JP5239237B2 - 画像投影装置 - Google Patents
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Description
図1に、第1の実施の形態に係る画像投影装置の主要な光学配置の概略を上面側から示す。この画像投影装置は、反射型表示素子10と、その画像表示面10aを照明するための照明光学系と、画像表示面10aに表示される画像をスクリーン(不図示)に対して拡大投影するための投影光学系11と、を備えている。ここでは、反射型表示素子10として画像表示面10aが長方形のデジタル・マイクロミラー・デバイスを想定している。このため図1では、その画像表示面10aの長辺方向から見た構成において、照明系の光軸AX0が紙面内にあるような図となっているが、画素の偏向軸は紙面に対し45°傾いて、照明系の光軸AX0も紙面上に無く、紙面の下側から画像表示面10aに入射している。
層番号 材料 屈折率 膜厚
(波長550nm) (nm)
ガラス
1 TiO2 2.404 83.03
2 SiO2 1.469 376.38
3 TiO2 2.404 121.05
4 SiO2 1.469 374.21
5 TiO2 2.404 23.45
6 SiO2 1.469 150.35
7 TiO2 2.404 313.44
8 SiO2 1.469 102.57
9 TiO2 2.404 277.07
10 SiO2 1.469 81.1
11 TiO2 2.404 103.63
12 SiO2 1.469 344.54
13 TiO2 2.404 27.7
14 SiO2 1.469 142.08
15 TiO2 2.404 12.72
16 SiO2 1.469 196.64
17 TiO2 2.404 130.68
18 SiO2 1.469 81.71
19 TiO2 2.404 223.7
20 SiO2 1.469 83.82
21 TiO2 2.404 183.23
22 SiO2 1.469 223.92
23 TiO2 2.404 219.12
24 SiO2 1.469 348.52
25 TiO2 2.404 49.93
26 SiO2 1.469 91.54
27 TiO2 2.404 258.91
28 SiO2 1.469 591.59
29 TiO2 2.404 39.73
30 SiO2 1.469 187.64
31 TiO2 2.404 15.49
32 SiO2 1.469 275.3
33 TiO2 2.404 437.6
34 SiO2 1.469 147.11
35 TiO2 2.404 42.86
36 SiO2 1.469 96.86
37 TiO2 2.404 121.32
38 SiO2 1.469 365.07
39 TiO2 2.404 220.29
40 SiO2 1.469 85.42
41 TiO2 2.404 201.11
42 SiO2 1.469 208.37
43 TiO2 2.404 351.03
44 SiO2 1.469 391.59
45 TiO2 2.404 10.88
46 SiO2 1.469 328.91
空気
図3に、第2の実施の形態に係る画像投影装置の主要な光学配置の概略を上面側から示す。この画像投影装置では、多層膜フィルタ8を投影光が透過する構成になっており、レーザーアレイ光源1R,1G,1Bからリレー光学系7までは、第1の実施の形態(図1)と同じ構成になっている。
層番号 材料 屈折率 膜厚
(波長550nm) (nm)
ガラス
1 TiO2 2.404 162.66
2 SiO2 1.469 438.52
3 TiO2 2.404 106.48
4 SiO2 1.469 329.03
5 TiO2 2.404 34.23
6 SiO2 1.469 104
7 TiO2 2.404 822.94
8 SiO2 1.469 458.74
9 TiO2 2.404 102.75
10 SiO2 1.469 119.87
11 TiO2 2.404 620.75
12 SiO2 1.469 275.91
13 TiO2 2.404 253.08
14 SiO2 1.469 255.48
15 TiO2 2.404 331.89
16 SiO2 1.469 631.7
17 TiO2 2.404 81.73
18 SiO2 1.469 136.34
19 TiO2 2.404 52.34
20 SiO2 1.469 275.05
21 TiO2 2.404 358.57
22 SiO2 1.469 166.71
23 TiO2 2.404 185.85
24 SiO2 1.469 176.31
25 TiO2 2.404 462.45
26 SiO2 1.469 94.05
27 TiO2 2.404 382.74
28 SiO2 1.469 369.99
29 TiO2 2.404 30.96
30 SiO2 1.469 259.33
空気
図5に、第3の実施の形態に係る画像投影装置の主要な光学配置の概略を上面側から示し、図6に、その要部概略構成を側面側から示す。この画像投影装置では、多層膜フィルタ8を投影光が透過する構成になっており、レーザーアレイ光源1R,1G,1Bからリレー光学系7までの基本的な構成は、第1の実施の形態(図1)と同じになっている。また、3板式になっており、R,G,Bの各色に対応した3つの反射型表示素子10R,10G,10B(図6)を有している。リレー光学系7と反射型表示素子10R,10G,10Bとの間には、3つのプリズム13R,13G,13Bから成るカラープリズム13が配置されており、リレー光学系7はそれに対応した設計となっている。なお、図5は反射型表示素子10R,10G,10Bの画素の偏向軸方向から見た構成を示しており、図6はそれと直交する方向で、3つの反射型表示素子10R,10G,10Bの配置状況を示している。
層番号 材料 屈折率 膜厚
(波長550nm) (nm)
ガラス
1 TiO2 2.404 68.89
2 SiO2 1.469 40.49
3 TiO2 2.404 106.69
4 SiO2 1.469 387.17
5 TiO2 2.404 94.47
6 SiO2 1.469 171.39
7 TiO2 2.404 50.36
8 SiO2 1.469 112.53
9 TiO2 2.404 48.99
10 SiO2 1.469 130
11 TiO2 2.404 520.01
12 SiO2 1.469 139.93
13 TiO2 2.404 55.59
14 SiO2 1.469 97.93
15 TiO2 2.404 125.77
16 SiO2 1.469 270.87
17 TiO2 2.404 19.69
18 SiO2 1.469 262.2
19 TiO2 2.404 87.1
20 SiO2 1.469 92.18
21 TiO2 2.404 49.15
22 SiO2 1.469 137.1
23 TiO2 2.404 31.77
24 SiO2 1.469 135.34
25 TiO2 2.404 104.86
26 SiO2 1.469 164.83
27 TiO2 2.404 21.05
28 SiO2 1.469 226.25
29 TiO2 2.404 68.14
30 SiO2 1.469 122
31 TiO2 2.404 57.46
32 SiO2 1.469 121.13
33 TiO2 2.404 124.23
34 SiO2 1.469 17.26
35 TiO2 2.404 110.11
36 SiO2 1.469 157.84
37 TiO2 2.404 94.78
38 SiO2 1.469 27.63
空気
図8に、第4の実施の形態に係る画像投影装置の主要な光学配置の概略を上面側から示す。この画像投影装置では、光学多層膜16aをプリズム体16内に形成した構成になっており、レーザーアレイ光源1R,1G,1Bからリレー光学系7までの基本的な構成は、第1の実施の形態(図1)と同じになっている。リレー光学系7と反射型表示素子10との間には2つのプリズム16A,16Bから成るプリズム体16が配置されており、リレー光学系7はそれに対応した設計となっている。2つのプリズム16A,16Bは接着剤で貼り合わされており、その貼り合わせ面の一方に光学多層膜16aが形成されている。
層番号 材料 屈折率 膜厚
(波長550nm) (nm)
ガラス
1 TiO2 2.404 210.44
2 Al2O3 1.654 172.14
3 TiO2 2.404 75.55
4 Al2O3 1.654 22.58
5 TiO2 2.404 155.33
6 Al2O3 1.654 135.61
7 TiO2 2.404 58.66
8 Al2O3 1.654 110
9 TiO2 2.404 66.48
10 Al2O3 1.654 146.96
11 TiO2 2.404 86.38
12 Al2O3 1.654 95.72
13 TiO2 2.404 150.74
14 Al2O3 1.654 108.73
15 TiO2 2.404 177.93
16 Al2O3 1.654 114.33
17 TiO2 2.404 70.43
18 Al2O3 1.654 167.59
19 TiO2 2.404 291.88
20 Al2O3 1.654 300.86
21 TiO2 2.404 62.32
22 Al2O3 1.654 110.52
23 TiO2 2.404 231.49
24 Al2O3 1.654 112.41
25 TiO2 2.404 73.73
26 Al2O3 1.654 50.58
27 TiO2 2.404 48.83
28 Al2O3 1.654 23.86
29 TiO2 2.404 88.42
30 Al2O3 1.654 130.1
31 TiO2 2.404 62.63
32 Al2O3 1.654 103.32
33 TiO2 2.404 228.87
34 Al2O3 1.654 99.21
35 TiO2 2.404 57.36
36 Al2O3 1.654 98.5
37 TiO2 2.404 287.83
38 Al2O3 1.654 110.56
39 TiO2 2.404 235.31
40 Al2O3 1.654 109.95
41 TiO2 2.404 61.44
42 Al2O3 1.654 287.51
43 TiO2 2.404 163.5
44 Al2O3 1.654 96.9
45 TiO2 2.404 108.42
46 Al2O3 1.654 115.56
47 TiO2 2.404 65.22
48 Al2O3 1.654 103.47
49 TiO2 2.404 63.09
50 Al2O3 1.654 100.7
51 TiO2 2.404 167.03
52 Al2O3 1.654 35.87
53 TiO2 2.404 222.7
54 Al2O3 1.654 164.55
55 TiO2 2.404 53.52
56 Al2O3 1.654 151.23
57 TiO2 2.404 28.51
58 Al2O3 1.654 125.27
ガラス
1G 緑色発光のレーザーアレイ光源(レーザー光源)
1B 青色発光のレーザーアレイ光源(レーザー光源)
3R R用の反射ミラー
3G G用の反射ミラー
3B B用の反射ミラー
4R R反射用のダイクロイックミラー
4G G反射用のダイクロイックミラー
5 レンズアレイ
6 ロッドインテグレータ
8 多層膜フィルタ(光学部材)
8a 光学多層膜
8b 板ガラス
9 アクチュエータ
10 反射型表示素子
10a 画像表示面
10R R用の反射型表示素子
10G G用の反射型表示素子
10B B用の反射型表示素子
11 投影光学系
13 カラープリズム(色分解合成光学系)
13R R用のプリズム
13G G用のプリズム
13B B用のプリズム
16 プリズム体
16A,16B プリズム
16a 光学多層膜
α 光学多層膜に対する反射時の入射角
β 光学多層膜に対する透過時の入射角
AX0 照明系の光軸
AX1 投影系の光軸(投影光の主光線)
P 照明光束
Claims (6)
- レーザー光源から出射した3原色R,G,Bの各照明光であって光路合成された照明光で反射型表示素子の画像表示面を照明し、その反射光を投影光として投影光学系によりスクリーンに画像投影を行う画像投影装置であって、
3原色R,G,Bに対応する3つの波長域について、特定の入射角のレーザー光を反射させ、かつ、他の入射角のレーザー光を透過させる一つの光学多層膜を有する光学部材を前記反射型表示素子と前記投影光学系との間に配置し、
その光学部材の光学多層膜に、R,G,Bのレーザー光からなる照明光の光束を入射させるとともに、R,G,Bのレーザー光からなる投影光の光束を照明光の光束とは異なる角度で入射させ、投影光の光束と照明光の光束のいずれか一方を反射させ、他方を透過させることを特徴とする画像投影装置。 - レーザー光源から出射した3原色R,G,Bの各照明光で反射型表示素子の画像表示面を照明し、その反射光を投影光として投影光学系によりスクリーンに画像投影を行う画像投影装置であって、
前記反射型表示素子と前記投影光学系との間に、3原色R,G,Bに対応する3つの波長域について、特定の入射角のレーザー光を反射させ、かつ、他の入射角のレーザー光を透過させる光学多層膜を有する光学部材が配置されており、その光学部材が前記照明光と前記投影光とを分離し、
前記光学多層膜を有する光学部材が、板ガラス上に光学多層膜を形成して成る多層膜フィルタであり、その多層膜フィルタが、投影光を反射させ、かつ、照明光を透過させるように配置されており、前記多層膜フィルタを微小振動させるアクチュエータを更に有することを特徴とする画像投影装置。 - 前記光学多層膜を有する光学部材が、投影光を透過させ、かつ、照明光を反射させるように配置されており、投影光の主光線の光学多層膜への入射角が10度以下であることを特徴とする請求項1記載の画像投影装置。
- 前記反射型表示素子がR用,G用,B用の3つの反射型表示素子から成り、前記光学多層膜を有する光学部材と各反射型表示素子との間に色分解合成光学系を更に有することを特徴とする請求項1記載の画像投影装置。
- 前記光学多層膜を有する光学部材が、複数のプリズムを接着剤で貼り合わせて成るプリズム体であり、その貼り合せ面に前記光学多層膜が形成されていることを特徴とする請求項1記載の画像投影装置。
- 前記反射型表示素子がデジタル・マイクロミラー・デバイスであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の画像投影装置。
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