KR101267098B1 - 광원 장치 - Google Patents

광원 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101267098B1
KR101267098B1 KR1020117026493A KR20117026493A KR101267098B1 KR 101267098 B1 KR101267098 B1 KR 101267098B1 KR 1020117026493 A KR1020117026493 A KR 1020117026493A KR 20117026493 A KR20117026493 A KR 20117026493A KR 101267098 B1 KR101267098 B1 KR 101267098B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
light source
source lamp
optical axis
light beam
Prior art date
Application number
KR1020117026493A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120006537A (ko
Inventor
구니코 고지마
아키히로 야마다
히로시 기다
히로후미 마츠오
Original Assignee
미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 filed Critical 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Publication of KR20120006537A publication Critical patent/KR20120006537A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101267098B1 publication Critical patent/KR101267098B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/2046—Positional adjustment of light sources
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/2006—Lamp housings characterised by the light source
    • G03B21/2013—Plural light sources
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/2066—Reflectors in illumination beam
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/74—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141—Constructional details thereof
    • H04N9/315—Modulator illumination systems
    • H04N9/3164—Modulator illumination systems using multiple light sources

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)

Abstract

광 이용 효율이 높고, 스크린상의 조도 균일성도 높으며, 광원 장치의 장기 수명화를 실현할 수 있는 투사형 표시 장치에 있어서, 이 투사형 표시 장치의 광원 장치(10)에 있어서, 제 1 광원 램프(11)로부터 릴레이 광학계(13)를 경유하여 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)에 도달하는 제 1 광속(L1)의 광축(11c1, 11c2, 11c3)과 제 2 광원 램프(12)로부터 입사단(15a)에 도달하는 제 2 광속의 광축(12c)이 일치하는 부분을 가지지 않도록, 또한 입사단(15a)에 입사하기 직전의 제 1 광속(L1)의 광축(11c3)과 제 2 광원 램프(12)로부터 입사단(15a)에 도달하는 제 2 광속(L2)의 광축(12c)이 서로 대략 평행한 방향이 되도록, 제 1 광원 램프(11), 제 2 광원 램프(12) 및 릴레이 광학계(13)를 배치했다.

Description

광원 장치{LIGHT SOURCE DEVICE AND PROJECTION DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 복수의 광원 램프를 이용한 광원 장치 및 투사형 표시 장치에 관한 것이다.
투사형 표시 장치에 의해서 표시되는 영상의 대화면화 및 고휘도화를 실현하기 위해서, 복수의 광원 램프를 구비한 다등식(multi-lamp type)의 광원 장치를 구비한 투사형 표시 장치가 제안되어 있다. 예를 들면, 특허문헌 1(일본 특허 공개 제 2001-359025 호 공보의 단락 0013 내지 0018, 도 1)에는, 서로 대향 배치된 2개의 광원 램프로부터의 광속을 광원 램프의 집광점 부근에 배치한 프리즘을 이용하여 합성하는 투사형 표시 장치용의 광원 장치가 제안되어 있다. 또한, 특허문헌 2[일본 특허 공개 제 2005-115094 호 공보의 단락 0099 내지 0108, 도 9, 도 10의 (A), 도 10의 (B)]에는, 2개의 광원 램프로부터의 광속을 서로 다른 방향으로 경사지게 하여 배치된 2개의 합성 미러를 이용하여, 로드 인터그레이터(rod integrator)의 입사 단부면으로 인도하는 구성이 제안되어 있다.
일본 특허 공개 제 2001-359025 호 공보 일본 특허 공개 제 2005-115094 호 공보
그러나, 특허문헌 1에 기재된 장치에 있어서는, 2개의 광원 램프를 프리즘을 사이에 두고 대향 배치되어 있으므로, 광원 램프의 로스 광(loss light)내의 대향하는 광원 램프의 발광부에 도달하는 빛의 비율이 높아져, 광 이용 효율이 저하하는 문제 및 로스 광의 입사에 수반되는 광원 램프의 온도 상승에 의한 광원 램프의 수명 단축의 문제가 있다.
또한, 특허문헌 2에 기재된 장치에 있어서는, 각 합성 미러가 로드 인터그레이터의 광축에 직교하는 방향으로 어긋난 위치에 배치되어 있기 때문에, 각 광원 램프로부터 출사되어 각 합성 미러에서 반사되어 로드 인터그레이터에 입사하는 각 광속의 입사각이 크게 된다(그 결과, 2개의 합성 미러에서 반사되어 로드 인터그레이터에 입사하는 2개의 광속을 1개의 광속으로 간주했을 경우에 있어서 집광각이 크게 된다). 로드 인터그레이터에 입사하는 빛이 큰 집광각을 갖는 것에 기인하는 악영향(불충분한 광 강도 균일화)을 경감(보정)하기 위해서, 로드 인터그레이터에 테이퍼 형상의 부분을 구비하고 있다. 그러나, 이와 같은 구성에 있어서는, 로드 인터그레이터내에 있어서 광선의 반사 회수에 편차가 생겨 로드 인터그레이터의 출사면에 있어서 광 강도의 균일성(그 결과, 스크린상의 조도 균일성)이 열화된다는 문제가 있다. 또한, 이와 같은 보정이 불충분한 경우에는, 스크린의 조사에 이용되지 않는 각도 성분의 빛의 존재에 의해, 광 이용 효율이 저하한다고 하는 문제가 있다.
그래서, 본 발명은 상기 종래 기술의 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 광 이용 효율이 높고, 스크린상의 조도 균일성도 높으며, 광원 장치의 장기 수명화를 실현할 수 있는 투사형 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 관한 광원 장치는 입사단 및 출사단을 가지며, 상기 입사단에 입사된 광속을 강도 분포가 균일화된 광속으로 변환하여 상기 출사단으로부터 출사하는 광 강도 균일화부와, 제 1 광속을 출사하는 제 1 광원부와, 상기 제 1 광원부로부터 출사된 상기 제 1 광속을 상기 광 강도 균일화부의 상기 입사단으로 인도하는 적어도 하나의 절곡부와, 상기 광 강도 균일화부의 상기 입사단으로 향하는 제 2 광속을 출사하는 제 2 광원부를 구비하고, 상기 제 1 광원부로부터 상기 절곡부를 경유하여 상기 광 강도 균일화부의 상기 입사단에 도달하는 상기 제 1 광속의 광축과 상기 제 2 광원부로부터 상기 광 강도 균일화부의 상기 입사단에 도달하는 상기 제 2 광속의 광축이 일치하는 부분을 가지지 않도록, 또한 상기 광 강도 균일화부의 상기 입사단에 입사하기 직전의 상기 제 1 광속의 광축과 상기 제 2 광원부로부터 상기 광 강도 균일화 수단의 상기 입사단에 도달하는 상기 제 2 광속의 광축이 서로 대략 평행한 방향이 되도록 상기 제 1 광원부, 상기 제 2 광원부 및 상기 절곡부를 배치한 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 의하면, 광 이용 효율을 높게, 스크린상의 조도 균일성도 높게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 따른 투사형 표시 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 도면,
도 2의 (a)는 비교예에 있어서 광 강도 균일화 소자의 입사단에서의 광속의 분포를 개략적으로 도시하는 도면이고, 도 2의 (b)는 실시형태 1에 있어서의 광 강도 균일화 소자의 입사단에서의 광속의 분포를 개략적으로 도시하는 도면,
도 3은 비교예에 있어서의 절곡 미러의 배치를 개략적으로 도시하는 도면,
도 4는 실시형태 1에 따른 투사형 표시 장치의 주요부의 구성을 도시하는 도면,
도 5는 제 1 광원 램프로부터의 제 1 광속의 중심 광선의 편심량 및 제 2 광원 램프로부터의 제 2 광속의 중심 광선의 편심량과 광 이용 효율의 관계를 계산할 때의 구성을 도시하는 설명도,
도 6은 제 1 광원 램프로부터의 제 1 광속의 중심 광선의 편심량 및 제 2 광원 램프로부터의 제 2 광속의 중심 광선의 편심량과, 광 이용 효율의 관계를 계산한 결과를 도시하는 도면,
도 7은 도 4에 도시하는 편심량(d3)과 광 이용 효율의 관계를 계산한 결과를 도시하는 도면,
도 8은 절곡 미러의 형상의 일 예를 도시하는 도면,
도 9는 절곡 미러의 형상의 다른 예를 도시하는 도면,
도 10은 본 발명의 실시형태 2에 따른 투사형 표시 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 도면,
도 11은 본 발명의 실시형태 3에 따른 투사형 표시 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 도면,
도 12는 본 발명의 실시형태 4에 따른 투사형 표시 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 도면,
도 13의 (a)는 실시형태 1에 따른 광 강도 균일화 소자의 입사단에 있어서의 제 1 광원 램프로부터의 제 1 광속의 분포 및 제 1 광속의 중심 광선의 편심량을 도시하는 도면이며, 도 13의 (b)는 광 강도 균일화 소자의 입사단에 있어서의 제 2 광원 램프로부터의 제 2 광속의 분포 및 제 2 광속의 중심 광선의 편심량을 도시하는 도면,
도 14는 광 강도 균일화 소자의 입사단에 있어서 도 13의 (a)에 도시하는 분포를 가지는 제 1 광속의 대표적인 광선을 도시하는 도면,
도 15는 광 강도 균일화 소자의 입사단에 있어서 도 13의 (b)에 도시하는 분포를 가지는 제 2 광속의 대표적인 광선을 도시하는 도면,
도 16은 실시형태 1에 따른 광 강도 균일화 소자의 입사단에 있어서의 제 1 광원 램프로부터의 제 1 광속의 분포 및 제 2 광원 램프로부터의 제 2 광속의 분포의 일 예를 도시하는 도면,
도 17은 실시형태 1에 따른 광 강도 균일화 소자의 입사단에 있어서의 제 1 광원 램프로부터의 제 1 광속의 분포 및 제 2 광원 램프로부터의 제 2 광속의 분포의 다른 예를 도시하는 도면,
도 18은 실시형태 1에 따른 광 강도 균일화 소자의 입사단에 있어서의 로스 광의 움직임을 개념적으로 도시하는 도면,
도 19는 절곡 미러의 형상의 일 예를 도시하는 도면.
실시형태 1
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 따른 투사형 표시 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 1에 도시되는 바와 같이, 실시형태 1에 따른 투사형 표시 장치는, 강도가 균일화된 광속을 출사하는 광원 장치(10)와, 광원 장치(10)로부터 출사된 광속(L3)을 입력 영상 신호에 따라 변조하여 화상광(L4)으로 변환하는 화상 표시 소자(라이트 밸브)(61)와, 화상광(L4)을 스크린(63)에 확대 투사하는 투사 광학계(62)를 갖고 있다. 도 1에는 반사형의 화상 표시 소자(61)를 도시하고 있지만, 화상 표시 소자(61)는 투과형의 화상 표시 소자라도 좋다. 화상 표시 소자(61)는 예를 들면, 액정 라이트 밸브, 디지털 마이크로 미러 디바이스(DMD) 등이다. 배면 투사형의 투사형 표시 장치의 경우에는, 스크린(63)은 투사형 표시 장치의 일부이다. 또한, 광원 장치(10), 화상 표시 소자(61), 투사 광학계(62) 및 스크린(63)의 배치는 도시한 예에 한정되지 않는다.
광원 장치(10)는 제 1 광속(L1)을 출사하는 제 1 광원부인 제 1 광원 수단으로서의 제 1 광원 램프(11)와, 제 1 광원 램프(11)에 평행이 되도록 배치되고, 제 2 광속(L2)을 출사하는 제 2 광원부인 제 2 광원 수단으로서의 제 2 광원 램프(12)와, 입사단(15a)에 입사된 광속을 강도 분포가 균일화된 광속으로 변환하여 출사단(15b)으로부터 출사하는 광 강도 균일화부인 광 강도 균일화 수단으로서의 광 강도 균일화 소자(15)와, 제 1 광원 램프(11)로부터 출사된 제 1 광속(L1)을 입사단(15a)으로 인도하는 릴레이 광학계(13)를 갖고 있다.
실시형태 1에 있어서, 제 1 광원 램프(11)로부터 출사되는 제 1 광속(L1) 및 제 2 광원 램프(12)로부터 출사되는 제 2 광속(L2)은 각각 집광 광속이다. 보다 정확하게 말하면, 제 1 광속(L1)내의, 제 1 광원 램프(11)의 발광 중심으로부터 출사되는 제 1 광속의 중심 성분 및, 제 2 광속(L2)내의, 제 2 광원 램프(12)의 발광 중심으로부터 출사되는 제 2 광속의 중심 성분은 각각 집광 광속이다. 제 1 광원 램프(11) 또는 제 2 광원 램프(12)의 발광체는 유한의 크기를 가지므로, 발광 중심 이외의 위치로부터도 광속이 출사되며, 발광 중심 이외의 위치로부터 출사된 광속은 엄밀하게는, 제 1 광속의 중심 성분 및 제 2 광속의 중심 성분이 수속(收束)하는 집광점에 수속되지 않기 때문이다. 또한, 발광 중심 이외의 위치로부터 출사된 광속도 제 1 광속의 중심 성분 및 제 2 광속의 중심 성분의 집광점의 주위에 퍼짐을 가지고 집광한다. 제 1 광원 램프(11)로부터 릴레이 광학계(13)를 경유하여 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)에 도달하는 제 1 광속(L1)의 광축(11c1, 11c2, 11c3)[즉, 제 1 광속(L1)의 중심 광선]과 제 2 광원 램프(12)로부터 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)에 도달하는 제 2 광속(L2)의 광축(12c)[즉, 제 2 광속(L2)의 중심 광선]이 일치하는 부분을 가지지 않도록, 또한 입사단(15a)에 입사되기 직전의 제 1 광속(L1)의 광축(11c3)과 제 2 광속(L2)의 광축(12c)이 대략 평행이 되도록, 제 1 광원 램프(11), 제 2 광원 램프(12) 및 릴레이 광학계(13)의 각각의 구성 및 광 강도 균일화 소자(15)에 대한 제 1 광원 램프(11), 제 2 광원 램프(12) 및 릴레이 광학계(13)의 배치를 결정하고 있다.
「대략 평행이 되도록 배치」란, 제 1 광원 램프(11)의 광축(11c3)[즉, 제 1 광원 램프(11)로부터 출사된 제 1 광속의 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)에 있어서의 중심 광선]과 제 2 광원 램프(12)의 광축(12c)[즉, 제 2 광원 램프(12)로부터 제 2 광속이 출사된 제 2 광속의 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)에 있어서의 중심 광선]이 평행이 되도록 또는 평행으로 간주될 수 있도록, 제 1 광원 램프(11)와 제 2 광원 램프(12) 및 릴레이 광학계(13)를 배치하는 것이다. 도 1에는, 제 1 광원 램프(11)의 제 1 광축(11c3)과 광 강도 균일화 소자(15)의 광축(15c)이 평행이고, 또한 제 2 광원 램프(12)의 제 2 광축(12c)과 광 강도 균일화 소자(15)의 광축(15c) 모두 평행이 되도록, 제 1 광원 램프(11), 제 2 광원 램프(12), 릴레이 광학계(13) 및 광 강도 균일화 소자(15)를 배치한 경우를 도시하고 있다. 또한, 릴레이 광학계(13)는 제 1 광속(L1)의 광로를 절곡하는 절곡부인 제 1 절곡 미러(13a) 및 제 2 절곡 미러(13d)와, 2개의 렌즈 소자(13b, 13c)를 갖고 있다.
또한, 릴레이 광학계를 배치하는 대신에, 제 1 광원 램프(11)의 광축(11c1)과 제 2 광원 램프(12)의 광축(12c)이 직각이 되도록 제 1 광원 램프(11)와 제 2 광원 램프(12)를 배치하여, 1개의 절곡 미러로 제 1 광속(L1)을 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)으로 인도하는 구성도 가능하다. 이 경우의 절곡 미러나, 상술한 제 2 절곡 미러(13d)와 같이 가장 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)에 가까운 절곡 미러를 최종 절곡부로 한다.
제 1 광원 램프(11)는, 예를 들면 백색광을 출사하는 발광체(11a)와, 이 발광체(11a)의 주위에 마련된 타원면경(11b)으로 구성된다. 타원면경(11b)은 타원의 제 1 중심에 대응하는 제 1 초점으로부터 출사된 광속을 반사하여, 타원의 제 2 중심에 대응하는 제 2 초점에 수속시킨다. 발광체(11a)는, 타원면경(11b)의 제 1 초점 근방에 배치되어 있으며, 이 발광체(11a)로부터 출사된 광속은 타원면경(11b)의 제 2 초점 근방에 수속된다. 또한, 제 2 광원 램프(12)는, 예를 들면 백색광을 출사하는 발광체(12a)와, 이 발광체(12a)의 주위에 마련된 타원면경(12b)으로 구성된다. 타원면경(12b)은 타원의 제 1 중심에 대응하는 제 1 초점으로부터 출사된 광속을 반사하여, 타원의 제 2 중심에 대응하는 제 2 초점에 수속시킨다. 발광체(12a)는 타원면경(12b)의 제 1 초점 근방에 배치되어 있으며, 이 발광체(12a)로부터 출사된 광속은 타원면경(12b)의 제 2 초점 근방에 수속된다. 또한, 타원면경(11b, 12b)에 대신하여 방물면경(放物面鏡)을 이용해도 좋다. 이 경우에는, 발광체(11a, 12a)로부터 출사된 광속을 방물면경에 의해 대략 평행화시킨 후, 콘덴서 렌즈(도시하지 않음)에 의해 수속시키면 좋다. 또한, 타원면경(11b, 12b)에 대신하여 방물면경 이외의 오목면경을 이용할 수도 있다. 또한, 광원 램프의 수는 3대 이상으로 할 수도 있다.
도 1에 있어서의 제 1 광속(L1)은, 발광체(11a)로부터 출사한 광속이 타원면경(11b)의 제 1 집광점(F1)근방에 집광하는 형태를 개념적으로 도시한 것이다. 마찬가지로 제 2 광속(L2)은, 발광체(12a)로부터 출사된 광속이 타원면경(12b)의 집광점(F3) 근방에 집광하는 모습을 개념적으로 도시한 것이다. 또한, 실제의 광원 램프에 있어서는, 발광체는 이상적인 점광원은 아니고 유한의 크기를 갖고 있기 때문에, 광속(L1, L2)은 도 1에 직선(파선)으로 나타내는 집광점에 수속하는 광속 성분 뿐만 아니라, 집광점에 집광하지 않는 광속(집광점에 집광하는 광속 성분의 외측에 분포하는 성분)을 다수 포함하는 것이 일반적이다. 집광점에 집광하지 않는 광속에 대해서는, 후술의 도 14 및 도 15에 도시하고 있다.
또한, 실시형태 1에 따른 투사형 표시 장치에 있어서는, 제 1 광속(L1)의 제 1 집광점(F1)이 제 1 절곡 미러(13a)보다 광 강도 균일화 소자(15)측에 위치하도록, 제 1 광원 램프(11)와 제 1 절곡 미러(13a)를 배치하고 있다. 또한, 제 1 집광점(F1)에서 집광한 제 1 광속(L1)은, 렌즈(13b)와 렌즈(13c) 및 제 2 절곡 미러(13d)에 의해서 제 2 집광점(F2)(최종 집광점)이 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a) 근방이 되도록, 렌즈 소자(13b), 렌즈 소자(13c), 제 2 절곡 미러(13d) 및 광 강도 균일화 소자(15)를 배치하고 있다. 타원면경(12b)에 의해서 집광되는 제 2 광속(L2)은, 특히 광학 소자를 거치는 일 없이 직접 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a) 근방의 집광점(F3)에 집광한다. 또한, 실시형태 1에 따른 투사형 표시 장치에 있어서는, 제 1 광속(L1)의 중심 광선[즉, 광축(11c3)][실시형태 1에 있어서는, 광축(11c3)에 평행 또는 광 강도 균일화 소자(15)의 광축(15c)에 평행]이 입사단(15a)에 입사하는 제 1 입사 위치와 제 2 광속(L2)의 중심 광선[즉, 광축(12c)][실시형태 1에 있어서는, 광 강도 균일화 소자(15)의 광축(15c)에 평행]이 입사단(15a)에 입사하는 제 2 입사 위치는 서로 다른 위치이며, 또한 광 강도 균일화 소자(15)의 광축(15c)으로부터 어긋난 위치[후술하는, 편심량(d1, d2) 만큼 어긋난 위치]이다. 또한, 도 1에 있어서는, 제 1 집광점(F1)을 제 1 절곡 미러(13a)보다 광 강도 균일화 소자(15)측에 배치했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.
최종 절곡부인 제 2 절곡 미러(13d)는, 제 2 광원 램프(12)로부터 입사단(15a)으로 향하는 제 2 광속(L2)의 중심 광선[광축(12c)에 일치]을 차단하지 않는 위치가 되도록 배치하는 것이 바람직하다. 모든 제 2 광속의 중심 성분을 차단하지 않는 위치가 되도록 배치할 수 있으면 더욱 바람직하다. 광속의 중심 성분이란, 광원 램프의 발광 중심으로부터 발광되어 집광점에 집광하는 광속 성분이다.
제 2 절곡 미러(13d)의 제 2 광원 램프(12)의 광축(12c)측의 단부(광반사면과 그 이면을 연결하는 측면)(13e)의 광축(15c)에 수직인 방향의 위치는, 통상은, 광축(15c)상 또는 그 근방이다. 다만, 예를 들면, 제 1 광원 램프(11)의 발광 강도를 제 2 광원 램프(12)의 발광 강도보다 크게 하는 경우에는, 장치 전체의 광 이용 효율을 높게 하기 위해서, 단부(13e)가 광축(15c)보다 제 2 광원 램프(12)의 광축(12c)[제 2 광속(L2)의 중심 광선]측이 되도록 구성하는 것이 바람직하다. 반대로, 예를 들면, 제 2 광원 램프(12)의 발광 강도를 제 1 광원 램프(11)의 발광 강도보다 크게 하는 경우에는, 장치 전체의 광 이용 효율을 높게 하기 위해서, 단부(13e)가 광축(15c)보다 제 1 광속(L1)의 중심 광선[광축(11c3)]측이 되도록 구성하는 것이 바람직하다.
제 2 절곡 미러(13d)가 제 2 광속(L2)을 차단하는 정도는, 그 위치 뿐만 아니라 크기에도 의존한다. 제 2 광속(L2)을 차단하는 정도를 작게 하려면, 제 2 절곡 미러(13d)는 작은 편이 바람직하다. 반대로, 입사단(15a)으로 향하는 제 1 광속(L1)을 많게 하려면, 제 2 절곡 미러(13d)는 큰 것이 바람직하다. 제 2 절곡 미러(13d)는 제 1 광속의 중심 성분을 모두 반사할 수 있는 크기의 반사면을 갖는 것이 바람직하다.
그래서, 이 실시형태 1에서는 도 1에 도시하는 바와 같이, 제 1 광속의 중심 성분을 모두 반사시킬 수 있는 제 2 절곡 미러(13d)를 제 1 광속(L1)과 제 2 광속(L2)이 충분히 집광한 위치이며, 모든 제 2 광속의 중심 성분을 차단하지 않는 위치에 배치하고 있다. 또한, 제 2 절곡 미러(13d)가 제 1 광속의 중심 성분의 일부를 반사할 수 없거나, 제 2 광속의 중심 성분의 일부를 차단해도 좋다.
광 강도 균일화 소자(15)는, 입사단(15a)으로부터 입사하는 제 1 광속(L1) 및 제 2 광속(L2)을, 해당 광속 단면내[즉, 광 강도 균일화 소자(15)의 광축(15c)에 직교하는 평면내]에 있어서의 광 강도를 균일화시키는(즉, 조도 편차를 저감시킴) 기능을 갖는다. 광 강도 균일화 소자(15)로서는, 예를 들면 유리 또는 수지 등의 투명 재료로 만들어져, 측벽 안쪽이 전반사면이 되도록 구성된 다각형 기둥형상의 로드(즉, 단면 형상이 다각형의 기둥형상 부재), 또는 광반사면을 내측으로 하고 통형상으로 조립되며 단면 형상이 다각형인 로드(관형상 부재)가 있다. 광 강도 균일화 소자(15)가 다각 기둥형상의 로드인 경우에는, 광 강도 균일화 소자(15)는, 입사단으로부터 입사된 빛을 투명 재료와 공기 계면과의 전반사 작용을 이용하여 복수회 반사시킨 후에 출사단으로부터 출사시킨다. 광 강도 균일화 소자(15)가 다각형의 파이프인 경우에는, 광 강도 균일화 소자(15)는, 입사단으로부터 입사된 빛을 내측을 향하는 거울의 반사 작용을 이용하여 복수회 반사시킨 후에 출사단(출사구)으로부터 출사시킨다. 광 강도 균일화 소자(15)는 광속의 진행 방향으로 적절한 길이를 확보하면, 내부에서 복수회 반사된 빛이 광 강도 균일화 소자(15)의 출사단(15b)의 근방에 중첩 조사되어, 광 강도 균일화 소자(15)의 출사단(15b) 근방에 있어서는, 대략 균일한 강도 분포를 얻을 수 있다.
도 2의 (a) 및 (b)는 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)에 있어서의 광속의 분포를 개략적으로 도시하는 설명도이다. 도 2의 (a) 및 (b)에 있어서, 농도가 진하게 그려진(흑색에 가까움) 범위는 광속이 강한(밝음) 영역이고, 농도가 옅어질수록(백색에 가까워질수록) 광속이 약한(어두움) 영역이다. 도 2의 (a)는, 광원 램프를 1등 사용한 비교예의 경우에 있어서의 광 강도 균일화 소자의 입사단의 광속의 분포의 일 예를 도시하고 있다. 도 2의 (a)는, 입사단(15a)의 중앙 부근에 광 강도의 피크가 있으며, 주변을 향하여 서서히 어두워지는 분포를 나타내고 있다. 또한, 도 2의 (b)는, 광원 램프를 2등 사용한 본 발명의 경우에 있어서의 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)의 광속의 분포의 예를 도시하고 있다. 또한, 도 2의 (b)는, 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)에 있어서, 제 1 광원 램프(11)의 광조사 영역과 제 2 광원 램프(12)에 의한 광조사 영역의 일부가 입사단(15a)에 의해 중복되어 있는 예를 도시하고 있다.
여기서, 광원 램프 1등을 사용했을 경우에 있어서, 입사단(15a)에서의 광속이, 도 2의 (a)에 도시한 바와 같은 분포를 가지는 이유에 대해 설명한다. 광원 램프에 있어서의 발광체가 이상적인 점광원인 경우, 발광체로부터 출사된 광속은, 타원면경의 집광점에 이상적으로 수속하게 된다. 그러나, 발광체는 유한의 크기(일반적으로, 광축 방향의 직경이 0.8㎜ 내지 1.5㎜ 정도)를 가지고 있는 것이나, 발광체의 배치 정도나 타원면경의 형상 정도 등의 영향을 받아, 실제로는 집광 광속이 도 2의 (a)와 같은 분포를 가지게 된다. 또한, 집광 광속이 도 2의 (a)와 같은 분포를 가지기 때문에, 모든 광속이 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)에 받아들여지지 않고, 일부의 광속은 입사단(15a)으로부터 벗어나, 화상 투사에 사용되지 않는다.
도 3은 비교예에 있어서의 절곡 미러의 배치를 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 3은 광원 램프(도시하지 않음)를 1등 배치하여, 광원 램프로부터 절곡 미러(113)에 입사할 때까지의 광속의 중심 광선[광축(111c)]과 광 강도 균일화 소자(115)의 광축(115c)이 직교하여, 절곡 미러(113)에서 반사된 광속(L1)의 중심 광선이 광 강도 균일화 소자의 광축(115c)과 일치하도록 구성되었을 경우를 도시하고 있다. 도 3의 비교 예의 경우에는, 절곡 미러(113)의 반사면의 크기를 충분히 크게 할 수 있으므로, 광원 램프로부터의 광속(L1)을 로스를 저감시켜 절곡하는 것이 가능하다.
도 4는 실시형태 1에 따른 투사형 표시 장치의 중요부의 구성을 도시하는 도면이다. 도 4에는, 제 2 절곡 미러(13d) 및 광 강도 균일화 소자(15)가 도시되어 있다. 실시형태 1에 있어서는, 릴레이 광학계(13)(도 1에 도시함)로부터 제 1 광속(L1)의 집광점(F2) 및 제 2 광원 램프(12)(도 1에 도시함)의 타원면경(12b)의 제 2 초점[집광점(F3)]이 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a) 부근이 되도록 각 구성을 배치하고 있다. 또한, 제 1 광원 램프(11)로부터의 제 1 광속(L1)의 광축내의 절곡 미러(13d)보다도 광 강도 균일화 소자(15)측의 제 1 광축(11c3)과, 제 2 광원 램프(12)로부터의 제 2 광속의 제 2 광축(12c)은 대략 평행하게 배치되는 동시에, 일치하는 부분을 가지지 않도록 구성되어 있다.
제 1 광원 램프(11)로부터의 제 1 광속(L1)을 릴레이 광학계(13)를 이용하여 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)에 입사시키고, 동시에 제 2 광원 램프(12)로부터의 제 2 광속(L2)을 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)에 입사시키는 경우에는 제 2 절곡 미러(13d)는 제 2 광원 램프(12)로부터의 제 2 광속(L2)을 가능한 한 차단하지 않도록 하기 위해서, 충분한 크기를 확보할 수 없게 된다. 그 때문에, 도 4에 도시하는 구성에 대해서는, 제 1 광속(L1) 및 제 2 광속(L2)이 어느 정도 로스되는 것은 면할 수 없다.
만일, 제 2 절곡 미러(13d)에서 절곡된 제 1 광속(L1)의 중심 광선(L10)[광축(13c1)] 및 제 2 광속(L2)의 중심 광선(L20)[광축(12c)]을 광 강도 균일화 소자(15)의 광축(15c)에 일치시키려고 하면, 빛의 로스는 더욱 더 크게 된다. 이 때문에, 실시형태 1에 따른 투사형 표시 장치에 있어서는, 광 강도 균일화 소자(15)의 광축(15c)에 대한 제 1 절곡 미러(13a)에서 절곡된 제 1 광속(L1)의 중심 광선(L10)의 편심량(d1) 및 광 강도 균일화 소자(15)의 광축(15c)에 대한 제 2 광속(L2)의 중심 광선(L20)의 편심량(d2)을 0보다 큰 값으로 한다.
도 5는 편심량(d1, d2)과 광 이용 효율의 관계를 계산할 때의 구성을 나타내는 설명도이다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 예를 들면 제 1 광원 램프(11)로부터의 제 1 광속의 중심 광선(L10)이 편심량(d1)의 위치에 입사하도록 구성하면, 제 1 광원 램프(11)로부터의 제 1 광속(L1)이 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)상에서 편심량(d1)만큼 어긋난 위치에 집광하기 때문에, 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)에 있어서의 광 이용 효율이 저하한다. 마찬가지로, 도 5에 도시하는 바와 같이, 예를 들면, 제 2 광원 램프(12)로부터의 제 2 광속의 중심 광선(L20)이 편심량(d2)의 위치에 입사하도록 구성하면, 제 2 광원 램프(12)로부터의 제 2 광속(L2)이 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)상에서 편심량(d2)만큼 어긋난 위치에 집광하기 때문에, 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)에 있어서의 광 이용 효율이 저하한다.
도 13의 (a)는, 실시형태 1에 따른 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)에 있어서의 제 1 광원 램프(11)로부터의 제 1 광속(L1)의 분포 및 제 1 광속(L1)의 중심 광선[광축(11c3)]의 편심량(d1)을 도시하는 도면이며, 도 13의 (b)는, 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)에 있어서의 제 2 광원 램프(12)로부터의 제 2 광속(L2)의 분포 및 제 2 광속(L2)의 중심 광선[광축(12c)]의 편심량(d2)을 도시하는 도면이다. 또한, 도 14는 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)에 있어서 도 13의 (a)에 도시하는 분포를 가지는 제 1 광속(L1)의 대표적인 광선[집광점(F2)에 집광하지 않는 광선의 예](L1a, L1b)을 도시하는 도면이다. 또한, 도 15는 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)에 있어서 도 13의 (b)에 도시하는 분포를 가지는 제 2 광속(L2)의 대표적인 광선[집광점(F3)에 집광하지 않는 광선의 예](L2a, L2b, L2c, L2d)을 도시하는 도면이다.
편심량(d1)은, 광 강도 균일화 소자(15)의 광축(15c)으로부터 제 1 광속(L1)의 광축(11c3)까지의 거리이며, 편심량(d2)은 광 강도 균일화 소자(15)의 광축(15c)으로부터 제 2 광속(L2)의 광축(12c)까지의 거리이다. 이미 설명한 바와 같이, 발광체(11a, 12a)는 크기를 가지는 램프인 것, 발광체(11a, 12a)의 위치 오차, 타원면경(11b, 12b)의 형상 오차 및 위치 오차 등의 요인으로부터, 제 1 광속(L1)은, 도 14에 도시하는 바와 같이, 집광점(F2)에 집광하지 않는 광속 성분[예를 들면, 광선(L1a, L1b)]을 포함하고 있고, 제 2 광속(L2)은, 도 15에 도시하는 바와 같이, 집광점(F3)에 집광하지 않는 광속 성분[예를 들면, 광선(L2a, L2b, L2c, L2d)]을 포함하고 있다. 그 결과, 이미, 도 2의 (a) 및 (b) 및 도 13의 (a) 및 (b)에 도시하는 바와 같이, 광원 램프로부터의 집광 광속은 입사단(15a)에 있어서 분포(퍼짐)를 가진 광속이 되어 있다.
도 16은, 실시형태 1에 따른 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)에 있어서의 제 1 광원 램프(11)로부터의 제 1 광속(L1)의 분포 및 제 2 광원 램프(12)로부터의 제 2 광속(L2)의 분포의 일 예를 도시하는 도면이다. 도 16에 도시하는 예에서는, 입사단(15a)은 장변과 단변을 갖는 직사각형이고, 입사단(15a)에 있어서의, 제 1 광속(L1)의 중심 광선(11c3)의 위치(제 1 입사 위치)와 제 2 광속(L2)의 중심 광선(12c)의 위치(제 2 입사 위치)는, 장변 방향으로, 광 강도 균일화 소자(15)의 광축(15c)을 기준으로 서로 반대측으로 어긋난 위치[편심량(d1, d2)의 위치]에 있다. 또한, 도 16에 도시하는 예에서는, 제 1 입사 위치[도 16에 있어서의 광축(11c3)의 위치]와 제 2 입사 위치[도 16에 있어서의 광축(12c)의 위치]는 광 강도 균일화 소자(15)의 광축(15c)을 통과하여 장변 방향으로 연장되는 제 1 기준선(H0)상의 위치이다.
도 17은, 실시형태 1에 따른 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)에 있어서의 제 1 광원 램프(11)로부터의 제 1 광속(L1)의 분포 및 제 2 광원 램프(12)로부터의 제 2 광속(L2)의 분포의 다른 예를 도시하는 도면이다. 도 17에 도시하는 예에서는, 입사단(15a)은 장변과 단변을 갖는 직사각형이며, 입사단(15a)에 있어서의, 제 1 광속(L1)의 중심 광선(11c3)의 위치(제 1 입사 위치)와 제 2 광속(L2)의 중심 광선(12c)의 위치(제 2 입사 위치)는, 장변 방향으로 광 강도 균일화 소자(15)의 광축(15c)을 기준으로 서로 반대측으로 어긋난 위치[편심량(d1, d2)의 위치]이며, 또한 단변 방향으로 광 강도 균일화 소자(15)의 광축(15c)을 기준으로 서로 반대측으로 어긋난 위치[편심량(v1, v2)의 위치]이다. 입사단(15a)에 입사하는 2개의 광속의 위치를 도 16에 도시되는 바와 같이 장변 방향으로 나란하게 하거나, 도 17에 도시되는 바와 같이 경사 방향(또는 대각 방향)으로 나란하게 하는가는, 광 이용 효율을 높이고, 또한 스크린상에 있어서의 조도 균일성을 높인다는 관점에 근거하여, 결정하는 것이 바람직하다.
도 18은 실시형태 1에 따른 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)에 있어서의 로스 광의 움직임을 개념적으로 도시하는 도면이다. 제 1 광속(L1) 및 제 2 광속(L2)이 편심량(d1, d2)만큼 어긋나면, 집광 광속도 편심량(d1, d2)만큼 어긋난 위치에 집광하기 때문에, 더욱 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)상에 들어오지 않는(즉, 이용할 수 없는 로스 광이 된다) 광속이 증가해버리게 된다. 또한, 도 13의 (a) 및 (b)에 있어서, 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)쪽으로 향하지만 입사단(15a)상에 들어오지 않는 로스 광은 제 1 광속(L1) 및 제 2 광속(L2)의 입사단(15a)의 외측의 부분으로서 도시되어 있다.
도 6은 편심량(d1, d2)과 광 이용 효율(B)의 관계의 시뮬레이션 계산의 결과를 도시하는 도면이다. 도 6에 있어서의 시뮬레이션은, 광 강도 균일화 소자(15)의 단면 형상을 7㎜×4.5㎜의 직사각형으로 형성했을 경우의 계산예이다. 도 6에 있어서, 광 이용 효율(B)은 편심량(d1, d2)이 0일 때, 즉, 도 4에 도시되는 바와 같이, 광 강도 균일화 소자(15)에 입사하는 광속의 중심 광선이 광 강도 균일화 소자(15)의 광축(15c)에 일치했을 경우의 광 이용 효율에 대한 비로 나타나 있다. 엄밀하게는, 도 6에 있어서의 시뮬레이션에서는, 제 2 광속에 관해서는, 제 2 절곡 미러(13d)에서 차단되는 로스 광이 존재하지 않는 것으로 하여, 광 이용 효율(B)을 구하고 있다. 제 1 광속에 관하여는, 도 6에 도시하는 광 이용 효율(B)은, 제 2 절곡 미러(13d)가 충분한 크기를 가져, 제 2 절곡 미러(13d)에서 반사되지 않기 때문에 입사면(15a)에 입사할 수 없는 로스 광이 존재하지 않는 경우의 것이다.
도 6에서, 편심량(d1)이 0일 때, 광 이용 효율(B)은 1이 된다. 편심량(d1)이 0.5㎜일 때, 광 이용 효율(B)은 0.99, 편심량(d1)을 1㎜, 1.5㎜, 2㎜로 늘려 가면, 광 이용 효율(B)은 0.97, 0.92, 0.84로 저하되어 간다. 실시형태 1에 있어서는, 예를 들면, 광 이용 효율(B)이 0.9 이상으로 높게, 또한 제 2 광원 램프(12)로부터의 제 2 광속(L2)이 제 2 절곡 미러(13d)에 의해서 차단되기 어려워지도록(즉, 간섭을 완화시키도록), 편심량(d1, d2)을 동일하게 1.5㎜로 한다. 다만, 편심량(d1, d2)은 각 구성의 형상, 사이즈, 배치, 광속의 진행 방향, 각 구성의 광학적 특성, 요구되는 성능 등의 각종 요인에 따라서 결정할 수 있다.
도 6에 있어서, 광 강도 균일화 소자(15)의 단면 형상이 7㎜×4.5㎜에 대해서, 편심량(d1)을 1.5㎜로 했을 경우, 도 13의 (a)와 같이 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)에 있어서의 분포도 1.5㎜ 어긋난 위치에 집광하게 된다. 마찬가지로, 편심량(d2)을 1.5㎜로 했을 경우, 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)에 있어서의 분포도, 도 13의 (b)와 같이 1.5㎜ 어긋난 만큼 분포된다. 이와 같이, 편심량(d1, d2)을 1.5㎜로 했을 경우, 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)에 있어서의 광원 램프(11)및 광원 램프(12)로부터의 집광 광속의 분포는, 도 2의 (b)에 도시하는 바와 같이, 각각의 램프의 집광 광속의 일부가 중복되도록 구성되기 때문에, 광 이용 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
도 7은, 편심량(d3)과 광 이용 효율(C)의 관계의 시뮬레이션 계산의 결과를 도시하는 도면이다. 도 4에 도시되는 바와 같이, 실시형태 1에 있어서는, 제 2 절곡 미러(13d)의 광 강도 균일화 소자(15)의 광축(15c)측의 단부(13e)는, 제 2 광원 램프(12)로부터의 제 2 광속(L2)과의 간섭을 극히 피하기 위해서, 광 강도 균일화 소자(15)의 광축(15c)위 또는 광 강도 균일화 소자(15)의 광축(15c)보다 제 1 광원 램프(11)측(도 4에 있어서의 상측)이 되도록 배치되어 있다. 도 7에는, 도 4에 있어서의 편심량(d1)을 1.5㎜로 고정하여, 편심량(d3)을 변화시켰을 경우의 광 이용 효율(C)을 시뮬레이션 계산한 결과가 나타나 있다. 도 7에 있어서의 광 이용 효율(C)은, 편심량(d3)이 1㎜인 경우의 광 이용 효율에 대한 비로 나타나 있다. 도 7에는, 편심량(d3)을 1㎜에서 5㎜까지 변화시켰을 경우의 광 이용 효율(C)의 변화가 나타나 있다. 도 7에서, 편심량(d3)이 작으면 릴레이 광학계(13)로부터의 광속이 광 강도 균일화 소자(15)의 측면[도 4에 있어서의 광 강도 균일화 소자(15)의 상측]에서 차단되고, 광 이용 효율(C)은 저하한다. 편심량(d3)을 1㎜부터 크게 해 나가면 서서히 광 이용 효율(C)은 높아지고, 편심량(d3)이 3㎜ 및 3.5㎜일 때, 광 이용 효율(C)이 가장 높아지는 것을 알 수 있다.
실시형태 1에 있어서는, 광원 램프를 2등 사용하여, 합성부에 제 2 절곡 미러(13d)를 배치하고 있지만, 2개의 광원 램프(11, 12)로부터의 광속의 일부는, 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)에 입사할 수 없는 로스 광이 되어 버린다. 로스 광의 주요 종류로서는, 도 18에 도시하는 바와 같이, 광원 램프(11)로부터의 광속에 있어서, 절곡 미러(13d)에 반사되지 않고 통과해 버리는 광속(L11)과, 절곡 미러(13d)에서 반사되지만 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)에 입사하지 않는 광속(L12)과 절곡 미러(13d)에서 반사되지 않고 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)으로부터 벗어난 방향을 향하는 광속(L13)이 있다. 또한, 광원 램프(12)로부터의 광속에 있어서는, 절곡 미러(13d)의 이면에서 흡수 또는 반사되어 버리는 광속(L21)과, 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)에 입사할 수 없는 L22와 같은 광속이 로스 광이 되어 버린다. 절곡 미러(13d)는 가능한 한 많은 제 1 광속(L1)을 입사단(15a)을 향하도록 반사하고, 또한 차단되는 제 2 광속(L21)이 가능한 한 적어지는 위치와 크기가 되도록 한다.
도 7에 있어서, 광 이용 효율(C)의 변화에 대해 설명했지만, 편심량(d3)이 작으면 광원 램프(11)로부터의 광속에 있어서의 로스 광(L11)의 성분이 증가해 버리기 때문에 광원 램프(11)의 광 이용 효율은 감소해 버린다. 한편, 광원 램프(12)로부터의 광속에 대해서는, 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)에 가까울수록 수속한 광속이 되기 때문에, 편심량(d3)이 작으면 로스 광(L21, L22)은 적어지고, 광원 램프(22)의 광 이용 효율은 향상된다. 이것에 대해, 편심량(d3)을 서서히 증가해 나가면, 광원 램프(11)의 광 이용 효율은 증가하고, 광원 램프(12)의 광 이용 효율은 반대로 감소해 가므로, 편심량(d3)이 있는 소정값까지는 광원 램프(12)와 광원 램프(22)의 전체로서의 광 이용 효율(C)은 증가한다. 그러나, 편심량(d3)이 소정값을 초과하여 너무 커지면[도 7에 있어서 편심량(d3)이 3.5㎜를 초과하면] 광원 램프(11)도 광원 램프(12)도 광속 직경이 큰 개소(즉 수속이 불충분한 개소)에 제 2 절곡 미러(13)가 배치되게 되고, 로스 광 성분이 증가하여 광 이용 효율(C)도 저하해 버린다.
도 8은 제 2 절곡 미러(최종 절곡부)(13)의 형상의 일 예를 도시하는 도면이다. 도 8에 도시하는 절곡 미러(13d)는 광 강도 균일화 소자(15)측의 단부(13e)가 광 강도 균일화 소자(15)의 광축(15c)위로 되도록 배치되어 있다. 즉, 단부(13e)가 제 2 광속(L2)의 중심 광선[즉, 광축(12c)]과 평행한 면이 되도록 배치되어 있다. 제 1 광원 램프(11)로부터의 제 1 광속(L1)을 가능한 한 많이 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)으로 인도하기 위해서는, 제 2 절곡 미러(13d)의 반사면(13f)을 가능한 한 크게 배치하고 싶다. 한편, 제 2 절곡 미러(13d)와 제 2 광원 램프(12)로부터의 제 2 광속(L2)의 간섭을 극히 피하기 위해서는, 제 2 절곡 미러(13d)를 가능한 한 작게 구성하고 싶다. 그래서, 도 8에 도시한 바와 같이, 제 2 절곡 미러(13d)의 광 강도 균일화 소자(15)의 광축(15c)측의 단부(13e)를 제 2 절곡 미러(13d)의 이면(13g)보다 반사면(13f)이 크게 되도록 구성하고 있다. 도 8에 있어서는, 제 2 절곡 미러(13d)의 반사면(13f)과 단부(13e)가 이루는 각도를 예각(90° 미만)으로 하고, 단부(13e)와 광축(15c)과 대략 평행하게 배치하고 있다. 단부(13e)와 광축(15c)이 소정의 각도를 가지고, 단부(13e)에 있어서의 입사면(15a)에서 가까운 측의 광축(15c)과의 사이의 거리가 단부(13e)에 있어서의 입사면(15a)에서 먼 측의 광축(15c)과의 사이의 거리보다 작아지게 하여도 좋다. 이것에 의해, 제 1 광원 램프(11)로부터의 제 1 광속(L1)의 광 이용 효율이 높아지는 동시에, 제 2 광원 램프(12)로부터의 제 2 광속(L2)과 제 2 절곡 미러(13d)의 간섭도 적어져, 제 2 광원 램프(12)의 광 이용 효율도 향상될 수 있다.
도 9는 제 2 절곡 미러(최종 절곡부)의 형상의 다른 예를 도시하는 도면이다. 도 9에 도시하는 절곡 미러(13d2)는 광 강도 균일화 소자(15)측의 단부(13e2)가 광 강도 균일화 소자(15)의 광축(15c)위로 되도록 배치하고 있다. 제 1 광원 램프(11)로부터의 제 1 광속(L1)을 가능한 한 많이 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)으로 인도하기 위해서는, 제 2 절곡 미러(13d2)의 반사면(13f2)을 가능한 한 크게 배치하고 싶다. 한편, 제 2 절곡 미러(13d2)와 제 2 광원 램프(12)로부터의 제 2 광속(L2)의 간섭을 극히 피하기 위해서는, 제 2 절곡 미러(13d2)를 가능한 한 작게 구성하고 싶다. 그래서, 도 9에 도시한 바와 같이, 제 2 절곡 미러(13d2)의 광 강도 균일화 소자(15)의 광축(15c)측, 즉 제 2 광속에 대향하는 측의 단부(13e2)를 제 2 절곡 미러(13d2)의 이면(13g2)보다 반사면(13f2)이 크게 되도록 볼록형상의 곡면으로 구성하고 있다. 도 9에 있어서는, 제 2 절곡 미러(13d2)의 반사면(13f2)과 단부(13e2)가 이루는 각도를 예각(90° 미만)으로 하고 있다. 단부(13e2)를 볼록형상의 곡면으로 구성하는 이유는 반사면(13f2)과 단부(13e2)가 이루는 각도를 너무 작게 하면, 구조적으로 약해져, 제조가 어려워지기 때문이다. 이것에 의해, 도 8의 제 2 절곡 미러(13d)의 단부(13e)의 코너(13h)가 도 9의 제 2 절곡 미러(13d2)의 단부(13e2)의 코너(13h2)에 도시되어 있는 바와 같이 둥글게 되어 있으므로, 제 2 광원 램프로부터 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)으로 향하는 제 2 광속(L2)을 차단하기 어렵다. 즉, 반사면(13f2)의 광 강도 균일화 소자(15)의 광축(15c)측의 단부가 제 2 광속의 중심 광선[즉, 제 2 광속(L2)의 광축(12c)]에 가장 가까운 형상을 하고 있다. 바꾸어 말하면, 반사면(13f2)의 제 2 광속(L2)의 중심 광선에서 가장 가까운 측으로부터, 제 2 광속(L2)의 중심 광선까지의 거리를 제 1 거리로 하고, 제 2 절곡 미러(13d2)의 제 2 광속(L2)에 대향하는 측면의 제 2 광속(L2)의 중심 광선에 가장 가까운 부분으로부터, 상기 제 2 광속(L2)의 중심 광선까지의 거리를 제 2 거리로 하면, 제 1 거리가 제 2 거리 이하가 되는 형상이다. 도 9의 구성의 제 2 절곡 미러를 채용했을 경우에도, 제 1 광원 램프(11)로부터의 제 1 광속(L1)의 광 이용 효율이 높아지는 동시에, 제 2 광원 램프(12)로부터의 제 2 광속(L2)과 제 2 절곡 미러(13d2)의 간섭도 작아져, 제 2 광원 램프(12)의 광 이용 효율도 향상시킬 수 있다.
또한, 도 8 및 도 9에 있어서는, 제 2 절곡 미러(13d, 13d2)의 반사면(13f, 13f2)이 이면(13g, 13g2)보다도 크게 되도록 구성했지만, 이것은 광 강도 균일화 소자(15)의 광축(15c)측의 형상에 대해 적용한 개념이다. 예를 들면, 도 19에 도시하는 바와 같이, 제 2 절곡 미러(13d3)에 있어서, 이면(13g3)의 형상을 광 강도 균일화 소자(15)의 광축(15c)측의 광반사면(13f3)의 형상과 같은 형상으로 하면, 반사면(13f3)과 이면(13g3)의 크기는 동일하게 된다. 도 19와 같이 구성되었을 경우에도, 광반사면(13f3)과 단부(측면)(13f2)가 이루는 각도를 예각으로 하면, 도 8 및 도 9의 경우와 동일하게 광 이용 효율을 높일 수 있다. 바꾸어 말하면, 반사면(12f3)의 제 2 광속(L2)의 중심 광선(12c)에 가장 가까운 단부로부터, 제 2 광속(L2)의 중심 광선(12c)까지의 제 1 거리(예를 들면, u1)가 측면(13f2)의 제 2 광속(L2)의 중심 광선(12c)에 가장 가까운 부분으로부터, 제 2 광속(L2)의 중심 광선(12c)까지의 제 2 거리(예를 들면, u2) 이하가 되는 형상(즉, u1≤u2)으로 하면, 광 이용 효율을 높일 수 있다. 단, 도 9와 같이, u1＞u2 라도, (u1-u2)의 값을 극히 작게 하는 것에 의해서, 광 이용 효율을 높일 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 실시형태 1에 따른 투사형 표시 장치에 있어서는, 제 1 광원 램프(11)의 제 1 광축(11c1, 11c2, 11c3)과 제 2 광원 램프(12)의 제 2 광축(12c)이 서로 일치하는 부분을 가지지 않도록, 또한 제 1 광속(L1)의 광축(11c3)과 제 2 광속(L2)의 광축(12c)이 대략 평행이 되도록 배치하고 있으므로, 광 이용 효율이 높고, 광원 램프(11)및 광원 램프(12)가 서로의 로스 광의 영향을 받지 않는 구성이 가능해진다.
또한, 실시형태 1에 따른 투사형 표시 장치에 있어서는, 제 1 광원 램프(11)와 제 2 광원 램프(12)의 집광점을 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a) 근방에 배치했기 때문에, 광 이용 효율이 높은 광학계를 제공할 수 있다.
또한, 실시형태 1에 따른 투사형 표시 장치에 있어서는, 제 1 광원 램프(11)와 제 2 집광점(F2)까지의 사이에 릴레이 광학계(13)를 배치하고, 제 1 광속(L1)을 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a) 근방에 집광하고, 제 2 광원 램프(12)의 제 2 광속(L2)은 직접 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a) 근방에 집광하는 구성으로 하고 있기 때문에, 광 이용 효율이 높은 광학계를 제공할 수 있다.
또한, 실시형태 1에 따른 투사형 표시 장치에 있어서, 제 2 절곡 미러(13d)는 그 반사면(13)의 형상이 이면(13g)의 형상이 상이하도록, 또한 이면(13g)보다 크게 되도록 형성되어 있기 때문에, 광 이용 효율이 높은 광학계를 제공할 수 있다.
또한, 실시형태 1에 따른 투사형 표시 장치에 있어서, 절곡 미러(13a) 또는 절곡 미러(13d) 또는 그들 양쪽에, 위치 또는 각도 또는 그들 양쪽 모두를 조정할 수 있는 절곡 조정부인 미러 조정 수단[후술의 도 11에 도시하는 기구(27)]을 구비할 수도 있다. 이 경우에는, 광원 램프(11) 및 광원 램프(12)의 크기의 차이나 위치 차이가 생겼을 경우라도, 미러 조정 수단의 조정에 의해서, 광 강도 균일화 소자(15)에 입사하는 광량을 조정하는 것이 가능해지기 때문에, 광 이용 효율이 높은 광학계를 제공할 수 있다. 또한, 이와 같은 미러 조정 수단을 구비하는 경우에는, 광원 램프(11) 또는 광원 램프(12)의 어느 한쪽만을 점등하는 1등 점등시에, 절곡 미러(13d)의 위치를 점등되어 있지 않은 광원측으로 이동시키는 것에 의해[광원 램프(11)만 점등했을 경우에는, 절곡 미러(13d)를 광원 램프(12)의 광축(12c)측으로 이동시키고, 광원 램프(12)만 점등하는 경우에는, 절곡 미러(13d)를 광원 램프(11)의 광축(11c)측으로 이동시킴], 1등 점등시의 광 이용 효율이 높은 광학계를 제공할 수 있다.
또한, 실시형태 1에 따른 투사형 표시 장치에 있어서, 광원 램프(11) 또는 광원 램프(12) 또는 그들 양쪽에, 위치 또는 각도 또는 그들 양쪽을 조정할 수 있는 광원 조정부인 광원 램프 조정 수단[후술의 도 11에 도시하는 기구(28)]을 구비할 수도 있다. 이 경우에는, 광원 램프(11) 및 광원 램프(12)의 위치에 편차가 생기거나 크기에 차이가 있는 경우라도, 광원 램프 조정 수단의 조정에 의해서, 광 강도 균일화 소자(15)에 입사하는 광량을 조정하는 것이 가능해지므로, 광 이용 효율이 높은 광학계를 제공할 수 있다.
또한, 실시형태 1에 따른 투사형 표시 장치에 있어서, 광 강도 균일화 소자(15)를 내면을 광반사면으로 한 관형상 부재로 구성하는 경우에는, 광 강도 균일화 소자(15)의 보지 구조의 설계가 용이하게 되며, 또한 방열 성능이 향상된다.
또한, 실시형태 1에 따른 투사형 표시 장치에 있어서, 광 강도 균일화 소자(15)를 투명 재료로 구성된 단면 형상이 다각형인 기둥형상 광학 소자로 하는 경우에는, 광 강도 균일화 소자(15)의 설계가 용이하게 된다.
또한, 실시형태 1에 따른 투사형 표시 장치에 있어서는, 제 2 절곡 미러(13d)보다도 광 강도 균일화 소자(15)측에 집광점이 위치하도록, 각 구성을 배치했으므로, 절곡 미러의 발열을 억제할 수 있다. 이 때문에, 실시형태 1에 따른 투사형 표시 장치에 있어서는, 냉각 장치 등의 추가의 필요가 없으며, 구성의 간소화, 장치의 저비용화를 실현할 수 있다.
실시형태 2
도 10은 본 발명의 실시형태 2에 따른 투사형 표시 장치의 광원 장치(20)의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 10에 도시하는 광원 장치(20)는 도 1[실시형태 1]에 도시하는 투사형 표시 장치의 광원 장치로서 사용할 수 있다. 도 10에 있어서의 제 1 광원 램프(21), 제 2 광원 램프(22), 릴레이 광학계(23)는 각각, 도 1[실시형태 1]에 있어서의 제 1 광원 램프(11), 제 2 광원 램프(12), 릴레이 광학계(13)와 동일한 구성이다. 도 10에 있어서의 발광체(21a, 22a), 타원면경(21b, 22b), 광축(21c1, 21c2, 21c3, 22c)은 각각, 도 1에 있어서의 발광체(11a, 12a), 타원면경(11b, 12b), 광축(11c1, 11c2, 11c3, 12c)과 동일한 구성이다. 실시형태 2에 따른 투사형 표시 장치는, 광 강도 균일화 소자(25)의 구성이, 상기 실시형태 1에 따른 투사형 표시 장치의 것과 상이하다. 도 10에 도시되어 있는 바와 같이, 실시형태 2에 있어서는, 광 강도 균일화 소자(25)는, 복수의 렌즈 소자를 2차 배열한 렌즈 어레이(25a, 25b)를 광축(25c) 방향으로 나란하게 배치하는 것에 의해서 구성되어 있다. 제 1 광원 램프(11)의 제 1 광속(L1)과 제 2 광원 램프(12)의 제 2 광속(L2)은, 렌즈 소자(26a)와 (26b)에 의해서 광 강도 균일화 소자(25)로 인도된다. 이와 같은 구성의 광 강도 균일화 소자(25)에 의해서, 조명 광속의 단면내의 강도 분포를 균일하게 하여, 조도 편차를 억제하는 것이 가능하게 된다. 또한, 실시형태 2에 따른 투사형 표시 장치에 의하면, 광 강도 균일화 소자를 광학 부재의 로드로 구성했을 경우에 비해, 광축(25c) 방향의 사이즈를 작게 하는 것이 가능하게 된다.
또한, 실시형태 2에 있어서, 상기 이외의 점은 상기 실시형태 1의 경우와 동일하다.
실시형태 3
도 11은 본 발명의 실시형태 3에 따른 투사형 표시 장치의 광원 장치(30)의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 11에 도시되는 광원 장치(30)는 도 1[실시형태 1]에 도시되는 투사형 표시 장치의 광원 장치로서 사용할 수 있다. 도 11에 있어서의 제 1 광원 램프(31), 제 2 광원 램프(32), 릴레이 광학계(33) 및 광 강도 균일화 소자(35)는 각각, 도 1에 있어서의 제 1 광원 램프(11), 제 2 광원 램프(12), 릴레이 광학계(13) 및 광 강도 균일화 소자(15)와 동일한 구성이다. 도 11에 있어서의 발광체(31a, 32a), 타원면경(31b, 32b), 광축(31c1, 31c2, 31c3, 32c), 입사단(35a), 출사단(35b), 및 광축(35c)은 각각, 도 1에 있어서의 발광체(11a, 12a), 타원면경(11b, 12b), 광축(11c1, 11c2, 11c3, 12c), 입사단(15a), 출사단(15b), 및 광축(15c)과 동일한 구성이다. 실시형태 3에 따른 투사형 표시 장치는, 제 1 광속(L1)의 광축(31c1, 31c2, 31c3)과 광 강도 균일화 소자(35)의 광축(35c)이 평행이 아니고, 제 2 광속(L2)의 광축(32c)과 광 강도 균일화 소자(35)의 광축(35c)이 평행이 되지 않도록, 제 1 광원 램프(31), 제 2 광원 램프(32), 릴레이 광학계(33) 및 광 강도 균일화 소자(35)를 배치한 점이, 상기 실시형태 1에 따른 투사형 표시 장치의 경우와 상이하다. 따라서, 제 1 광원 램프(31)로부터 출사된 직후에서의 제 1 광속(L1)의 광축(31c1)과 제 2 광원 램프(32)로부터 출사된 직후에서의 제 2 광속(L2)의 광축(32c)은, 광속이 진행되는 것에 따라 서로의 간격을 증가시키는 방향이 되도록, 제 1 광원 램프(31) 및 제 2 광원 램프(32)가 배치되어 있다. 실시형태 3의 구성에 의하면, 광원 장치(30)의 도 11에 있어서의 종방향의 사이즈를 단축할 수 있다.
또한, 도 11에 도시되는 바와 같이, 투사형 표시 장치에 절곡 미러(33a) 또는 절곡 미러(33d) 또는 그들 양쪽에 위치 또는 각도 또는 그들 양쪽을 조정할 수 있는 미러 조정 수단[기구(27)]을 구비할 수도 있다. 또한, 투사형 표시 장치에, 광원 램프(11) 또는 광원 램프(12) 또는 그들 양쪽에, 위치 또는 각도 또는 그들 양쪽 모두를 조정할 수 있는 광원 램프 조정 수단[기구(28)]을 구비할 수도 있다. 기구(27, 28)는, 절곡 미러 또는 광원 램프를 지지하는 구조물을 이동 또는 회동시키는 기계적 구조를 포함한다. 또한, 기구(27, 28)는 그들을 구성하는 기계적 구조를 구동시키는 모터 등의 구동원을 구비하여도 좋다. 또한, 기구(27, 28)는 다른 실시 형태에도 적용 가능하다.
또한, 도 11에 있어서는, 제 1 광원 램프(31)를 도 11에 있어서의 상측에 제 2 광원 램프(32)를 도 11에 있어서의 하측이 되도록 배치했지만, 그 반대의 방향으로 배치하는 것도 가능하다. 또한, 제 1 광원 램프(31) 또는 제 2 광원 램프(32)의 어느 한쪽의 광축(31c1 또는 32c)을 광 강도 균일화 소자(35)의 광축(35c)과 평행하게 배치하는 것도 가능하다.
제 1 광원 램프(31)로부터 출사된 직후에서의 제 1 광속의 광축과 제 2 광원 램프(32)로부터 출사된 직후에서의 제 2 광속의 광축의 각각의 경사 각도는, 도 11의 수평 방향에 대해서 약 ±15° 정도까지의 범위내로 하는 것이 가능하지만, 제 1 광원 램프(31) 및 제 2 광원 램프(32)의 충분한 성능을 얻기 위해서는 ±5°까지의 범위내에서 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 릴레이 광학계(33)의 구성의 용이함 등을 고려하면, 제 1 광원 램프(31)의 광축 및 제 2 광원 램프(32)의 광축의 경사 각도는, 도 11의 수평 방향에 대해서 ±3°까지의 범위내에서 구성하는 것[또는, 제 1 광원 램프(31)의 광축 및 제 2 광원 램프(32)의 광축이 이루는 각도가 6° 이내가 되도록 구성하는 것]이 보다 바람직하다.
또한, 실시형태 3에 있어서, 상기 이외의 점은 상기 실시형태 1 또는 2의 경우와 동일하다. 또한, 실시형태 3의 제 1 광원 램프(31) 또는 제 2 광원 램프(32)를 실시형태 2의 광원 장치에 적용하는 것도 가능하다.
실시형태 4
도 12는 본 발명의 실시형태 4에 따른 투사형 표시 장치의 광원 장치(40)의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 12에 도시되는 광원 장치(40)는 도 1[실시형태 1]에 도시되는 투사형 표시 장치의 광원 장치로서 사용할 수 있다. 도 12에 있어서의 제 1 광원 램프(41), 제 2 광원 램프(42), 릴레이 광학계(43) 및 광 강도 균일화 소자(45)는 각각, 도 1에 있어서의 제 1 광원 램프(11), 제 2 광원 램프(12), 릴레이 광학계(13) 및 광 강도 균일화 소자(15)와 동일한 구성이다. 도 12에 있어서의 발광체(41a, 42a), 타원면경(41b, 42b), 광축(41c1, 41c2, 41c3, 42c), 입사단(45a), 출사단(45b), 및 광축(45c)은 각각, 도 1에 있어서의 발광체(11a, 12a), 타원면경(11b, 12b), 광축(11c1, 11c2, 11c3, 12c), 입사단(15a), 출사단(15b), 및 광축(15c)과 동일한 구성이다.
실시형태 4에 따른 투사형 표시 장치는, 광 강도 균일화 소자(45)의 입사단(45a)에 인접하고, 제 1 광원 램프(41)로부터의 광속 중의 제 2 절곡 미러(43d)에 도달하지 않는 로스 광(L5)을 차광(반사 또는 흡수)하는 차광부인 차광판(46)을 구비한 실시형태 1에 따른 투사형 표시 장치와 상이하다. 또한, 차광판(46)은 제 1 광원 램프(41)로부터 출사되어 광 강도 균일화 소자(45)의 측면[도 12에 있어서의 광 강도 균일화 소자(45)의 상측의 면]을 향하는 광속을 차광(반사 또는 흡수)하는 기능도 가진다. 차광판(46)의 재료는 빛을 투과시키지 않는 재료이면 좋다.
차광판(46)은, 제 1 광원 램프(41)로부터 제 2 절곡 미러(43d)로 향하는 광속(L1)을 차단하지 않는 위치에 배치하는 것이 바람직하다. 또한, 차광판(46)은, 제 1 광원 램프(41)로부터의 광속 중의 제 2 절곡 미러(43d)에 도달하지 않는 로스 광(L5)을 가능한 한 많이 차광하는 위치, 크기(길이 및 폭), 및 형상으로 하는 것이 바람직하다.
도 12에 도시되는 바와 같이, 실시형태 4에 있어서는, 제 1 광원 램프(41)로부터의 광속내의 제 1 절곡 미러(43a)에 도달하지 않는 로스 광(L5), 및 제 2 광원 램프(72)로부터의 광속내의 로스 광을 차광판(46)에 의해서 차광할 수 있다. 이 때문에, 제 1 광원 램프(41)로부터 광 강도 균일화 소자(45)의 측면을 향하는 로스 광은 감소하기 때문에, 광 강도 균일화 소자(45)가 받는 열적인 영향을 적게 할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 실시형태 4에 있어서, 상기 이외의 점은, 상기 실시형태 1의 경우와 동일하다. 또한, 차광판(46)을 상기 실시형태 2 또는 3에 적용하는 것도 가능하다.
10, 20, 30, 40 : 광원 장치
11, 21, 31, 41 : 제 1 광원 램프
11a, 21a, 31a, 41a : 발광체
11b, 21b, 31b, 41b : 타원면경
11c1, 11c2, 11c3, 21c1, 21c2, 21c3, 31c1, 31c2, 31c3, 41c1, 41c2, 41c3 : 제 1 광원 램프의 광축
12, 22, 32, 42 : 제 2 광원 램프
12a, 22a, 32a, 42a : 발광체
12b, 22b, 32b, 42b : 타원면경
12c, 22c, 32c, 42c : 제 2 광원 램프의 광축
13, 23, 33, 43 : 릴레이 광학계
15, 25, 35, 45 : 광 강도 균일화 소자
15a, 25a, 35a, 45a : 광 강도 균일화 소자의 입사단
15b, 25b, 35b, 45b : 광 강도 균일화 소자의 출사단
15c, 25c, 35c, 45c : 광 강도 균일화 소자의 광축
27 : 미러 조정 수단
28 : 광원 램프 조정 수단
46 : 차광판
61 : 화상 표시 소자
62 : 투사 광학계
63 : 스크린
F1 : 제 1 집광점
F2 : 제 2 집광점
F3 : 제 3 집광점
L1 : 제 1 광속
L2 : 제 2 광속
L3 : 광 강도 균일화 소자로부터의 출사광
L4 : 화상광
L5 : 제 1 로스 광
L10 : 제 1 광속의 중심 광선
L20 : 제 2 광속의 중심 광선

Claims (18)

  1. 입사단 및 출사단을 가지며, 상기 입사단에 입사된 광속을 강도 분포가 균일화된 광속으로 변환하여 상기 출사단으로부터 출사하는 광 강도 균일화부와,
    제 1 광속을 출사하는 제 1 광원부와,
    상기 제 1 광원부로부터 출사된 상기 제 1 광속을 상기 광 강도 균일화부의 상기 입사단으로 인도하는 적어도 하나의 절곡부와,
    상기 광 강도 균일화부의 상기 입사단으로 향하는 제 2 광속을 출사하는 제 2 광원부를 구비하고,
    상기 제 1 광원부로부터 상기 절곡부를 경유하여 상기 광 강도 균일화부의 상기 입사단에 도달하는 상기 제 1 광속의 광축과 상기 제 2 광원부로부터 상기 광 강도 균일화부의 상기 입사단에 도달하는 상기 제 2 광속의 광축이 일치하는 부분을 가지지 않도록, 또한 상기 광 강도 균일화부의 상기 입사단에 입사하기 직전의 상기 제 1 광속의 광축과 상기 제 2 광원부로부터 상기 광 강도 균일화부의 상기 입사단에 도달하는 상기 제 2 광속의 광축이 서로 평행한 방향이 되도록, 상기 제 1 광원부, 상기 제 2 광원부 및 상기 절곡부를 배치하고,
    상기 절곡부중의, 상기 광 강도 균일화부의 상기 입사단의 가장 가깝게 배치된 절곡부는, 상기 제 1 광속을 반사하는 반사면, 상기 반사면의 이면측의 면인 이면, 상기 반사면과 상기 이면을 연결하는 측면을 갖고,
    상기 측면중 상기 반사면측의 단부가 가장 상기 제 2 광속의 중심 광선에 가깝고,
    상기 제 2 광속의 광축은 상기 이면측에 위치하는 것을 특징으로 하는
    광원 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 광속의 중심 광선이 상기 입사단에 입사하는 제 1 입사 위치와 상기 제 2 광속의 중심 광선이 상기 입사단에 입사하는 제 2 입사 위치가 서로 다른 위치이며, 또한 상기 광 강도 균일화부의 광축으로부터 어긋난 위치인 것을 특징으로 하는
    광원 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 입사 위치와 상기 제 2 입사 위치는, 상기 광 강도 균일화부의 광축을 기준으로 서로 반대측으로 어긋난 위치인 것을 특징으로 하는
    광원 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 광원부로부터 출사된 직후의 상기 제 1 광속의 광축과 상기 제 2 광원부로부터 출사된 직후에서의 상기 제 2 광속의 광축이 평행이 되도록, 상기 제 1 광원부 및 상기 제 2 광원부가 배치된 것을 특징으로 하는
    광원 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 광원부로부터 출사된 직후에서의 상기 제 1 광속의 광축과 상기 제 2 광원부로부터 출사되는 상기 제 2 광속의 광축이 이루는 각도가 6° 이내가 되도록 상기 제 1 광원부 및 상기 제 2 광원부가 배치된 것을 특징으로 하는
    광원 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
KR1020117026493A 2009-04-08 2010-04-06 광원 장치 KR101267098B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009093989 2009-04-08
JPJP-P-2009-093989 2009-04-08
WOPCT/JP2009/005514 2009-10-21
PCT/JP2009/005514 WO2010116427A1 (ja) 2009-04-08 2009-10-21 投写型表示装置
PCT/JP2010/002515 WO2010116725A1 (ja) 2009-04-08 2010-04-06 光源装置及び投写型表示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120006537A KR20120006537A (ko) 2012-01-18
KR101267098B1 true KR101267098B1 (ko) 2013-05-24

Family

ID=42935740

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020117026493A KR101267098B1 (ko) 2009-04-08 2010-04-06 광원 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20120033421A1 (ko)
EP (1) EP2418541A4 (ko)
JP (2) JPWO2010116725A1 (ko)
KR (1) KR101267098B1 (ko)
CN (1) CN102804056B (ko)
WO (2) WO2010116427A1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI447512B (zh) 2011-07-19 2014-08-01 Delta Electronics Inc 投影裝置及其光源裝置
CN102890396B (zh) * 2011-07-19 2014-11-05 台达电子工业股份有限公司 投影装置及其光源装置
JP6421930B2 (ja) * 2014-01-09 2018-11-14 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 照明装置及び投写型映像表示装置
CN105824126B (zh) * 2015-01-06 2018-06-29 台达电子工业股份有限公司 光源模块及显示装置
WO2018142589A1 (ja) * 2017-02-03 2018-08-09 Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社 光源装置及び投写型表示装置
CN115427865A (zh) 2020-04-23 2022-12-02 杜比实验室特许公司 具有可调角度照明的投影系统和方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100925166B1 (ko) 2006-06-08 2009-11-05 캐논 가부시끼가이샤 화상투사용 광학계 및 화상투사 장치

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2827951B2 (ja) * 1994-05-16 1998-11-25 松下電器産業株式会社 投写型表示装置
JP3581568B2 (ja) * 1998-06-15 2004-10-27 松下電器産業株式会社 照明装置及び、それを用いた投写型表示装置
JP3589856B2 (ja) * 1998-03-26 2004-11-17 日本アビオニクス株式会社 光インテグレータ
JP3423251B2 (ja) * 1999-05-24 2003-07-07 三洋電機株式会社 液晶投射型表示装置
JP3472249B2 (ja) * 2000-08-25 2003-12-02 キヤノン株式会社 複数の光源を使用する照明装置、照明制御装置及び方法、並びに、露光装置
DE10123785A1 (de) * 2001-05-16 2002-11-21 Leica Microsystems Vorrichtung zur Beleuchtung eines Betrachtungsfeldes, beispielsweise eines Objektfeldes unter einem Mikroskop durch zwei Lichtquellen
NO319879B1 (no) * 2002-05-03 2005-09-26 Projectiondesign As Et flerlampearrangement for optiske systemer
US7033056B2 (en) * 2002-05-03 2006-04-25 Projectiondesign As Multi-lamp arrangement for optical systems
JP3645890B2 (ja) * 2002-06-07 2005-05-11 Ｎｅｃビューテクノロジー株式会社 プロジェクタ装置
JP2005266580A (ja) * 2004-03-19 2005-09-29 Seiko Epson Corp プロジェクタ
US7182468B1 (en) * 2004-06-07 2007-02-27 Delta Electronics, Inc. Dual lamp illumination system using multiple integrator rods
JP2006030330A (ja) * 2004-07-13 2006-02-02 Konica Minolta Opto Inc ２灯合成光学系およびそれを備えた投影装置
JP4682604B2 (ja) * 2004-12-02 2011-05-11 カシオ計算機株式会社 光源装置及びそれを備えたプロジェクタ
WO2006090857A1 (ja) * 2005-02-25 2006-08-31 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. ２次元画像形成装置
JP4696666B2 (ja) * 2005-04-27 2011-06-08 コニカミノルタオプト株式会社 照明光学系およびそれを備えた画像投影装置
JP2006308778A (ja) * 2005-04-27 2006-11-09 Konica Minolta Opto Inc ２灯合成光学系およびそれを備えた画像投影装置
JP4271219B2 (ja) * 2006-08-25 2009-06-03 三菱電機株式会社 投写型表示装置及び光強度均一化素子の形成方法
JP4879056B2 (ja) * 2007-03-26 2012-02-15 三菱電機株式会社 投射型表示装置
TWM324170U (en) * 2007-04-04 2007-12-21 Young Optics Inc Illumination system
US20080259284A1 (en) * 2007-04-19 2008-10-23 Sanyo Electric Co., Ltd. Illumination device and projection video display device
JP5134924B2 (ja) * 2007-11-29 2013-01-30 株式会社日立製作所 投射型映像表示装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100925166B1 (ko) 2006-06-08 2009-11-05 캐논 가부시끼가이샤 화상투사용 광학계 및 화상투사 장치

Also Published As

Publication number Publication date
CN102804056B (zh) 2015-02-18
EP2418541A1 (en) 2012-02-15
WO2010116725A1 (ja) 2010-10-14
JPWO2010116725A1 (ja) 2012-10-18
EP2418541A4 (en) 2012-10-03
JP2011138140A (ja) 2011-07-14
CN102804056A (zh) 2012-11-28
US20120033421A1 (en) 2012-02-09
WO2010116427A1 (ja) 2010-10-14
JP4837130B2 (ja) 2011-12-14
KR20120006537A (ko) 2012-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101267098B1 (ko) 광원 장치
US9431795B2 (en) Laser beam-combining optical device
JP3904597B2 (ja) 投写型表示装置
JP2002072128A (ja) 光学装置およびこれを用いた投写型表示装置
CN113050354B (zh) 光源组件和投影设备
KR101299890B1 (ko) 투사형 표시 장치
WO2019230008A1 (ja) 光源装置、プロジェクタ
JP6611019B2 (ja) 光源装置、プロジェクタ
JPH0996763A (ja) 照明光学系及び光源装置
JP2010091846A (ja) 投写型表示装置
JP2008204643A (ja) ランプユニット、投写型表示装置及び投写型表示装置の製造方法
TWI421539B (zh) 光源裝置及投影型顯示裝置
JP2012063708A (ja) 照明装置及び投写型映像表示装置
JPH11311762A (ja) 液晶プロジェクタの照明装置
TWI275826B (en) Projector capable of adjusting brightness and brightness uniformity
JP2006292792A (ja) 光投射装置及びプロジェクタ
JP4497507B2 (ja) 照明光学系およびこれを用いた投写型表示装置
JP2821691B2 (ja) プロジェクター用光源装置
JP5377097B2 (ja) 投写型表示装置及び光源装置
JP4902441B2 (ja) 照明装置および投写型映像表示装置
JP2022045937A (ja) 投影装置
JP2000214530A (ja) 照明装置及びそれを用いた投影装置
JPH0990354A (ja) 投射型液晶表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160418

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee