JP2005121705A - Optical engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ディスプレイ装置の光源に関し、中でも発光ダイオードを光源とする投射型ディスプレイ装置の光学エンジンに関する。 The present invention relates to a light source of a display device, and more particularly to an optical engine of a projection display device using a light emitting diode as a light source.
従来、液晶プロジェクター等に用いられる光学エンジンとしては、超高圧水銀ランプを光源とするフルカラーの光学エンジンが知られている。また最近では、3色の発光ダイオード(LED)を光源とする光学エンジンの開発が進んでいる。 Conventionally, as an optical engine used for a liquid crystal projector or the like, a full-color optical engine using an ultrahigh pressure mercury lamp as a light source is known. Recently, development of optical engines using light emitting diodes (LEDs) of three colors as light sources has been advanced.
図7に示すように、LEDを用いた光学エンジン1では、フルカラー表示のために光の3原色、R(赤)、G(緑)、B(青)のそれぞれに対応した3種類のLEDを用いている。通常、光量を確保するため、光源は各原色毎に基板表面に複数個の同色LEDを搭載した光源モジュールとして一体化されている。すなわち、赤色LEDは、基板の表面に複数設けられて赤色LEDモジュール2Rとされ、緑色LEDは緑色LEDモジュール2G、青色LEDは青色LEDモジュール2Bとしてそれぞれ一体化されている。また、このようなLED光源モジュール2Rの出射面側には、図8に示すように、レンズアレイ3、偏光変換パネル4、フィールドレンズ5が順に配置され、これらによって光源部が構成されている(なお、図8では、赤色光源の場合を示しているが、その他2原色の場合においても同様の構成となっている)。
LED光源モジュール2Rを構成するLED素子22は、詳細には、通常、図8に示すように、基板21の表面に所定間隔を隔てて縦方向及び横方向に一直線上に並んで配列されており、偏光変換パネル4を構成する偏光変換素子41は、LED素子22との組み合わせ単位(単位素子ブロック9)がストライプ状となるように配列されている(例えば、特許文献1参照)。
このような光源部からの各色の光は、RGBの各色専用に設けた映像表示素子である液晶パネル6R、6G、6Bに入射する。ここで、3原色の光それぞれに対して所定の映像情報を与え、色画像合成プリズム(3色合成用ダイクロイックプリズム)7に出射する。色画像合成プリズム7は、RGB3色の光を合成し、合成した光は投映レンズ8を介してスクリーンに投映されるようになっている。
In detail, the
The light of each color from such a light source unit is incident on the
しかしながら、上述の光学エンジン1では、照明光量を最大限に確保しようとして、各色のLED光源モジュール2R、2G、2Bを独立に最大定格で発光させると画像の白バランスが崩れ、演色性が劣化するという問題が発生する。一方、画像の白バランスを適正に保とうとすると、緑色を発光するLED光源モジュール2Gからの発光量が他の2原色、特に赤色に比べて不足するという問題が生じた。したがって、緑色LEDモジュール2Gからの放射光量の増大が強く望まれていたが、その実現は困難であった。
また、図8及び上記特許文献1からも判るように、LED光源モジュール2Rは実効的には面光源となるので、LED光源モジュール2Rと偏光変換素子41との組み合わせ単位(単位素子ブロック9)を従来のようにストライプ状に配列した場合には、LED光源モジュール2R内のLED素子22の実装密度を高めることが困難であり、その結果、LED光源モジュール2Rから映像表示素子(液晶パネル6)までの照明光の伝達効率が低いという問題点があった。このためLED光源モジュール2Rの発光輝度の改善が望まれていた。
However, in the
Further, as can be seen from FIG. 8 and
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、照明光量を増加させ、明るく、かつ、より自然光に近い演色性を持たせることができ、さらには、照明光の伝達効率を高め、高い発光輝度を得ることのできる光学エンジンを提供することを課題としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, can increase the amount of illumination light, can be bright and have a color rendering property that is closer to natural light, and further enhances the transmission efficiency of illumination light and high light emission. It is an object to provide an optical engine capable of obtaining luminance.
上記課題を解決するため、本発明の請求項1の発明は、例えば、図1に示すように、赤色光源(赤色光源部11R)と、緑色光源(緑色光源部11G)と、青色光源(青色光源部11B)と、これら3つの光源が出射した3原色の光を合成し出射する映像表示手段20と、該映像表示手段が出射した光を投射する投射手段(投射レンズ30)とを有する光学エンジン10であって、
前記緑色光源として、黄緑色発光ダイオード(黄緑色LEDモジュール12Y)とシアン色発光ダイオード(シアン色LEDモジュール12C)とを用いることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention of
As the green light source, a yellow-green light emitting diode (yellow-
請求項1の発明によれば、緑色光源として、黄緑色発光ダイオードとシアン色発光ダイオードとを用いるので、黄緑色発光ダイオードの光量にシアン色発光ダイオードの光量の一部を合わせることができ、従来の緑色発光ダイオードのみの緑色光源よりも緑色の全体光量を上げることができ、より明るい光学エンジンを実現することができる。
また、従来のように緑色発光ダイオードのみの緑色光源よりもより広帯域な緑色光源を得ることが可能となったので、より自然光に近い演色性を持ったフルカラーの光学エンジンを得ることができる。
According to the invention of
Further, since it is possible to obtain a green light source having a wider band than a green light source using only a green light emitting diode as in the prior art, it is possible to obtain a full-color optical engine having color rendering properties closer to natural light.
請求項2の発明は、例えば、図1に示すように、請求項1に記載の光学エンジンにおいて、
前記緑色光源として、黄緑色発光ダイオードからの光と、シアン色発光ダイオードからの光とをダイクロイックミラー16で合成することを特徴とする。
The invention of
As the green light source, the light from the yellow-green light emitting diode and the light from the cyan light emitting diode are combined by a
請求項2の発明によれば、黄緑色発光ダイオードからの光と、シアン色発光ダイオードからの光とをダイクロイックミラーを用いて合成することで、容易に緑色光源として使用することができる。
According to invention of
請求項3の発明は、請求項2に記載の光学エンジンにおいて、
前記ダイクロイックミラーは入射角45°において波長530nm付近で反射と透過の特性が切り替わることを特徴とする。
The invention of
The dichroic mirror is characterized in that the reflection and transmission characteristics are switched around a wavelength of 530 nm at an incident angle of 45 °.
請求項3の発明によれば、波長530nm以下の光の成分が、ダイクロイックミラーで反射し、かつ、前記光線と直角をなす波長530nm以上の光の成分がダイクロイックミラーを透過して、共に緑色用映像表示手段へ入射されることとなる。もしくは、波長530nm以上の光の成分が反射し、波長530nm以下の光の成分だけが透過して、緑色用映像表示手段へ入射されることとなる。
According to the invention of
請求項4の発明は、例えば、図5(a)〜(c)に示すように、請求項1〜3のいずれか一項に記載の光学エンジンにおいて、
前記各色の光源は、発光ダイオード(LED素子122)と偏光変換素子141とを有しており、
これら発光ダイオードと偏光変換素子とを各1個組み合わせた単位(単位素子ブロック18)をチェック模様状に配列したことを特徴とする。
The invention of
The light source of each color has a light emitting diode (LED element 122) and a
A unit (unit element block 18) in which each of these light emitting diodes and one polarization conversion element is combined is arranged in a check pattern.
請求項4の発明によれば、発光ダイオードと偏光変換素子とを各1個組み合わせた単位をチェック模様状に配列したので、偏光変換機能を維持しつつ、従来のストライプ状の場合に比して発光ダイオードの実装密度を高めることが可能となる。その結果、光源の輝度を高めることができ、よって、照明光学系の伝達効率が改善され、この点においても明るい光学エンジンを実現することができる。
According to the invention of
請求項5の発明は、例えば、図5(a)に示すように、請求項4に記載の光学エンジンにおいて、
前記偏光変換素子の前記発光ダイオード側の非入射面に、コーナーキューブプリズムシート19を設けたことを特徴とする。
The invention of
A corner
請求項5の発明によれば、偏光変換パネルの発光ダイオード側の非入射面に、コーナーキューブプリズムシートを設けたので、従来捨てられていた照明光を再活用して、照明光学系の伝達効率を改善することができ、この点においても明るい光学エンジンを実現することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, since the corner cube prism sheet is provided on the non-incident surface on the light emitting diode side of the polarization conversion panel, the illumination light that has been thrown away conventionally can be reused to transmit the illumination optical system. In this respect, a bright optical engine can be realized.
請求項6の発明は、請求項1〜5のいずれか一項に記載の光学エンジンにおいて、
前記映像表示手段は映像表示素子(赤色画像用液晶パネル22R、緑色画像用液晶パネル22G、青色用液晶パネル22B)を有しており、
この映像表示素子の周囲に、該映像表示素子を囲み、かつ、映像表示素子面と略平行となるようにコーナーキューブプリズムシートを設けたことを特徴とする。
Invention of
The video display means includes video display elements (red image
A corner cube prism sheet is provided around the video display element so as to surround the video display element and to be substantially parallel to the video display element surface.
請求項6の発明によれば、映像表示素子の周囲に、該映像表示素子を囲み、かつ、映像表示素子面と略平行となるようにコーナーキューブプリズムシートを設けたので、従来捨てられていた照明光を再活用して、照明光学系の伝達効率を改善することができ、この点においても明るい光学エンジンを実現することができる。
According to the invention of
本発明に係る光学エンジンによれば、緑色光源として、黄緑色発光ダイオードとシアン色発光ダイオードとを用いるので、黄緑色発光ダイオードの光量にシアン色発光ダイオードの光量の一部を合わせることができ、緑色の全体光量を上げることができ、より明るい光学エンジンを実現することができる。また、より自然光に近い演色性を持ったフルカラーの光学エンジンを得ることができる。
さらに、発光ダイオードと偏光変換素子とを各1個組み合わせた単位をチェック模様状に配列することによって、偏光変換機能を維持しつつ、発光ダイオードの実装密度を高めることが可能となる。その結果、光源の輝度を高めることができ、よって、照明光学系の伝達効率が改善される。
また、偏光変換パネルの発光ダイオード側の非入射面に、コーナーキューブプリズムシートを設けたので、従来捨てられていた照明光を再活用して、照明光学系の伝達効率を改善することができる。
According to the optical engine of the present invention, since the yellow-green light emitting diode and the cyan light-emitting diode are used as the green light source, a part of the light amount of the cyan light-emitting diode can be matched to the light amount of the yellow-green light-emitting diode, The total amount of green light can be increased, and a brighter optical engine can be realized. In addition, a full-color optical engine having a color rendering property closer to natural light can be obtained.
Furthermore, by arranging units each combining one light emitting diode and one polarization conversion element in a check pattern, it is possible to increase the mounting density of the light emitting diodes while maintaining the polarization conversion function. As a result, the luminance of the light source can be increased, and thus the transmission efficiency of the illumination optical system is improved.
Further, since the corner cube prism sheet is provided on the non-incident surface on the light emitting diode side of the polarization conversion panel, it is possible to improve the transmission efficiency of the illumination optical system by reusing the conventionally discarded illumination light.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1に示すように、本実施の形態の光学エンジン10は、3つの光源部11R、11G、11Bと、映像表示手段20と、投射レンズ(投射手段)30とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the
赤色光源部11R、緑色光源部11G、青色光源部11Bは、R(赤)、G(緑)、B(青)の3原色の光をそれぞれ直線偏光に変換して、映像表示手段20を照明するものである。
The red
赤色光源部11Rは、赤色LEDモジュール12R、レンズアレイ13、偏光変換パネル14、フィールドレンズ15からなる。赤色LEDモジュール12Rは、図2に示された発光スペクトルを示す赤色LEDを複数個搭載してなるモジュールであり、ピーク波長は約630nmである。
レンズアレイ13は、赤色LEDモジュール12Rの発光側に配置され、赤色LEDモジュール12Rから入射する発散光を偏光変換パネル141の所定の入射面に略コリメート光として効率よく集光する。
偏光変換パネル14は、レンズアレイ13の光軸上に配置され、レンズアレイ13から入射した光を所定方向の直線偏光に変換する周知の素子である。
フィールドレンズ15は断面の大きな入射光を、映像表示手段20のより狭い入射面に絞り込むもので、偏光変換パネル14から入射した光を映像表示手段20へ出射する。
The red
The
The
The
青色光源部11Bは、青色LEDモジュール12B、レンズアレイ13、偏光変換パネル14、フィールドレンズ15からなる。
青色LEDモジュール12Bは、図2に示された発光スペクトルを示す青色LEDを複数個搭載してなるモジュールであり、ピーク波長は約470nmである。
レンズアレイ13、偏光変換パネル14及びフィールドレンズ15は上述と同様のもので、フィールドレンズ15は青色LEDモジュール12Bが出射し偏光変換パネル14を経た光を映像表示手段20へ出射する。
The blue
The
The
緑色光源部11Gは、他の2原色の光源部11R、11Bと異なり、黄緑色LEDモジュール12Y、シアン色LEDモジュール12C、レンズアレイ13、13、偏光変換パネル14、14、フィールドレンズ15、15、ダイクロイックミラー16及び光吸収ダンパー17を備えている。
黄緑色LEDモジュール12Yは、図2に示された発光スペクトルを示す黄緑色LEDを複数個搭載してなるモジュールであり、ピーク波長は約560nmである。
シアン色LEDモジュール12Cは、図2に示された発光スペクトルを示すシアン色LEDを複数個搭載してなるモジュールであり、ピーク波長は約510nmである。
黄緑色LEDモジュール12Yとシアン色LEDモジュール12Cそれぞれの発光側に設けられるレンズアレイ13、13、偏光変換パネル14、14は上述と同様のものである。フィールドレンズ15、15は偏光変換パネル14、14から出射した光をダイクロイックミラー16へ出射する。このとき、フィールドレンズ15、15から出射した2本の光軸がダイクロイックミラー16で合成される。
なお、各色のLED光源モジュール12R、12B、12Y、12Cと偏光変換パネル14との組み合わせ単位については、後述する。
The green
The yellow-
The
The
The combination unit of the LED
ダイクロイックミラー16は、図3に示すように、入射角(θ)45°において、波長530nm以下の光の成分は反射し、波長530nm以上の光の成分は透過する。ダイクロイックミラー16は、黄緑色LEDモジュール12Yからの出射光及びシアン色LEDモジュール12Cからの出射光それぞれに対して45°の角度になり、かつ、黄緑色LEDモジュール12Yから出射しダイクロイックミラー16を透過した光と、シアン色LEDモジュール12Cから出射しダイクロイックミラー16で反射した光とが重なるように配置する。
光吸収ダンパー17は、シアン色LEDモジュール12Cから出射した光の光軸上で、ダイクロイックミラー16のシアン色LEDモジュール12Cに対し反対側に配置する。光吸収ダンパー17は、黄緑色LEDモジュール12Yからの出射光のうちダイクロイックミラー17で反射した光、及び、シアン色LEDモジュール12Cからの出射光のうちダイクロイックミラー17を透過した光を吸収する。
As shown in FIG. 3, the
The
黄緑色LEDモジュール12Yから出射した光のうち波長530nm以下の成分はダイクロイックミラー16で反射し、光吸収ダンパー17へ吸収される。一方、波長530nm以上の成分はダイクロイックミラー16を透過し、映像表示手段20へ入射する。
また、シアン色LEDモジュール12Cから出射した光のうち波長530nm以下の成分はダイクロイックミラー16で反射し、映像表示手段20へ入射する。一方、波長530nm以上の成分はダイクロイックミラー16を透過し光吸収ダンパー17へ吸収される。
したがって、緑色光源部11Gの出射光のスペクトル分布は図4に示すようになる。これは、従来例のもの(図2の緑色光のスペクトル)と比べ、広帯域な緑色スペクトル分布が得られている。さらに、図2及び図3からわかるように、黄緑色LEDモジュール12Yとシアン色LEDモジュール12Cからの発光のうちダイクロイックミラー16で捨てられる光の割合は共に少ないので、合成結果として通常の540nm付近をピークとする単色緑色LED光源からの光量よりも多い光量を映像表示手段(後述する緑色画像用液晶パネル22G)20に照射することができ、従来に比して明るい光学エンジン10を実現することができる。
Of the light emitted from the yellow-
Further, a component having a wavelength of 530 nm or less out of the light emitted from the
Therefore, the spectral distribution of the emitted light from the green
映像表示手段20は、光源部12R、12G、12Bから入射した3色の光を投射レンズ30に出射するために設けられるもので、液晶パネル22R、22G、22B、3原色合成用ダイクロイックプリズム23を備えている。
液晶パネル22R、22G、22Bそれぞれの入射側に設けられている偏光板21は、入射光の所定方向の直線偏光のみを透過するもので、コントラストが改善される。
赤色画像用液晶パネル22R、緑色画像用液晶パネル22G、青色画像用液晶パネル22Bは映像表示素子であり、偏光板21から入射した直線偏光の方向を、画素毎に印加された電圧により回転させ透過率を制御することにより、所定の映像情報を与え、3色合成用ダイクロイックプリズム23へ出射する。
The video display means 20 is provided to emit light of three colors incident from the
The
The liquid crystal panel for
投射レンズ30は、映像表示手段20から入射した光をスクリーン(図示しない)上に拡大投射する。
The
次に、各色のLED光源モジュール12R、12B、12Y、12Cと偏光変換パネル14との組み合わせ単位について説明する。ここでは、赤色光源部11Rの場合を例に挙げて説明する。
図5(a)、(b)に示すように、赤色LEDモジュール12Rは、略方形状の支持基板121と、該支持基板121の表面に設けられた複数のLED素子122とを備えている。
複数のLED素子122は、支持基板121の全面にわたって縦横に所定間隔を隔てて並んで設けられている。また、横方向において互いに隣接するLED素子122、122どうしは、縦方向において若干ずれて配置され、縦方向において互いに隣接するLED素子122、122どうしは、横方向において若干ずれて配置されている。すなわち、縦方向及び横方向において、それぞれLED素子122が配置されている箇所と配置されていない箇所とが交互になっている。
Next, a combination unit of the LED
As shown in FIGS. 5A and 5B, the red LED module 12 </ b> R includes a substantially
The plurality of
偏光変換パネル14は、図5(a)に示すように、複数の偏光変換素子141を有しており、これら複数の偏光変換素子141がパネル状に敷き詰められている。偏光変換素子141は、レンズアレイ13で成形された光束を、所定の偏光の成分に揃える周知の素子であり、本実施の形態における偏光変換素子141としては、その出射側の面に半波長位相差フィルム142が設けられており、LED素子122から放射されるランダム偏光の放射光をS偏光に揃える素子を用いている(図6参照)。
また、特に、LED素子122と偏光変換素子141とを各1個組み合わせた単位(以下、単位素子ブロック18と言う。図6参照)がチェック模様状となるように配列されている(図5(c)参照)。すなわち、上下に互いに隣接する単位素子ブロック18のみが光軸に対して交互に180°回転されている。
As shown in FIG. 5A, the
In particular, the units (hereinafter referred to as unit element blocks 18; see FIG. 6) in which one
さらに、偏光変換パネル141の入射面側の設計上は光が当たらない面(LED素子122側の非入射面)に、コーナーキューブプリズムシート19が貼り付けられている(図5(a)参照)。コーナーキューブプリズムシート19は微小なコーナーキューブプリズムがシート状に敷き詰められてなるものである。
また、図示しないが光学系のレンズホルダーの枠にもコーナーキューブプリズムシートが貼り付けられている。さらに、図示しないが、映像表示手段20の液晶パネル22R、22G、22Bの枠、すなわち映像表示素子の周囲に、該映像表示素子を囲み、かつ、液晶パネル面と略平行となるようにコーナーキューブプリズムシートが貼り付けられている。
Further, a corner
Although not shown, a corner cube prism sheet is also attached to the frame of the lens holder of the optical system. Further, although not shown, a corner cube is formed so as to surround the video display element around the frame of the
本実施の形態で使用するコーナーキューブプリズムとは、入射光線を反射する際に入射方向へ戻すという特性がある。そのため、コーナーキューブプリズムを照明光学系の中で漏れ光線が当たる上記箇所に設置すれば、漏れ光線をLED素子へと戻すことができる。しかし、コーナーキューブプリズムの特性として、反射光の光軸は厳密には入射光の光軸とは一致せずコーナーキューブプリズムのサイズに依存する長さだけ横にずれるので、戻された光線は厳密にはLED内の元の発光点には戻らず、LED素子から再放射される際には全く同じ軌跡の光線とはならない。このため、再放射光線は照明光学系の中に有効に採り込まれる可能性が生じる。
このように、コーナーキューブプリズムシートを上述の所定箇所に設けることにより、有効照明光量において約5〜10%のアップが見られる。
The corner cube prism used in this embodiment has a characteristic of returning to the incident direction when reflecting incident light. Therefore, if the corner cube prism is installed in the illumination optical system at the location where the leaked light beam hits, the leaked light beam can be returned to the LED element. However, as a characteristic of the corner cube prism, the optical axis of the reflected light does not exactly coincide with the optical axis of the incident light, and is shifted laterally by a length depending on the size of the corner cube prism, so that the returned light is strictly Does not return to the original light emitting point in the LED, and when it is re-radiated from the LED element, it does not become a ray of the same locus. For this reason, there is a possibility that the re-radiated light is effectively incorporated in the illumination optical system.
Thus, by providing the corner cube prism sheet at the above-mentioned predetermined location, an increase of about 5 to 10% in the effective illumination light amount can be seen.
次に、上述のような構成の光学エンジン10における光の進み方を図1を参照して説明する。
赤色光源部11Rにおいて、赤色LEDモジュール12Rから出射した赤色光は、レンズアレイ13を介して偏光変換パネル14で所定方向の直線偏光に変換される。ここで予め照明光を所定方向の直線偏光に揃えると、光利用効率が飛躍的に向上する。偏光変換パネル14から出射した赤色光は、フィールドレンズ15を介して映像表示手段20へ入射する。
映像表示手段20へ入射した赤色光は、偏光板21を透過し、赤色画像用液晶パネル22Rへ入射する。液晶パネル22Rでは赤色光に赤色用映像情報を与える。映像情報を与えられた赤色光は、3色合成用ダイクロイックプリズム23へ入射する。
Next, how light travels in the
In the red light source unit 11 </ b> R, red light emitted from the red LED module 12 </ b> R is converted into linearly polarized light in a predetermined direction by the
The red light incident on the video display means 20 passes through the
青色光源部11Bにおいても、赤色光源部11Rと同様に、青色LEDモジュール12Bから出射した光は、偏光変換パネル14を透過し、フィールドレンズ15を介し映像表示手段20へ入射する。映像表示手段20へ入射した青色光は、偏光板21を透過し、青色画像用液晶パネル22Bで青色用映像情報を与えられ、3色合成用ダイクロイックプリズム23へ入射する。
Also in the blue
緑色光源部11Gにおいては、黄緑色LEDモジュール12Yから出射した光は、偏光変換パネル14を透過し、フィールドレンズ15を介しダイクロイックミラー16に入射する。ダイクロイックミラー16に入射した黄緑色光のうち、波長530nm以下の成分は反射し、光吸収ダンパー17へ吸収され、波長530nm以上の成分のみが透過し、映像表示手段20へ入射する。
In the green
一方、シアン色LEDモジュール12Cから出射した光は、偏光変換パネル14を透過し、フィールドレンズ15を介しダイクロイックミラー16に入射する。ダイクロイックミラー16に入射したシアン色光のうち、波長530nm以下の成分は、反射し、映像表示手段20へ入射し、波長530nm以上の成分は、透過し、光吸収ダンパー17へ吸収される。
よって、黄緑色LEDの出射光のうち波長530nm以上の成分と、シアン色LEDの出射光のうち波長530nm以下の成分とを重ね合わせた光が、緑色光源部11Gの出射光として得られる。
On the other hand, the light emitted from the cyan LED module 12 </ b> C passes through the
Therefore, light obtained by superimposing a component having a wavelength of 530 nm or more in the emitted light of the yellow-green LED and a component having a wavelength of 530 nm or less in the emitted light of the cyan LED is obtained as the emitted light of the green
そして、映像表示手段20へ入射した合成緑色光は、偏光板21を透過し、緑色画像用液晶パネル22Gへ入射する。緑色画像用液晶パネル22Gでは合成緑色光に映像情報を与える。映像情報を与えられた合成緑色光は、3色合成用ダイクロイックプリズム23へ入射する。
3色合成用ダイクロイックプリズム23に入射したRGB3色の光は合成され、フルカラーの画像となり投射レンズ30に入射し、投射レンズ30からスクリーンに投射される。
The combined green light incident on the video display means 20 passes through the
The RGB three-color lights incident on the three-color composition
以上、本発明の実施の形態の光学エンジン10によれば、黄緑色LEDモジュール12Yの出射光の波長530nm以上の成分と、シアン色LEDモジュール12Cの出射光の波長530nm以下の成分とをダイクロイックミラー16で重ね合わせて緑色光源部11Gの出射光としたので、従来の緑色発光ダイオードのみの緑色光源よりも緑色の全体光量を上げることができ、より明るい光学エンジン10を実現することができる。また、従来のように緑色発光ダイオードのみの緑色光源よりもより広帯域な緑色光源を得ることが可能となったので、より自然光に近い演色性を持ったフルカラーの光学エンジン10を得ることができる。
また、各色の光源部11R、11G、11BにおいてLED素子122と偏光変換素子141とを各1個組み合わせた単位素子ブロック18がチェック模様状となるように配列されているので、偏光変換機能を維持しつつ、LED素子122の実装密度を高めることが可能となる。その結果、高輝度で、照明光学系の伝達効率が改善される。
さらに、偏光変換パネル141の入射面側の設計上光が当たらない面や、液晶パネル22R、22G、22Bの枠にコーナーキューブプリズムシート19を設けたので、従来捨てられていた照明光を再活用して、照明光学系の伝達効率が改善される。
As described above, according to the
In addition, since the unit element blocks 18 each combining one
In addition, the corner
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では、緑色画像用液晶パネル22Gを照明するために、シアン色LEDモジュール12Cの出射光はダイクロイックミラー16で90°折り曲げて反射させ、黄緑色LEDモジュール12Yの出射光は透過させているが、逆に、シアン色LEDモジュール12Cの出射光をダイクロイックミラー16で透過させ、黄緑色LEDモジュール12Yの出射光を90°折り曲げて反射させる配置でも構わない。その場合は、2つのLEDモジュール12Y、12Cを入れ替えて、さらにダイクロイックミラー16として、波長530nm以下の光の成分は透過するが、波長530nm以上の光の成分は反射するものを使用すれば良い。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary, it can change suitably.
For example, in this embodiment, in order to illuminate the green image
10 光学エンジン
11R 赤色光源部(赤色光源)
11G 緑色光源部(緑色光源)
11B 青色光源部(青色光源)
12Y 黄緑色LEDモジュール(黄緑色発光ダイオード)
12C シアン色LEDモジュール(シアン色発光ダイオード)
16 ダイクロイックミラー
18 単位素子ブロック(組み合わせ単位)
19 コーナーキューブプリズムシート
20 映像表示手段
22R 赤色画像用液晶パネル(映像表示素子)
22G 緑色画像用液晶パネル(映像表示素子)
22B 青色画像用液晶パネル(映像表示素子)
30 投射レンズ(投射手段)
122 LED素子
141 偏光変換素子
10
11G Green light source (green light source)
11B Blue light source (blue light source)
12Y yellow-green LED module (yellow-green light-emitting diode)
12C cyan LED module (cyan light emitting diode)
16
19 Corner
22G Green image liquid crystal panel (video display device)
22B Blue image liquid crystal panel (video display device)
30 Projection lens (projection means)
122
Claims (6)
前記緑色光源として、黄緑色発光ダイオードとシアン色発光ダイオードとを用いることを特徴とする光学エンジン。 An optical device having a red light source, a green light source, a blue light source, an image display unit that synthesizes and emits light of the three primary colors emitted by these three light sources, and a projection unit that projects the light emitted by the image display unit. An engine,
An optical engine using a yellow-green light emitting diode and a cyan light emitting diode as the green light source.
これら発光ダイオードと偏光変換素子とを各1個組み合わせた単位をチェック模様状に配列したことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の光学エンジン。 Each color light source has a light emitting diode and a polarization conversion element,
The optical engine according to any one of claims 1 to 3, wherein a unit obtained by combining each of the light emitting diode and the polarization conversion element is arranged in a check pattern.
該映像表示素子の周囲に、該映像表示素子を囲むようにコーナーキューブプリズムシートを映像表示素子面と略平行に設けたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の光学エンジン。 The video display means has a video display element,
6. The optical according to claim 1, wherein a corner cube prism sheet is provided around the video display element so as to surround the video display element and substantially parallel to the video display element surface. engine.
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