam emitted from 102, (c) is a schematic diagram showing the optical path of the light beam emitted from the light emitting diode (B) 103, and FIG. 3 is a dichroic mirror of the light source device 100 of the present invention. It is explanatory drawing which shows the characteristic. Here, each luminous flux is displayed by enclosing the code in parentheses.
図2(a)に示すように、R色の色光を発する発光ダイオード(R)101からはランダムな偏光成分の光束が射出する。この光束は、発光ダイオード(R)101の射出位置の直後に配置されているダイクロイックミラー104にまず入射する。ダイクロイックミラー104には図3の特性(R)301に示すごとくRの色光を透過し、GおよびBの色光を反射する特性の薄膜が形成されている。従ってR色の光束はダイクロイックミラー104を透過し、さらに1/4波長板107を通過する。このとき、ランダムな偏光光が1/4波長板に入射しても偏光成分はランダムのままである。次に、このランダムな偏光光(211)は偏光ビームスプリッタ110の偏光分離面111に到達し、このとき、P偏光成分(213)は直進し、B色の発光ダイオード(B)103の方向に進む。S偏光成分(212)は反射されてG色の発光ダイオード(G)102の方向へ進行方向を変える。P偏光成分の光束(213)はその後、1/4波長板109に達し一旦円偏光光となり、B色の発光ダイオード(B)103の射出側に配置されるダイクロイックミラー106に到達する。ダイクロイックミラー106には図3の特性(B)303に示すような、G色およびR色を反射させる特性を有する薄膜が形成されており、R色の光束(213)はダイクロイックミラー106で反射されることになり、R色の発光ダイオード(R)101側に進路を反転する。この進路反転後、直ちに1/4波長板109を通過するので、このとき円偏光であった光束はS偏光光(215)となる。S偏光光となった光束(215)は偏光分離面111に達したあと、光源装置100から光束を射出する方向に反射され光束(216)となる。
As shown in FIG. 2A, a light beam having a random polarization component is emitted from the light emitting diode (R) 101 that emits light of R color. This light beam first enters the
一方、偏光分離面111で反射し、G色の発光ダイオード(G)102側に進行したS偏光光の光束(212)は1/4波長板108に到達後一旦円偏光光になるものの、G色を透過し、RおよびB色を反射させる図3の特性(G)302のダイクロイックミラー105により反射される。そして進路を再び偏光分離面111側に変更し、1/4波長板108を透過し、そこでP偏光(214)に偏光変換されて、偏光分離面111を直進し、光源装置100から射出される光束(217)となる。
On the other hand, the S-polarized light beam (212) reflected by the
このように発光ダイオードから発したR色のランダムな偏光光(211)はそのほとんどが、P偏光光(217)またはS偏光光(216)として光源装置100から射出する光束となるので光利用率の高い光源装置100を構成できる。 As described above, most of the R-color random polarized light (211) emitted from the light-emitting diode becomes a light beam emitted from the light source device 100 as P-polarized light (217) or S-polarized light (216), and thus the light utilization rate. High light source device 100 can be configured.
G色を発する発光ダイオード(G)102からのランダムな偏光光は、以下の経路をたどって光源装置100から射出される。図2(b)に示すように、まず、G色を透過し、BおよびR色を反射する図3の特性(G)302のダイクロイックミラー105と、1/4波長板108を通過する。そしてランダムな偏光光(221)のまま偏光分離面111に達する。ここでP偏光成分の光束は偏光分離面111を直進し、光源装置100からの射出光(222)となる。偏光分離面111で反射するS偏光の光束223はR色の発光ダイオード(R)101側の1/4波長板107、そしてR色を透過してGおよびB色を反射する図3の特性(R)301のダイクロイックミラー104に達し、そこで反射され、再び1/4波長板107を通過しそこでP偏光光の光束として、偏光分離面111を通過してB色の発光ダイオード(B)103側の1/4波長板109を経由してダイクロイックミラー106に達する。ダイクロイックミラー106はG色を反射する図3の特性(B)303を有しており、反射後に1/4波長板109でS偏光光(225)に変換される。そのあと、偏光分離面111で反射して光源装置100の射出光(226)となる。
Random polarized light from the light emitting diode (G) 102 that emits G color is emitted from the light source device 100 along the following path. As shown in FIG. 2B, first, the light passes through the dichroic mirror 105 of the characteristic (G) 302 of FIG. 3 that transmits the G color and reflects the B and R colors, and the quarter wavelength plate 108. Then, the light reaches the
また、B色を発する発光ダイオード103からのランダムな偏光光は、以下の経路をたどって光源装置100から射出される。図2(c)に示すように、まず、光束(231)は、B色を透過し、GおよびR色を反射する図3の特性(B)303のダイクロイックミラー106、そして1/4波長板109を通過し、偏光分離面111に達する。ここでS偏光成分の光束(232)は反射して光源装置100から射出される。一方、偏光分離面111を透過するP偏光の光束(233)はR色の発光ダイオード(R)101側に配置される1/4波長板107を通過し、B色を反射するダイクロイックミラー104で反射されて、再び1/4波長板107を経てS偏光の光束(234)として偏光分離面111に到達し、ここで反射されて光束(235)としてG色の発光ダイオード(G)102側に進行する。その後、1/4波長板108を通過し、B色を反射する特性(B)303のダイクロイックミラー105で反射され、再び1/4波長板108を通ってP偏光光に変換され、偏光分離面111を透過して光束(236)となって光源装置100から射出される。
Further, random polarized light from the
このように、R、G、Bの発光ダイオードの光源をコの字型に配備しても、光源で発生した光束のほとんどを光源装置100から射出することが可能になるので高効率な光源装置100を構成できる。また、発光ダイオードの射出後に偏光変換光学系を新たに設ける必要がないので、発光ダイオードを多数使用して、それらをできるだけ近接して配列することが可能になるので、小型で高輝度な光束を出力できる光源装置100を実現できる。 As described above, even if the light sources of the R, G, and B light emitting diodes are arranged in a U-shape, it is possible to emit most of the light flux generated by the light source from the light source device 100, and thus a highly efficient light source device. 100 can be configured. In addition, since it is not necessary to newly provide a polarization conversion optical system after emission of the light emitting diode, it becomes possible to use a large number of light emitting diodes and arrange them as close as possible. The light source device 100 that can output can be realized.
本発明の光源装置100は第1の実施の形態以外にも種々の変形が可能である。例えば、第1の実施の形態において、偏光ビームスプリッタ110に対してダイクロイックミラー104、105、106そして1/4波長板107、108、109はそれぞれ独立して配置されているが、これらを一体型とすることも可能である。一体型とすることで組み立て性が向上し、取り扱いが容易になる。
The light source device 100 of the present invention can be variously modified in addition to the first embodiment. For example, in the first embodiment, the
さらに別の変形例を図4に示す。図4は本発明の光源装置の第1の実施の形態の変形例の構成を示す模式的平面図である。光源装置400は、それぞれが複数個で構成されるRおよびGおよびB色を発する発光ダイオード401、402、403をコの字型に配備して、各発光ダイオードの光軸と偏光分離面が約45度の角度になるように偏光ビームスプリッタ414が配置されている。また、偏光ビームスプリッタ404と発光ダイオード401、402、403との間には1/4波長板付ダイクロイックミラー411、412、413が配置されている。第1の実施の形態との違いは、より軽量化と低コストを実現するために偏光ビームスプリッタ414に板状のものを使用したことと、ダイクロイックミラーと1/4波長板を一体化した点である。平板状の偏光ビームスプリッタとしては、例えば米国モックステック社のワイヤーグリッド型偏光ビームスプリッタが商品として入手可能である。1/4波長板付ダイクロイックミラー411、412、413はガラス基板上の表面側に誘電体多層膜を蒸着したものを使用し、蒸着膜が形成されていない裏面側にフィルムタイプの1/4波長板を貼り合わせ、誘電体多層膜が形成されている側を発光ダイオード側に向けて配置した。R、G、Bの各発光ダイオード401、402、403から発した光束が光源装置400から射出されるに至る経路については、図2を参照した上述の説明と同様なので説明は省略する。 Yet another modification is shown in FIG. FIG. 4 is a schematic plan view showing the configuration of a modification of the first embodiment of the light source device of the present invention. In the light source device 400, a plurality of light emitting diodes 401, 402, and 403 that emit R, G, and B colors each including a plurality of light emitting devices are arranged in a U-shape, and the optical axis and polarization separation surface of each light emitting diode are approximately equal. A polarizing beam splitter 414 is arranged so as to have an angle of 45 degrees. Further, dichroic mirrors 411, 412, and 413 with quarter-wave plates are disposed between the polarizing beam splitter 404 and the light emitting diodes 401, 402, and 403. The difference from the first embodiment is that a plate-shaped polarizing beam splitter 414 is used in order to realize lighter weight and lower cost, and that a dichroic mirror and a quarter wavelength plate are integrated. It is. As the flat polarizing beam splitter, for example, a wire grid type polarizing beam splitter manufactured by Moxtec, Inc., USA is commercially available. The dichroic mirrors 411, 412, and 413 with a quarter-wave plate are obtained by vapor-depositing a dielectric multilayer film on the front side of a glass substrate, and a film-type quarter-wave plate on the back side where no deposited film is formed. Were placed so that the side on which the dielectric multilayer film was formed faced the light emitting diode side. The paths through which the light beams emitted from the R, G, and B light emitting diodes 401, 402, and 403 are emitted from the light source device 400 are the same as those described above with reference to FIG.
ガラス製の偏光ビームスプリッタに比べて平板状の偏光ビームスプリッタは格段に軽量であるため、光源装置400の軽量化に大きく寄与する。 Since the flat polarizing beam splitter is much lighter than the glass polarizing beam splitter, it greatly contributes to the weight reduction of the light source device 400.
なお、これまでの説明において発光ダイオードは砲弾型のレンズと一体化した発光ダイオードを例としたが、発光ダイオードから射出する光束の平行性を高めるためにレンズ系を付加した構成であてもよい。この場合には発光ダイオードとダイクロイックミラーとの間にレンズ系を配備することが好ましい。 In the above description, the light emitting diode is an example of a light emitting diode integrated with a shell-type lens. However, a lens system may be added to improve the parallelism of a light beam emitted from the light emitting diode. In this case, it is preferable to provide a lens system between the light emitting diode and the dichroic mirror.
(第2の実施の形態)
図5は本発明の第2の実施の形態である、本発明の第1の実施の形態の光源装置を備えた投写型表示装置の一例を示す模式的構成図である。第1の実施の形態で説明した本発明の光源装置100から射出した光束は、プリズム503を介して表示デバイスであるDMD502を照明する。DMD502で画像変調された光束が投写レンズ504によって拡大して投写される構成となっている。ここで光源装置100からは、例えばR→G→Bの色光の繰り返しとなるように発光ダイオード101、102、103の点灯を制御することで色順次表示方式のカラー画像を得ることができる。なお、R→G→Bといった色光の繰り返しに加えて全色の発光ダイオードを点灯させる時間を設けてR→G→B→W(白色)の繰り返しという点灯制御をすればより一層明るい投写画像を得ることもできる。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing an example of a projection display device including the light source device according to the first embodiment of the present invention, which is the second embodiment of the present invention. The light beam emitted from the light source device 100 of the present invention described in the first embodiment illuminates the
100、400 光源装置
101、401 発光ダイオード(R)
102、402 発光ダイオード(G)
103、403 発光ダイオード(B)
104、105、106 ダイクロイックミラー
107、108、109 1/4波長板
110、414 偏光ビームスプリッタ
111 偏光分離面
301 特性(R)
302 特性(G)
303 特性(B)
401、402、403 1/4波長板付ダイクロイックミラー
500 投射型表示装置
502 DMD
503 プリズム
504 投射レンズ
(211)〜(217)、(221)〜(226)、(231)〜(236) 光束
100, 400
102, 402 Light emitting diode (G)
103, 403 Light-emitting diode (B)
104, 105, 106
302 Characteristics (G)
303 Characteristics (B)
401, 402, 403 Dichroic mirror with quarter wave plate 500
503 Prism 504 Projection lens (211) to (217), (221) to (226), (231) to (236)
Claims (8)
前記色合成光学系は、1/4波長板を備えた、異なる波長選択性を有する3種のダイクロイックミラーと、偏光ビームスプリッタとから構成され、該1/4波長板は前記偏光ビームスプリッタに近い側に配置されており、
3種の前記ダイクロイックミラーが前記偏光ビームスプリッタの偏光分離面に対して45度の角度を成す位置にコ型に配置され、
前記第1からの第3の発光ダイオードは前記ダイクロイックミラーのそれぞれに近接して設けられ、前記第1からの第3の発光ダイオードからの光束が一つの光路に合成されて射出されることを特徴とする光源装置。 A first light emitting diode that emits first color light, a second light emitting diode that emits second color light, a third light emitting diode that emits third color light, and the first to third color lights are combined. In a light source device equipped with a color synthesis optical system for
The color synthesizing optical system includes three types of dichroic mirrors having different wavelength selectivity, each having a quarter wavelength plate , and a polarization beam splitter, and the quarter wavelength plate is close to the polarization beam splitter. Is located on the side ,
Three types of the dichroic mirrors are arranged in a U shape at a position forming an angle of 45 degrees with respect to the polarization separation surface of the polarization beam splitter,
The first to third light emitting diodes are provided in proximity to each of the dichroic mirrors, and light beams from the first to third light emitting diodes are combined into one optical path and emitted. A light source device.
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61168148A (en) * | 1985-01-18 | 1986-07-29 | Toshiba Corp | Optical information storage medium |
JP2002244211A (en) * | 2001-02-22 | 2002-08-30 | Ricoh Co Ltd | Image projection device |
JP2003005286A (en) * | 1998-06-05 | 2003-01-08 | Seiko Epson Corp | Light source device and display device |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61168148A (en) * | 1985-01-18 | 1986-07-29 | Toshiba Corp | Optical information storage medium |
JP2003005286A (en) * | 1998-06-05 | 2003-01-08 | Seiko Epson Corp | Light source device and display device |
JP2002244211A (en) * | 2001-02-22 | 2002-08-30 | Ricoh Co Ltd | Image projection device |
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