JP2006243433A - Lighting system and image display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、照明装置及び画像表示装置、特に、液晶型空間光変調装置と組み合わせて用いられる照明装置の技術に関する。 The present invention relates to a lighting device and an image display device, and more particularly to a technology of a lighting device used in combination with a liquid crystal type spatial light modulation device.
画像表示装置であるプロジェクタの照明装置には、光源からの光を略均一にする導光部として、例えばロッドインテグレータが用いられる。ロッドインテグレータは、内部で光を反射させながら光を伝播することにより、光源からの光を均一化する。光源からの光を均一化して空間光変調装置へ入射させることにより、明るさムラが低減された画像を表示することが可能となる。また、液晶型空間光変調装置を備えるプロジェクタには、光源からの光を特定の振動方向の偏光光に変換する偏光変換部として、例えば偏光ビームスプリッタが用いられる。液晶型空間光変調装置は、入射光の偏光状態を変換することで変調を行う。光源からの光を液晶型空間光変調装置で変調可能な特定の振動方向の偏光光に変換することで、明るい投写像を得ることが可能になる。ロッドインテグレータと偏光ビームスプリッタとを組み合わせて用いる技術は、例えば、特許文献1に提案されている。 For example, a rod integrator is used as a light guide unit that makes light from a light source substantially uniform in an illumination device of a projector that is an image display device. A rod integrator makes light from a light source uniform by propagating light while reflecting light inside. By making the light from the light source uniform and entering the spatial light modulation device, it is possible to display an image with reduced brightness unevenness. In a projector including a liquid crystal type spatial light modulation device, for example, a polarization beam splitter is used as a polarization conversion unit that converts light from a light source into polarized light having a specific vibration direction. A liquid crystal spatial light modulator performs modulation by converting the polarization state of incident light. A bright projection image can be obtained by converting light from the light source into polarized light having a specific vibration direction that can be modulated by the liquid crystal spatial light modulator. For example, Patent Document 1 proposes a technique in which a rod integrator and a polarization beam splitter are used in combination.
特許文献1に提案される技術では、光源からの光は、偏光ビームスプリッタを用いて特定の振動方向の偏光光に変換された後ロッドレンズで均一化される。かかる構成の場合、偏光ビームスプリッタにより光源からの光を特定の振動方向の偏光光に変換しても、ロッドレンズで反射を繰り返すことによって光の偏光状態が変化してしまう場合がある。ロッドレンズにて光の偏光状態が変化することとなると、光源からの光を高い効率で利用することが困難となる。また、光源からの光を十分に均一化するためには、ロッドレンズの長さを十分に確保する必要がある。このため十分に均一化された光を供給しようとすると、長いロッドレンズを用いる必要があるために照明装置が大型化してしまう。このように、従来の技術では、特定の振動方向の偏光光を高い効率で供給すること、及びコンパクトな構成によって十分に均一化された光を供給することが困難であるという問題がある。本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、特定の振動方向の偏光光を高い効率で供給でき、かつコンパクトな構成によって十分に均一化された光を供給することが可能な照明装置、及びその照明装置を用いて、コンパクトな構成で、明るく明るさムラが低減された画像を表示可能な画像表示装置を提供することを目的とする。 In the technique proposed in Patent Document 1, light from a light source is converted into polarized light having a specific vibration direction using a polarization beam splitter and then made uniform by a rod lens. In such a configuration, even if light from the light source is converted into polarized light in a specific vibration direction by the polarization beam splitter, the polarization state of the light may change due to repeated reflection by the rod lens. When the polarization state of light changes in the rod lens, it becomes difficult to use light from the light source with high efficiency. Moreover, in order to make the light from the light source sufficiently uniform, it is necessary to secure a sufficient length of the rod lens. For this reason, if it is going to supply the light made uniform enough, since it is necessary to use a long rod lens, an illuminating device will enlarge. As described above, the conventional techniques have a problem that it is difficult to supply polarized light in a specific vibration direction with high efficiency and to supply light that is sufficiently uniformed by a compact configuration. The present invention has been made in view of the above-described problems, and is capable of supplying polarized light in a specific vibration direction with high efficiency and capable of supplying light that is sufficiently uniformed by a compact configuration. An object of the present invention is to provide an image display device capable of displaying a bright image with reduced brightness unevenness with a compact configuration using the device and the lighting device.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、光を供給する光源部と、光源部からの光のうち第1の振動方向の偏光光を透過し、第1の振動方向に略直交する第2の振動方向の偏光光を反射することにより、光源部からの光を第1の振動方向の偏光光と第2の振動方向の偏光光とに分離する偏光分離部と、偏光分離部を透過した第1の振動方向の偏光光が進行する位置、又は偏光分離部で反射した第2の振動方向の偏光光が進行する位置に設けられ、光源部からの光束の強度分布を略均一にする導光部と、導光部の、偏光分離部が設けられる側とは反対側に設けられた導光部用ミラーと、を有し、偏光分離部は、導光部用ミラーで反射し導光部から偏光分離部へ入射した光を照明方向へ進行させることを特徴とする照明装置を提供することができる。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, according to the present invention, the light source unit that supplies light and the polarized light in the first vibration direction out of the light from the light source unit are transmitted, A polarized light separating unit that separates light from the light source unit into polarized light in the first vibration direction and polarized light in the second vibration direction by reflecting the polarized light in the second vibration direction substantially orthogonal to the vibration direction. And the position where the polarized light in the first vibration direction transmitted through the polarization separation section travels or the position where the polarization light in the second vibration direction reflected by the polarization separation section travels, and the light beam from the light source section A light guide unit that makes the intensity distribution substantially uniform, and a light guide mirror provided on the opposite side of the light guide unit from the side on which the polarization separation unit is provided. An illumination device characterized in that light reflected by a mirror for a part and incident on a polarization separation part from a light guide part travels in an illumination direction. It is possible to provide a.
光源部からの光は、偏光分離部を経た後導光部へ入射する。導光部の内部を伝播した光は、導光部用ミラーで反射した後導光部の内部を逆方向へ進行する。このように、光源部からの光を導光部で往復させることにより、短い導光部を用いる場合であっても光源部からの光を十分に均一化することができる。導光部用ミラーで反射した光は、導光部の内部を偏光分離部の方向へ進行し、再び偏光分離部へ入射する。偏光分離部に入射した光のうち、第1の振動方向の偏光光、及び第2の振動方向の偏光光のいずれか一方は照明方向へ進行する。導光部において光を往復させる構成とすることで、導光部で均一化された光を再び偏光分離部で分離させることが可能となる。導光部で均一化された光を再び偏光分離部で分離した後照明方向へ進行させることにより、特定の振動方向の偏光光を高い効率で供給することができる。これにより、特定の振動方向の偏光光を高い効率で供給でき、かつコンパクトな構成によって十分に均一化された光を供給することが可能な照明装置を得られる。 The light from the light source unit enters the light guide unit after passing through the polarization separation unit. The light propagating through the light guide portion is reflected by the light guide mirror and then travels in the reverse direction through the light guide portion. In this way, by reciprocating the light from the light source unit with the light guide unit, the light from the light source unit can be sufficiently uniform even when a short light guide unit is used. The light reflected by the light guide mirror travels inside the light guide in the direction of the polarization separation unit, and is incident on the polarization separation unit again. Of the light incident on the polarization separation unit, one of the polarized light in the first vibration direction and the polarized light in the second vibration direction travels in the illumination direction. By adopting a configuration in which the light is reciprocated in the light guide unit, the light uniformed in the light guide unit can be separated again by the polarization separation unit. By separating the light uniformized by the light guide unit again in the polarization separation unit and then proceeding in the illumination direction, polarized light in a specific vibration direction can be supplied with high efficiency. As a result, it is possible to obtain an illuminating device that can supply polarized light in a specific vibration direction with high efficiency and can supply light that is sufficiently uniformed by a compact configuration.
また、本発明の好ましい態様によれば、偏光分離部と導光部用ミラーとの間に設けられた位相板を有することが望ましい。例えば、位相板としてλ/4位相板を用いると、λ/4位相板に入射した直線偏光は、λ/4位相板で円偏光に変換される。λ/4位相板で円偏光に変換された光は、例えば反射部で反射した後再びλ/4位相板に入射することで、振動方向が変換される。λ/4位相板に2回光を通過させることによって、光の振動方向を90度回転させることができる。λ/4位相板を2回通過させることにより、第1の振動方向の偏光光と第2の振動方向の偏光光とを互いに変換することができる。偏光分離部を一度経た光を、偏光状態を変換した後再び偏光分離部に入射させることにより、特定の振動方向の偏光光を被照射面の方向へ効率良く進行させることが可能となる。これにより、特定の振動方向の偏光光を効率良く供給することができる。 Moreover, according to a preferable aspect of the present invention, it is desirable to have a phase plate provided between the polarization separation unit and the light guide mirror. For example, when a λ / 4 phase plate is used as the phase plate, linearly polarized light incident on the λ / 4 phase plate is converted into circularly polarized light by the λ / 4 phase plate. The light converted into the circularly polarized light by the λ / 4 phase plate is reflected by, for example, the reflection part and then incident on the λ / 4 phase plate again, thereby changing the vibration direction. By passing the light twice through the λ / 4 phase plate, the vibration direction of the light can be rotated by 90 degrees. By passing the λ / 4 phase plate twice, polarized light in the first vibration direction and polarized light in the second vibration direction can be converted into each other. By making the light that has passed through the polarization separation unit once incident on the polarization separation unit after changing the polarization state, it is possible to efficiently propagate the polarized light in a specific vibration direction toward the irradiated surface. Thereby, the polarized light of a specific vibration direction can be supplied efficiently.
また、本発明の好ましい態様によれば、光源部からの光のうち偏光分離部を透過した第1の振動方向の偏光光が進行する位置、及び偏光分離部で反射した第2の振動方向の偏光光が進行する位置のうち、導光部が設けられる位置以外の位置に設けられた偏光分離部用ミラーと、偏光分離部用ミラーから光源部の方向へ進行する光を、偏光分離部の方向へ反射する反射部と、を有することが望ましい。偏光分離部用ミラーを設けることにより、光源部、偏光分離部を経て導光部が設けられる位置以外の位置へ進行する光を、再び偏光分離部を経て光源部の方向へ戻すことができる。偏光分離部用ミラーから偏光分離部を経て光源部の方向へ戻った光は、反射部で反射することにより、再び偏光分離部の方向へ進行する。偏光分離部用ミラー及び反射部を設けることにより、光源部、偏光分離部を経て導光部の方向以外の方向へ進行した光を再利用することができる。これにより、光源部からの光を効率良く利用することができる。 Further, according to a preferred aspect of the present invention, the position of the polarized light in the first vibration direction that has passed through the polarization separation portion of the light from the light source portion travels, and the second vibration direction reflected by the polarization separation portion. Of the positions where the polarized light travels, the polarization separation part mirror provided at a position other than the position where the light guide part is provided, and the light traveling from the polarization separation part mirror toward the light source part It is desirable to have a reflecting portion that reflects in the direction. By providing the mirror for the polarization separation unit, the light traveling to a position other than the position where the light guide unit is provided through the light source unit and the polarization separation unit can be returned to the direction of the light source unit again through the polarization separation unit. The light that has returned from the mirror for polarization separation unit to the light source unit through the polarization separation unit is reflected by the reflection unit and travels again in the direction of the polarization separation unit. By providing the mirror for the polarization separation unit and the reflection unit, it is possible to reuse light that has traveled in a direction other than the direction of the light guide unit through the light source unit and the polarization separation unit. Thereby, the light from a light source part can be utilized efficiently.
また、本発明の好ましい態様としては、光源部と偏光分離部との間に設けられた位相板を有することが望ましい。例えば、位相板としてλ/4位相板を用いると、λ/4位相板を2回通過させることにより、第1の振動方向の偏光光と第2の振動方向の偏光光とを互いに変換することができる。偏光分離部用ミラーで反射した後光源部の方向へ戻る光は、反射部で反射し再び偏光分離部に入射するまでに偏光状態を変換することにより、偏光分離部から導光部の方向へ進行することが可能となる。これにより、光源部、偏光分離部を経て導光部の方向以外の方向へ進行した光を効率良く再利用することができる。 Moreover, as a preferable aspect of the present invention, it is desirable to have a phase plate provided between the light source unit and the polarization separation unit. For example, when a λ / 4 phase plate is used as the phase plate, the polarized light in the first vibration direction and the polarized light in the second vibration direction are converted to each other by passing the λ / 4 phase plate twice. Can do. The light that is reflected by the polarization separation mirror and then returns to the light source part is reflected by the reflection part and converted into a polarization state before entering the polarization separation part again, so that the light is directed from the polarization separation part to the light guide part. It is possible to proceed. Thereby, the light that has traveled in the direction other than the direction of the light guide through the light source unit and the polarization separation unit can be efficiently reused.
また、本発明の好ましい態様としては、光源部からの光のうち第1の振動方向の偏光光を透過し、第1の振動方向に略直交する第2の振動方向の偏光光を反射することにより、光源部からの光を第1の振動方向の偏光光と第2の振動方向の偏光光とに分離する第1の偏光分離部と、第1の偏光分離部で反射した第2の振動方向の偏光光が進行する位置に設けられ、光源部からの光束の強度分布を略均一にする第1の導光部と、第1の導光部の、第1の偏光分離部が設けられる側とは反対側に設けられた第1の導光部用ミラーと、第1の偏光分離部からの光のうち、第1の振動方向の偏光光を透過し、第2の振動方向の偏光光を反射することにより、第1の偏光分離部からの光を第1の振動方向の偏光光と第2の振動方向の偏光光とに分離する第2の偏光分離部と、第2の偏光分離部で反射した第2の振動方向の偏光光が進行する位置に設けられ、光源部からの光束の強度分布を略均一にする第2の導光部と、第2の導光部の、第2の偏光分離部が設けられる側とは反対側に設けられる第2の導光部用ミラーと、を有し、第1の偏光分離部は、第1の導光部用ミラーで反射し第1の導光部から第1の偏光分離部へ入射した光を照明方向へ進行させ、第2の偏光分離部は、第2の導光部用ミラーで反射し第2の導光部から第2の偏光分離部へ入射した光を照明方向へ進行させることが望ましい。 Further, as a preferred aspect of the present invention, the polarized light in the first vibration direction is transmitted among the light from the light source unit, and the polarized light in the second vibration direction substantially orthogonal to the first vibration direction is reflected. Accordingly, the first polarization separation unit that separates the light from the light source unit into the polarized light in the first vibration direction and the polarized light in the second vibration direction, and the second vibration reflected by the first polarization separation unit The first light guide unit is provided at a position where the polarized light in the direction travels and makes the intensity distribution of the light beam from the light source unit substantially uniform, and the first polarization separation unit of the first light guide unit is provided. Of the light from the first light guide mirror provided on the side opposite to the first light and the first polarization separation unit, the polarized light in the first vibration direction is transmitted and the polarized light in the second vibration direction. By reflecting the light, the light from the first polarization separation unit is separated into polarized light in the first vibration direction and polarized light in the second vibration direction. And a second light guide that is provided at a position where the polarized light in the second vibration direction reflected by the second polarization separation unit and the second polarization separation unit travels and makes the intensity distribution of the light flux from the light source unit substantially uniform. And a second light guide part mirror provided on the opposite side of the second light guide part from the side on which the second polarization separation part is provided, and the first polarization separation part comprises: The light reflected by the first light guide mirror and incident on the first polarization separation part from the first light guide part travels in the illumination direction, and the second polarization separation part is for the second light guide part. It is desirable that the light reflected by the mirror and incident on the second polarization separation unit from the second light guide unit travels in the illumination direction.
光源部からの光のうち第1の偏光分離部で反射した光は、第1の導光部の内部を進行した後、第1の導光部用ミラーで反射し、再び第1の偏光分離部に入射する。第1の導光部から第1の偏光分離部に入射した光のうち第1の振動方向の偏光光は、第1の偏光分離部を透過した後、照明方向へ進行する。光源部からの光のうち第1の偏光分離部を透過した光は、第2の偏光分離部に入射する。第2の偏光分離部に入射した光のうち第2の振動方向の偏光光は、第2の偏光分離部で反射した後、第2の導光部に入射する。第2の導光部の内部を進行した光は、第2の導光部用ミラーで反射した後再び第2の偏光分離部に入射する。第2の導光部から第2の偏光分離部へ入射した光のうち第1の振動方向の偏光光は、第2の偏光分離部を透過した後、照明方向へ進行する。これにより、特定の振動方向の偏光光を高い効率で供給することができる。本態様の構成では、第1の偏光分離部を透過した光を光源部へ戻さず第2の偏光分離部の方向へ進行させる構成とする。このため、光源部が低反射率の反射部を備える場合であっても、高い効率で光を供給することが可能である。高反射率の反射部を備える場合には、第1の偏光分離部や第2の偏光分離部から光源部の方向へ戻る光がある場合であっても、光源部の方向へ戻る光を反射部から第1の偏光分離部の方向へ反射することが可能である。光源部の方向へ戻る光を再利用することにより、光の損失を極めて少なくすることができる。また、第1の偏光分離部と第2の偏光分離部との間に位相板、例えばλ/2位相板を設けることにより、第1の偏光分離部からの光を偏光変換した後第2の偏光分離部へ入射させる構成にできる。これにより、第1の偏光分離部を透過した光を第2の偏光分離部から第2の導光部へ進行させ、特定の振動方向の偏光光を照明方向へ供給可能な構成とすることができる。 Of the light from the light source unit, the light reflected by the first polarization separation unit travels through the inside of the first light guide unit, then reflects by the first light guide unit mirror, and again the first polarization separation unit. Incident on the part. Of the light incident on the first polarization separation unit from the first light guide unit, the polarized light in the first vibration direction passes through the first polarization separation unit and then travels in the illumination direction. Of the light from the light source unit, the light transmitted through the first polarization separation unit is incident on the second polarization separation unit. Of the light incident on the second polarization separation unit, the polarized light in the second vibration direction is reflected by the second polarization separation unit and then incident on the second light guide unit. The light traveling inside the second light guide part is reflected by the second light guide part mirror and then enters the second polarization separation part again. Of the light incident on the second polarization separation unit from the second light guide unit, the polarized light in the first vibration direction passes through the second polarization separation unit and then travels in the illumination direction. Thereby, polarized light in a specific vibration direction can be supplied with high efficiency. In the configuration of this aspect, the light transmitted through the first polarization separation unit is configured to travel in the direction of the second polarization separation unit without returning to the light source unit. For this reason, even if it is a case where a light source part is provided with the reflection part of a low reflectance, it is possible to supply light with high efficiency. In the case of providing a reflective portion with a high reflectance, even if there is light returning from the first polarization separation portion or the second polarization separation portion toward the light source portion, the light returning toward the light source portion is reflected. It is possible to reflect from the part to the direction of the first polarization separation part. By reusing the light returning toward the light source unit, the loss of light can be extremely reduced. In addition, by providing a phase plate, for example, a λ / 2 phase plate, between the first polarization separation unit and the second polarization separation unit, the light from the first polarization separation unit is subjected to polarization conversion and then the second It can be configured to enter the polarization separation unit. Accordingly, the light transmitted through the first polarization separation unit is allowed to travel from the second polarization separation unit to the second light guide unit, and polarized light having a specific vibration direction can be supplied in the illumination direction. it can.
また、本発明の好ましい態様としては、偏光分離部の照明方向側に、偏光分離部からの光束の強度分布を略均一にする導光部が設けられることが望ましい。さらに導光部を設けることで、光束の強度分布をさらに均一にすることができる。また、偏光分離部の照明方向側に導光部を設けることで、光源部から照明方向へ斜めに進行した光を照明方向へ導き、光の有効利用を図るとともに不要光の発生を低減することも可能である。 Further, as a preferred aspect of the present invention, it is desirable that a light guide unit that makes the intensity distribution of the light beam from the polarization separation unit substantially uniform is provided on the illumination direction side of the polarization separation unit. Further, by providing the light guide portion, the intensity distribution of the light beam can be made more uniform. In addition, by providing a light guide unit on the illumination direction side of the polarization separation unit, light that travels obliquely from the light source unit to the illumination direction is guided to the illumination direction, so that the light can be used effectively and the generation of unnecessary light can be reduced. Is also possible.
また、本発明の好ましい態様としては、照明方向の被照射面に光を入射させる複数の偏光分離部を有し、偏光分離部の出射面を合わせた領域が、被照射面に略相似する形状であることが望ましい。偏光分離部の出射面を合わせた領域を被照射面に略相似する形状とすることにより、光源部からの光束を被照射面に略相似する形状に整形することができる。被照射面に相似する形状に整形された光束により、被照射面の領域を効率良く照明できる。これにより、光源部からの光を効率良く被照射面へ導くことができる。 Further, as a preferred embodiment of the present invention, a shape having a plurality of polarization separation portions that allow light to enter the illuminated surface in the illumination direction, and a region where the exit surfaces of the polarization separation portions are combined is substantially similar to the illuminated surface. It is desirable that By making the region where the exit surfaces of the polarization separation unit are combined into a shape substantially similar to the irradiated surface, the light beam from the light source unit can be shaped into a shape approximately similar to the irradiated surface. The region of the irradiated surface can be efficiently illuminated by the light beam shaped into a shape similar to the irradiated surface. Thereby, the light from a light source part can be efficiently guide | induced to a to-be-irradiated surface.
さらに、本発明によれば、上記の照明装置と、照明装置からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、を有することを特徴とする画像表示装置を提供することができる。上記の照明装置を用いることにより、特定の振動方向の偏光光を高い効率で供給でき、かつコンパクトな構成によって十分に均一化された光を供給することができる。その照明装置を用いることにより、コンパクトな構成で、明るく明るさムラが低減された画像を表示可能な画像表示装置を得られる。 Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide an image display device characterized by including the illumination device described above and a spatial light modulation device that modulates light from the illumination device in accordance with an image signal. By using the illumination device described above, polarized light in a specific vibration direction can be supplied with high efficiency, and light that is sufficiently uniformed by a compact configuration can be supplied. By using the lighting device, an image display device capable of displaying a bright image with reduced brightness unevenness can be obtained with a compact configuration.
以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例1に係る照明装置100の概略構成を示す。照明装置100は、光源部であるLED101を有する。LED101は、主にチップの表面から光を放出する面発光光源である。LED101は、偏光ビームスプリッタ110の方向に光を供給する。LED101は、反射部102を有する。反射部102は、高反射性の金属部材で形成された金属電極である。反射部102は、後述の偏光分離部用ミラー108から、光源部であるLED101の方向へ進行する光を、偏光分離部である偏光ビームスプリッタ110の方向へ反射する。LED101と偏光ビームスプリッタ110との間の光路には、コリメータレンズ103及びλ/4位相板104が設けられている。コリメータレンズ103は、LED101からの光を略平行にする。λ/4位相板104は、光源部であるLED101と偏光分離部である偏光ビームスプリッタ110との間に設けられた位相板である。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a
偏光ビームスプリッタ110は、2つのプリズムを貼り合わせて構成された直方体形状の構造物である。偏光ビームスプリッタ110の2つのプリズム同士の間には、偏光膜111が形成されている。偏光膜111は、LED101からの光のうち第1の振動方向の偏光光を透過し、第2の振動方向の偏光光を反射することにより、LED101からの光を第1の振動方向の偏光光と第2の振動方向の偏光光とに分離する偏光分離部である。第1の振動方向の偏光光は、例えばp偏光光である。第2の振動方向の偏光光は、第1の振動方向と略直交する振動方向の偏光光であって、例えばs偏光光である。
The
偏光ビームスプリッタ110の、LED101が設けられている側とは反対側には、偏光分離部用ミラー108が設けられている。偏光分離部用ミラー108は、ロッドインテグレータ105が設けられる位置以外の位置であって、LED101からの光のうち偏光ビームスプリッタ110を透過した第1の振動方向の偏光光が進行する位置に設けられている。偏光分離部用ミラー108は、偏光膜111を透過し、偏光膜111から照明方向Lとは異なる方向へ進行した光を偏光ビームスプリッタ110の方向へ反射する。
On the opposite side of the
LED101及び偏光分離部用ミラー108は、光軸AXに略直交する軸BXを中心として配置されている。偏光ビームスプリッタ110は、偏光膜111が光軸AX及び軸BXのいずれに対しても略45度傾くように配置されている。また、偏光ビームスプリッタ110は、偏光膜111が光軸AX及び軸BXが交わる位置を略中心として設けられている。
The
光軸AX上であって、偏光ビームスプリッタ110から見て照明方向L側とは反対側には、ロッドインテグレータ105が設けられている。ロッドインテグレータ105は、光源部であるLED101からの光束の強度分布を略均一にする導光部である。また、ロッドインテグレータ105は、偏光分離部である偏光ビームスプリッタ110で反射した第2の振動方向の偏光光が進行する位置に設けられている。
A
ロッドインテグレータ105は、直方体形状の透明な硝子部材からなる。ロッドインテグレータ105に入射した光は、硝子部材と空気との界面において全反射を繰り返しながらロッドインテグレータ105の内部を進行する。これにより、ロッドインテグレータ105は、LED101からの光束の強度分布を略均一にする。ロッドインテグレータ105としては、硝子部材で構成するものに限らず、内面を反射面で構成する中空構造のものを用いても良い。内面を反射面とするロッドインテグレータの場合、ロッドインテグレータに入射した光は、反射面において反射を繰り返しながらロッドインテグレータの内部を進行する。また、ロッドインテグレータは、硝子部材と反射面とを組み合わせる構成としても良い。
The
ロッドインテグレータ105の、偏光ビームスプリッタ110が設けられる側とは反対側には、導光部用ミラー107が設けられている。導光部用ミラー107は、偏光ビームスプリッタ110から入射しロッドインテグレータ105内部を伝播した光を、偏光ビームスプリッタ110の方向へ反射する。ロッドインテグレータ105及び導光部用ミラー107は、光軸AXを中心として配置されている。ロッドインテグレータ105と導光部用ミラー107との間には、位相板であるλ/4位相板106が設けられている。
A
なお、λ/4位相板106は、偏光ビームスプリッタ110と導光部用ミラー107との間に設けられていれば良く、ロッドインテグレータ105と導光部用ミラー107との間に設ける構成に限られない。また、偏光分離部としては、偏光ビームスプリッタに限らず、反射型偏光板であるワイヤグリッド型偏光板を用いることとしても良い。照明装置100は、偏光ビームスプリッタ110からの光を被照射面にそのまま入射させる構成に限らず、レンズ系を用いて偏光ビームスプリッタ110からの光を被照射面に入射させる構成としても良い。
The λ / 4
LED101は、p偏光光及びs偏光光を含む光を供給する。LED101からの光は、コリメータレンズ103及びλ/4位相板104を通過した後偏光ビームスプリッタ110に入射する。コリメータレンズ103は、コリメータレンズ103から出射する光の主光線が軸BXに対して略平行となるようにして、偏光ビームスプリッタ110をテレセントリックに照明する。コリメータレンズ103を用いることで、LED101からの光を偏光ビームスプリッタ110へ効率良く導くことができる。
The
コリメータレンズ103及びλ/4位相板104を通過して偏光ビームスプリッタ110に入射した光のうちs偏光光は、偏光膜111で反射した後、ロッドインテグレータ105の方向へ進行する。ロッドインテグレータ105の方向へ進行したs偏光光は、ロッドインテグレータ105の内部において照明方向Lとは逆方向へ伝播した後、λ/4位相板106で円偏光に変換される。円偏光に変換された光は、導光部用ミラー107で反射した後、再びλ/4位相板106に入射する。
Of the light that has passed through the
λ/4位相板106は、円偏光をp偏光光に変換してロッドインテグレータ105に入射させる。このように、λ/4位相板106に2回光を通過させることによって、光の振動方向を90度回転させることができる。ロッドインテグレータ105へ入射したp偏光光は、ロッドインテグレータ105の内部において照明方向Lへ伝播した後、偏光ビームスプリッタ110に入射する。偏光ビームスプリッタ110に入射したp偏光光は、偏光膜111を透過した後、照明方向Lへ出射する。
The λ / 4
コリメータレンズ103及びλ/4位相板104を通過して偏光ビームスプリッタ110に入射した光のうちp偏光光は、偏光膜111を透過した後、偏光分離部用ミラー108の方向へ進行する。偏光分離部用ミラー108の方向へ進行したp偏光光は、偏光分離部用ミラー108で反射した後、偏光ビームスプリッタ110に入射する。偏光ビームスプリッタ110に入射したp偏光光は、偏光膜111を透過した後、λ/4位相板104で円偏光に変換される。円偏光に変換された光は、コリメータレンズ103を透過した後、LED101に入射する。
Of the light that has passed through the
偏光ビームスプリッタ110からLED101の方向へ進行する光は、コリメータレンズ103を透過することにより、LED101から偏光ビームスプリッタ110の方向へ進行するときと略同一の光路を進行する。偏光ビームスプリッタ110からLED101の方向へ進行する光は、LED101から偏光ビームスプリッタ110の方向へ進行するときと略同一の光路を進行することにより、効率良くLED101に入射する。偏光ビームスプリッタ110からLED101に入射した光は、反射部102で反射した後再び偏光ビームスプリッタ110の方向へ進行する。コリメータレンズ103を用いることで、効率良く光を再利用し、LED101からの光を効率良く利用することができる。
The light traveling from the
LED101に入射した円偏光は、反射部102で反射した後再びλ/4位相板104に入射する。λ/4位相板104は、円偏光をs偏光光に変換して偏光ビームスプリッタ110に入射させる。偏光ビームスプリッタ110に入射したs偏光光は、偏光膜111で反射した後、ロッドインテグレータ105の方向へ進行する。ロッドインテグレータ105の方向へ進行したs偏光光は、ロッドインテグレータ105の内部において照明方向Lとは逆方向へ伝播する。照明方向Lとは逆方向へ進行した光は、導光部用ミラー107で反射した後照明方向Lへ進行する。
The circularly polarized light incident on the
ロッドインテグレータ105を伝播するs偏光光は、導光部用ミラー107で反射して偏光ビームスプリッタ110に入射するまでにλ/4位相板106を2回通過することにより、p偏光光に変換される。偏光ビームスプリッタ110に入射したp偏光光は、偏光膜111を透過した後、照明方向Lへ出射する。偏光分離部である偏光ビームスプリッタ110は、導光部用ミラー107で反射しロッドインテグレータ105から偏光ビームスプリッタ110に入射した光を照明方向Lへ進行させる。照明装置100は、以上のようにして、特定の振動方向の偏光光であるp偏光光を供給する。
The s-polarized light propagating through the
なお、ロッドインテグレータ105から偏光ビームスプリッタ110に入射する光のうちの一部は、ロッドインテグレータ105の界面における反射によって、光の偏光状態が変化する場合がある。偏光状態の変化によりp偏光光以外の光となって偏光ビームスプリッタ110に入射した光は、偏光膜111で反射した後LED101の方向へ進行し、上述の循環を繰り返す。このようにして、ロッドインテグレータ105の界面での反射によって偏光状態が変化した光を再利用することができる。
Note that the polarization state of the light that is incident on the
本発明の照明装置100において、ロッドインテグレータ105の内部を伝播した光は、導光部用ミラー107で反射した後ロッドインテグレータ105の内部を逆方向へ進行する。このように、LED101からの光をロッドインテグレータ105で往復させることにより、短いロッドインテグレータ105を用いる場合であってもLED101からの光を十分に均一化することができる。また、ロッドインテグレータ105において光を往復させる構成とすることで、ロッドインテグレータ105で均一化された光を再び偏光ビームスプリッタ110で分離させることが可能となる。
In the illuminating
ロッドインテグレータ105で均一化された光を再び偏光ビームスプリッタ110で分離した後照明方向Lへ進行させることにより、特定の振動方向の偏光光を高い効率で供給することができる。これにより、特定の振動方向の偏光光を高い効率で供給でき、かつコンパクトな構成によって十分に均一化された光を供給することができるという効果を奏する。例えば、画像表示装置の液晶型空間光変調装置と組み合わせて照明装置100を用いることにより、液晶型空間光変調装置に特定の振動方向の偏光光を高い効率で供給でき、明るい画像を得ることができる。
By separating the light uniformed by the
なお、偏光分離部である偏光ビームスプリッタ110は、偏光膜111にてs偏光光を透過しp偏光光を反射することとしても良い。この場合、第1の振動方向の偏光光はs偏光光、第2の振動方向の偏光光はp偏光光である。この場合、照明装置100は、特定の振動方向の偏光光であるs偏光光を照明方向Lへ供給することができる。
Note that the
図2は、本実施例の変形例に係る照明装置200の概略構成を示す。本変形例の照明装置200は、導光部であるロッドインテグレータ105が配置されている位置が、上記の照明装置100とは異なる。照明装置200は、LED101、ロッドインテグレータ105、及び導光部用ミラー107が、軸BXを中心として配置されている。ロッドインテグレータ105は、偏光分離部である偏光ビームスプリッタ110を透過した第1の振動方向の偏光光が進行する位置に設けられている。偏光分離部用ミラー108は、光軸AXを中心として配置されている。偏光分離部用ミラー108は、ロッドインテグレータ105が設けられる位置以外の位置であって、LED101からの光のうち偏光ビームスプリッタ110で反射した第2の振動方向の偏光光が進行する位置に設けられている。
FIG. 2 shows a schematic configuration of a
LED101から偏光ビームスプリッタ110に入射した光のうちp偏光光は、偏光膜111を透過した後、ロッドインテグレータ105の方向へ進行する。ロッドインテグレータ105の方向へ進行したp偏光光は、ロッドインテグレータ105の内部において、軸BXに沿った方向であって、偏光ビームスプリッタ110とは逆の方向へ伝播する。偏光ビームスプリッタ110とは逆の方向へ進行した光は、導光部用ミラー107で反射した後、偏光ビームスプリッタ110の方向へ進行する。ロッドインテグレータ105を伝播するp偏光光は、導光部用ミラー107で反射して偏光ビームスプリッタ110に入射するまでにλ/4位相板106を2回通過することにより、s偏光光に変換される。偏光ビームスプリッタ110に入射したs偏光光は、偏光膜111で反射した後、照明方向Lへ進行する。
Of the light incident on the
LED101から偏光ビームスプリッタ110に入射した光のうちs偏光光は、偏光膜111で反射した後、偏光分離部用ミラー108の方向へ進行する。偏光分離部用ミラー108の方向へ進行したs偏光光は、偏光分離部用ミラー108で反射した後、偏光ビームスプリッタ110に入射する。偏光ビームスプリッタ110に入射したs偏光光は、偏光膜111で再び反射し、LED101の方向へ進行する。LED101の方向へ進行したs偏光光は、反射部102で反射して偏光ビームスプリッタ110に入射するまでにλ/4位相板104を2回通過することにより、p偏光光に変換される。
Of the light incident on the
偏光ビームスプリッタ110に入射したp偏光光は、その後、LED101からの光のうち偏光ビームスプリッタ110へ直接入射したp偏光光と同様に振る舞う。照明装置200は、以上のようにして、特定の振動方向の偏光光であるs偏光光を供給する。これにより、上記の照明装置100と同様に、特定の振動方向の偏光光を高い効率で供給でき、かつコンパクトな構成によって十分に均一化された光を供給することができる。
Thereafter, the p-polarized light incident on the
図3は、本発明の実施例2に係る照明装置300の概略構成を示す。上記実施例1の照明装置100と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施例の照明装置300は、2つの偏光ビームスプリッタ110、310を有することを特徴とする。偏光ビームスプリッタ110は、LED101からの光を第1の振動方向の偏光光であるp偏光光と、第2の振動方向の偏光光であるs偏光光とに分離する第1の偏光分離部である。
FIG. 3 shows a schematic configuration of a
ロッドインテグレータ105は、第1の偏光分離部である偏光ビームスプリッタ110で反射した第2の振動方向の偏光光が進行する位置に設けられた第1の導光部である。導光部用ミラー107は、第1の導光部であるロッドインテグレータ105の、偏光ビームスプリッタ110が設けられる側とは反対側に設けられた第1の導光部用ミラーである。ロッドインテグレータ105及び導光部用ミラー107は、照明装置300の光軸に略平行な軸AX1を中心として配置されている。偏光ビームスプリッタ110は、偏光膜111が軸AX1及び軸BXが交わる位置を略中心として設けられている。
The
偏光ビームスプリッタ110から見てLED101が設けられる側とは反対側に、さらに偏光ビームスプリッタ310が設けられている。偏光ビームスプリッタ310は、第1の偏光分離部である偏光ビームスプリッタ110からの光を第1の振動方向の偏光光と第2の振動方向の偏光光とに分離する第2の偏光分離部である。偏光ビームスプリッタ310の偏光膜311は、偏光ビームスプリッタ110からの光のうち、第1の振動方向の偏光光であるp偏光光を透過し、第2の振動方向の偏光光であるs偏光光を反射する。偏光ビームスプリッタ310は、偏光膜311が光軸AX2及び軸BXのいずれに対しても略45度傾くように配置されている。また、偏光ビームスプリッタ310は、偏光膜311が軸AX2及び軸BXが交わる位置を略中心として設けられている。
A
偏光ビームスプリッタ110と偏光ビームスプリッタ310との間の光路中には、位相板であるλ/2位相板309が設けられている。λ/2位相板309は、光の振動方向を90度回転させることにより、第1の振動方向の偏光光を第2の振動方向の偏光光に、第2の振動方向の偏光光を第1の振動方向の偏光光に変換する。光軸AX2上であって、偏光ビームスプリッタ310から見て照明方向L側とは反対側には、ロッドインテグレータ305が設けられている。ロッドインテグレータ305は、光源部であるLED101からの光束の強度分布を略均一にする第2の導光部である。また、ロッドインテグレータ305は、第2の偏光分離部である偏光ビームスプリッタ310で反射した第2の振動方向の偏光光が進行する位置に設けられている。
A λ / 2
ロッドインテグレータ305の、偏光ビームスプリッタ310が設けられる側とは反対側には、導光部用ミラー307が設けられている。導光部用ミラー307は、偏光ビームスプリッタ310から入射しロッドインテグレータ305内部を伝播した光を、偏光ビームスプリッタ310の方向へ反射する第2の導光部用ミラーである。ロッドインテグレータ305及び導光部用ミラー307は、光軸AX2を中心として配置されている。ロッドインテグレータ305と導光部用ミラー307との間には、位相板であるλ/4位相板306が設けられている。
A
LED101から偏光ビームスプリッタ110に入射した光のうちs偏光光は、上記実施例1の照明装置100の場合と同様にして、ロッドインテグレータ105の内部を伝播した後、照明方向Lへ出射する。第1の偏光分離部である偏光ビームスプリッタ110は、導光部用ミラー107で反射しロッドインテグレータ105から偏光ビームスプリッタ110へ入射した光を照明方向Lへ進行させる。
Of the light incident on the
これに対して、LED101から偏光ビームスプリッタ110に入射した光のうちp偏光光は、λ/2位相板309でs偏光光に変換される。λ/2位相板309から偏光ビームスプリッタ310へ入射したs偏光光は、偏光膜311で反射した後、ロッドインテグレータ305の方向へ進行する。ロッドインテグレータ305の方向へ進行したs偏光光は、ロッドインテグレータ305の内部において照明方向Lとは逆方向へ伝播する。照明方向Lとは逆方向へ進行した光は、導光部用ミラー307で反射した後照明方向Lへ進行する。
On the other hand, p-polarized light out of light incident on the
ロッドインテグレータ305を伝播するs偏光光は、導光部用ミラー307で反射して偏光ビームスプリッタ310に入射するまでにλ/4位相板306を2回通過することにより、p偏光光に変換される。偏光ビームスプリッタ310に入射したp偏光光は、偏光膜311を透過した後、照明方向Lへ出射する。第2の偏光分離部である偏光ビームスプリッタ310は、導光部用ミラー307で反射しロッドインテグレータ305から偏光ビームスプリッタ310へ入射した光を照明方向Lへ進行させる。照明装置300は、以上のようにして、特定の振動方向の偏光光であるp偏光光を供給する。これにより、特定の振動方向の偏光光を高い効率で供給することができる。なお、偏光ビームスプリッタ110から偏光ビームスプリッタ310へ入射する光のうち偏光膜311を透過する光が生じる場合、偏光膜311を透過する光を偏光ビームスプリッタ310の方向へ戻すためのミラーを設けることとしても良い。
The s-polarized light propagating through the
本実施例では、偏光ビームスプリッタ110を透過した光をLED101へ戻さず偏光ビームスプリッタ310の方向へ進行させる。このため、LED101が低反射率の反射部102を備える場合であっても、高い効率で光を供給することが可能である。高反射率の反射部102を備える場合には、偏光ビームスプリッタ110や偏光ビームスプリッタ310からLED101の方向へ戻る光がある場合であっても、LED101の方向へ戻る光を反射部102から偏光ビームスプリッタ110の方向へ反射することが可能である。LED101の方向へ戻る光を再利用することにより、光の損失を極めて少なくすることができる。また、λ/2位相板309を設けることにより、偏光ビームスプリッタ110を透過した光を偏光ビームスプリッタ310からロッドインテグレータ305へ進行させ、特定の振動方向の偏光光を照明方向Lへ供給可能な構成とすることができる。
In this embodiment, the light transmitted through the
λ/2位相板309は、偏光ビームスプリッタ110と偏光ビームスプリッタ310との間の光路中に設ける構成に限られない。例えば、λ/2位相板309は、偏光ビームスプリッタ310の照明方向L側に設けることとしても良い。この場合、偏光ビームスプリッタ310の偏光膜には、第2の振動方向の偏光光であるs偏光光を透過し、第1の振動方向の偏光光であるp偏光光を反射するものを用いる。偏光ビームスプリッタ310で反射したp偏光光は、λ/4位相板306を2回透過することでs偏光光に変換された後、λ/2位相板309にてp偏光光に変換される。この場合も、照明装置300は、特定の振動方向の偏光光を供給することができる。
The λ / 2
図4は、本実施例の変形例に係る照明装置400の概略構成を示す。本変形例の照明装置400は、偏光ビームスプリッタ110、310の照明方向L側に、さらにロッドインテグレータ420、421が設けられることを特徴とする。ロッドインテグレータ420、421は、偏光分離部である偏光ビームスプリッタ110、310からの光束の強度分布を略均一にする導光部である。
FIG. 4 shows a schematic configuration of an
ロッドインテグレータ420は、偏光ビームスプリッタ110の照明方向L側に設けられている。偏光ビームスプリッタ110からの光は、ロッドインテグレータ420の内部を伝播した後、照明方向Lへ進行する。ロッドインテグレータ421は、偏光ビームスプリッタ310の照明方向L側に設けられている。偏光ビームスプリッタ310からの光は、ロッドインテグレータ421の内部を伝播した後、照明方向Lへ進行する。ロッドインテグレータ420、421を設けることにより、光束の強度分布をさらに均一にすることができる。
The
また、例えばロッドインテグレータ420には、LED101から斜めに進行し、ロッドインテグレータ420へ直接進行する光L1や、偏光ビームスプリッタ310から斜めに進行する光L2等も入射することが考えられる。偏光ビームスプリッタ110、310の照明方向L側にロッドインテグレータ420、421を設けることで、LED101から照明方向Lへ斜めに進行した光を照明方向Lへ導き、光の有効利用を図るとともに不要光の発生を低減することが可能である。なお、上記実施例1の照明装置100においても、偏光ビームスプリッタ110の照明方向L側にロッドインテグレータを設ける構成としても良い。
Further, for example, it is conceivable that light L1 traveling obliquely from the
また、図5に示す照明装置500のように、LED101からの光を照明方向L側からロッドインテグレータ105の方向へ斜めに進行させる構成としても良い。LED101及びコリメータレンズ103は、偏光ビームスプリッタ110、310を配置する軸BXに対して傾きをなす軸BX’上に配置されている。LED101からの光を照明方向L側からロッドインテグレータ105の方向へ斜めに進行させることで、LED101から直接照明方向Lへ進行する光を低減し、LED101からの光を効率良くロッドインテグレータ105に導くことができる。上記実施例1の照明装置100においても、LED101からの光を照明方向L側からロッドインテグレータ105の方向へ斜めに進行させる構成とすることができる。
Moreover, it is good also as a structure which makes the light from LED101 advance diagonally from the illumination direction L side to the direction of the
さらに、本発明の照明装置は、上記の各照明装置のいずれかと同様の構成を複数用いる構成としても良い。図6に示す照明装置600は、上記の照明装置と同様の構成を複数用いる構成の例であって、実施例2の照明装置300と同様の構成を3つ用いる構成をなしている。照明装置300と同様の構成を3つ用いる構成とすることで、照明装置600は、照明装置300と比較して略3倍の照明光を得られる。
Furthermore, the illumination device of the present invention may be configured to use a plurality of configurations similar to any of the above-described illumination devices. The
照明装置600は、偏光分離部である6つの偏光ビームスプリッタから被照射面Iの方向へ光を進行させる。6つの偏光ビームスプリッタは、垂直方向に2つ、水平方向に3つのマトリクス状に配置されている。照明装置600は、偏光ビームスプリッタの出射面を合わせた領域Sが、被照射面Iと略相似する形状をなしている。領域Sを被照射面Iに略相似する形状とするように偏光ビームスプリッタを配置することにより、LED101からの光束を被照射面Iに略相似する形状に整形することができる。被照射面Iに相似する形状に整形された光束により、被照射面Iの領域を効率良く照明できる。これにより、LED101からの光を効率良く被照射面Iへ導くことができる。なお、照明装置600には、実施例2の照明装置300以外の他の照明装置と同様の構成を複数用いる構成としても良い。また、照明装置600を構成する上記各実施例の照明装置の構成の数は、必要とする照明光の光量に応じて、さらに領域Sを被照射面Iに略相似する形状とするために適宜設定することができる。
The illuminating
図7は、本発明の実施例3に係る画像表示装置であるプロジェクタ700の概略構成を示す。プロジェクタ700は、3つの液晶型空間光変調装置172R、172G、172Bを備える、いわゆる3板式のプロジェクタである。プロジェクタ700は、R光用照明装置170Rと、G光用照明装置170Gと、B光用照明装置170Bとを有する。各照明装置170R、170G、170Bは、いずれも上記実施例1の照明装置100と同様の構成を有する。
FIG. 7 shows a schematic configuration of a
R光用照明装置170Rは、R光用LED171Rを有する。R光用LED171Rは、R光を供給する。R光用照明装置170Rは、R光用LED171RからのR光を、特定の振動方向の偏光光、例えばp偏光光に変換して、照明方向である液晶型空間光変調装置172Rの方向へ進行させる。液晶型空間光変調装置172Rは、R光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。液晶型空間光変調装置172Rに入射したp偏光光は、変調によりs偏光光に変換される。液晶型空間光変調装置172Rでs偏光光に変換されたR光は、クロスダイクロイックプリズム173に入射する。
The R
G光用照明装置170Gは、G光用LED171Gを有する。G光用LED171Gは、G光を供給する。G光用照明装置170Gは、G光用LED171GからのG光を、特定の振動方向の偏光光、例えばp偏光光に変換して、照明方向である液晶型空間光変調装置172Gの方向へ進行させる。液晶型空間光変調装置172Gは、G光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。液晶型空間光変調装置172Gに入射したp偏光光は、変調によりs偏光光に変換される。液晶型空間光変調装置172Gでs偏光光に変換されたG光は、R光が入射する面とは異なる面からクロスダイクロイックプリズム173に入射する。
The G
B光用照明装置170Bは、B光用LED171Bを有する。B光用LED171Bは、B光を供給する。B光用照明装置170Bは、B光用LED171BからのB光を、特定の振動方向の偏光光、例えばp偏光光に変換して、照明方向である液晶型空間光変調装置172Bの方向へ進行させる。液晶型空間光変調装置172Bは、B光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。液晶型空間光変調装置172Bに入射したp偏光光は、変調によりs偏光光に変換される。液晶型空間光変調装置172Bでs偏光光に変換されたB光は、R光が入射する面及びG光が入射する面とは異なる面からクロスダイクロイックプリズム173に入射する。
The B
色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム173は、2つのダイクロイック膜173a、173bを有する。ダイクロイック膜173a、173bは、X字型に直交して配置される。ダイクロイック膜173aは、R光を反射し、G光を透過する。ダイクロイック膜173bは、B光を反射し、G光を透過する。このように、クロスダイクロイックプリズム173は、液晶型空間光変調装置172R、172G、172Bでそれぞれ変調されたR光、G光及びB光を合成する。投写光学系174は、クロスダイクロイックプリズム173で合成された光をスクリーン175に投写する。
A cross
ダイクロイック膜173a、173bは、通常、s偏光光の反射特性に優れる。このため、ダイクロイック膜173a、173bでそれぞれ反射させるべきR光及びB光は、s偏光光となってクロスダイクロイックプリズム173に入射することが望ましい。また、ダイクロイック膜173a、173bを透過させるべきG光は、p偏光光となってクロスダイクロイックプリズム173に入射することが望ましい。s偏光光に変換されたG光をクロスダイクロイックプリズム173に入射させるために、例えば、液晶型空間光変調装置172Gとクロスダイクロイックプリズム173との間にλ/2位相板を設けることとしても良い。
The
各色光用照明装置170R、170G、170Bを用いることにより、特定の振動方向の偏光光を高い効率で供給でき、かつコンパクトな構成によって十分に均一化された光を供給することができる。これにより、コンパクトな構成で、明るく明るさムラが低減された画像を表示することができる。なお、各色光用照明装置170R、170G、170Bは、実施例1の照明装置100と同様の構成とするほか、上記の他の照明装置と同様の構成としても良い。
By using each color
なお、上記各実施例の照明装置は、光源部としてLEDを用いているが、これに限られない。LEDに代えて、例えばEL素子や半導体レーザ等の他の固体発光素子を用いても良い。光源部としては固体発光素子に限らず、超高圧水銀ランプ等のランプを用いても良い。光源部として超高圧水銀ランプ等のランプを用いる場合、偏光分離部用ミラーから光源部の方向へ進行する光を偏光分離部の方向へ反射する反射部として、リフレクタを用いることができる。リフレクタを備えるランプを光源部として用いることにより、LEDを用いる場合と同様に、効率良く光を供給することができる。また、プロジェクタ700に用いる空間光変調装置は、透過型の液晶表示装置に限らず、反射型の液晶表示装置を用いても良い。さらに、照明装置を設ける画像表示装置はプロジェクタに限らず、例えば空間光変調装置で変調された光を直視するディスプレイであっても良い。
In addition, although the illuminating device of each said Example uses LED as a light source part, it is not restricted to this. Instead of the LED, other solid light emitting elements such as an EL element and a semiconductor laser may be used. The light source unit is not limited to a solid light emitting element, and a lamp such as an ultra high pressure mercury lamp may be used. When a lamp such as an ultra-high pressure mercury lamp is used as the light source unit, a reflector can be used as a reflection unit that reflects light traveling in the direction of the light source unit from the mirror for the polarization separation unit in the direction of the polarization separation unit. By using a lamp including a reflector as the light source unit, light can be supplied efficiently as in the case of using an LED. The spatial light modulation device used in the
以上のように、本発明に係る照明装置は、プロジェクタに用いる場合に有用であり、特に、特定の振動方向の偏光光を変調するプロジェクタに適している。 As described above, the illumination device according to the present invention is useful when used in a projector, and is particularly suitable for a projector that modulates polarized light in a specific vibration direction.
100 照明装置、101 LED、102 反射部、103 コリメータレンズ、104 λ/4位相板、105 ロッドインテグレータ、106 λ/4位相板、107 導光部用ミラー、108 偏光分離部用ミラー、110 偏光ビームスプリッタ、111 偏光膜、AX 光軸、BX 軸、L 照明方向、200 照明装置、300 照明装置、305 ロッドインテグレータ、306 λ/4位相板、307 導光部用ミラー、309 λ/2位相板、310 偏光ビームスプリッタ、311 偏光膜、AX1、AX2 軸、400 照明装置、420 ロッドインテグレータ、421 ロッドインテグレータ、500 照明装置、BX’ 軸、600 照明装置、S 領域、700 プロジェクタ、170R R光用照明装置、170G G光用照明装置、170B B光用照明装置、171R R光用LED、171G G光用LED、171B B光用LED、172R、172G、172B 液晶型空間光変調装置、173 クロスダイクロイックプリズム、173a、173b ダイクロイック膜、174 投写光学系、175 スクリーン
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記光源部からの光のうち第1の振動方向の偏光光を透過し、前記第1の振動方向に略直交する第2の振動方向の偏光光を反射することにより、前記光源部からの光を前記第1の振動方向の偏光光と前記第2の振動方向の偏光光とに分離する偏光分離部と、
前記偏光分離部を透過した前記第1の振動方向の偏光光が進行する位置、又は前記偏光分離部で反射した前記第2の振動方向の偏光光が進行する位置に設けられ、前記光源部からの光束の強度分布を略均一にする導光部と、
前記導光部の、前記偏光分離部が設けられる側とは反対側に設けられた導光部用ミラーと、を有し、
前記偏光分離部は、前記導光部用ミラーで反射し前記導光部から前記偏光分離部へ入射した光を照明方向へ進行させることを特徴とする照明装置。 A light source unit for supplying light;
Light from the light source unit is transmitted by transmitting polarized light in the first vibration direction out of light from the light source unit and reflecting polarized light in the second vibration direction substantially orthogonal to the first vibration direction. A polarization separation unit for separating the polarized light in the first vibration direction and the polarized light in the second vibration direction;
Provided at a position where the polarized light in the first vibration direction transmitted through the polarization separation section travels or a position where the polarized light in the second vibration direction reflected by the polarization separation section travels, from the light source section A light guide section that makes the intensity distribution of the light flux of substantially uniform,
A light guide mirror provided on the side of the light guide opposite to the side on which the polarization separation unit is provided,
The polarized light separating unit causes the light reflected by the light guide mirror and incident from the light guiding unit to the polarized light separating unit to travel in an illumination direction.
前記偏光分離部用ミラーから前記光源部の方向へ進行する光を、前記偏光分離部の方向へ反射する反射部と、を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の照明装置。 The position where the polarized light in the first vibration direction that has passed through the polarization separation section of the light from the light source section travels, and the position where the polarization light in the second vibration direction reflected by the polarization separation section travels Among them, a polarization separation part mirror provided at a position other than the position where the light guide part is provided,
The illumination apparatus according to claim 1, further comprising: a reflection unit configured to reflect light traveling in the direction of the light source unit from the polarization separation unit mirror to the direction of the polarization separation unit.
前記第1の偏光分離部で反射した前記第2の振動方向の偏光光が進行する位置に設けられ、前記光源部からの光束の強度分布を略均一にする第1の導光部と、
前記第1の導光部の、前記第1の偏光分離部が設けられる側とは反対側に設けられた第1の導光部用ミラーと、
前記第1の偏光分離部からの光のうち、前記第1の振動方向の偏光光を透過し、前記第2の振動方向の偏光光を反射することにより、前記第1の偏光分離部からの光を前記第1の振動方向の偏光光と前記第2の振動方向の偏光光とに分離する第2の偏光分離部と、
前記第2の偏光分離部で反射した前記第2の振動方向の偏光光が進行する位置に設けられ、前記光源部からの光束の強度分布を略均一にする第2の導光部と、
前記第2の導光部の、前記第2の偏光分離部が設けられる側とは反対側に設けられる第2の導光部用ミラーと、を有し、
前記第1の偏光分離部は、前記第1の導光部用ミラーで反射し前記第1の導光部から前記第1の偏光分離部へ入射した光を前記照明方向へ進行させ、
前記第2の偏光分離部は、前記第2の導光部用ミラーで反射し前記第2の導光部から前記第2の偏光分離部へ入射した光を前記照明方向へ進行させることを特徴とする請求項1又は2に記載の照明装置。 Light from the light source unit is transmitted by transmitting polarized light in the first vibration direction out of light from the light source unit and reflecting polarized light in the second vibration direction substantially orthogonal to the first vibration direction. A first polarization separation unit for separating the polarized light in the first vibration direction and the polarized light in the second vibration direction;
A first light guide unit provided at a position where the polarized light in the second vibration direction reflected by the first polarization separation unit travels and substantially uniforms the intensity distribution of the light beam from the light source unit;
A first light guide mirror provided on the opposite side of the first light guide from the side on which the first polarization separation unit is provided;
Of the light from the first polarization separation unit, the polarized light in the first vibration direction is transmitted and the polarized light in the second vibration direction is reflected, so that the light from the first polarization separation unit is reflected. A second polarization separation unit for separating light into polarized light in the first vibration direction and polarized light in the second vibration direction;
A second light guide unit provided at a position where the polarized light in the second vibration direction reflected by the second polarization separation unit travels, and makes the intensity distribution of the light flux from the light source unit substantially uniform;
A second light guide mirror provided on the opposite side of the second light guide from the side on which the second polarization separation part is provided,
The first polarization separation unit causes the light reflected by the first light guide unit mirror and incident on the first polarization separation unit from the first light guide unit to travel in the illumination direction,
The second polarization separation unit causes the light reflected by the second light guide mirror and incident on the second polarization separation unit from the second light guide to travel in the illumination direction. The illumination device according to claim 1 or 2.
前記照明装置からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、を有することを特徴とする画像表示装置。 The lighting device according to any one of claims 1 to 8,
An image display device comprising: a spatial light modulation device that modulates light from the illumination device according to an image signal.
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- 2005-03-04 JP JP2005060043A patent/JP2006243433A/en not_active Withdrawn
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