KR101299890B1 - 투사형 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
광 이용 효율이 높고, 장수명인 광원 장치를 구비한 투사형 표시 장치로서, 제 1 및 제 2 광원 램프(11, 12)와, 광 강도 균일화 소자(15)와, 제 1 및 제 2 절곡 미러(13, 14)와, 광 강도 균일화 소자(15)로부터 출사된 광속 L3을 변조하여 화상광 L4로 변환하는 화상 표시 소자(61)와, 화상광을 스크린(63)에 투사하는 투사 광학계(62)를 구비하며, 제 1 광원 램프(11)의 제 1 광축(11c)이 제 2 광원 램프(12)의 제 2 광축(12c)과 일치하지 않고, 제 1 절곡 미러(13)로부터 입사단(15a)까지의 제 1 거리와 제 2 절곡 미러(14)로부터 입사단(15a)까지의 제 2 거리가 상이하도록, 제 1 광원 램프(11), 제 2 광원 램프(12), 제 1 절곡 미러(13), 및 제 2 절곡 미러(14)를 배치하였다.
Description
본 발명은 복수의 광원 램프를 이용한 투사형 표시 장치에 관한 것이다.
투사형 표시 장치에 의해서 표시되는 영상의 대화면화 및 고휘도화를 실현하기 위해서, 복수의 광원 램프를 구비한 다등식(multi-lamp)의 광원 장치를 구비한 투사형 표시 장치가 제안되어 있다. 예컨대, 특허문헌 1(일본 특허 공개 제2001-359025호 공보의 단락 0013~0018, 도 1)에는, 서로 대향 배치된 2개의 광원 램프로부터의 광속(光束)을, 광원 램프의 집광점 부근에 배치한 프리즘을 이용하여 합성하는 투사형 표시 장치용의 광원 장치가 제안되어 있다.
그러나, 특허문헌 1에 기재된 장치에서는, 2개의 광원 램프를, 프리즘을 사이에 두고 대향 배치하고 있기 때문에, 광원 램프의 손실광 중의 대향하는 광원 램프의 발광부에 도달하는 광의 비율이 높아져, 광 이용 효율이 저하되는 문제, 및, 손실광의 입사에 따르는 광원 램프의 온도 상승에 의한 광원 램프의 수명 단축의 문제가 있다.
그래서, 본 발명은, 상기 종래기술의 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 그 목적은, 광 이용 효율이 높고, 장수명의 광원 장치를 구비한 투사형 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 투사형 표시 장치는, 제 1 광속을 출사하는 제 1 광원 수단과, 상기 제 1 광원 수단에 대략 마주 보도록 배치되고, 제 2 광속을 출사하는 제 2 광원 수단과, 입사단 및 출사단을 갖고, 상기 입사단에 입사된 광속을 강도 분포가 균일화된 광속으로 변환하여 상기 출사단으로부터 출사하는 광 강도 균일화 수단과, 상기 제 1 광원 수단으로부터 출사된 상기 제 1 광속을 상기 입사단으로 향하게 하는 제 1 절곡 수단(first bending means)과, 상기 제 2 광원 수단으로부터 출사된 상기 제 2 광속을 상기 입사단으로 향하게 하는 제 2 절곡 수단과, 상기 광 강도 균일화 수단의 상기 출사단으로부터 출사된 광속을 변조하여 화상광으로 변환하는 화상 표시 소자와, 상기 화상광을 스크린에 투사하는 투사 광학계를 구비하며, 상기 제 1 광원 수단의 제 1 광축이 상기 제 2 광원 수단의 제 2 광축과 일치하지 않고, 상기 제 1 절곡 수단으로부터 상기 입사단까지의 제 1 거리와 상기 제 2 절곡 수단으로부터 상기 입사단까지의 제 2 거리가, 상기 광 강도 균일화 수단의 광축에 평행한 방향에 대해 상이하도록, 상기 제 1 광원 수단, 상기 제 2 광원 수단, 상기 제 1 절곡 수단, 및 상기 제 2 절곡 수단을 배치한 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 있어서는, 제 1 광원 수단의 제 1 광축이 제 2 광원 수단의 제 2 광축과 일치하지 않고, 제 1 절곡 수단으로부터 광 강도 균일화 수단의 입사단까지의 제 1 거리와 제 2 절곡 수단으로부터 광 강도 균일화 수단의 입사단까지의 제 2 거리가 상이하도록, 각 구성을 배치했기 때문에, 제 1 광원 수단으로부터 제 2 광원 수단으로 향하는 손실광 및 제 2 광원 수단으로부터 제 1 광원 수단으로 향하는 손실광을 감소시켜, 광 이용 효율을 높게 할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 제 1 광원 수단 및 제 2 광원 수단은, 손실광의 영향이 작아지기 때문에, 수명을 길게 할 수 있다고 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 투사형 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면,
도 2(a)는 비교예에 있어서의 광 강도 균일화 소자의 입사단에서의 광속의 분포를 개략적으로 나타내는 도면이고, (b)는 실시 형태 1에 있어서의 광 강도 균일화 소자의 입사단에서의 광속의 분포를 개략적으로 나타내는 도면이며, (c)는 실시 형태 1에 있어서의 광 강도 균일화 소자의 입사단에서의 광속의 분포가 다른 예를 개략적으로 나타내는 도면,
도 3은 비교예에 있어서의 절곡 미러(bending mirror)의 배치를 개략적으로 나타내는 도면,
도 4는 실시 형태 1에 따른 투사형 표시 장치의 주요부의 구성을 나타내는 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 나타내는 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 나타내는 도면,
도 7은 제 1 광원 램프의 제 1 광축과 제 2 광원 램프의 제 2 광축의 편심량과, 광 이용 효율의 관계를 계산할 때의 구성을 나타내는 설명도,
도 8은 오프셋량(offset amount)과 광 이용 효율의 관계, 및, 오프셋량과 손실광의 관계를 나타내는 도면,
도 9는 본 발명의 실시 형태 2에 따른 투사형 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면,
도 10은 본 발명의 실시 형태 3에 따른 투사형 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면,
도 11은 본 발명의 실시 형태 4에 따른 투사형 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면,
도 12는 본 발명의 실시 형태 5에 따른 투사형 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면,
도 13은 본 발명의 실시 형태 6에 따른 투사형 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면,
도 14는 차광판(light blocking plate)의 길이와 광 이용 효율의 관계, 및 차광판의 길이와 손실광의 관계를 나타내는 도면이다.
도 2(a)는 비교예에 있어서의 광 강도 균일화 소자의 입사단에서의 광속의 분포를 개략적으로 나타내는 도면이고, (b)는 실시 형태 1에 있어서의 광 강도 균일화 소자의 입사단에서의 광속의 분포를 개략적으로 나타내는 도면이며, (c)는 실시 형태 1에 있어서의 광 강도 균일화 소자의 입사단에서의 광속의 분포가 다른 예를 개략적으로 나타내는 도면,
도 3은 비교예에 있어서의 절곡 미러(bending mirror)의 배치를 개략적으로 나타내는 도면,
도 4는 실시 형태 1에 따른 투사형 표시 장치의 주요부의 구성을 나타내는 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 나타내는 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 나타내는 도면,
도 7은 제 1 광원 램프의 제 1 광축과 제 2 광원 램프의 제 2 광축의 편심량과, 광 이용 효율의 관계를 계산할 때의 구성을 나타내는 설명도,
도 8은 오프셋량(offset amount)과 광 이용 효율의 관계, 및, 오프셋량과 손실광의 관계를 나타내는 도면,
도 9는 본 발명의 실시 형태 2에 따른 투사형 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면,
도 10은 본 발명의 실시 형태 3에 따른 투사형 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면,
도 11은 본 발명의 실시 형태 4에 따른 투사형 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면,
도 12는 본 발명의 실시 형태 5에 따른 투사형 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면,
도 13은 본 발명의 실시 형태 6에 따른 투사형 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면,
도 14는 차광판(light blocking plate)의 길이와 광 이용 효율의 관계, 및 차광판의 길이와 손실광의 관계를 나타내는 도면이다.
(실시 형태 1)
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 투사형 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1에 나타내어진 바와 같이, 실시 형태 1에 따른 투사형 표시 장치는 강도가 균일화된 광속(光束)을 출사하는 광원 장치(10)와, 광원 장치(10)로부터 출사된 광속 L3을 입력 영상 신호에 따라 변조하여 화상광 L4로 변환하는 화상 표시 소자(광 밸브(light valve))(61)와, 화상광 L4를 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 소자이더라도 좋다. 화상 표시 소자(61)는, 예컨대, 액정 광 밸브, 디지털 마이크로미러 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 L1을 출사하는 제 1 광원 수단으로서의 제 1 광원 램프(11)와, 제 1 광원 램프(11)에 대략 마주 보도록 배치되고, 제 2 광속 L2를 출사하는 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 균일화 수단으로서의 광 강도 균일화 소자(15)와, 제 1 광원 램프(11)로부터 출사된 제 1 광속 L1을 입사단(15a)으로 향하게 하는 제 1 절곡 수단으로서의 제 1 절곡 미러(13)와, 제 2 광원 램프(12)로부터 출사된 제 2 광속 L2를 입사단(15a)으로 향하게 하는 제 2 절곡 수단으로서의 제 2 절곡 미러(14)를 갖고 있다.
실시 형태 1에 있어서, 제 1 광원 램프(11)로부터 출사되는 제 1 광속 L1 및 제 2 광원 램프(12)로부터 출사되는 제 2 광속 L2는 집광 광속(converging light fluxes)이다. 제 1 광원 램프(11)의 제 1 광축(11c)은 제 2 광원 램프(12)의 제 2 광축(12c)과 일치하지 않도록, 또한, 제 1 절곡 미러(13)로부터 입사단(15a)까지의 제 1 거리와 제 2 절곡 미러(14)로부터 입사단(15a)까지의 제 2 거리가 상이하도록(후술하는 오프셋량 OS만큼 상이하도록), 제 1 광원 램프(11), 제 2 광원 램프(12), 제 1 절곡 미러(13), 제 2 절곡 미러(14), 및 광 강도 균일화 소자(15)를 배치하고 있다. 도 1에는, 제 1 절곡 미러(13)로부터 입사단(15a)까지의 제 1 거리가 제 2 절곡 미러(14)로부터 입사단(15a)까지의 제 2 거리보다 짧은 경우를 나타내고 있다. 또한, 도 1에는, 제 1 광원 램프(11)의 제 1 광축(11c)과 광 강도 균일화 소자(15)의 광축(15c)이 이루는 각도가 90도이고, 제 2 광원 램프(12)의 제 2 광축(12c)과 광 강도 균일화 소자(15)의 광축(15c)이 이루는 각도가 90도이도록, 제 1 광원 램프(11), 제 2 광원 램프(12), 제 1 절곡 미러(13), 제 2 절곡 미러(14), 및 광 강도 균일화 소자(15)를 배치한 경우를 나타내고 있다.
제 1 광원 램프(11)는, 예컨대, 백색광을 출사하는 발광체(11a)와, 이 발광체(11a)의 주위에 마련된 타원면 미러(ellipsoidal mirror)(11b)로 구성된다. 타원면 미러(11b)는, 타원의 제 1 중심에 대응하는 제 1 초점으로부터 출사된 광속을 반사하여, 타원의 제 2 중심에 대응하는 제 2 초점에 수속시킨다. 발광체(11a)는 타원면 미러(11b)의 제 1 초점 근방에 배치되어 있고, 이 발광체(11a)로부터 출사된 광속은 타원면 미러(11b)의 제 2 초점 근방에 수속된다. 또한, 제 2 광원 램프(12)는, 예컨대, 백색광을 출사하는 발광체(12a)와, 이 발광체(12a)의 주위에 마련된 타원면 미러(12b)로 구성된다. 타원면 미러(12b)는, 타원의 제 1 중심에 대응하는 제 1 초점으로부터 출사된 광속을 반사하여, 타원의 제 2 중심에 대응하는 제 2 초점에 수속시킨다. 발광체(12a)는 타원면 미러(12b)의 제 1 초점 근방에 배치되어 있고, 이 발광체(12a)로부터 출사된 광속은 타원면 미러(12b)의 제 2 초점 근방에 수속된다. 또, 타원면 미러(11b 및 12b) 대신에 포물면 미러(parabolic mirror)를 이용하여도 좋다. 이 경우에는, 발광체(11a 및 12a)로부터 출사된 광속을 포물면 미러에 의해 대략 평행화한 후, 콘덴서 렌즈(도시하지 않음)에 의해 수속시키면 좋다. 또한, 타원면 미러(11b 및 12b) 대신에 포물면 미러의 요면경을 이용할 수도 있다. 또한, 광원 램프의 수는 3대 이상으로 할 수도 있다.
또한, 실시 형태 1에 따른 투사형 표시 장치에서는, 제 1 광속 L1의 제 1 집광점 F1이 제 1 절곡 미러(13)보다 광 강도 균일화 소자(15)측에 위치하고, 제 2 광속 L2의 제 2 집광점 F2가 제 2 절곡 미러(14)보다 광 강도 균일화 소자(15)측에 위치하도록, 제 1 광원 램프(11), 제 2 광원 램프(12), 제 1 절곡 미러(13), 제 2 절곡 미러(14), 및 광 강도 균일화 소자(15)를 배치하고 있다. 타원면 미러(11b)에 의해서 집광되는 제 1 광속 L1은 제 1 절곡 미러(13)에 의해서 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a) 근방에 집광된다. 타원면 미러(12b)에 의해서 집광되는 제 2 광속 L2는 제 2 절곡 미러(14)에 의해서 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a) 근방에 집광한다. 또한, 실시 형태 1에 따른 투사형 표시 장치에서는, 제 1 광속 L1의 중심 광선(실시 형태 1에서는 광축(15c)에 평행)이 입사단(15a)에 입사하는 제 1 입사 위치와 제 2 광속 L2의 중심 광선(실시 형태 1에서는 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, d2만큼 어긋난 위치)이다.
광 강도 균일화 소자(15)는, 제 1 절곡 미러(13)에 의해서 유도된 제 1 광속 L1 및 제 2 절곡 미러(14)에 의해서 유도된 제 2 광속 L2를, 당해 광속 단면 내(즉, 광 강도 균일화 소자(15)의 광축(15c)에 직교하는 평면 내)에서의 광 강도를 균일화하는(즉, 조도 불균일(illumination irregularity)을 저감하는) 기능을 갖는다. 광 강도 균일화 소자(15)로서는, 일반적으로, 유리 또는 수지 등의 투명 재료로 만들어지고, 측벽 내측이 전반사면으로 되도록 구성된 다각형 기둥 형상의 로드(즉, 단면 형상이 다각형인 기둥 형상 부재), 또는, 광반사면을 내측으로 하여 통 형상으로 조합되고, 단면 형상이 다각형인 파이프(관 형상 부재)가 있다. 광 강도 균일화 소자(15)가 다각 기둥 형상의 로드인 경우에는, 투명 재료와 공기 계면의 전반사 작용을 이용하여 광을 복수회 반사시킨 후에 출사단으로부터 출사시킨다. 광 강도 균일화 소자(15)가 다각형의 파이프인 경우에는, 내측을 향하는 표면 미러의 반사 작용을 이용하여 광을 복수회 반사시킨 후에 출사단(출사구)으로부터 출사시킨다. 광 강도 균일화 소자(15)는, 광속의 진행 방향으로 적당한 길이를 확보하면, 내부에서 복수회 반사한 광이 광 강도 균일화 소자(15)의 출사단(15b) 근방에 중첩 조사되어, 광 강도 균일화 소자(15)의 출사단(15b) 근방에서는 대략 균일한 강도 분포가 얻어진다.
도 2(a)~(c)는 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)에서의 광속의 분포를 개략적으로 나타내는 설명도이다. 도 2(a)~(c)에 있어서, 농도가 짙게 그려져 있는(흑색에 가까운) 범위는 광속이 강한(밝은) 영역이며, 농도가 엷어질수록(백색에 가까이 갈수록) 광속이 약한(어두운) 영역이다. 도 2(a)는 광원 램프를 1등(燈) 사용한 비교예의 경우에서의 광 강도 균일화 소자의 입사단의 광속의 분포의 일례를 나타내고 있다. 도 2(a)는 입사단(15a)의 중앙 부근에 광 강도의 피크가 있고, 주변으로 향하여 서서히 어두워지는 분포를 나타내고 있다. 또한, 도 2(b) 및 (c)는 광원 램프를 2등 사용한 본 발명의 경우에서의 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)의 광속의 분포의 예를 나타내고 있다. 또한, 도 2(b)는, 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)에서, 제 1 광원 램프(11)의 광 조사 영역과 제 2 광원 램프(12)에 의한 광 조사 영역이 입사단(15a)에서 거의 중복하지 않는 예를 나타내고 있다. 또한, 도 2(c)는, 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)에서, 제 1 광원 램프(11)의 광 조사 영역과 제 2 광원 램프(12)에 의한 광 조사 영역이 입사단(15a)에서 대략 중복하고 있고, 제 1 광속 L1의 중심 광선의 방향이 광축(15c) 에 대해 경사져 있으며, 제 2 광속 L2의 중심 광선의 방향이 제 1 광속 L1의 중심 광선의 방향 및 광축(15c)의 양쪽에 대해 경사져 있는 경우를 나타내고 있다.
도 3은 비교예에 있어서의 절곡 미러의 배치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 3은 광원 램프를 1등 배치하고, 광원 램프의 광축(111c)과 광 강도 균일화 소자(115)의 광축(115c)이 직교하며, 절곡 미러(113)에서 반사한 광속 L1의 중심 광선이 광 강도 균일화 소자의 광축(115c)과 일치하도록 구성된 경우를 나타내고 있다. 도 3의 비교예의 경우에는, 절곡 미러(113)의 반사면의 크기를 충분히 크게 할 수 있기 때문에, 광원 램프로부터의 광속 L1을 거의 손실하지 않도록 절곡하는 것이 가능하다.
도 4는 실시 형태 1에 따른 투사형 표시 장치의 주요부의 구성을 나타내는 도면이다. 도 4에는, 제 1 절곡 미러(13), 제 2 절곡 미러(14), 및 광 강도 균일화 소자(15)가 도시되어 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 실시 형태 1에 있어서는, 제 1 광원 램프(11)의 타원면 미러(11b)의 제 2 초점 및 제 2 광원 램프(12)의 타원면 미러(12b)의 제 2 초점이 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a) 부근으로 되도록, 각 구성을 배치하고 있다. 또한, 제 1 광원 램프(11)의 제 1 광축(11c)과 제 2 광원 램프(12)의 제 2 광축(12c)은 일치하지 않고, 제 1 광축(11c)과 제 2 광축(12c)의 간격이 0보다 큰 값(오프셋량 OS)으로 되도록 구성되어 있다.
제 1 광원 램프(11)로부터의 제 1 광속 L1을 제 1 절곡 미러(13)를 이용하여 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)에 입사시키고, 동시에, 제 2 광원 램프(12)로부터의 제 2 광속 L2를 제 2 절곡 미러(14)를 이용하여 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)에 입사시키는 경우에는, 제 1 절곡 미러(13)는, 제 2 광속 L2를 차단하지 않도록 하기 위해서, 충분한 크기를 확보할 수 없어진다. 그 때문에, 도 4에 나타내는 구성에 있어서는, 제 1 광속 L1 및 제 2 광속 L2가 어느 정도 손실되는 것은 피하지 못한다.
가령, 제 1 절곡 미러(13)로 절곡된 제 1 광속 L1의 중심 광선 L10 및 제 2 절곡 미러(14)로 절곡된 제 2 광속 L2의 중심 광선 L20을, 광 강도 균일화 소자(15)의 광축(15c)에 일치시키고자 하면, 광의 손실은 더욱 커진다. 이 때문에, 실시 형태 1에 따른 투사형 표시 장치에서는, 광 강도 균일화 소자(15)의 광축(15c)에 대한 제 1 절곡 미러(13)로 절곡된 제 1 광속 L1의 중심 광선 L10의 편심량 d1 및 광 강도 균일화 소자(15)의 광축(15c)에 대한 제 2 절곡 미러(14)로 절곡된 제 2 광속 L2의 중심 광선 L20의 편심량 d2를 0보다 큰 값으로 한다.
도 5는 편심량 d1, d2와 광 이용 효율의 관계를 계산할 때의 구성을 나타내는 설명도이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 예컨대, 제 1 광원 램프(11)로부터의 제 1 광속의 중심 광선 L10이 편심량 d1의 위치에 입사하도록 구성하면, 제 1 광원 램프(11)로부터의 제 1 광속 L1이 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a) 상에서 편심량 d1만큼 어긋난 위치에 집광되기 때문에, 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)에서의 광 이용 효율이 저하된다. 마찬가지로, 도 5에 나타낸 바와 같이, 예컨대, 제 2 광원 램프(12)로부터의 제 2 광속의 중심 광선 L20이 편심량 d2의 위치에 입사하도록 구성하면, 제 2 광원 램프(12)로부터의 제 2 광속 L2이 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a) 상에서 편심량 d2만큼 어긋난 위치에 집광되기 때문에, 광 강도 균일화 소자(15)의 입사단(15a)에서의 광 이용 효율이 저하된다.
도 6은 편심량 d1, d2와 광 이용 효율 B의 관계의 시뮬레이션 계산의 결과를 나타내는 도면이다. 도 6에 있어서, 광 이용 효율 B는 편심량 d1, d2가 0일 때, 즉, 도 4에 나타내어진 바와 같이, 광 강도 균일화 소자(15)에 입사하는 광속의 중심 광선이 광 강도 균일화 소자(15)의 광축(15c)에 일치한 경우의 광 이용 효율에 대한 비로 나타내어져 있다. 도 6으로부터, 편심량 d1이 0일 때, 광 이용 효율 B는 1로 된다. 편심량 d1이 0.5㎜일 때, 광 이용 효율 B는 0.99, 편심량 d1을 1㎜, 1.5㎜, 2㎜로 늘려 가면, 광 이용 효율 B는 0.97, 0.92, 0.84로 저하되어 간다. 실시 형태 1에 있어서는, 예컨대, 광 이용 효율 B가 0.9 이상으로 높고, 또한, 제 2 광원 램프(12)로부터의 제 2 광속 L2가 제 1 절곡 미러(14)에 의해서 차단되기 어려워지도록(즉, 간섭을 완화하도록), 편심량 d1 및 d2를 모두 1.5㎜로 한다. 단, 편심량 d1 및 d2는 각 구성의 형상, 크기, 배치, 광속의 진행 방향, 각 구성의 광학적 특성, 요구되는 성능 등의 각종 요인에 따라 결정될 수 있다.
도 7은 편심량 d3과 광 이용 효율 C의 관계의 시뮬레이션 계산의 결과를 나타내는 도면이다. 도 4에 나타내어진 바와 같이, 실시 형태 1에 있어서는, 제 1 광원 램프(11)의 제 1 광축(11c)은 제 2 광원 램프(12)의 제 2 광축(12c)보다 광 강도 균일화 소자(15)에 가까운 측에 배치되어 있다. 제 1 절곡 미러(13)의 광 강도 균일화 소자(15)의 광축(15c)측의 단부(13a)는, 제 2 광원 램프(12)로부터의 제 2 광속 L2와의 간섭을 극력 회피하기 위해서, 광 강도 균일화 소자(15)의 광축(15c)보다 제 1 광원 램프(11)측(도 4에서의 상측(上側))으로 되도록 배치되어 있다. 도 7에서는, 도 4에 있어서의 편심량 d1을 1.5㎜로 고정하고, 편심량 d3을 변화시킨 경우의 광 이용 효율 C를 시뮬레이션 계산한 결과가 나타내어져 있다. 도 7에서의 광 이용 효율 C는, 도 6의 광 이용 효율 B의 경우와 마찬가지로, 도 5에서의, 편심량 d1이 0일 때, 즉, 제 1 광속 L1의 중심 광선 L10과 광 강도 균일화 소자(15)의 광축(15c)이 일치한 경우의 광 이용 효율에 대한 비로 나타내어져 있다. 도 7에는, 편심량 d3을 1㎜로부터 5㎜까지 변화시킨 경우의 광 이용 효율 C의 변화가 나타내어져 있다. 도 7로부터, 편심량 d3이 작으면, 제 1 절곡 미러(13)가 작아지기 때문에, 광 이용 효율 C는 저하되는 것, 편심량 d3을 1㎜로부터 크게 해 가면 서서히 광 이용 효율 C는 높아지고, 편심량 d3이 3㎜ 및 3.5㎜일 때, 광 이용 효율 C가 가장 높아지는 것을 알 수 있다.
도 8은 오프셋량 OS와 광 이용 효율의 관계, 및, 오프셋량 OS와 손실광의 관계를 나타내는 도면이다. 도 8에는, 편심량 d1 및 d2를 1.5㎜, 편심량 d3을 3.5㎜로 고정하고, 제 1 광원 램프(11)의 제 1 광축(11c)과 제 2 광원 램프(12)의 제 2 광축(12c)의 오프셋량 OS를 0㎜로부터 8.5㎜까지 변화시킨 경우의 광 이용 효율과 손실광을, 오프셋량 OS가 0㎜인 경우에 대한 상대값으로서 산출한 결과를 나타내고 있다. 도 8에서의 「손실광」은, 제 1 광원 램프(11) 또는 제 2 광원 램프(12) 중 어느 한쪽을 점등한 경우, 다른쪽의 광원 램프(12 또는 11)의 발광체(12a 또는 11a)에 도달하는 광량을 시뮬레이션 계산한 것이다. 도 8에서는, 손실광이 많은 경우에는, 한쪽의 광원 램프가 다른쪽의 광원 램프의 온도를 크게 상승시키게 되기 때문에, 발광 효율이나 수명 저하의 우려가 있다. 또한, 손실광이 차광(遮光)으로 되면, 투사형 표시 장치 내의 다른 개소에 침입한 경우에, 화질에 악영향을 주는 등의 문제가 발생할 우려가 있다. 따라서, 손실광은 적은 것이 바람직하다.
제 1 광원 램프(11)의 제 1 광축(11c)과 제 2 광원 램프(12)의 제 2 광축(12c)의 오프셋량 OS를 검토하는 경우, 도 4에 나타내는 오프셋량 OS가 커지면, 제 2 광원 램프(12)의 제 2 절곡 미러(14)를 크게 하는 것이 필요하게 되지만, 제 2 절곡 미러(14)의 제 1 광원 램프(11)측의 단부(14a)를 광 강도 균일화 소자(15)의 광축(15c)보다 제 1 광원 램프(11)측으로 늘리는 것이 가능해지기 때문에, 오프셋량 OS를 크게 하더라도 제 2 절곡 미러(14)에서의 광 손실이 커지는 일은 없다.
도 8에 있어서, 광 이용 효율은, 제 1 광원 램프(11)의 제 1 광축(11c)과 제 2 광원 램프(12)의 제 2 광축(12c)의 오프셋량 OS를 변화시키더라도 일정하게 되어있다. 그래서, 최적의 오프셋량 OS는 손실광의 양에 따라 결정하는 것이 바람직하다. 제 2 광원 램프(12)만 점등했을 때, 제 1 광원 램프(11)의 발광체(11a)에 도달하는 손실광을 LA라고 하면, 오프셋량 OS를 크게 하면 손실광 LA가 감소한다. 마찬가지로, 제 1 광원 램프(11)만 점등했을 때, 제 2 광원 램프(12)의 발광체(12a)에 도달하는 손실광을 LB라고 할 때, 오프셋량 OS를 크게 하면 손실광 LB가 감소한다. 도 8로부터, 손실광 LA에 대해서는, 오프셋량 OS가 2.5㎜ 이상에서 거의 0으로 되는 것을 알 수 있다. 도 8에 나타내어진 바와 같이, 제 1 광원 램프(11)의 제 1 광축(11c)과 제 2 광원 램프(12)의 제 2 광축(12c)의 오프셋량 OS를 소정의 일정 이상 확보하여 배치하면, 광 이용 효율을 높게 유지하면서, 손실광을 대폭 감소시키는 것이 가능해진다. 또, 최적의 오프셋량 OS는, 도 8의 예에 한정되지 않고, 각 구성의 형상, 크기, 배치, 광속의 진행 방향, 각 구성의 광학적 특성, 요구되는 성능 등의 각종 요인에 따라 결정될 수 있다.
이상에 설명한 바와 같이, 실시 형태 1에 따른 투사형 표시 장치에서는, 제 1 광원 램프(11)의 제 1 광축(11c)과 제 2 광원 램프(12)의 제 2 광축(12c)이 서로 일치하지 않도록 배치하고 있기 때문에, 광 이용 효율을 높게 유지하면서, 손실광을 대폭 저감하는 것이 가능해진다.
또한, 실시 형태 1에 따른 투사형 표시 장치에서는, 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, 실시 형태 1에 따른 투사형 표시 장치에서는, 제 1 광원 램프(11)와 집광점 F1 사이에 제 1 절곡 미러(13)를 배치하고, 제 2 광원 램프(12)와 집광점 F2 사이에 제 2 절곡 미러(14)를 배치하고, 제 1 광속 L1 및 제 2 광속 L2를 절곡하는 구성으로 하고 있기 때문에, 광 이용 효율이 높고 손실광을 저감한 광학계를 제공할 수 있다.
또한, 실시 형태 1에 따른 투사형 표시 장치에 있어서, 광 강도 균일화 소자(15)를 내면을 광반사면으로 한 관 형상 부재로 구성하는 경우에는, 광 강도 균일화 소자(15)의 유지 구조의 설계가 용이하게 되고, 또한, 방열 성능이 향상된다.
또한, 실시 형태 1에 따른 투사형 표시 장치에 있어서, 광 강도 균일화 소자(15)를 투명 재료로 구성된 단면 형상이 다각형인 기둥 형상 광학 소자로 하는 경우에는, 광 강도 균일화 소자(15)의 설계가 용이하게 된다.
또, 실시 형태 1에 따른 투사형 표시 장치에 있어서는, 제 1 절곡 미러(13) 및 제 2 절곡 미러(14)보다 광 강도 균일화 소자(15)측에 집광점이 위치하도록, 각 구성을 배치했기 때문에, 각 절곡 미러의 발열을 억제할 수 있다. 이 때문에, 실시 형태 1에 따른 투사형 표시 장치에 있어서는, 냉각 장치 등의 추가 필요가 없어, 구성의 간소화, 장치의 저비용화를 실현할 수 있다.
(실시 형태 2)
도 9는 본 발명의 실시 형태 2에 따른 투사형 표시 장치의 광원 장치(20)의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 9에 도시되는 광원 장치(20)는, 도 1(실시 형태 1)에 나타내어지는 투사형 표시 장치의 광원 장치로서 사용할 수 있다. 도 9에서의 제 1 광원 램프(21), 제 2 광원 램프(22), 제 1 절곡 미러(23), 제 2 절곡 미러(24), 및 광 강도 균일화 소자(25)는 각각 도 1에서의 제 1 광원 램프(11), 제 2 광원 램프(12), 제 1 절곡 미러(13), 제 2 절곡 미러(14), 및 광 강도 균일화 소자(15)와 동일한 구성이다. 도 9에서의 발광체(21a, 22a), 타원면 미러(21b, 22b), 광축(21c, 22c), 입사단(25a), 출사단(25b), 및, 광축(25c)은 각각 도 1에서의 발광체(11a, 12a), 타원면 미러(11b, 12b), 광축(11c, 12c), 입사단(15a), 출사단(15b), 및 광축(15c)과 동일한 구성이다. 실시 형태 2에 따른 투사형 표시 장치는, 제 1 절곡 미러(23)로 절곡된 제 1 광속 L1 및 제 2 절곡 미러(24)로 절곡된 제 2 광속 L2를, 광 강도 균일화 소자(25)에 유도하는 릴레이 광학계(26)를 구비한 점이, 상기 실시 형태 1에 따른 투사형 표시 장치와 상이한다. 도 9에 나타내어진 바와 같이, 실시 형태 2에 있어서는, 릴레이 광학계(26)는, 렌즈(26a) 및 렌즈(26b)로 구성되어 있으며, 광속을 광 강도 균일화 소자(25)에 유도한다. 릴레이 광학계(26)를 배치하는 것에 의해, 광 강도 균일화 소자(25)의 입사단(25a)에 입사되는 광속의 분포를, 소망하는 분포로 변환하는 것이 가능해진다.
또, 실시 형태 2에 있어서, 상기 이외의 점은 상기 실시 형태 1의 경우와 동일하다.
(실시 형태 3)
도 10은 본 발명의 실시 형태 3에 따른 투사형 표시 장치의 광원 장치(30)의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 10에 나타내어지는 광원 장치(30)는 도 1(실시 형태 1)에 나타내어지는 투사형 표시 장치의 광원 장치로서 사용할 수 있다. 도 10에서의 제 1 광원 램프(31), 제 2 광원 램프(32), 제 1 절곡 미러(33), 제 2 절곡 미러(34), 및 광 강도 균일화 소자(35)는 각각 도 1에서의 제 1 광원 램프(11), 제 2 광원 램프(12), 제 1 절곡 미러(13), 제 2 절곡 미러(14), 및 광 강도 균일화 소자(15)와 동일한 구성이다. 도 10에서의 발광체(31a, 32a), 타원면 미러(31b, 32b), 광축(31c, 32c), 입사단(35a), 출사단(35b), 및 광축(35c)은 각각 도 1에서의 발광체(11a, 12a), 타원면 미러(11b, 12b), 광축(11c, 12c), 입사단(15a), 출사단(15b), 및 광축(15c)과 동일한 구성이다. 실시 형태 3에 따른 투사형 표시 장치는, 제 1 절곡 미러(33)로 절곡된 제 1 광속 L1 및 제 2 절곡 미러(34)로 절곡된 제 2 광속 L2를, 광 강도 균일화 소자(35)에 유도하는 릴레이 광학계(36)를 구비한 점이, 상기 실시 형태 1에 따른 투사형 표시 장치와 상이하다. 도 10에 나타내어진 바와 같이, 실시 형태 3에 있어서는, 릴레이 광학계(36)는, 렌즈(36a), 절곡 미러(36b), 및 렌즈(36c)로 구성되어 있으며, 광속을 광 강도 균일화 소자(35)에 유도한다. 릴레이 광학계(36)를 배치하는 것에 의해, 광 강도 균일화 소자(35)의 입사단(35a)에 입사되는 광속의 분포를, 소망하는 분포로 변환하는 것이 가능해진다. 또한, 도 10에 나타낸 바와 같이, 릴레이 광학계(36)는 절곡 미러(36b)를 갖고 있기 때문에, 투사형 표시 장치의 각 구성의 배치 자유도를 높일(즉, 유연한 레이아웃(flexible layout)을 실현할) 수 있다.
또, 실시 형태 3에 있어서, 상기 이외의 점은 상기 실시 형태 1 또는 2의 경우와 동일하다.
(실시 형태 4)
도 11은 본 발명의 실시 형태 4에 따른 투사형 표시 장치의 광원 장치(40)의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 11에 나타내어지는 광원 장치(40)는 도 1(실시 형태 1)에 나타내어지는 투사형 표시 장치의 광원 장치로서 사용할 수 있다. 도 11에 있어서의 제 1 광원 램프(41), 제 2 광원 램프(42), 제 1 절곡 미러(43), 제 2 절곡 미러(44), 및 릴레이 광학계(46)는 각각 도 9(실시 형태 2)에서의 제 1 광원 램프(21), 제 2 광원 램프(22), 제 1 절곡 미러(23), 제 2 절곡 미러(24), 및 릴레이 광학계(26)와 동일한 구성이다. 도 11에서의 발광체(41a, 42a), 타원면 미러(41b, 42b), 광축(41c, 42c)은 각각 도 9에서의 발광체(21a, 22a), 타원면 미러(21b, 22b), 광축(21c, 22c)과 동일한 구성이다. 실시 형태 4에 따른 투사형 표시 장치는, 광 강도 균일화 소자(45)의 구성이 상기 실시 형태 2에 따른 투사형 표시 장치의 것과 상이하다. 도 11에 나타내어진 바와 같이, 실시 형태 4에 있어서는, 광 강도 균일화 소자(45)는 복수의 렌즈 소자를 2차원 배열한 렌즈 어레이(45a, 45b)를 광축(45c) 방향으로 나열하여 배치하는 것에 의해 구성되어 있다. 이러한 구성의 광 강도 균일화 소자(45)에 의해서, 조명 광속의 단면 내의 강도 분포를 균일하게 하여, 조도 불균일을 억제하는 것에 가능해진다. 또한, 실시 형태 4에 따른 투사형 표시 장치에 의하면, 광 강도 균일화 소자를 광학 부재의 로드로 구성한 경우에 비하여, 광축(45c) 방향의 크기를 작게 하는 것이 가능해진다.
또, 실시 형태 4에 있어서, 상기 이외의 점은 상기 실시 형태 1, 2 또는 3의 경우와 동일하다.
(실시 형태 5)
도 12는 본 발명의 실시 형태 5에 따른 투사형 표시 장치의 광원 장치(50)의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 12에 나타내어지는 광원 장치(50)는 도 1(실시 형태 1)에 나타내어지는 투사형 표시 장치의 광원 장치로서 사용할 수 있다. 도 12에서의 제 1 광원 램프(51), 제 2 광원 램프(52), 제 1 절곡 미러(53), 제 2 절곡 미러(54), 및 광 강도 균일화 소자(55)는 각각 도 1에서의 제 1 광원 램프(11), 제 2 광원 램프(12), 제 1 절곡 미러(13), 제 2 절곡 미러(14), 및 광 강도 균일화 소자(15)와 동일한 구성이다. 도 12에서의 발광체(51a, 52a), 타원면 미러(51b, 52b), 광축(51c, 52c), 입사단(55a), 출사단(55b), 및 광축(55c)은 각각 도 1에서의 발광체(11a, 12a), 타원면 미러(11b, 12b), 광축(11c, 12c), 입사단(15a), 출사단(15b), 및 광축(15c)과 동일한 구성이다. 실시 형태 5에 따른 투사형 표시 장치는, 제 1 광축(51c)과 광 강도 균일화 소자(55)의 광축(55c)이 이루는 각도가 90도보다 작고, 제 2 광축(52c)과 광 강도 균일화 소자(55)의 광축(55c)이 이루는 각도가 90도보다 작게 되도록, 제 1 광원 램프(51), 제 2 광원 램프(52), 제 1 절곡 미러(53), 제 2 절곡 미러(54), 및 광 강도 균일화 소자(55)를 배치한 점이, 상기 실시 형태 1에 따른 투사형 표시 장치의 경우와 상이하다. 실시 형태 5의 구성에 의하면, 광원 장치(50)의 도 12에서의 세로 방향의 크기를 단축할 수 있다.
또한, 제 1 광축(51c)과 광 강도 균일화 소자(55)의 광축(55c)이 이루는 각도를 90도보다 크고, 제 2 광축(52c)과 광 강도 균일화 소자(55)의 광축(55c)이 이루는 각도가 90도보다 커지도록, 제 1 광원 램프(51), 제 2 광원 램프(52), 제 1 절곡 미러(53), 제 2 절곡 미러(54), 및 광 강도 균일화 소자(55)를 배치하는 것도 가능하다.
또, 실시 형태 5에 있어서, 상기 이외의 점은 상기 실시 형태 1, 2, 3 또는 4의 경우와 동일하다.
(실시 형태 6)
도 13은 본 발명의 실시 형태 6에 따른 투사형 표시 장치의 광원 장치(70)의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 13에 나타내어지는 광원 장치(70)는 도 1(실시 형태 1)에 나타내어지는 투사형 표시 장치의 광원 장치로서 사용할 수 있다. 도 13에서의 제 1 광원 램프(71), 제 2 광원 램프(72), 제 1 절곡 미러(73), 제 2 절곡 미러(74), 및 광 강도 균일화 소자(75)는 각각 도 1에서의 제 1 광원 램프(11), 제 2 광원 램프(12), 제 1 절곡 미러(13), 제 2 절곡 미러(14), 및 광 강도 균일화 소자(15)와 동일한 구성이다. 도 13에서의 발광체(71a, 72a), 타원면 미러(71b, 72b), 광축(71c, 72c), 입사단(75a), 출사단(75b), 및, 광축(75c)은 각각 도 1에서의 발광체(11a, 12a), 타원면 미러(11b, 12b), 광축(11c, 12c), 입사단(15a), 출사단(15b), 및 광축(15c)과 동일한 구성이다.
실시 형태 6에 따른 투사형 표시 장치는, 광 강도 균일화 소자(75)의 입사단(75a)에 인접하고, 제 1 광원 램프(71)로부터 출사되어 제 2 광원 램프(72)(특히, 발광체(72a) 및 타원면 미러(72b)의 내면(반사면))로 향하는 광속을 차광(반사 또는 흡수)하는 차광판(76)을 구비한 점이, 상기 실시 형태 1에 따른 투사형 표시 장치와 상이하다. 또한, 차광판(76)은 제 2 광원 램프(72)로부터 출사되어 제 1 광원 램프(71)(특히, 발광체(71a) 및 타원면 미러(71b)의 내면(반사면))로 향하는 광속을 차광(반사 또는 흡수)하는 기능도 갖는다. 차광판(76)의 재료는 광을 투과시키지 않는 재료이면 좋다.
차광판(76)은, 도 13에 나타내어진 바와 같이, 광 강도 균일화 소자(75)의 입사단(75a)에 인접한 제 1 광원 램프(71)측에 구비되어 있다. 단, 차광판(76)은 광 강도 균일화 소자(75)의 입사단(75a)에 인접한 제 2 광원 램프(72)측에 구비하더라도 좋다. 또한, 차광판(76)은, 제 1 광원 램프(71)로부터 제 1 절곡 미러(73)로 향하는 광속 L1을 차단하지 않는 위치이고, 제 2 광원 램프(72)로부터 제 2 절곡 미러(74)로 향하는 광속 L2를 차단하지 않는 위치에 배치하는 것이 바람직하다. 또한, 차광판(76)은, 제 1 광원 램프(71)로부터 제 2 광원 램프(72)로 향하는 광속(또는, 제 2 광원 램프(72)로부터 제 1 광원 램프(71)로 향하는 광속)을 가능한 한 많이 차광하는 위치, 크기(길이 및 폭), 및 형상으로 하는 것이 바람직하다.
도 13에 나타내어진 바와 같이, 실시 형태 6에 있어서는, 제 1 광원 램프(71)로부터의 광속 중의 제 1 절곡 미러(73)에 도달하지 않는 손실광 L5, 및 제 2 광원 램프(72)로부터의 광속 중의 손실광을 차광판(76)에 의해서 차광할 수 있다. 이 때문에, 제 1 광원 램프(71)로부터 제 2 광원 램프(72)로 향하는 손실광, 및 제 2 광원 램프(72)로부터 제 1 광원 램프(71)로 향하는 손실광은 감소하여, 제 1 광원 램프(71) 및 제 2 광원 램프(72)는 손실광의 영향이 작게 되기 때문에, 제 1 광원 램프(71) 및 제 2 광원 램프(72)의 수명을 길게 할 수 있다고 하는 효과가 있다.
도 14에, 실제로 차광판(76)을 배치한 경우의 효과를 확인한 결과를 나타낸다. 도 14에는, 차광판(76)의 길이 E1을 0.1㎜로부터 0.6㎜까지 0.1㎜씩 변화시킨 경우에서의 광 이용 효율과, 제 1 광원 램프(71)만 점등했을 때에 제 2 광원 램프(72)의 광원(72a)에 도달하는 손실광 LB의 양(상대값)을 나타낸다. 차광판(76)의 길이 E1을 크게 하면 광 이용 효율은 약간 저하되지만, 손실광 LB를 대폭 감소할 수 있다는 것을 알 수 있다.
또, 실시 형태 6에 있어서, 상기 이외의 점은 상기 실시 형태 1의 경우와 동일하다.
10, 20, 30, 40, 50, 70: 광원 장치
11, 21, 31, 41, 51, 71: 제 1 광원 램프
11a, 21a, 31a, 41a, 51a, 71a: 발광체
11b, 21b, 31b, 41b, 51b, 71b: 타원면 미러
11c, 21c, 31c, 41c, 51c, 71c: 제 1 광원 램프의 광축
12, 22, 32, 42, 52, 72: 제 2 광원 램프
12a, 22a, 32a, 42a, 52a, 72a: 발광체
12b, 22b, 32b, 42b, 52b, 72b: 타원면 미러
12c, 22c, 32c, 42c, 52c, 72c: 제 2 광원 램프의 광축
13, 23, 33, 43, 53, 73: 제 1 절곡 미러
14, 24, 34, 44, 54, 74: 제 2 절곡 미러
15, 25, 35, 45, 55, 75: 광 강도 균일화 소자
15a, 25a, 35a, 45a, 55a, 75a: 광 강도 균일화 소자의 입사단
15b, 25b, 35b, 45b, 55b, 75b: 광 강도 균일화 소자의 출사단
15c, 25c, 35c, 45c, 55c, 75c: 광 강도 균일화 소자의 광축
26, 36, 46, 56: 릴레이 광학계
61: 화상 표시 소자
62: 투사 광학계
63: 스크린
76: 차광판
L1: 제 1 광속
L2: 제 2 광속
L3: 광 강도 균일화 소자로부터의 출사광
L4: 화상광
L5: 제 1 손실광
L10: 중심 광선
L20: 중심 광선
F1: 제 1 집광점
F2: 제 2 집광점
11, 21, 31, 41, 51, 71: 제 1 광원 램프
11a, 21a, 31a, 41a, 51a, 71a: 발광체
11b, 21b, 31b, 41b, 51b, 71b: 타원면 미러
11c, 21c, 31c, 41c, 51c, 71c: 제 1 광원 램프의 광축
12, 22, 32, 42, 52, 72: 제 2 광원 램프
12a, 22a, 32a, 42a, 52a, 72a: 발광체
12b, 22b, 32b, 42b, 52b, 72b: 타원면 미러
12c, 22c, 32c, 42c, 52c, 72c: 제 2 광원 램프의 광축
13, 23, 33, 43, 53, 73: 제 1 절곡 미러
14, 24, 34, 44, 54, 74: 제 2 절곡 미러
15, 25, 35, 45, 55, 75: 광 강도 균일화 소자
15a, 25a, 35a, 45a, 55a, 75a: 광 강도 균일화 소자의 입사단
15b, 25b, 35b, 45b, 55b, 75b: 광 강도 균일화 소자의 출사단
15c, 25c, 35c, 45c, 55c, 75c: 광 강도 균일화 소자의 광축
26, 36, 46, 56: 릴레이 광학계
61: 화상 표시 소자
62: 투사 광학계
63: 스크린
76: 차광판
L1: 제 1 광속
L2: 제 2 광속
L3: 광 강도 균일화 소자로부터의 출사광
L4: 화상광
L5: 제 1 손실광
L10: 중심 광선
L20: 중심 광선
F1: 제 1 집광점
F2: 제 2 집광점
Claims (11)
- 제 1 광속(first light flux)을 출사하는 제 1 광원 수단과,
제 2 광속을 출사하는 제 2 광원 수단과,
입사단 및 출사단을 갖고, 상기 입사단에 입사된 광속을 강도 분포가 균일화된 광속으로 변환하여 상기 출사단으로부터 출사하는 광 강도 균일화 수단과,
상기 제 1 광원 수단으로부터 출사된 상기 제 1 광속을 상기 입사단으로 향하게 하는 제 1 절곡 수단과,
상기 제 2 광원 수단으로부터 출사된 상기 제 2 광속을 상기 입사단으로 향하게 하는 제 2 절곡 수단과,
상기 광 강도 균일화 수단의 상기 출사단으로부터 출사된 광속을 변조하여 화상광으로 변환하는 화상 표시 소자와,
상기 화상광을 스크린에 투사하는 투사 광학계
를 구비하되,
상기 제 1 광원 수단의 제 1 광축과 상기 제 2 광원 수단의 제 2 광축이, 상기 제 1 광원 수단 및 상기 제 2 광원 수단이 마주보는 위치로부터 상기 광 강도 균일화 수단의 광축 방향으로 오프셋되도록 배치되고,
상기 제 1 절곡 수단 및 상기 제 2 절곡 수단은 상기 제 1 절곡 수단으로부터 상기 입사단까지의 제 1 거리와, 상기 제 2 절곡 수단으로부터 상기 입사단까지의 제 2 거리가 상이하도록 배치되고,
상기 제 1 절곡 수단과 상기 제 2 절곡 수단은 상기 제 1 절곡 수단 및 상기 제 2 절곡 수단을 상기 광 강도 균일화 수단의 광축 방향으로부터 본 경우에 겹치는 위치에 배치되는 것
을 특징으로 하는 투사형 표시 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 광원 수단으로부터 출사되는 상기 제 1 광속 및 상기 제 2 광원 수단으로부터 출사되는 상기 제 2 광속은 집광 광속(converging light fluxes)이고,
상기 제 1 광속의 제 1 집광점이 상기 제 1 절곡 수단보다 상기 광 강도 균일화 수단측에 위치하고, 상기 제 2 광속의 제 2 집광점이 상기 제 2 절곡 수단보다 상기 광 강도 균일화 수단측에 위치하도록, 상기 제 1 광원 수단, 상기 제 2 광원 수단, 상기 제 1 절곡 수단, 상기 제 2 절곡 수단, 및 상기 광 강도 균일화 수단을 배치한 것
을 특징으로 하는 투사형 표시 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 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 위치는 서로 다른 위치이고, 또한, 상기 광 강도 균일화 수단의 광축으로부터 어긋난 위치인 것
을 특징으로 하는 투사형 표시 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 입사단에 인접하여 마련되고, 상기 제 1 광원 수단으로부터 출사되어 상기 제 2 광원 수단으로 향하는 광, 및 상기 제 2 광원 수단으로부터 출사되어 상기 제 1 광원 수단으로 향하는 광을 차광하는 차광 수단을 더 구비한 것
을 특징으로 하는 투사형 표시 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 절곡 수단으로 절곡된 상기 제 1 광속 및, 상기 제 2 절곡 수단으로 절곡된 상기 제 2 광속을 상기 광 강도 균일화 수단으로 유도하는 릴레이 광학계를 더 구비한 것
을 특징으로 하는 투사형 표시 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 광 강도 균일화 수단은 내면을 광반사면으로 한 관 형상 부재를 포함하는 것
을 특징으로 하는 투사형 표시 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 광 강도 균일화 수단은 투명 재료에 의한 다각 기둥 형상의 부재를 포함하는 것
을 특징으로 하는 투사형 표시 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 광 강도 균일화 수단은 복수의 렌즈 소자를 2차원 배열한 렌즈 어레이를 포함하는 것
을 특징으로 하는 투사형 표시 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 광원 수단의 상기 제 1 광축과 상기 광 강도 균일화 수단의 광축이 이루는 각도가 90도이고, 상기 제 2 광원 수단의 상기 제 2 광축과 상기 광 강도 균일화 수단의 광축이 이루는 각도가 90도이도록, 상기 제 1 광원 수단, 상기 제 2 광원 수단, 상기 제 1 절곡 수단, 상기 제 2 절곡 수단, 및 상기 광 강도 균일화 수단을 배치한 것
을 특징으로 하는 투사형 표시 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 광원 수단의 상기 제 1 광축과 상기 광 강도 균일화 수단의 광축이 이루는 각도가 90도보다 작고, 상기 제 2 광원 수단의 상기 제 2 광축과 상기 광 강도 균일화 수단의 광축이 이루는 각도가 90도보다 작게 되도록, 상기 제 1 광원 수단, 상기 제 2 광원 수단, 상기 제 1 절곡 수단, 상기 제 2 절곡 수단, 및 상기 광 강도 균일화 수단을 배치한 것
을 특징으로 하는 투사형 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 절곡 수단은 상기 제 2 절곡 수단보다, 상기 입사단에 가까운 위치에 배치되고,
상기 제 1 절곡 수단의 상기 제 2 광원 수단측의 단부는 상기 광 강도 균일화 수단의 광축보다 상기 제 1 광원 수단 측에 위치하고, 상기 제 2 절곡 수단의 상기 제 1 광원 수단측의 단부는 상기 광 강도 균일화 수단의 광축보다 상기 제 1 광원 수단 측에 위치하는 것을 특징으로 하는 투사형 표시 장치.
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