JP5082781B2 - 照明光学系および投写型映像表示装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態1に係る照明光学系、およびその照明光学系と反射型液晶ライトバルブを用いた投写型表示装置の構成図である。図において、投写型映像表示装置1は、光を発する照明光学系4と、照明光学系4から発せられた光を受けて映像光を射出するライトバルブ3(液晶ライトバルブ)と、ライトバルブ3から射出された映像光を拡大投写する投写光学系5と、投写光学系5により拡大投写された映像光を表示するスクリーン6とを備えている。
S1×sin2(θ1)=S2×sin2(θ2) ・・・ 式1
上記実施の形態1では、柱状光学素子12にp偏光光を入射させることとしたが、本実施の形態2においては、光強度均一化素子である柱状光学素子12内での光の減衰量を低減するため、断面形状が矩形の柱状光学素子12内において反射回数が多いy方向(柱状光学素子12の短軸方向)をs偏光光とすることとした。具体的には、実施の形態1の図1と同じ構成の照明光学系を構成し、第2の光学素子である円板11の回転を第1の光源2aが点灯しているときに第1の光学素子からの光束が第2の透過領域11bを透過し、第2の光源2bが点灯しているときに第1の光学素子からの光束が第1の透過領域11aを透過することにより、円板11から射出する光束を常時s偏光光とする。そして、柱状光学素子12の射出口から反射型偏光板9の間に図示しないλ/2位相差板を配置することによりs偏光光をp偏光光に変換し、反射型偏光板9に入射する光をp偏光光とする。ここで、光束が入射・反射する平面(基準面)に対して偏光軸が平行なp偏光光の反射率は、光束が入射・反射する平面(基準面)に対して偏光軸が垂直なs偏光光の反射率より低い特徴を有する。したがって、柱状光学素子12内で反射回数が多いy方向(短軸方向)に偏光軸が垂直なs偏光光を入射させることにより、柱状光学素子12内での光束量低下を抑制することが可能となる。また、反射型偏光板9に入射する光束がp偏光光であれば、光源および円板11の制御方法や照明光学系4の構成に制限はない。
上記実施の形態1または2においては、光源2aおよび光源2bは、ランダム偏光光を発するLED(Light Emitting Diode)を用いているが、第1の光源2aにp偏光光を射出するレーザ光源を、第2の光源2bにs偏光光を射出するレーザ光源を使用すれば、第1の光学素子において光源2aからのs偏光光、光源2bからのp偏光光の損失が発生せず、効率よく光源2a、2bからの光束を同一の光軸C1の光束として射出することができる。
図11は、本発明の実施の形態4に係る照明光学系、およびその照明光学系と反射型液晶ライトバルブを用いた投写型表示装置の構成図である。図において、投写型映像表示装置1bは、光を発する照明光学系4bと、照明光学系4bから発せられた光を受けて映像光を射出するライトバルブ3(液晶ライトバルブ)と、ライトバルブ3から射出された映像光を拡大投写する投写光学系5と、投写光学系5により拡大投写された映像光を表示するスクリーン6とを備えており、照明光学系4b以外は実施の形態1と同様であるので、同様の部分についての説明は省略する。
Claims (10)
- 第1の光源および第2の光源と、
前記第1の光源および前記第2の光源を交互に時分割駆動させる駆動部と、
前記第1の光源から射出された光および前記第2の光源から射出された光を同じ光軸上に互いに異なる偏光軸の光として射出する第1の光学素子と、
前記第1の光学素子から射出された光を入射し、透過する光の偏光軸を変化させない第1の透過領域および透過する光の偏光軸を変化させる第2の透過領域を有し、同じ偏光軸の光を射出する第2の光学素子とを備え、
前記第2の光学素子は、前記第1の透過領域と前記第2の透過領域が回転方向に分割配置された回転板であり、前記第2の透過領域は、回転方向にさらに複数の領域に分割され、前記複数の領域のそれぞれには、光学軸が前記領域の前記回転板上で前記回転方向に垂直の方向に対して一定の角度になるようにλ/2位相差板を設けられていることを特徴とする照明光学系。 - 前記複数の領域におけるそれぞれの光学軸は、前記回転方向に垂直の方向に対して平行、あるいは、前記回転方向に垂直の方向に対して垂直な方向であることを特徴とする請求項1に記載の照明光学系。
- 前記第1の光学素子から射出された光束を断面内において所定の光強度分布をつけた光に変換して射出する光強度均一化素子と、
前記第1の光学素子からの射出光を前記光強度均一化素子の入射面に集光させる集光レンズ群と、を備え、
前記第2の光学素子は、前記集光レンズ群と前記光強度均一化素子との間であって、前記光強度均一化素子に近い側に設置されていることを特徴とする請求項1または2に記載の照明光学系。 - 断面が矩形をなし、前記第1の光学素子から射出された光束を内部で多重反射させることにより、所定の光強度分布をつけた光に変換して射出する光強度均一化素子を備え、
前記光強度均一化素子に入射する前記第1の直線偏光光の偏光軸が、前記矩形の短軸方向に垂直であることを特徴とする請求項1または2に記載の照明光学系。 - 前記第1の光源から射出された光束を光軸に略平行にして前記第1の光学素子に射出する第1のレンズ群と、
前記第2の光源から射出された光束を光軸に略平行にして前記第1の光学素子に射出する第2のレンズ群と、
を備えたことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の照明光学系。 - 前記第1の光源および前記第2の光源は、LEDの光源である、
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の照明光学系。 - 前記第1の光源および前記第2の光源は、レーザ光源である、
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の照明光学系。 - 前記第1の光学素子は、第1の光源および第2の光源からの直線偏光光のうち、一方の直線偏光光を透過させ、他方の直線偏光光を反射させることにより、第1の方向から入射する前記第1の光源からの第1の直線偏光光の光束と、前記第1の方向と異なる第2の方向から入射する前記第2の光源からの第2の直線偏光光の光束と、を同じ光軸の射出光として射出することを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の照明光学系。
- 前記第1の光学素子は、反射型偏光板であることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の照明光学系。
- 液晶ライトバルブと、
請求項1ないし9のいずれかの照明光学系から射出された光束を前記液晶ライトバルブに導くリレーレンズ群と、
前記液晶ライトバルブから射出された映像光を拡大投写する投写光学系と、
前記拡大投写された映像光を表示するスクリーンと、
を備えたことを特徴とする投写型映像表示装置。
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