WO2004011847A1 - 光源装置及び投射型表示装置 - Google Patents

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WO2004011847A1
WO2004011847A1 PCT/JP2003/009473 JP0309473W WO2004011847A1 WO 2004011847 A1 WO2004011847 A1 WO 2004011847A1 JP 0309473 W JP0309473 W JP 0309473W WO 2004011847 A1 WO2004011847 A1 WO 2004011847A1
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light source
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Hideo Tomita
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Sony Corporation
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141Constructional details thereof
    • H04N9/315Modulator illumination systems
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3197Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using light modulating optical valves
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S385/00Optical waveguides
    • Y10S385/901Illuminating or display apparatus

Definitions

  • the present invention relates to a light source device suitable for use as a light source in a projection display device or the like, and a projection display device using the light source device as a light source.
  • Liquid crystal projectors which irradiate light from a light source onto a liquid crystal panel and project light modulated by the liquid crystal panel according to a video signal from a projection lens, have become widespread as large-screen video display devices. I have.
  • the light from the light source is transmitted to the R, R, and D mirrors.
  • the light is separated into light of each color of G and B and illuminated on the liquid crystal panel corresponding to each color.
  • the light emitted from the light source onto the LCD panel is separated into R, G, and B light by a color filter attached to the LCD panel.
  • FIG. 1 is a diagram showing the light emission spectrum distribution of an ultra-high pressure mercury lamp.
  • the emission peak of the ultra-high pressure mercury lamp has an energy peak in the wavelength range of 400 to 480 nm and 490 to 550 nm, respectively, and the energy peak is 400 to 480 nm.
  • Light in this wavelength range is used as blue light, and light in the wavelength range of 490 to 550 nm is used as green light.
  • light in the wavelength range of 720 to 700 nm is used as red light.
  • this conventional liquid crystal projector has the following problems (a) and (b).
  • the projected image will have a white balance biased toward green or blue.
  • the green light component and the blue light component must be largely cut in order to maintain the white balance, and as a result, images with sufficient brightness cannot be displayed.
  • One way to solve the problem of lack of brightness of images and the problem of life due to unevenness in the intensity of color components is to use discharge lamps such as ultrahigh-pressure mercury lamps and metal halide lamps. Instead, an LED (light emitting diode) may be used as the light source of the liquid crystal projector.
  • discharge lamps such as ultrahigh-pressure mercury lamps and metal halide lamps.
  • an LED light emitting diode
  • the LED has been able to obtain light of each color of R, G, and B at an arbitrary intensity due to the practical use of the blue LED in recent years.
  • the service life is quite long, such as blinking.
  • the LED has a much lower luminous intensity per unit area than the discharge lamp. Therefore, it is necessary to use many LEDs in order to realize a high-luminance light source.
  • One of the characteristics required for a light source of a projection display device such as a liquid crystal projector is that a light source having a light emitting area as small as possible (point It is important to efficiently condense the light from each LED when using a large number of LEDs.
  • Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. 2000-11211 discloses a method of transmitting light from an LED array 102 in which a plurality of LEDs 101 are two-dimensionally arranged.
  • a light source that reflects light from a hollow light guide block 103 having a cross-sectional area equal to the area of the LED array 102 and emits light from a cross section of the light guide block 103.
  • An apparatus is disclosed.
  • the number of LEDs 101 is increased in order to increase the brightness. If it is increased, the light emitting area becomes considerably large. Therefore, light from a large number of LEDs cannot be efficiently collected.
  • the present invention has been made with the object of realizing, by using LEDs, a light source having high luminance and high light collection efficiency suitable for use in a projection display device or the like. is there. Disclosure of the invention
  • a light source device includes a rod-shaped member through which light can pass, one end of which is a light emitting portion, and a surface other than the one end. Is a light reflecting surface, and a plurality of LEDs are arranged along the longitudinal direction of the reflecting surface on the side surface of the rod-shaped member in the longitudinal direction.
  • one end of the rod-shaped member through which light can pass is used as a light emitting portion, and the other surface is used as a light reflecting surface.
  • a plurality of LEDs are arranged along the longitudinal direction of the rod-shaped member on the side surface of the reflecting surface in the longitudinal direction of the rod-shaped member. The luminous flux emitted from these LEDs passes through the inside of this rod-shaped member, and after being repeatedly reflected on the reflection surface of this rod-shaped member, finally exits from the emission part of this rod-shaped member.
  • the light from the plurality of LEDs all exits from one end of one rod-shaped member (that is, the area of one end of this rod-shaped member becomes the light-emitting area).
  • the light emitting area can be made sufficiently small by using a thin member as the rod-shaped member. Even if the number of LEDs is increased to increase the luminance, the light emitting area does not change.
  • a light source having high luminance and high light collection efficiency (close to a point light source) suitable for use in a projection display device or the like can be realized using the LED.
  • the light source device is characterized in that these LEDs are arranged at substantially equal intervals, and that the LED closest to the end face of the rod-shaped member on the opposite side of the light-emitting portion from among these LEDs. It is characterized in that the distance from this end face is approximately half the distance between the LEDs.
  • the shadow caused by the light flux from the LEDs being absorbed by another LED further overlaps another LED.
  • the light flux from the LED is reflected on this end face and another Absorbed by the LED The shadows from that will also overlap with another LED.
  • the light source device is characterized in that these LEDs are red light LEDs.
  • these LEDs are characterized by being LEDs of white light.
  • this rod-shaped member is characterized in that it has a shape in which one end serving as an emission part is extended so as to be curved.
  • the rod-shaped member is characterized in that it is hollow and the inside of a surface other than one end serving as an emission portion is a light reflection surface.
  • the rod-shaped member is a solid transparent member, and a recess for arranging an LED is provided on a side surface in the longitudinal direction of the rod-shaped member. It is characterized in that the part other than the depression is a light reflection surface.
  • the projection type display device is a projection type display device which irradiates light from a light source to a light modulation element and projects light modulated by the light modulation element according to a video signal from a projection lens.
  • this light source has a light-emitting portion at one end of a rod-shaped member through which light can pass, and the inside of a surface other than the one end serves as a light reflection surface.
  • a plurality of LEDs are arranged along the longitudinal direction of the rod-shaped member.
  • This projection display device uses the above-described light source device according to the present invention as a light source. Therefore, the light source is a high brightness and point light source. It is possible to display images with sufficient brightness even if white balance is ensured, since the light of each color of R, G, and B can be obtained at an arbitrary intensity. In addition, the frequency of maintenance for replacing the light source can be reduced.
  • the projection type display device is arranged such that these LEDs are arranged at substantially equal intervals, and most of these LEDs are located on the end face of the rod-shaped member opposite to the emission section. It is characterized in that the distance between a nearby LED and this end face is approximately half the distance between the LEDs.
  • the loss due to light absorption inside the light source can be minimized, and the light use efficiency of the entire projection display device can be improved.
  • the projection type display device is characterized in that these LEDs are white light LEDs.
  • This light source is characterized by comprising a red light source containing only a red component, a green light source containing only a green component, and a blue light source containing only a blue component.
  • the rod-shaped member is provided with a reflector that reflects the light emitted from the light source so as to become parallel light, and the rod-shaped member is formed so that one end serving as an emission part is extended so as to be curved. Are arranged so as to face the reflector.
  • the rod-shaped member is characterized in that it is hollow and the inside of the surface other than the one end serving as the emission portion is a light reflection surface.
  • the rod-shaped member is a solid transparent member, and a recess for arranging these LEDs is provided on a side surface in the longitudinal direction of the rod-shaped member. It is characterized in that the portion other than the depression is a light reflecting surface.
  • the projection type display device is a projection type display device which irradiates light from a light source to a light modulation element and projects light modulated by the light modulation element according to a video signal from a projection lens.
  • the light source includes a first light source and a second light source having a light emission spectrum different from the light emission spectrum of the first light source, and a light flux from the first light source.
  • a replacement optical system that replaces light in a specific wavelength band with a light beam from the second light source.
  • the second light source has one end of a rod-shaped member through which light can pass.
  • the inside of the surface other than the one end is a light reflecting surface, and a plurality of LEDs are arranged on the reflecting surface along the longitudinal direction of the rod-shaped member. It is characterized by the fact that
  • the projection type display device is arranged such that these LEDs are arranged at substantially equal intervals, and most of these LEDs are located on the end face of the rod-shaped member opposite to the emission section. It is characterized in that the distance between a nearby LED and this end face is approximately half the distance between the LEDs.
  • the projection type display device is characterized in that the second light source is made of red light LED.
  • Figure 1 shows the emission spectrum distribution of an ultra-high pressure mercury lamp.
  • FIG. 2 is a diagram showing an existing light source device using an LED.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an example of an external configuration of a light source device according to the present invention.
  • FIG. 4 is a sectional view showing the internal structure of the light source device according to the present invention.
  • FIG. 5 is a partially enlarged view of FIG.
  • FIG. 6 is a view showing how light is emitted from the light source device according to the present invention.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram of the loss due to light flux absorption in the LED.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram of a loss due to light flux absorption in the LED.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram of a loss due to light flux absorption in the LED.
  • FIG. 10 is a diagram showing a configuration example of an optical system of a three-panel liquid crystal projector according to the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram showing a configuration example of an optical system of a single-panel liquid crystal projector according to the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a modified example of the configuration of the optical system in FIG. 11.
  • FIG. 13 is a diagram showing a modified example of the configuration of the optical system in FIG.
  • FIG. 14 is a diagram showing a modified example of the configuration of the optical system of FIG.
  • FIG. 15 is a diagram showing an example of changing the material of the rod. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 3 is a perspective view showing an example of an external configuration of a light source device according to the present invention.
  • the light source device 1 is configured by using a rod 2 which is a long and narrow rectangular prism member.
  • the rod 2 is hollow and has an opening 2a at one end.
  • the dimension of the opening 2a is about 2 mm on one side.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the internal structure of the light source device 1.
  • the inner surface of the rod 2 is a mirror surface 2b on which silver or aluminum is deposited.
  • ten LEDs 3 are arranged at equal intervals' p (in the figure, the four lateral sides are shown).
  • Two sides of the car Only LED 3 placed on the surface is drawn).
  • the distance from the LED 3 closest to the end face opposite to the opening 2a to this end face is p / 2, which is half the interval p between the LEDs 3.
  • FIG. 5 is an enlarged view of the portion where the LED 3 is arranged in FIG.
  • An LED chip 3a is adhered on the mirror surface 2b with an adhesive, and lead wires 3b and 3c for connecting the LED chip 3a to a drive circuit (not shown) are provided on the rod 2 respectively. It penetrates the side.
  • the lead lines 3b and 3c are not shown.
  • the manner in which light is emitted from the light source device 1 is as follows. When all the LEDs 3 are turned on at the same time, the luminous flux emitted from each LED 3 passes through the hollow interior of the rod 2, returns to the mirror surface 2b, and finally exits from the aperture 2a. I do.
  • Fig. 6 shows the LED 3 (1) closest to the aperture 2a among the LEDs 3 as an example, and the light beam traveling in the opposite direction to the aperture 2a repeats this reflection and exits from the aperture 2a. Is shown.
  • the light source device 1 all of the light from the 40 LEDs 3 is emitted from the opening 2 a at one end of the rod 2 (that is, the area of the opening 2 a of the rod 2). Is the emission area). Since the size of the opening 2a is about 2 mm on one side as described above, the light emitting area is sufficiently small. In addition, although 40 LED 3 are used here, even if the number of LED 3 is more than 40 in order to further increase the luminance, the light emitting area does not change.
  • a light source having high luminance and high light-collecting efficiency (close to a point light source) suitable for use in a projection display device or the like has been realized using an LED.
  • the light use efficiency is high for the following reasons. That is, the luminous flux emitted from LED 3 is As described above, the light is repeatedly reflected on the mirror surface 2b and emitted from the aperture 2a.However, when the light reaches the LED 3 on the mirror surface 2b, it is absorbed there and is not emitted from the aperture 2a. . Therefore, in order to enhance the light use efficiency, it is important to reduce the loss due to light absorption inside the light source device 1 (in the rod 2).
  • the distance between the LED 3 closest to the end face (mirror surface 2b) of the rod 2 opposite to the opening 2a and the end face is p / 2, which is half the interval p between the LEDs.
  • the shadow caused by the light flux from one LED 3 (5) being reflected by this end face and being absorbed by another LED 3 (6) is also different from that of another LED 3 (7). They will overlap. In this way, since the shadow caused by the light flux being absorbed by the LED 3 overlaps with another LED 3, no loss occurs after the overlapped LED 3, so the loss due to light absorption is minimized. Can be Therefore, the efficiency of light utilization is increasing.
  • FIG. 10 is a diagram showing a configuration example of an optical system of a three-panel liquid crystal projector according to the present invention.
  • the three-panel liquid crystal projector is provided with a light source device 1 (R), a light source device 1 (G), and a light source device 1 (B) as light sources.
  • Each light source device 1 (R), 1 (G), 1 (B) has the same configuration as the light source device 1 shown in FIGS. Each uses a red LED, a green LED, and a blue LED.
  • the red, green, and blue light emitted from the light source devices 1 (R), 1 (G), and 1 (B) The number of LEDs of each light source device 1 (R), 1 (G), 1 (B) is adjusted so that the intensities of the LEDs become substantially equal to each other (for example, the emission of a green LED or a blue LED).
  • the number of LEDs of the light source device 1 (G) and 1 (B) is larger than that of the light source device 1 (R)).
  • the red, green, and blue light emitted from each of the light source devices 1 (R), 1 (G), and 1 (B) are collected by condenser lenses 4 (R) and 4 (G). , 4 (B), and illuminate the liquid crystal panels 5 (R), 5 (G), and 5 (B) corresponding to red, green, and blue light, respectively.
  • the red, green, and blue light modulated by the liquid crystal panels 5 (R), 5 (G), and 5 (B) according to the R, G, and B video signals, respectively, is combined by the dichroic prism 6. Then, the light is emitted from the projection lens 7 to the outside.
  • the light sources 1 (R), 1 (G), and 1 (B), which are light sources, have high brightness and are close to point light sources, respectively, and have red light, green light, and blue light. Since the light intensities are equal to each other, images with sufficient brightness can be displayed even if white balance is secured, and the LED has a long service life, so the frequency of replacing the light source can be reduced. It has become.
  • the loss due to light absorption inside the light source devices 1 (R), 1 (G), and 1 (B) is minimized. As a result, the efficiency of using light as a whole liquid crystal projector can be improved.
  • FIG. 11 is a diagram showing a configuration example of an optical system of a single-panel liquid crystal projector according to the present invention.
  • This single-panel liquid crystal projector is provided with a light source device 1 having a configuration shown in FIGS. 3 to 5 as a light source.
  • the light source device 1 uses white LED as LED 3.
  • red LEDs, green LEDs, and blue LEDs may be used such that the intensities of the red light, green light, and blue light emitted from the light source device 1 become substantially equal to each other.
  • the light emitted from the light source device 1 is collimated by a condenser lens 8, applied to a liquid crystal panel 9, and separated into red light, green light, and blue light by a color filter attached to the liquid crystal panel 9.
  • red light, green light, and blue light modulated by the liquid crystal panel 9 in accordance with the R, G, and B video signals are emitted from the projection lens 10 to the outside.
  • the light source is high in brightness and close to a point light source, and it is possible to display an image of sufficient brightness even if white balance is secured.
  • the frequency of maintenance for replacing the light source is reduced, and the light use efficiency of the entire liquid crystal projector can be improved.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example in which such a configuration is adopted for the single-panel type liquid crystal projector of FIG. 11, and portions common to FIG. 11 are denoted by the same reference numerals.
  • the emitted light is converted into parallel light by the reflector 11 and irradiated on the liquid crystal panel 9.
  • the rod 2 of the light source device 1 was extended so that the tip (the end near the opening 2a) was curved by 180 °, and the body of the rod 2 (LED 3 May be located on the side of the reflector 11.
  • red light, green light, and blue light are all obtained by the light source device according to the present invention, but as another example, green light and blue light are generated by an ultra-high pressure mercury lamp or the like. It may be obtained by a metal halide lamp, and in such a discharge lamp, only the weak red light may be obtained by the light source device according to the present invention.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of an optical system of a three-panel type liquid crystal projector employing such a configuration, and portions common to FIG. 10 are denoted by the same reference numerals.
  • the light emitted from the ultra-high pressure mercury lamp 21 is reflected by the reflector 22 to be converted into parallel light, and then enters the polarization conversion element 23.
  • the polarization conversion element 23 is an element that converts all the incident light into P-polarized light, and the P-polarized light emitted from the polarization conversion element 23 is incident on the PS separation / combination element 24.
  • red light emitted from the light source device 1 (R) is collimated by the condenser lens 4 (R) and enters the polarization conversion element 25.
  • the polarization conversion element 25 converts all incident light into S-polarized light, and the S-polarized light emitted from the polarization conversion element 25 is also converted to P-polarized light from the c- polarization conversion element 23 incident on the PS separation / combination element 24.
  • the S-polarized light from the polarization conversion element 25 is combined by the PS separation / combination element 24 and enters the polarization rotation element 26.
  • the polarization rotator 26 changes the polarization direction by 90 ° for light in the red wavelength band, and passes light in other wavelength bands as it is.
  • the polarization rotator 26 converts the red light of the P-polarized light (light from the ultra-high pressure mercury lamp 21) from the polarization conversion element 23 into S-polarized light, and the S light from the polarization conversion element 25.
  • the polarized light red light from light source device 1 (R) is converted to P-polarized light.
  • the light emitted from the polarization rotator 26 enters a polarizing plate 27 that allows only P-polarized light to pass.
  • the red light (S-polarized light) of the light from the ultra-high pressure mercury lamp 21 is blocked by the polarizing plate 27.
  • the red light of the light emitted from the polarizing plate 27 (green light, blue light from the ultra-high pressure mercury lamp 21 and red light from the light source device 1 (R)) is reflected by the dichroic mirror 28. Then, the light is reflected by the mirror 29 and irradiated on the liquid crystal panel 5 (R).
  • the green light out of the light emitted from the polarizing plate 27 passes through the dichroic mirror 28, is reflected by the dichroic mirror 30 and irradiates the liquid crystal panel 5 (G).
  • the blue light out of the light emitted from the polarizing plate 27 passes through the dichroic mirrors 28 and 30, respectively, is reflected by the mirrors 31 and 32, respectively, and is reflected by the liquid crystal panel. 5 (B) is irradiated.
  • the light source device 1 is configured by using the rod 2 having a square pillar shape.
  • a polygonal pillar other than a square pillar such as a triangular pillar or a pentagonal pillar
  • a rod or a cylindrical rod may be used.
  • the light source device 1 is configured by using the opening 2 having a hollow end at one end, but as another example, for example, a glass rod or the like is used.
  • Rod consisting of solid solid material inside May be used.
  • a plurality of depressions 41 a for arranging LEDs are provided on each side along the longitudinal direction of the glass rod 41, and the depressions 41 a After masking this part, silver or aluminum is deposited on the other side of the glass rod 41 other than the one end face 41 b (these faces are mirror-finished), and then the LED is embedded in the recess 41 a. It is sufficient to arrange them in such a way.
  • the present invention is applied to a liquid crystal projector.
  • the present invention is also applied to a projection type display device other than the liquid crystal projector (for example, a device using a DMD (digital mirror device) as a spatial light modulator).
  • the present invention may be applied.
  • the present invention is not limited to the above-described example, and may take various other configurations without departing from the gist of the present invention.
  • a light source having high luminance and high light-collection efficiency (close to a point light source) suitable for use in a projection display device or the like is formed by using an LED. The effect that it can be realized is obtained.
  • the light source can be made to have a high brightness and close to a point light source, and an image with sufficient brightness can be displayed even when white balance is secured. As a result, the frequency of maintenance for replacing the light source can be reduced.
  • the effect of minimizing the loss due to light absorption inside the light source and improving the light use efficiency of the entire projection display device can be obtained.

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Abstract

内部を光が通過可能にされた棒状部材2のうち、一端2aを光の出射部とするとともに、この一端2a以外の面を光の反射面2bとし、この反射面2bのうち棒状部材2の長手方向の側面に、複数個のLED3をこの長手方向に沿って配置することにより、光源装置1を構成する。これにより、投射型表示装置等に用いるのに好適な高輝度且つ集光効率の高い光源を、LEDを用いて実現する。

Description

明 細 書
光源装置及び投射型表示装置
技術分野
本発明は、 投射型表示装置等に光源と して用いるのに好適な光 源装置や、 この光源装置を光源と して用いた投射型表示装置に関 する。 背景技術
光源からの光を液晶パネルに照射し、 映像信号に応じて液晶パ ネルで変調した光を投射レンズから投射するよ う にした液晶プロ ジヱクタが、 大画面の映像表示装置と して普及している。
R (赤), G (緑), B (青) の各色に対応して 3枚の液晶パネ ルを設けた 3板式液晶プロジェクタでは、 光源からの光が、 ダイ ク ロイ ツク ミラー等で R, G, Bの各色の光に分離されて、 それ ぞれの色に対応する液晶パネルに照射される。
また、 液晶パネルを 1枚だけ設けた単板式液晶プロジェクタで は、 光源から液晶パネルに照射された光が、 液晶パネルに貼付さ れたカラーフィルタによって R, G, Bの各色の光に分離される。
従来、 この液晶プロジェクタの光源には、 超高圧水銀ランプを 用いるこ とが主流になっていた。 図 1 は、 超高圧水銀ラ ンプの発 光スぺク トル分布を示す図である。 超高圧水銀ラ ンプの発光スぺ ク トノレは 4 0 0〜4 8 0 n m, 4 9 0〜 5 5 0 n mの波長域にそ れぞれエネルギーピークがあり、 4 0 0〜4 8 0 n mの波長域の 光は青色光と して利用され、 4 9 0〜 5 5 0 n mの波長域の光が 緑色光と して利用される。 また、 6 2 0〜 7 0 0 n mの波長域の 光が赤色光と して利用される。
しかし、 この従来の液晶プロジェクタには、 次の ( a ) や ( b ) のよ う な問題があった。 ( a ) 図 1 にも表れているよ う に、 超高圧水銀ランプは、 赤色 光成分の強度が緑色光成分や青色光成分と比較して相対的に弱い c したがって、 そのままでは、 液晶プロジェクタから投影される映 像は、 ホワイ トバランスが緑色や青色の方向に偏ってしま う。 そ のため、 ホワイ トバランスを確保するために緑色光成分や青色光 成分を大幅にカ ッ トせざるを得ず、 その結果、 十分な明るさの映 像を表示できなく なってしま う。
( b ) 超高圧水銀ランプの寿命は、 比較的短く 1 0 0 0〜 2 0 0 0時間程度である。そのため、光源を交換するメ ンテナンスを、 比較的頻繁に行わなければならない。
なお、 従来の液晶プロジェクタと しては光源にメ タルハライ ド ランプを用いたものも存在しているが、 そ う した液晶プロジェク タでも、 上記 ( a ) や ( b ) のよ う な問題があるこ とは同様であ つた。
こ う した色成分の強度の不均一による映像の明るさの不足の問 題や寿命の問題を解消する一つの方法と しては、 超高圧水銀ラン プゃメ タルハライ ドランプのよ うな放電ランプではなく 、 L E D (発光ダイォー ド) を液晶プロジェク タの光源に用いるこ とが考 れる。
すなわち、 L E Dは、 近年青色 L E Dが実用化されたこ とによ り R, G, Bの各色の光をそれぞれ任意の強度で得られるよ う に なっている と と もに、 連続数万時間の点滅が可能であるなど寿命 もかなり長い。
伹し、 L E Dは、 単位面積あたり の発光強度が放電ランプよ り もかなり小さい。 そのため、 高輝度な光源を実現するためには多 数個の L E Dを用いるこ とが必要になる。
そして、 液晶プロジェクタのよ うな投射型表示装置の光源に要 求される特性の一つに "発光面積が極力狭い光源であるこ と (点 光源に近いこ と)"が挙げられるので、 多数個の L E Dを用いる場 合には各 L E Dからの光を効率的に集光するこ とが重要になる。
例えば、 特開 2 0 0 0— 1 1 2 0 3 1号公報には、 図 2に示す よ う に、 複数の L E D 1 0 1 を 2次元的に配列した L E Dアレイ 1 0 2からの光を、 L E Dアレイ 1 0 2の面積と同じ大きさの断 面積を有する中空の導光路ブロ ック 1 0 3で反射させて、 この導 光路ブロ ック 1 0 3の断面から出射させるよ うにした光源装置が 開示されている。
しかし、 この光源装置では、 発光面積 (導光路ブロ ック 1 0 3 の断面積) 力 S L E Dアレイ 1 0 2の面積と同じであること力 ら、 輝度を高めるために L E D 1 0 1 の個数を多くすると発光面積が かなり広く なつてしま う。 したがって、 多数個の L E Dからの光 を効率的に集光することはできない。
本発明は、 上述の点に鑑み、 投射型表示装置等に用いるのに好 適な高輝度且つ集光効率の高い光源を、 L E Dを用いて実現する こ とを課題と してなされたものである。 発明の開示
この課題を解決するために、 本発明に係る光源装置は、 内部を 光が通過可能にされた棒状部材のう ち、 一端が光の出射部と され る と と もに、 この一端以外の面が光の反射面と されており、 この 反射面の う ちこの棒状部材の長手方向の側面には、 複数個の L E Dがこの長手方向に沿って配置されていることを特徴と している < この光源装置では、 内部を光が通過可能にされた棒状部材の う ち、 一端が光の出射部とされ、 残り の面の光の反射面と されてい る。そして、この反射面のう ちこの棒状部材の長手方向の側面に、 複数個の L E Dがこの棒状部材の長手方向に沿って配置されてい る。 これらの L E Dから発散した光束は、 この棒状部材の内部を通 過し、 この棒状部材の反射面での反射を繰り返した後、 最終的に この棒状部材の出射部から出射する。
このよ う に、 この光源装置では、 複数個の L E Dからの光が全 て一本の棒状部材の一端から出射する (すなわちこの棒状部材の 一端の面積が発光面積になる)。 この発光面積は、 棒状部材と して 細い部材を用いることによ り 、十分狭くすることができる。また、 輝度を高めるために L E Dの個数を多く しても、 この発光面積が 変化するこ とはない。
これによ り、 投射型表示装置等に用いるのに好適な高輝度且つ 集光効率の高い (点光源に近い) 光源が、 L E Dを用いて実現さ れる。
さ らに、 本発明に係る光源装置は、 これらの L E Dが略等間隔 に配置されていることや、 これらの L E Dのう ち出射部とは反対 側のこの棒状部材の端面に最も近い L E Dとこの端面との距離が L E D同士の間隔の略半分になっていることを特徴と している。 その理由は、 次のとおり である。 L E Dから発散した光束は、 前述のよ う に反射面で反射を繰り返して出射部から出射するが、 反射面上の L E Dに到達した場合には、 そこで吸収されてしま う ので出射部から出射しなく なる。 したがって、 光の利用効率を高 めるためには、 この光源装置内部 (棒状部材内) での光の吸収に よるロスを少なくすることが重要になる。
そして、 L E Dを等間隔で配置するこ とによ り、 L E Dからの 光束が別の L E Dに吸収されたこ とによる影が、 さ らに別の L E Dと重なるよ う になる。
また、 出射部とは反対側の棒状部材の端面に最も近い L E D と その端面と距離を L E D同士の間隔の略半分にすることによ り、 L E Dからの光束がこの端面で反射した後別の L E Dに吸収され たことによる影も、 さ らに別の L E D と重なるよ う になる。
このよ う に、 光束が L E Dに吸収されたこ とによる影が別の L
E Dと重なることによ り、 この重なった L E D以降はロスになら ないので、 光の吸収によるロスを最小限に抑えて、 光の利用効率 を高めるこ とができるよ う になる。
さ らに、 本発明に係る光源装置は、 これらの L E Dが、 赤色光 の L E Dであることを特徴と している。
また、 これらの L E Dが、 白色光の L E Dであるこ とを特徴と している。
また、 この棒状部材は、 出射部と される一端を湾曲させるよ う に延ばした形状と したこ とを特徴と している。
また、 この棒状部材は、 中空である と ともに、 出射部と される 一端以外の面の内側が光の反射面と されていることを特徴と して いる o
また、 この棒状部材は、 固形の透明部材である と と もに、 この 棒状部材の長手方向の側面に、 L E Dを配置するための窪みを設 け、 出射部と される一端以外の面のう ちのこの窪み以外の部分が 光の反射面と されていることを特徴と している。
次に、 本発明に係る投射型表示装置は、 光源からの光を光変調 素子に照射し、 映像信号に応じてこの光変調素子で変調した光を 投射レンズから投射するよ う にした投射型表示装置において、 こ の光源は、 内部を光が通過可能にされた棒状部材の う ち、 一端が 光の出射部と されると ともに、 この一端以外の面の内側が光の反 射面と されており、 この反射面上に、 複数個の L E Dがこの棒状 部材の長手方向に沿って配置されて成っているこ とを特徴と して いる。
この投射型表示装置は、 前述の本発明に係る光源装置を光源と して用いたものである。 したがって、 光源を高輝度且つ点光源に 近いものにするこ とができ、 且つ、 R, G, Bの各色の光をそれ ぞれ任意の強度で得られるのでホワイ トバランスを確保しても十 分な明るさの映像を表示するこ とができ、 且つ、 光源を交換する メ ンテナンスの頻度が少なく て済むよ う になる。
さ らに、 本発明に係る投射型表示装置は、 これらの L E Dが略 等間隔に配置されるこ とや、 これらの L E Dのう ちこの出射部と は反対側のこの棒状部材の端面に最も近い L E D とこの端面との 距離が L E D同士の間隔の略半分になっているこ とを特徴と して いる。
それによ り、 光源内部での光の吸収によるロスを最小限に抑え て、 投射型表示装置全体と しての光の利用効率を高めるこ とがで きるよ うになる。
さ らに、 本発明に係る投射型表示装置は、 これらの L E Dが、 白色光の L E Dであるこ とを特徴と している。
また、 この光源が、 赤色成分のみを含む赤色光源, 緑色成分の みを含む緑色光源及び青色成分のみを含む青色光源から成ること を特徴と している。
また、 この光源からの出射光を平行光となるよ う に反射する リ フ レクタを備え、 この棒状部材は、 出射部と される一端を湾曲さ せるよ うに延ばした形状と し、 この出射部をこの リ フ レクタ と対 向するよ う に配置されるこ とを特徴と している。
また、 この棒状部材は、 中空である と と もに、 出射部と される 一端以外の面の内側が光の反射面と されているこ とを特徴と して いる。
また、 この棒状部材は、 固形の透明部材である と と もに、 この 棒状部材の長手方向の側面に、 これらの L E Dを配置するための 窪みを設け、 出射部と される一端以外の面のう ちのこの窪み以外 の部分が光の反射面と されていることを特徴と している。 次に、 本発明に係る投射型表示装置は、 光源からの光を光変調 素子に照射し、 映像信号に応じてこの光変調素子で変調した光を 投射レンズから投射するよ う にした投射型表示装置において、 こ の光源は、 第 1 の光源と、 この第 1 の光源の発光スペク トルとは 異なる発光スぺク トルを有する第 2 の光源とから成り、 この第 1 の光源からの光束のう ち特定波長帯の光を、 この第 2の光源から の光束によって置き換える置換光学系を備え、この第 2の光源は、 内部を光が通過可能にされた棒状部材のう ち、 一端が光の出射部 と される と と もに、 この一端以外の面の内側が光の反射面と され ており、 この反射面上に、 複数個の L E Dがこの棒状部材の長手 方向に沿って配置されて成っているこ とを特徴と している。
この投射型表示装置は、 特定波長帯の光のみを、 前述の本発明 に係る光源装置と しての構成を有する第 2の光源によって得るよ う にしたものである。
さ らに、 本発明に係る投射型表示装置は、 これらの L E Dが略 等間隔に配置されるこ とや、 これらの L E Dのう ちこの出射部と は反対側のこの棒状部材の端面に最も近い L E Dとこの端面との 距離が L E D同士の間隔の略半分になっているこ とを特徴と して いる。
さ らに、 本発明に係る投射型表示装置は、 この第 2 の光源が、 赤色光の L E Dから成るこ とを特徴と している。 図面の簡単な説明
図 1 は、 超高圧水銀ランプの発光スペク トル分布を示す図であ る。
図 2は、 L E Dを用いた既存の光源装置を示す図である。
図 3は、 本発明に係る光源装置の外観構成例を示す斜視図であ る。 図 4は、本発明に係る光源装置の内部構造を示す断面図である。 図 5は、 図 4の部分的拡大図である。
図 6は 本発明に係る光源装置から光が出射する様子を示す図 である。
図 7は L E Dでの光束の吸収によるロスの説明図である。
図 8は L E Dでの光束の吸収によるロスの説明図である。 図 9は L E Dでの光束の吸収によるロスの説明図である。
図 1 0は、 本発明に係る 3板式液晶プロジェクタの光学系の構 成例を示す図である。
図 1 1 は、 本発明に係る単板式液晶プロジェクタの光学系の構 成例を示す図である。
図 1 2は、 図 1 1 の光学系の構成の変更例を示す図である。
図 1 3は、 図 1 2の光学系の構成の変更例を示す図である。 図 1 4は、 図 1 0の光学系の構成の変更例を示す図である。
図 1 5は、 ロ ッ ドの素材の変更例を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明を図面を用いて具体的に説明する。
図 3は、 本発明に係る光源装置の外観構成例を示す斜視図であ る。 この光源装置 1 は、 細長い四角柱状の部材であるロッ ド 2 を 用いて構成されている。 ロ ッ ド 2は、 中空であると と もに、 一端 が開口 2 a になっている。 開口 2 a の寸法は、 一辺が約 2 m mで ある。
図 4は、 この光源装置 1 の内部構造を示す断面図である。 ロ ッ ド 2の内側の面は、 銀またはアルミニウム等が蒸着された鏡面 2 bになっている。 この鏡面 2 bのう ち、 ロ ッ ド 2の長手方向の 4 つの側面の上には、 それぞれ 1 0個ずつの L E D 3が等しい間隔' pで配置されている (図では、 この 4つの側面のう ちの 2つの側 面に配置された L E D 3のみを描いている)。開口 2 a とは反対側 の端面に最も近い L E D 3からこの端面までの距離は、 L E D 3 同士の間隔 p の半分である p / 2になっている。
図 5は、 図 4のう ちの L E D 3の配置箇所の部分の拡大図であ る。 鏡面 2 b上に L E Dチップ 3 a が接着剤で貼り付けられてお り、 L E Dチップ 3 a を ドライブ回路 (図示略) と接続する リー ド線 3 b, 3 c が、 それぞれロ ッ ド 2の側面を貫通している。 な お、 図 3や図 4では、 このリー ド線 3 b, 3 c の図示は省略して いる。
この光源装置 1 から光が出射する様子は、 次の通りである。 各 L E D 3 を一斉に点灯させると、各 L E D 3から発散した光束が、 ロ ッ ド 2の中空の内部を通過し、鏡面 2 bで反射を操り返した後、 最終的に開口 2 a から出射する。 図 6 は、 各 L E D 3のう ち開口 2 a に最も近い L E D 3 ( 1 ) を例にとって、 開口 2 a とは反対 方向に向かう光束がこ う した反射を繰り返して開口 2 a から出射 する様子を示している。
このよ う に、 この光源装置 1 では、 合計 4 0個の L E D 3から の光が、 全てロ ッ ド 2の一端の開口 2 a から出射する (すなわち この口 ッ ド 2の開口 2 aの面積が発光面積になる)。 そして、 開口 2 a の寸法は前述のよ うに一辺が約 2 mmなので、 この発光面積 は十分狭く なつている。 また、 ここでは 4 0個の L E D 3 を用い ているが、 輝度をよ り一層高めるために L E D 3の個数を 4 0個 よ り も多く しても、 この発光面積が変化することはない。
これによ り、 投射型表示装置等に用いるのに好適な高輝度且つ 集光効率の高い (点光源に近い) 光源が、 L E Dを用いて実現さ れている。
さ らに、 この光源装置 1では、 次のよ うな理由から、 光の利用 効率が高く なっている。すなわち、 L E D 3から発散した光束は、 前述のよ う に鏡面 2 bで反射を繰り返して開口 2 a から出射する が、 鏡面 2 b上の L E D 3 に到達した場合には、 そこで吸収され てしま うので開口 2 aから出射しなく なる。 したがって、 光の利 用効率を高めるためには、 この光源装置 1 の内部 (ロ ッ ド 2内) での光の吸収によるロスを少なくするこ とが重要になる。
ここで、 仮に L E D 3の配置間隔が等しく ないとすると、 図 7 に示すよ う に、或る L E D 3 ( 2 )からの光束が別の L E D 3 ( 3 ) に吸収されたこ とによる影が鏡面 2 b上に出現するので、 光の吸 収によるロスが多く なつてしま う。
これに対し、 この光源装置 1 では、 1^ £ 0 3が等間隔!)で配置 されているので、 図 8に示すよ う に、 或る L E D 3 ( 2 ) 力、らの 光束が別の L E D 3 ( 3 ) に吸収されたことによる影が、 さ らに 別の L E D 3 ( 4 ) と重なるよ う になる。
また、 開口 2 a とは反対側のロ ッ ド 2の端面 (鏡面 2 b ) に最 も近い L E D 3 とその端面との距離が L E D同士の間隔 pの半分 の p / 2なので、 図 9に示すよ う に、 或る L E D 3 ( 5 ) 力 らの 光束がこの端面で反射した後別の L E D 3 ( 6 ) に吸収されたこ とによる影も、 さ らに別の L E D 3 ( 7 ) と重なるよ う になる。 このよ う に、 光束が L E D 3 に吸収されたことによる影が別の L E D 3 と重なることによ り、 この重なった L E D 3以降はロス にならないので、 光の吸収によるロスが最小限に抑えられる。 し たがって、 光の利用効率が高く なつている。
次に、 図 1 0は、 本発明に係る 3板式液晶プロジェクタの光学 系の構成例を示す図である。 この 3板式液晶プロジヱクタには、 光源と して、 光源装置 1 (R), 光源装置 1 (G) 及び光源装置 1 ( B ) を設けられている。
各光源装置 1 (R), 1 (G), 1 ( B ) は、 それぞれ図 3〜図 5 に示した光源装置 1 と同じ構成のものであるが、 L E D 3 と し てそれぞれ赤色 L E D , 緑色 L E D , 青色 L E Dを用いている。
(図ではこれらの光源装置を図 4のよ うな断面図で描いているが、 図示の都合上 L E Dは図 4 とは個数が異なり、 1 0個よ り も少な く描いている。 後出の図 1 1 〜図 1 4でも同様である。)
なお、 これらの赤色 L E D, 緑色 L E D , 青色 L E Dの発光強 度が互いに異なる場合には、 光源装置 1 (R), 1 (G), 1 ( B ) から出射する赤色光, 緑色光, 青色光の強度が互いに略等しく な るよ う に、 各光源装置 1 (R), 1 ( G), 1 ( B ) の L E Dの個 数を調整するものとする (例えば、 緑色 L E Dや青色 L E Dの発 光強度が赤色 L E Dよ り も小さい場合には、 光源装置 1 (G), 1 ( B ) の L E Dの個数を光源装置 1 (R) より も多くする)。
図 1 0のよ う に、 各光源装置 1 (R), 1 (G), 1 (B ) から 出射した赤色光,緑色光, 青色光は、集光レンズ 4 (R), 4 (G), 4 ( B ) でそれぞれ平行光にされて、 赤色光, 緑色光, 青色光に 対応する液晶パネル 5 ( R ), 5 ( G ), 5 ( B ) にそれぞれ照射 される。
そして、 液晶パネル 5 ( R ), 5 ( G ) , 5 ( B ) でそれぞれ R, G , Bの映像信号に応じて変調された赤色光, 緑色光, 青色光が、 ダイクロイ ックプリ ズム 6で合成され、 投射レンズ 7から外部に 出射される。
この 3板式液晶プロジェクタでは、光源である光源装置 1 ( R ), 1 ( G), 1 (B ) がそれぞれ高輝度且つ点光源に近いものになつ ており、 且つ、 赤色光, 緑色光, 青色光の強度が互いに等しいの でホワイ トバランスを確保しても十分な明るさの映像を表示する こ とができ、 且つ、 L E Dは長寿命なので光源を交換するメ ンテ ナンスの頻度が少なく て済むよ うになっている。
さ らに、 図 7〜図 9を用いて説明したよ うに光源装置 1 (R), 1 ( G ) , 1 ( B ) の内部での光の吸収によるロスを最小限に抑え られるので、 液晶プロジェクタ全体と しての光の利用効率を高め るこ とができるよ う になつている。
次に、 図 1 1 は、 本発明に係る単板式液晶プロジェクタの光学 系の構成例を示す図である。 この単板式液晶プロジェクタには、 光源と して、 図 3〜図 5 に示した構成の光源装置 1 が設けられて いる。 ここでは、 光源装置 1 では、 L E D 3 と して白色 L E Dを 用いている。 (あるいは別の例と して、 赤色 L E D , 緑色 L E D , 青色 L E Dを、 光源装置 1 から出射する赤色光, 緑色光, 青色光 の強度が互いに略等しく なるよ うな個数ずつ用いてもよい。) 光源装置 1から出射した光は、 集光レンズ 8で平行光にされ、 液晶パネル 9に照射されて、 液晶パネル 9に貼付されたカラーフ ィルタによって赤色光, 緑色光, 青色光に分離される。
そして、 液晶パネル 9で R, G, B の映像信号に応じて変調さ れた赤色光, 緑色光, 青色光が、 投射レンズ 1 0から外部に出射 される。
こ の単板式液晶プロジヱクタでも、 やはり、 光源が高輝度且つ 点光源に近いものになっており、 且つ、 ホワイ トバラ ンスを確保 しても十分な明るさの映像を表示するこ とができ、 且つ、 光源を 交換するメ ンテナンスの頻度が少なく て済み、 且つ、 液晶プロジ ェクタ全体と しての光の利用効率を高めるこ とができるよ う にな つている。
なお、 図 1 0, 図 1 1 の例では光源装置からの出射光を集光レ ンズで平行光にしているが、 別の例と して、 光源装置からの出射 光を、 リ フ レクタで反射することによって平行光にしてもよい。 図 1 2は、 図 1 1 の単板式液晶プロジェクタについてこのよ うな 構成を採用した例を示す図であり、 図 1 1 と共通する部分には同 一符号を付している、 光源装置 1 からの出射光が、 リ フ レクタ 1 1で平行光にされて液晶パネル 9に照射される。 また、 このよ う に光源装置からの出射光をリ フ レクタで反射す る場合において、 リ フ レクタから液晶パネルまでの距離をあま り 長く とれない場合には、 図 1 3に例示するよ う に、 光源装置 1 の ロ ッ ド 2を、 先端 (開口 2 a のほ う の端部) を 1 8 0 ° 湾曲させ るよ う にして延ばした形状にし、 ロ ッ ド 2 の本体 ( L E D 3 を配 置している部分) をリ フ レクタ 1 1 の側方に位置させるよ う にし ても よい。
また、 図 1 0 の例では赤色光, 緑色光, 青色光を全て本発明に 係る光源装置によって得ているが、 別の例と して、 緑色光, 青色 光のほうは超高圧水銀ランプやメ タルハライ ドランプによって得 て、 こ う した放電ランプでは強度の弱い赤色光だけを本発明に係 る光源装置によって得るよ う にしてもよい。
図 1 4は、 このよ うな構成を採用した 3板式液晶プロジェクタ の光学系の例を示す図であり、 図 1 0 と共通する部分には同一符 号を付している。 超高圧水銀ランプ 2 1 から出射した光が、 リ フ レクタ 2 2で反射されるこ とによ り平行光にされて偏光変換素子 2 3 に入射する。 偏光変換素子 2 3は入射光を全て P偏光に変換 する素子であり、 偏光変換素子 2 3から出射した P偏光は P S分 離合成素子 2 4 に入射する。
他方、 光源装置 1 ( R ) から出射した赤色光が、 集光レンズ 4 ( R ) で平行光にされて偏光変換素子 2 5 に入射する。 偏光変換 素子 2 5は入射光を全て S偏光に変換する素子であり、 偏光変換 素子 2 5から出射した S偏光も P S分離合成素子 2 4に入射する c 偏光変換素子 2 3からの P偏光と偏光変換素子 2 5からの S偏 光とは、 P S分離合成素子 2 4で合成されて、 偏光回転素子 2 6 に入射する。
偏光回転素子 2 6 は、 赤色の波長帯域の光については偏光方向 を 9 0 ° 変化させ、 それ以外の波長帯域の光はそのまま通過させ る素子である。 この偏光回転素子 2 6 によ り、 偏光変換素子 2 3 からの P偏光 (超高圧水銀ランプ 2 1 からの光) のう ちの赤色光 は S偏光に変換され、 偏光変換素子 2 5からの S偏光 (光源装置 1 ( R ) からの赤色光) は P偏光に変換される。
偏光回転素子 2 6から出射した光は、 P偏光のみを通過させる 偏光板 2 7に入射する。 超高圧水銀ランプ 2 1 からの光のう ちの 赤色光 ( S偏光) は、 この偏光板 2 7で遮断される。
偏光板 2 7 から出射した光 (超高圧水銀ランプ 2 1 からの緑色 光, 青色光と光源装置 1 ( R ) からの赤色光) のう ちの赤色光は、 ダイクロイ ツク ミ ラー 2 8で反射され、 ミ ラー 2 9で反射されて 液晶パネル 5 ( R ) に照射される。
また、 偏光板 2 7からの出射光のう ちの緑色光は、 ダイクロイ ック ミ ラー 2 8 を透過し、 ダイクロイ ツク ミ ラー 3 0で反射され て液晶パネル 5 ( G ) に照射される。
また、 偏光板 2 7からの出射光の う ちの青色光は、 ダイクロイ ック ミ ラー 2 8, 3 0 をそれぞれ透過し、 ミ ラー 3 1, 3 2でそ れぞれで反射されて液晶パネル 5 ( B ) に照射される。
この 3板式液晶プロジェクタでは、 超高圧水銀ランプ 2 1 から の光のう ちの強度の弱い赤色光成分を光源装置 1 ( R ) の赤色 L E Dからの光で置き換えることによ り、 ホワイ トバランスを確保 しても十分な明るさの映像を表示するこ とができるよ うになる。 また、 以上の例では四角柱状のロ ッ ド 2 を用いて光源装置 1 を 構成しているが、 別の例と して、 四角柱以外の多角柱 (三角柱や 五角柱等) の形状のロ ッ ドや、 あるいは円柱形状のロ ッ ドを用い るよ う にしてもよい。
また、 以上の例では中空である と と もに一端が開口になった口 ッ ド 2 を用いて光源装置 1 を構成しているが、 別の例と して、 例 えば、 ガラス棒等の中の詰まった固形の透明部材から成るロ ッ ド を用いるよ う にしてもよい。 その場合には、 例えば図 1 5 に示す よ う に、 このガラス棒 4 1 の長手方向に沿った各側面に、 L E D を配置するための複数の窪み 4 1 a を設け、 この窪み 4 1 a の部 分をマスキングした状態でガラス棒 4 1 の一方の端面 4 1 b以外 の面に銀またはアルミニウム等を蒸着した (これらの面を鏡面に した) 後、 窪み 4 1 a に L E Dを埋め込むよ うにして配置すれば よい。
また、 以上の例では液晶プロジェクタに本発明を適用している が、 液晶プロジェクタ以外の投射型表示装置 (例えば空間光変調 素子と して D M D (デジタルミ ラーデバイス) を用いたものなど) にも本発明を適用してよい。
また、 本発明は、 以上の例に限らず、 本発明の要旨を逸脱する ことなく 、 その他様々の構成をと り う るこ とはもちろんである。 以上のよ う に、 本発明に係る光源装置によれば、 投射型表示装 置等に用いるのに好適な高輝度且つ集光効率の高い (点光源に近 い) 光源を、 L E Dを用いて実現できる という効果が得られる。
また、光源装置内部での光の吸収によるロスを最小限に抑えて、 光の利用効率を高めることができる という効果も得られる。
次に、 本発明に係る投射型表示装置によれば、 光源を高輝度且 つ点光源に近いものにできるという効果や、 ホワイ トパランスを 確保しても十分な明る さの映像を表示するこ とができるという効 果ゃ、 光源を交換するメ ンテナンスの頻度が少なくて済むという 効果が得られる。
また、 光源内部での光の吸収によるロスを最小限に抑えて、 投 射型表示装置全体と しての光の利用効率を高めることができる と いう効果も得られる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 内部を光が通過可能にされた棒状部材のう ち、 一端が光の出 射部と されると と もに、 前記一端以外の面が光の反射面と されて おり、 前記反射面のう ち前記棒状部材の長手方向の側面には、 複 数個の発光ダイオー ドが該長手方向に沿って配置されていること を特徴とする光源装置。
2 . 前記発光ダイオー ドが略等間隔に配置されるこ とを特徴とす る請求の範囲第 1項記載の光源装置。
3 . 前記発光ダイオードのう ち前記出射部とは反対側の前記棒状 部材の端面に最も近い発光ダイオー ドと該端面との距離が前記発 光ダイオー ド同士の間隔の略半分になっていることを特徴とする 請求の範囲第 2項記載の光源装置。
4 . 前記発光ダイオードは、 赤色光の発光ダイオー ドであるこ と を特徴とする請求の範囲第 1項記載の光源装置。
5 . 前記発光ダイオードは、 白色光の発光ダイオー ドであること を特徴とする請求の範囲第 1項記載の光源装置。
6 . 前記棒状部材は、 前記出射部と される前記一端を湾曲させる よ う に延ばした形状と したこ とを特徴とする請求の範囲第 1項記 載の光源装置。
7 . 前記棒状部材は、 中空であると ともに、 前記一端以外の面の 内側が光の反射面と されているこ とを特徴とする請求の範囲第 1 項記載の光源装置。
8 . 前記棒状部材は、 固形の透明部材である と ともに、
前記棒状部材の長手方向の側面に、 前記発光ダイオー ドを配置 するための窪みを設け、 前記一端以外の面のう ちの前記窪み以外 の部分が光の反射面と されているこ とを特徴とする請求の範囲第 1項記載の光源装置。
9 . 光源からの光を光変調素子に照射し、 映像信号に応じて前記 光変調素子で変調した光を投射レンズから投射するよ う にした投 射型表示装置において、
前記光源は、
内部を光が通過可能にされた棒状部材のうち、 一端が光の出射 部と される と ともに、 前記一端以外の面の内側が光の反射面と さ れており 、 前記反射面上に、 複数個の発光ダイオー ドが前記棒状 部材の長手方向に沿って配置されて成っているこ とを特徴とする 投射型表示装置。
1 0 . 前記発光ダイオー ドが略等間隔に配置されるこ とを特徴と する請求の範囲第 9項記載の投射型表示装置。
1 1 . 前記発光ダイオー ドのう ち前記出射部とは反対側の前記棒 状部材の端面に最も近い発光ダイオー ドと該端面との距離が前記 発光ダイオー ド同士の間隔の略半分になっていることを特徴とす る請求の範囲第 1 0項記載の投射型表示装置。
1 2 . 前記発光ダイオー ドは、 白色光の発光ダイオー ドであるこ とを特徴とする請求の範囲第 9項記載の投射型表示装置。
1 3 . 前記光源は、 赤色成分のみを含む赤色光源, 緑色成分のみ を含む緑色光源及び青色成分のみを含む青色光源から成ることを 特徴とする請求の範囲第 9項記載の投射型表示装置。
1 4 . 前記光源からの出射光を平行光となるよ う に反射する リ フ レクタを備え、
前記棒状部材は、 前記出射部と される前記一端を湾曲させるよ う に延ばした形状と し、 前記出射部を前記リ フ レクタ と対向する よ う に配置されるこ とを特徴とする請求の範囲第 9項記載の投射 型表示装置。
1 5 . 前記棒状部材は、 中空である と と もに、 前記一端以外の面 の内側が光の反射面と されているこ とを特徴とする請求の範囲第 9項記載の投射型表示装置。
1 6 . 前記棒状部材は、 固形の透明部材である と と もに、 前記棒状部材の長手方向の側面に、 前記発光ダイオー ドを配置 するための窪みを設け、 前記一端以外の面のう ちの前記窪み以外 の部分が光の反射面と されているこ とを特徴とする請求の範囲第 9項記載の投射型表示装置。
1 7 . 光源からの光を光変調素子に照射し、 映像信号に応じて前 記光変調素子で変調した光を投射レンズから投射するよ う にした 投射型表示装置において、
前記光源は、 第 1 の光源と、 前記第 1 の光源の発光スペク トル とは異なる発光スぺク トルを有する第 2の光源とから成り、 前記第 1 の光源からの光束のう ち特定波長帯の光を、 前記第 2 の光源からの光束によって置き換える置換光学系を備え、
前記第 2の光源は、 内部を光が通過可能にされた棒状部材のう ち、 一端が光の出射部と されると と もに、 前記一端以外の面の内 側が光の反射面と されており、 前記反射面上に、 複数個の発光ダ ィオー ドが前記棒状部材の長手方向に沿って配置されて成ってい るこ とを特徴とする投射型表示装置。
1 8 . 前記発光ダイオー ドが略等間隔に配置されるこ とを特徴と する請求の範囲第 1 7項記載の投射型表示装置。
1 9 . 前記発光ダイオー ドのう ち前記出射部とは反対側の前記棒 状部材の端面に最も近い発光ダイオー ドと該端面との距離が前記 発光ダイオー ド同士の間隔の略半分になっているこ とを特徴とす る請求の範囲第 1 8項記載の投射型表示装置。
2 0 . 前記第 2の光源は、 赤色光の発光ダイオー ドから成るこ と を特徴とする請求の範囲第 1 7項記載の投射型表示装置。
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