JP6082560B2 - 光源装置およびそれを用いた投射型表示装置 - Google Patents
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小型プロジェクタで使用される映像表示素子は、例えば反射型液晶表示素子であるLCOS(Liquid Crystal On Silicon)、マイクロミラー型映像表示素子であるDMD(Digital Micromirror Device)、MEMS(MicroElectro Mechanical Systems)ミラーを2次元走査するものなどが知られている。
tanθ<(W/2)/L ……(数1)
の関係を満たすことを特徴とする。数1により、光源光軸はレンズアレイの中心のレンズセルに所定の角度で入射する。
tanθ<(W/2−D)/L ……(数2)
の関係を満たすことを特徴とする。また、このときDの絶対値はW/2よりも小さいことを特徴とする。数2により、光源光軸はレンズアレイの中心のレンズセルに所定の角度で入射する。
Claims (10)
- 投射映像を面投射する投射型表示装置の光源装置であって、
第1の色光の面照射光を出力する第1の固体光源と、
第2の色光の面照射光を出力する第2の固体光源と、
第3の色光の面照射光を出力する第3の固体光源と、
前記第1の固体光源の光束を反射する第1のダイクロイック面と前記第2の固体光源の光束を反射する第2のダイクロイック面とが互いに非平行で対面して設けられ、前記第3の固体光源の光束が前記第1のダイクロイック面と前記第2のダイクロイック面を屈折透過するくさび型ダイクロイックミラーと、
前記くさび型ダイクロイックミラーから入射する光束の照度分布を平滑化するレンズアレイと、を備え、
前記第3の固体光源の光束の光軸は、前記くさび型ダイクロイックミラーによって前記レンズアレイの中心の法線に一致するように前記レンズアレイに入射し、
前記第1の固体光源の光束の光軸と前記第2の固体光源の光束の光軸は、前記くさび型ダイクロイックミラーによって前記レンズアレイの中心の法線に対して互いに線対称となるように反射して、前記レンズアレイに入射することを特徴とする光源装置。 - 請求項1に記載の光源装置において、
前記第1の固体光源と前記第2の固体光源は近接して配置され、
前記第1の固体光源と前記第2の固体光源の出射光を略平行光に変換して前記くさび型ダイクロイックミラーに出射する球面あるいは非球面の第1の平行化レンズと、
前記第3の固体光源の出射光を略平行光に変換して前記くさび型ダイクロイックミラーに出射する球面あるいは非球面の第2の平行化レンズと、を備え、
前記第1の固体光源と前記第2の固体光源は、前記第1の平行化レンズの光軸上と異なる位置に所定量オフセットして配置され、
前記第1の固体光源の略平行化された光束の光軸と前記第2の固体光源の略平行化された光束の光軸の方向は、前記第1の平行化レンズの光軸の方向と異なり、
前記第3の固体光源は、前記第2の平行化レンズの光軸上の位置に配置され、
前記第3の固体光源の略平行化された光束の光軸の方向は、前記第2の平行化レンズの光軸の方向と等しいことを特徴とする光源装置。 - 請求項1あるいは請求項2のいずれかに記載の光源装置において、
前記第1の固体光源の光束の光軸と前記第2の固体光源の光束の光軸は、前記レンズアレイの中心の法線に対して略平行に所定量シフトして前記レンズアレイに入射することを特徴とする光源装置。 - 請求項1あるいは請求項2のいずれかに記載の光源装置において、
前記第1の固体光源の光束の光軸と前記第2の固体光源の光束の光軸は、前記レンズアレイの中心の法線に対して所定の角度傾いて前記レンズアレイに入射することを特徴とする光源装置。 - 請求項4に記載の光源装置において、
前記第1の固体光源の光束あるいは前記第2の固体光源の光束の光軸は、前記レンズアレイの光軸と前記第1のダイクロイック面との交点を通過し、
前記交点と前記レンズアレイの垂直距離をL、
前記レンズアレイのひとつのレンズ面の一辺をW、
前記レンズアレイに入射する前記第1の固体光源の光束あるいは前記第2の固体光源の光束の光軸と前記レンズアレイの光軸のなす角をθとしたときに、
tanθ<(W/2)/L
の関係を満たすことを特徴とする光源装置。 - 請求項4に記載の光源装置において、
前記第1の固体光源の光束の光軸あるいは前記第2の固体光源の光束の光軸は、前記レンズアレイの中心の法線と前記第1のダイクロイック面との交点から所定量ずれた位置を通過し、
前記レンズアレイの中心の法線に対して所定の角度傾いて前記レンズアレイに入射することを特徴とする光源装置。 - 請求項6に記載の光源装置において、
前記第1の固体光源の光束の光軸あるいは前記第2の固体光源の光束の光軸の前記第1のダイクロイック面の通過位置の、前記レンズアレイの光軸からの距離をD、
前記交点と前記レンズアレイの垂直距離をL、
前記レンズアレイのひとつのレンズ面の一辺をW、
前記レンズアレイに入射する前記第1の固体光源の光束の光軸あるいは前記第2の固体光源の光束の光軸と前記レンズアレイの光軸のなす角をθとしたときに、
tanθ<(W/2−D)/L
の関係を満たすことを特徴とする光源装置。 - 請求項1〜7のいずれかに記載の光源装置において、
前記第1の色光は赤色光であり、前記第2の色光は青色光であり、前記第3の色光は緑色光であることを特徴とする光源装置。 - 請求項1〜8のいずれか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置の前記レンズアレイを出射した光を重畳する第1のリレーレンズと、
前記光の光路を所定の方向に折り曲げるミラーと、
前記光を略平行光に変換する第2のリレーレンズと、
前記光の光路長差を補正する光学プリズムと、
前記光の入射角に応じて光を全反射もしくは透過させるTIRプリズムと、
前記光を受け、映像信号に応じた映像光を形成するマイクロミラー型映像表示素子と、
該映像光をスクリーン上に投影する投影レンズを少なくとも備えることを特徴とする投射型表示装置。 - 請求項1〜8のいずれか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置の前記レンズアレイを出射した光の偏光方向を揃える偏光変換素子と、
前記偏光変換素子を出射した光を重畳する第1のリレーレンズと、
前記光の偏光方向に応じて光を反射もしくは透過させる偏光ビームスプリッタと、
前記光を略平行光に変換する第2のリレーレンズと、
前記光を受け、映像信号に応じた映像光を形成する反射型液晶表示素子と、
該映像光をスクリーン上に投影する投影レンズを少なくとも備えることを特徴とする投射型表示装置。
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