JP7543801B2 - 光源装置およびプロジェクター - Google Patents
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Description
する光と前記第1偏光方向とは異なる第2偏光方向に偏光する光とを含む第1光を射出す
る光源部と、前記光源部から第1方向に沿って入射される前記第1偏光方向に偏光する前
記第1光を前記第1方向に透過し、前記第2偏光方向に偏光する前記第1光を前記第1方
向に透過する光学素子と、前記光学素子に対して前記第1方向に配置され、前記光学素子
から前記第1方向に沿って入射される前記第1偏光方向に偏光する前記第1光を前記第1
方向に透過し、前記第2偏光方向に偏光する前記第1光を前記第1方向と交差する第2方
向に反射する偏光分離素子と、前記偏光分離素子に対して前記第2方向に配置され、前記
偏光分離素子から前記第2方向に沿って入射される前記第1光を拡散させ、前記第2方向
とは反対方向である第3方向に射出する拡散素子と、前記偏光分離素子に対して前記第1
方向に配置され、前記偏光分離素子から前記第1方向に沿って入射される前記第1偏光方
向に偏光する前記第1光を波長変換し、前記第1波長帯とは異なる第2波長帯を有する第
2光を前記第1方向とは反対方向である第4方向に射出する波長変換素子と、前記偏光分
離素子に対して前記第3方向に配置され、前記偏光分離素子から射出される光を、前記第
1波長帯を有する第3光と、前記第2波長帯を有する第4光と、に分離する第1色分離素
子と、前記光学素子に対して前記第3方向に配置され、前記光学素子から射出される光を
、前記第2波長帯とは異なる第3波長帯を有する第5光と、前記第2波長帯および前記第
3波長帯とは異なる第4波長帯を有する第6光と、に分離する第2色分離素子と、を備え
、前記偏光分離素子は、前記第1偏光方向に偏光する前記第2光を前記第4方向に透過し
、前記第2偏光方向に偏光する前記第2光を前記第3方向に反射し、前記光学素子は、前
記偏光分離素子から前記第4方向に沿って入射される前記第1偏光方向に偏光する前記第
2光を前記第3方向に反射する。
また、本発明の他の一つの態様の光源装置は、第1波長帯を有し、第1偏光方向に偏光
する光と前記第1偏光方向とは異なる第2偏光方向に偏光する光とを含む第1光を射出す
る光源部と、前記光源部から第1方向に沿って入射される前記第1偏光方向に偏光する前
記第1光を前記第1方向に透過し、前記第2偏光方向に偏光する前記第1光を前記第1方
向に透過する光学素子と、前記光学素子に対して前記第1方向に配置され、前記光学素子
から前記第1方向に沿って入射される前記第1偏光方向に偏光する前記第1光を前記第1
方向に透過し、前記第2偏光方向に偏光する前記第1光を前記第1方向と交差する第2方
向に反射する偏光分離素子と、前記偏光分離素子に対して前記第2方向に配置され、前記
偏光分離素子から前記第2方向に沿って入射される前記第1光を拡散させ、拡散した前記
第1光を前記第2方向とは反対方向である第3方向に射出する拡散素子と、前記偏光分離
素子に対して前記第1方向に配置され、前記偏光分離素子から前記第1方向に沿って入射
される前記第1偏光方向に偏光する前記第1光を波長変換し、前記第1波長帯とは異なる
第2波長帯を有する第2光を前記第1方向とは反対方向である第4方向に射出する波長変
換素子と、前記偏光分離素子に対して前記第3方向に配置され、前記偏光分離素子から射
出される光を、前記第1波長帯を有する第3光と、前記第2波長帯を有する第4光と、に
分離する第1色分離素子と、前記光学素子に対して前記第3方向に配置され、前記光学素
子から射出される光を、前記第2波長帯とは異なる第3波長帯を有する第5光と、前記第
2波長帯および前記第3波長帯とは異なる第4波長帯を有する第6光と、に分離する第2
色分離素子と、を備え、前記偏光分離素子は、前記第1偏光方向に偏光する前記第2光を
前記第4方向に透過し、前記第2偏光方向に偏光する前記第2光を前記第3方向に反射し
、前記光学素子は、前記偏光分離素子から前記第4方向に沿って入射される前記第1偏光
方向に偏光する前記第2光を前記第3方向に反射し、前記偏光分離素子と前記拡散素子と
の間に設けられ、前記偏光分離素子から前記第2方向に沿って前記第2偏光方向に偏光す
る前記第1光が入射される第1位相差素子をさらに備える。
以下、本発明の第1実施形態について、図1~図7を用いて説明する。
図1は、本実施形態のプロジェクター1の概略構成図である。
なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
フィールドレンズ5は、均一化装置4と光変調装置6との間に配置されている。フィールドレンズ5は、均一化装置4から射出される光Lを平行化し、光変調装置6に導く。
本実施形態の+X方向は、特許請求の範囲の第1方向に対応する。本実施形態の-Z方向は、特許請求の範囲の第2方向に対応する。本実施形態の+Z方向は、特許請求の範囲の第3方向に対応する。本実施形態の-X方向は、特許請求の範囲の第4方向に対応する。
図2は、本実施形態の光源装置2の斜視図である。図3は、+Y方向から見た光源装置2の平面図である。
図2および図3に示すように、光源装置2は、光変調装置6を照明する光Lを、照明光軸Axに平行な方向、すなわち+Z方向に射出する。光源装置2が射出する光Lは、偏光方向が揃った直線偏光であり、空間的に分離された複数の色光を含む。本実施形態では、光源装置2が射出する光Lは、それぞれがS偏光からなる4本の光束で構成される。4本の光束は、青色光BLs、黄色光YLs、緑色光GLs、および赤色光RLsである。
また、各図面においては、P偏光を破線の矢印で示し、S偏光を実線の矢印で示し、P偏光およびS偏光以外の偏光状態の光を1点鎖線の矢印で示す。
光源部21は、+X方向に沿って光学素子22に入射される青色光BLs,BLpを射出する。光源部21は、複数の発光素子211と、複数のコリメーターレンズ212と、回転位相差装置213と、を有する。発光素子211は、青色光BLsを射出する固体光源で構成されている。具体的には、発光素子211は、S偏光の青色光BLsを射出する半導体レーザーで構成されている。青色光BLsは、例えば440~480nmの青色波長帯を有し、例えば450~460nmの範囲内にピーク波長を有するレーザー光である。本実施形態の青色波長帯は、特許請求の範囲の第1波長帯に対応する。本実施形態の青色光BLs,BLpは、特許請求の範囲の第1光に対応する。
光学素子22には、S偏光の青色光BLsとP偏光の青色光BLpとを含む光が、+X方向に沿って入射される。光学素子22は、図示を省略するが、基板と、基板の一面に設けられた光学膜と、から構成されている。すなわち、本実施形態の光学素子22は、プレート型の光学素子から構成されている。基板は、例えば一般的な光学ガラスから構成されている。光学膜は、例えば誘電体多層膜から構成されている。
偏光分離素子23は、光学素子22に対して+X方向に配置されている。偏光分離素子23には、光学素子22を透過したP偏光の青色光BLpと、光学素子22を透過したS偏光の青色光BLsと、が入射される。偏光分離素子23は、プリズム型の偏光分離素子で構成されている。偏光分離素子23は、2つの基材232と、2つの基材232の間に設けられる偏光分離層231と、を有する。
第1位相差素子24は、偏光分離素子23に対して+X方向に配置されている。すなわち、第1位相差素子24は、X軸上において偏光分離素子23と拡散板261との間に配置されている。第1位相差素子24は、第1位相差素子24に入射される青色光BLpの青色波長帯に対する1/4波長板で構成されている。偏光分離素子23を透過したP偏光の青色光BLpは、第1位相差素子24によって例えば右回りの円偏光の青色光BLc1に変換された後、第1集光素子25に向けて射出される。このように、第1位相差素子24は、偏光分離素子23から+X方向に沿ってP偏光の青色光BLpが入射され、青色光BLpの偏光状態を直線偏光から円偏光に変換する。
第1集光素子25は、第1位相差素子24に対して+X方向に配置されている。すなわち、第1集光素子25は、X軸上において第1位相差素子24と拡散装置26との間に配置されている。第1集光素子25は、第1位相差素子24から入射される青色光BLc1を拡散装置26の拡散板261上に集束させる。また、第1集光素子25は、拡散装置26から入射される、後述する青色光BLc2を平行化し、第1位相差素子24に向けて射出する。図3の例では、第1集光素子25は、第1レンズ251と、第2レンズ252と、の2枚の凸レンズから構成されている。なお、第1集光素子25を構成するレンズの数は、特に限定されない。
拡散装置26は、第1集光素子25に対して+X方向に配置されている。すなわち、拡散装置26は、偏光分離素子23に対して+X方向に配置されている。拡散装置26は、偏光分離素子23から第1位相差素子24および第1集光素子25を経て+X方向に沿って入射される青色光BLc1を、後述する波長変換素子28から射出される黄色光YLと同等の拡散角となるように拡散させ、-X方向に射出する。拡散装置26は、拡散板261と、回転装置262と、を備える。拡散板261は、できる限りランバート散乱に近い反射特性を持つことが好ましく、拡散板261に入射された青色光BLc1を広角に反射する。回転装置262は、モーター等から構成され、拡散板261をX軸と平行な回転軸Rxを中心として回転させる。
本実施形態の拡散板261は、特許請求の範囲の拡散素子に対応する。
第2集光素子27は、偏光分離素子23に対して-Z方向に配置されている。すなわち、第2集光素子27は、Z軸上において偏光分離素子23と波長変換素子28との間に配置されている。第2集光素子27は、偏光分離素子23で反射された青色光BLsを波長変換素子28上に集束させる。また、第2集光素子27は、波長変換素子28から射出される、後述する黄色光YLを平行化し、偏光分離素子23に向けて射出する。図3の例では、第2集光素子27は、第1レンズ271と、第2レンズ272と、の2枚の凸レンズから構成されている。なお、第2集光素子27を構成するレンズの数は、特に限定されない。
波長変換素子28は、第2集光素子27に対して-Z方向に配置されている。すなわち、波長変換素子28は、偏光分離素子23に対して-Z方向に配置されている。波長変換素子28は、光が入射されることによって励起され、波長変換素子28に入射した光の波長帯とは異なる波長帯を有する光を、光の入射方向とは反対方向に射出する反射型の波長変換素子である。換言すると、波長変換素子28は、波長変換素子28に入射された光を波長変換し、波長変換された光を光の入射方向とは反対方向に射出する。
本実施形態の黄色波長帯を有する蛍光、すなわち、非偏光の黄色光YLは、特許請求の範囲の第2波長帯を有する第2光に対応する。
なお、本実施形態のP偏光の黄色光YLpは、特許請求の範囲の第1偏光方向に偏光する第2光に対応する。S偏光の黄色光YLsは、特許請求の範囲の第2偏光方向に偏光する第2光に対応する。
図5は、+X方向から見た光源装置2の側面図である。すなわち、図5は、第1色分離素子29を+X方向から見た状態を示している。図5においては、図面を見やすくするため、図3に示した構成要素のうち、第2集光素子27、波長変換素子28、第1位相差素子24、第1集光素子25、および拡散装置26の図示を省略している。
本実施形態の青色波長帯を有する青色光BLsは、特許請求の範囲の第1波長帯を有する第3光に対応する。本実施形態の黄色波長帯を有する黄色光YLpは、特許請求の範囲の第2波長帯を有する第4光に対応する。
反射素子31は、反射プリズム292に対して+Z方向に配置されている。換言すると、反射素子31は、反射プリズム292から射出される黄色光YLpの光路上に配置されている。反射素子31は、反射素子31に入射される光のうち、一部の光を透過させ、他の光を反射するハーフミラーから構成されている。ハーフミラーの透過率および反射率は、光源装置2から射出される光Lのホワイトバランスに応じて任意に設定されていればよく、例えば透過率が80%となり、反射率が20%となるように設定されている。
第4位相差素子30は、反射素子31に対して+Z方向に配置されている。換言すると、第4位相差素子30は、反射素子31から射出される黄色光YLpの光路上に配置されている。第4位相差素子30は、黄色光YLpが有する黄色波長帯に対する1/2波長板で構成されている。第4位相差素子30は、反射素子31から射出されるP偏光の黄色光YLpを、S偏光の黄色光YLsに変換する。第4位相差素子30によってS偏光に変換された黄色光YLsは、光源装置2から+Z方向に射出されて、図1に示す均一化装置4に入射する。すなわち、黄色光YLsは、青色光BLsとは空間的に分離され、光源装置2における青色光BLsの射出位置とは異なる射出位置から射出され、均一化装置4に入射する。詳述すると、黄色光YLsは、光源装置2における青色光BLsの射出位置から-Y方向に離れた射出位置から射出され、均一化装置4に入射する。
図4は、-X方向から見た光源装置2の側面図である。すなわち、図4は、第2色分離素子33を-X方向から見た状態を示している。図4においては、図面を見やすくするため、図3に示した構成要素のうち、回転位相差装置213、第2集光素子27、および波長変換素子28等の図示を省略している。
本実施形態の緑色波長帯の緑色波長帯の緑色光GLsは、第3波長帯を有する第5光に対応する。本実施形態の赤色波長帯の赤色光RLsは、第4波長帯を有する第6光に対応する。
図1に示すように、均一化装置4は、光源装置2から射出された光が照射される光変調装置6の画像形成領域における照度を均一化する。均一化装置4は、第1マルチレンズ41と、第2マルチレンズ42と、重畳レンズ43と、を有する。
図6に示すように、光源装置2から射出された緑色光GLs、赤色光RLs、青色光BLs、および黄色光YLsは、第1マルチレンズ41に入射される。光源装置2における-X方向で+Y方向の位置から射出された緑色光GLsは、第1マルチレンズ41における-X方向で+Y方向の領域A1に含まれる複数のレンズ411に入射される。また、光源装置2における-X方向で-Y方向の位置から射出された赤色光RLsは、第1マルチレンズ41における-X方向で-Y方向の領域A2に含まれる複数のレンズ411に入射される。
本実施形態の光源装置2から射出された光Lのうち、青色光BLsは、特許請求の範囲の第3光に対応する。黄色光YLsは、特許請求の範囲の第4光に対応する。緑色光GLsは、特許請求の範囲の第5光に対応する。赤色光RLsは、特許請求の範囲の第6光に対応する。
図1に示すように、光変調装置6は、光源装置2から射出された光を変調する。詳述すると、光変調装置6は、光源装置2から射出されて均一化装置4およびフィールドレンズ5を介して入射される各色光を画像情報に応じてそれぞれ変調し、画像情報に応じた画像光を形成する。光変調装置6は、1つの液晶パネル61と、1つのマイクロレンズアレイ62と、を備える。
図7は、-Z方向から見た光変調装置6の一部を拡大視した模式図である。換言すると、図7は、液晶パネル61が有する画素PXと、マイクロレンズアレイ62が有するマイクロレンズ621と、の対応関係を示している。
図7に示すように、液晶パネル61は、照明光軸Ax(Z軸)に直交する面内にマトリクス状に配列された複数の画素PXを有する。
図1に示すように、マイクロレンズアレイ62は、液晶パネル61に対して光入射側である-Z方向に設けられている。マイクロレンズアレイ62は、マイクロレンズアレイ62に入射される複数の色光を個々の画素PXに導く。マイクロレンズアレイ62は、複数の画素PXに対応する複数のマイクロレンズ621を有する。
特許文献1に記載された従来のプロジェクターにおいては、光源としてランプが用いられている。ランプから射出される光は偏光方向が揃っていないため、光変調装置として液晶パネルを用いるためには、偏光方向を揃えるための偏光変換手段が必要となる。プロジェクターには、マルチレンズアレイと偏光分離素子(PBS)アレイとを備える偏光変換手段が一般的に用いられている。ところが、プロジェクターを小型化するために、ピッチが狭いマルチレンズアレイとPBSアレイとが必要となるが、ピッチが狭いPBSアレイの作製は非常に困難である。
以下、本発明の第2実施形態について、図8および図9を用いて説明する。
第2実施形態の光源装置の基本構成は第1実施形態と同様であり、反射素子の構成が第1実施形態と異なる。そのため、光源装置の全体説明は省略する。
図8は、+X方向から見た第2実施形態の光源装置12の側面図である。図9は、マルチレンズ上の各色光の入射位置を示す模式図である。なお、図8においては、第2集光素子27、波長変換素子28、第1位相差素子24、第1集光素子25、および拡散装置26の図示を省略する。
図8および図9において、第1実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
本実施形態において、第1実施形態の黄色光YLsが射出された位置から射出される緑色光GLs2は、特許請求の範囲の第4光に対応する。
本実施形態においても、ピッチが狭い偏光変換素子を用いることなく、偏光方向が揃えられた複数の色光を射出可能な光源装置12を実現できる、光源装置12およびプロジェクター1の小型化が図れる、誘電体多層膜の形成が容易であり、低コストで光分離特性に優れた光学素子22および偏光分離素子23を作製できる、といった第1実施形態と同様の効果が得られる。
以下、本発明の第3実施形態について、図10~図13を用いて説明する。
第3実施形態の光源装置の基本構成は第1実施形態と同様であり、拡散素子、波長変換素子等の構成が第1実施形態と異なる。そのため、光源装置の全体説明は省略する。
図10は、+Y方向から見た第3実施形態の光源装置13の平面図である。図11は、-X方向から見た光源装置13の側面図である。図12は、+X方向から見た光源装置13の側面図である。図13は、マルチレンズ上の各色光の入射位置を示す模式図である。
図10~図13において、第1実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
第1実施形態の場合、光学素子22は、黄色波長帯に対しては、少なくともS偏光を反射する特性を有していればよく、P偏光を反射するか否かは不問であった。これに対して、本実施形態の光学素子32は、黄色波長帯に対して、S偏光とP偏光の双方を反射する必要がある。すなわち、本実施形態の光学素子32は、偏光方向に依らず、青色波長帯の光を透過し、黄色波長帯の光を反射する特性を有するダイクロイックミラーで構成されている。
拡散装置26は、偏光分離素子23に対して-Z方向に設けられている。第1位相差素子24は、Z軸上において偏光分離素子23と拡散装置26との間に設けられている。第1位相差素子24には、偏光分離素子23から-Z方向に沿ってS偏光の青色光BLsが入射される。第1集光素子25は、Z軸方向に沿って第1位相差素子24と拡散装置26との間に設けられている。
波長変換素子28は、偏光分離素子23に対して+X方向に設けられている。第2集光素子27は、X軸上において偏光分離素子23と波長変換素子28との間に設けられている。
図12に示すように、第1色分離素子39は、偏光分離素子23に対して+Z方向に配置されている。第1色分離素子39は、ダイクロイックプリズム391と、反射プリズム292と、を有する。ダイクロイックプリズム391と反射プリズム292とは、Y軸に沿って並んで配置されている。第1色分離素子39は、偏光分離素子23から+Z方向に射出される光を、青色波長帯を有する青色光BLpと、黄色波長帯を有する黄色光YLsと、に分離する。
第3位相差素子36は、Z軸上において光学素子32と第2色分離素子37との間に設けられている。第3位相差素子36は、黄色光YLpが有する黄色波長帯に対する1/2波長板で構成されている。第3位相差素子36は、光学素子32から+Z方向に射出されるP偏光の黄色光YLpを、S偏光の黄色光YLsに変換する。第3位相差素子36から射出されるS偏光の黄色光YLsは、第2色分離素子37に入射する。
図11に示すように、第2色分離素子37は、光学素子32に対して+Z方向に配置されている。第2色分離素子37は、ダイクロイックプリズム371と、反射プリズム332と、を有する。第2色分離素子37は、第3位相差素子36から+Z方向に射出されるS偏光の黄色光YLsを、黄色波長帯とは異なる緑色波長帯の緑色光GLsと、黄色波長帯および緑色波長帯とは異なる赤色波長帯の赤色光RLsとに分離する。
光源装置13およびプロジェクター1のその他の構成は、第1実施形態と同様である。
本実施形態の光源装置13は、青色波長帯を有し、P偏光の青色光BLpとS偏光の青色光BLsとを含む青色光を射出する光源部21と、光源部21から+X方向に沿って入射されるP偏光の青色光BLpを+X方向に透過し、S偏光の青色光BLsを+X方向に透過する光学素子32と、光学素子32に対して+X方向に配置され、光学素子32から+X方向に沿って入射されるP偏光の青色光BLpを+X方向に透過し、S偏光の青色光BLsを+X方向と交差する-Z方向に反射する偏光分離素子23と、偏光分離素子23に対して-Z方向に配置され、偏光分離素子23から-Z方向に沿って入射される青色光BLc1を拡散させ、拡散した青色光BLc2を-Z方向とは反対方向である+Z方向に射出する拡散板261と、偏光分離素子23に対して+X方向に配置され、偏光分離素子23から+X方向に沿って入射されるP偏光の青色光BLpを波長変換し、青色波長帯とは異なる黄色波長帯を有する黄色光YLを+X方向とは反対方向である-X方向に射出する波長変換素子28と、偏光分離素子23に対して+Z方向に配置され、偏光分離素子23から射出される光を、青色波長帯を有する青色光BLpと、黄色波長帯を有する黄色光YLsと、に分離する第1色分離素子39と、光学素子32に対して+Z方向に配置され、光学素子32から射出される黄色光YLpを、黄色波長帯とは異なる緑色波長帯を有する緑色光GLsと、黄色波長帯および緑色波長帯とは異なる赤色波長帯を有する赤色光RLsと、に分離する第2色分離素子37と、を備え、偏光分離素子23は、P偏光の黄色光YLpを-X方向に透過し、S偏光の黄色光YLsを+Z方向に反射し、光学素子32は、偏光分離素子23から-X方向に沿って入射されるP偏光の黄色光YLpを+Z方向に反射する。
以下、本発明の第2実施形態について、図14および図15を用いて説明する。
第4実施形態の光源装置の基本構成は第3実施形態と同様であり、反射素子の構成が第3実施形態と異なる。そのため、光源装置の全体説明は省略する。
図14は、+X方向から見た第2実施形態の光源装置14の側面図である。図15は、マルチレンズ上の各色光の入射位置を示す模式図である。なお、図14においては、第2集光素子27、波長変換素子28、第1位相差素子24、第1集光素子25、および拡散装置26の図示を省略する。
図14および図15において、第3実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
本実施形態においても、ピッチが狭い偏光変換素子を用いることなく、偏光方向が揃えられた複数の色光を射出可能な光源装置14を実現できる、光源装置14およびプロジェクター1の小型化が図れる、誘電体多層膜の形成が容易であり、低コストで光分離特性に優れた光学素子32および偏光分離素子23を作製できる、といった第1実施形態と同様の効果が得られる。
例えば第1実施形態において、光学素子は、プレート型でもよいし、プリズム型でもよいと述べたが、他の実施形態においても、光学素子は、プレート型でもよいし、プリズム型でもよい。
本発明の一つの態様の光源装置は、第1波長帯を有し、第1偏光方向に偏光する光と前記第1偏光方向とは異なる第2偏光方向に偏光する光とを含む第1光を射出する光源部と、前記光源部から第1方向に沿って入射される前記第1偏光方向に偏光する前記第1光を前記第1方向に透過し、前記第2偏光方向に偏光する前記第1光を前記第1方向に透過する光学素子と、前記光学素子に対して前記第1方向に配置され、前記光学素子から前記第1方向に沿って入射される前記第1偏光方向に偏光する前記第1光を前記第1方向に透過し、前記第2偏光方向に偏光する前記第1光を前記第1方向と交差する第2方向に反射する偏光分離素子と、前記偏光分離素子に対して前記第2方向に配置され、前記偏光分離素子から前記第2方向に沿って入射される前記第2偏光方向に偏光する前記第1光を波長変換し、前記第1波長帯とは異なる第2波長帯を有する第2光を前記第2方向とは反対方向である第3方向に射出する波長変換素子と、前記偏光分離素子に対して前記第1方向に配置され、前記偏光分離素子から前記第1方向に沿って入射される前記第1光を拡散させ、拡散した前記第1光を前記第1方向とは反対方向である第4方向に射出する拡散素子と、前記偏光分離素子に対して前記第3方向に配置され、前記偏光分離素子から射出される光を、前記第1波長帯を有する第3光と、前記第2波長帯を有する第4光と、に分離する第1色分離素子と、前記光学素子に対して前記第3方向に配置され、前記光学素子から射出される光を、前記第2波長帯とは異なる第3波長帯を有する第5光と、前記第2波長帯および前記第3波長帯とは異なる第4波長帯を有する第6光と、に分離する第2色分離素子と、を備え、前記偏光分離素子は、前記第1偏光方向に偏光する前記第2光を前記第3方向に透過し、前記第2偏光方向に偏光する前記第2光を前記第4方向に反射し、前記光学素子は、前記偏光分離素子から前記第4方向に沿って入射される前記第2偏光方向に偏光する前記第2光を前記第3方向に反射する。
本発明の一つの態様のプロジェクターは、本発明の一つの態様の光源装置と、前記光源装置からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学装置と、を備える。
Claims (7)
- 第1波長帯を有し、第1偏光方向に偏光する光と前記第1偏光方向とは異なる第2偏光
方向に偏光する光とを含む第1光を射出する光源部と、
前記光源部から第1方向に沿って入射される前記第1偏光方向に偏光する前記第1光を
前記第1方向に透過し、前記第2偏光方向に偏光する前記第1光を前記第1方向に透過す
る光学素子と、
前記光学素子に対して前記第1方向に配置され、前記光学素子から前記第1方向に沿っ
て入射される前記第1偏光方向に偏光する前記第1光を前記第1方向に透過し、前記第2
偏光方向に偏光する前記第1光を前記第1方向と交差する第2方向に反射する偏光分離素
子と、
前記偏光分離素子に対して前記第2方向に配置され、前記偏光分離素子から前記第2方
向に沿って入射される前記第1光を拡散させ、拡散した前記第1光を前記第2方向とは反
対方向である第3方向に射出する拡散素子と、
前記偏光分離素子に対して前記第1方向に配置され、前記偏光分離素子から前記第1方
向に沿って入射される前記第1偏光方向に偏光する前記第1光を波長変換し、前記第1波
長帯とは異なる第2波長帯を有する第2光を前記第1方向とは反対方向である第4方向に
射出する波長変換素子と、
前記偏光分離素子に対して前記第3方向に配置され、前記偏光分離素子から射出される
光を、前記第1波長帯を有する第3光と、前記第2波長帯を有する第4光と、に分離する
第1色分離素子と、
前記光学素子に対して前記第3方向に配置され、前記光学素子から射出される光を、前
記第2波長帯とは異なる第3波長帯を有する第5光と、前記第2波長帯および前記第3波
長帯とは異なる第4波長帯を有する第6光と、に分離する第2色分離素子と、
を備え、
前記偏光分離素子は、前記第1偏光方向に偏光する前記第2光を前記第4方向に透過し
、前記第2偏光方向に偏光する前記第2光を前記第3方向に反射し、
前記光学素子は、前記偏光分離素子から前記第4方向に沿って入射される前記第1偏光
方向に偏光する前記第2光を前記第3方向に反射し、
前記偏光分離素子と前記拡散素子との間に設けられ、前記偏光分離素子から前記第2方
向に沿って前記第2偏光方向に偏光する前記第1光が入射される第1位相差素子をさらに
備える、光源装置。 - 前記光源部は、
前記第1波長帯を有する光を射出する発光素子と、
前記発光素子から射出される前記第1波長帯を有する光が入射され、前記第1偏光方向
に偏光する光と前記第2偏光方向に偏光する光とを含む前記第1光を射出する第2位相差
素子と、
を有する、請求項1に記載の光源装置。 - 前記第2位相差素子は、前記第2位相差素子に入射する前記光の進行方向に沿う回転軸
を中心として回転可能とされている、請求項2に記載の光源装置。 - 前記光学素子から前記第3方向に射出される前記第1偏光方向に偏光する前記第2光を
前記第2偏光方向に偏光する前記第2光に変換する第3位相差素子をさらに備える、請求
項1から請求項3までのいずれか一項に記載の光源装置。 - 請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学装置と、
を備える、プロジェクター。 - 前記光源装置と前記光変調装置との間に設けられる均一化装置をさらに備え、
前記均一化装置は、
前記光源装置から入射される光を複数の部分光束に分割する2つのマルチレンズと、
前記2つのマルチレンズから入射される前記複数の部分光束を前記光変調装置に重畳さ
せる重畳レンズと、を有する、請求項5に記載のプロジェクター。 - 前記光変調装置は、複数の画素を有する液晶パネルと、前記液晶パネルに対して光入射
側に設けられ、前記複数の画素に対応する複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズ
アレイと、を有し、
前記複数の画素のそれぞれは、第1サブ画素、第2サブ画素、第3サブ画素、および第
4サブ画素を有し、
前記マイクロレンズは、
前記第3光を前記第1サブ画素に入射させ、
前記第4光を前記第2サブ画素に入射させ、
前記第5光を前記第3サブ画素に入射させ、
前記第6光を前記第4サブ画素に入射させる、請求項6に記載のプロジェクター。
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Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004163782A (ja) | 2002-11-15 | 2004-06-10 | Hitachi Ltd | 偏光変換ユニット及び、それを用いたプロジェクタ装置 |
JP2009162934A (ja) | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Sanyo Electric Co Ltd | 光学ユニット、照明装置及び投写型映像表示装置 |
US20130176540A1 (en) | 2012-01-11 | 2013-07-11 | Coretronic Corporation | Light source module and projection apparatus |
JP2013167812A (ja) | 2012-02-16 | 2013-08-29 | Seiko Epson Corp | プロジェクター |
CN103631075A (zh) | 2012-08-24 | 2014-03-12 | 扬明光学股份有限公司 | 照明系统、投影装置及照明方法 |
WO2016175051A1 (ja) | 2015-04-30 | 2016-11-03 | ソニー株式会社 | 投射型表示装置 |
JP2017122810A (ja) | 2016-01-06 | 2017-07-13 | セイコーエプソン株式会社 | 偏光変換素子、光源装置、照明装置及びプロジェクター |
JP2020008722A (ja) | 2018-07-09 | 2020-01-16 | セイコーエプソン株式会社 | 照明装置及びプロジェクター |
JP2020079820A (ja) | 2018-11-12 | 2020-05-28 | キヤノン株式会社 | 光源装置およびこれを用いた画像投射装置 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2622185B2 (ja) | 1990-06-28 | 1997-06-18 | シャープ株式会社 | カラー液晶表示装置 |
JP4052282B2 (ja) | 2004-05-07 | 2008-02-27 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクタ |
JP4201036B2 (ja) | 2006-09-11 | 2008-12-24 | セイコーエプソン株式会社 | 表示装置およびプロジェクタ |
US8714747B2 (en) | 2011-07-27 | 2014-05-06 | Seiko Epson Corporation | Projector having a first light separation optical system and a second light separation optical system |
JP6007757B2 (ja) | 2012-11-29 | 2016-10-12 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクター |
JP2014182206A (ja) | 2013-03-18 | 2014-09-29 | Seiko Epson Corp | 偏光変換素子、照明装置、及びプロジェクター |
JP2015060035A (ja) | 2013-09-18 | 2015-03-30 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクター |
JP6303454B2 (ja) | 2013-12-02 | 2018-04-04 | セイコーエプソン株式会社 | 照明装置およびプロジェクター |
JP2019053241A (ja) | 2017-09-19 | 2019-04-04 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクター |
JP2020034821A (ja) | 2018-08-31 | 2020-03-05 | セイコーエプソン株式会社 | 電気光学装置、および電子機器 |
JP7119986B2 (ja) | 2018-12-21 | 2022-08-17 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクター |
JP2020106692A (ja) | 2018-12-27 | 2020-07-09 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクター |
JP7230543B2 (ja) | 2019-02-01 | 2023-03-01 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクター |
JP7135909B2 (ja) | 2019-02-05 | 2022-09-13 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクター |
JP6939834B2 (ja) | 2019-03-26 | 2021-09-22 | セイコーエプソン株式会社 | 光源装置、プロジェクター及び光源モジュール |
JP7014210B2 (ja) | 2019-08-28 | 2022-02-01 | セイコーエプソン株式会社 | 照明光学装置及びプロジェクター |
-
2020
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-
2021
- 2021-09-16 US US17/476,617 patent/US11454874B2/en active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004163782A (ja) | 2002-11-15 | 2004-06-10 | Hitachi Ltd | 偏光変換ユニット及び、それを用いたプロジェクタ装置 |
JP2009162934A (ja) | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Sanyo Electric Co Ltd | 光学ユニット、照明装置及び投写型映像表示装置 |
US20130176540A1 (en) | 2012-01-11 | 2013-07-11 | Coretronic Corporation | Light source module and projection apparatus |
JP2013167812A (ja) | 2012-02-16 | 2013-08-29 | Seiko Epson Corp | プロジェクター |
CN103631075A (zh) | 2012-08-24 | 2014-03-12 | 扬明光学股份有限公司 | 照明系统、投影装置及照明方法 |
WO2016175051A1 (ja) | 2015-04-30 | 2016-11-03 | ソニー株式会社 | 投射型表示装置 |
JP2017122810A (ja) | 2016-01-06 | 2017-07-13 | セイコーエプソン株式会社 | 偏光変換素子、光源装置、照明装置及びプロジェクター |
JP2020008722A (ja) | 2018-07-09 | 2020-01-16 | セイコーエプソン株式会社 | 照明装置及びプロジェクター |
JP2020079820A (ja) | 2018-11-12 | 2020-05-28 | キヤノン株式会社 | 光源装置およびこれを用いた画像投射装置 |
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