JP2006267457A - 照明光学系 - Google Patents
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Abstract
【課題】クロスダイクロイックプリズムやダイクロイックミラーを使うことなく、複数光源からの光を同一光路上に合成し得る低コストの照明光学系を提供する。
【解決手段】三色光源1B、1G、1Rから射出された光を合成し同一の光路上に合成光として射出するブレズド回折格子10を備え、三色光源のうちの緑色光源1Gから射出される光が直進して回折格子10を透過しその法線と略平行に射出されると共に、他の青・赤色光源1B、1Rから射出される光が回折格子10によって進路を変更されることによって、前記直進する1つの光の光路と同一の光路を進行するように、光源及び回折格子を配置した。
【選択図】図1
【解決手段】三色光源1B、1G、1Rから射出された光を合成し同一の光路上に合成光として射出するブレズド回折格子10を備え、三色光源のうちの緑色光源1Gから射出される光が直進して回折格子10を透過しその法線と略平行に射出されると共に、他の青・赤色光源1B、1Rから射出される光が回折格子10によって進路を変更されることによって、前記直進する1つの光の光路と同一の光路を進行するように、光源及び回折格子を配置した。
【選択図】図1
Description
本発明は、主に投影型表示装置に使用するのに適した照明光学系に関し、特に投影型表示装置のマイクロディスプレイ素子が2色以上の切り換えで使用される場合に好適な照明光学系に関する。
マルチメディア時代の到来により、投影型表示装置(プロジェクタ)として、ビジネスプレゼンテーション用途やリアプロジェクションテレビ用途のものが現れてきている。
従来、プロジェクタ用の照明光学系では、クロスダイクロイックプリズム、ダイクロイックミラーを用いた三原色光結合方法が採用されている(例えば、特許文献1、2参照)。
図10を用いて従来例を説明する。図10において、1B、1G、1Rは、それぞれ青・緑・赤(BGR)の各色の光源である。この光源からの発散光を、各光学系2B、2G、2Rで略コリメート光、あるいは目的に応じては偏光変換等の処理をして、それぞれマイクロディスプレイパネル3B、3G、3Rに入射し、その後、各光をクロスダイクロイックプリズム4に入射させる。
クロスダイクロイックプリズム4内では、B(青)の光は、ブルー色反射ダイクロイックコート4Bで反射される。同じくR(赤)の光は、レッド色反射ダイクロイックミラー4Rで反射される。G(緑)の光は、コート4B、4Gには影響されず透過する。その結果、図10に示すように、各マイクロディスプレイパネル3で情報付加されたRGBの各光が同一位置上に合成される。この合成以降は、各色による個別の配置は取らずに、単一の投影レンズ系5により投影処理される。
同様にダイクロイックミラーを用いた従来例を図11に示す。図において、1B、1G、1Rは、図10と同様の各色光源である。2B、2G、2Rは、図10と同様の光学系である。6Bはブルーのダイクロイックミラー、6Rはレッドのダイクロイックミラーである。この構成において、Bの光はブルーのダイクロイックミラー6Bで反射される。またRの光は、レッドのダイクロイックミラー6Rで反射される。Gの光は、ダイクロイックミラー6B、6Rによる影響を受けずに透過する。その結果、マイクロディスプレイパネル3にBGRの合成光が照射される。従って、マイクロディスプレイパネル3への画像情報と、光源1(1B、1G、1R)の各色毎の情報の同期をとれば、投影レンズ系5により投影処理された像は、人間の目にはカラー画像として認識される。
また、これらの技術とは別に、ブレーズド回折格子(ダンマン回折格子とも言う)と呼ばれる回折格子が知られている(非特許文献1参照)
ところで、上記従来のクロスダイクロイックプリズムやダイクロイックミラーを用いた照明光学系は、それらの光学部品それ自体が高価なものであるために、系全体が高価になりがちであった。そこで、コストダウンのために、クロスダイクロイックプリズムやダイクロイックミラー等の高価な部品の点数を減らして、光の合成を簡単に行いたいという要望がある。
しかしながら、図12に示すように、同一光路を構成せずに単一の投影レンズ5を使用した場合、スクリーン8上で各色画像が合成されず、投影機としての機能をしない。そこで、図13に示すように、3個の投影レンズ5B、5G、5Rを使用してスクリーン8上に像を結ぶようにした場合、投影機としての機能は果たすが、3個の投影レンズ5B、5G、5Rが必要である上に、この光学系で生じるキーストン歪を、マイクロディスプレイパネル3B、3G、3Rの画像情報上で補正する必要があり、結果的にコスト高になる問題があった。そのために、実際には、クロスダイクロイックプリズムやダイクロイックミラーを使用した照明光学系が、依然として用いられているのが現状である。なお、図12、13において、7B、7G、7Rで示すのはリレー光学系である。
本発明は、クロスダイクロイックプリズムやダイクロイックミラーを使うことなく、複数光源からの光を同一光路上に合成することができ、それにより単一の投影レンズ系で投影像を形成することのできるコストダウンが可能な照明光学系、並びに、白色光源から射出された光を赤色、緑色、青色に時分割して射出することのできる照明光学系を提供することを目的とする。
請求項1の発明は、複数の光源から射出された光を合成し同一の光路上に合成光として射出する光結合器を備えた照明光学系において、前記複数の光源のうちの1つの光源から射出される光が直進して前記光結合器を透過し前記光結合器の法線と略平行に前記光結合器から射出されると共に、他の光源から射出される光が前記光結合器によって進路を変更されることによって前記直進する1つの光の光路と同一の光路を進行するように、前記複数の光源及び前記光結合器が配置されていること特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1において、前記光結合器として回折格子が設けられ、前記回折格子の入射面側に、該回折格子の法線上に位置させて前記複数の光源のうちの1つが配置されると共に、他の光源が前記回折格子の法線上と異なる軸線上に配置されており、前記回折格子の法線上に配置された光源から射出された光が、回折格子を直進して透過し、他の光源から射出された光が、回折格子によって進路を変更されることによって、前記直進する光の光路と同一の光路を進行するように、前記複数の光源及び前記回折格子が配置されていること特徴とする。
請求項3の発明は、請求項2において、前記回折格子として、ブレーズド回折格子が使用されていることを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項1〜3のいずれかにおいて、前記複数の光源が、互いに異なる波長の光を発するLEDよりなることを特徴とする。
請求項5の発明は、白色光源から射出された光を赤色、緑色、青色に時分割して射出する照明光学系において、前記白色光源から射出された光を、直進して透過する色成分と、進路を変更させられて透過する色成分とに分離する第1の回折格子と、前記第1の回折格子により色分離された光を各々透過するか遮蔽するか制御するスイッチ素子と、前記第1の回折格子を直進透過した色成分の光を更に直進透過させると共に、他の色成分の光を、前記直進透過した色成分と同一光路上に射出する第2の回折格子とを具備し、前記スイッチ素子が前記第1の回折格子と第2の回折格子との間にあり、前記白色光源、第1の回折格子、第2の回折格子が一直線上に配置されていることを特徴とする。
請求項1〜4の発明によれば、クロスダイクロイックプリズムやダイクロイックミラー等の高価な光学部品を使用することなく、回折格子を用いることによって、複数光源からの光を同一光路上に合成することができ、それにより単一の投影レンズ系でカラー投影像を形成することができる。
また、請求項5の発明によれば、クロスダイクロイックプリズムやダイクロイックミラー等の高価な光学部品を使用することなく、回折格子を用いることによって、白色光源から射出された光を赤色、緑色、青色に時分割して射出することができる。
以下、本発明の実施形態について説明する。
各実施形態の説明に入る前に、まず、原理的な説明を行う。ここで説明する照明光学系は、空間配置された三色の各光源からの光あるいは三色に空間分離された光を、1枚の回折格子で同一光路へ結合し、マイクロディスプレイパネルを照射するものであり、特徴的な点は、ブレーズド回折格子(ダンマン回折格子ともいう。非特許文献1参照)を使用することにある。ここでは、光の分離の方が説明が容易であるので、光の色分解について説明する。光は可逆性をもつので、光の方向を真逆に考えると分解の説明となり、両者は同一のものである。
各実施形態の説明に入る前に、まず、原理的な説明を行う。ここで説明する照明光学系は、空間配置された三色の各光源からの光あるいは三色に空間分離された光を、1枚の回折格子で同一光路へ結合し、マイクロディスプレイパネルを照射するものであり、特徴的な点は、ブレーズド回折格子(ダンマン回折格子ともいう。非特許文献1参照)を使用することにある。ここでは、光の分離の方が説明が容易であるので、光の色分解について説明する。光は可逆性をもつので、光の方向を真逆に考えると分解の説明となり、両者は同一のものである。
図5にブレーズド回折格子10を示す。ここでは簡略化ために3レベルのものを示す。
ブレーズド回折格子10の幾何的なステップd1、d2は、波長λ1のときの位相差(ψ1、ψ2)に対して次式のように関連している。
ψ1(λ1)=2π(n−1)d1/λ1 ・・・(1)
ψ2(λ1)=2π(n−1)d2/λ1 ・・・(2)
ここで、nは屈折率である。簡略化のために屈折率の分散はないとする。
ブレーズド回折格子10の幾何的なステップd1、d2は、波長λ1のときの位相差(ψ1、ψ2)に対して次式のように関連している。
ψ1(λ1)=2π(n−1)d1/λ1 ・・・(1)
ψ2(λ1)=2π(n−1)d2/λ1 ・・・(2)
ここで、nは屈折率である。簡略化のために屈折率の分散はないとする。
他の波長λ2、λ3についての各ステップでの位相は次のようになる。
ψ1(λ2)=ψ1(λ1)λ1/λ2 ・・・(3)
ψ2(λ2)=ψ2(λ1)λ1/λ2 ・・・(4)
ψ1(λ3)=ψ1(λ1)λ1/λ3 ・・・(5)
ψ2(λ3)=ψ2(λ1)λ1/λ3 ・・・(6)
ψ1(λ2)=ψ1(λ1)λ1/λ2 ・・・(3)
ψ2(λ2)=ψ2(λ1)λ1/λ2 ・・・(4)
ψ1(λ3)=ψ1(λ1)λ1/λ3 ・・・(5)
ψ2(λ3)=ψ2(λ1)λ1/λ3 ・・・(6)
ここで、可視光域の波長を3分割するために、次の仮定を置く。
λ1(=λb)は青色、λ2(=λr)は赤色、λ3(=λg)は緑色とし、
λ1/λ2=λb/λr=5/7 ・・・(7)
λ1/λ3=λb/λg=6/7 ・・・(8)
λ1(=λb)は青色、λ2(=λr)は赤色、λ3(=λg)は緑色とし、
λ1/λ2=λb/λr=5/7 ・・・(7)
λ1/λ3=λb/λg=6/7 ・・・(8)
具体的には、以下の波長である。
λg=525nm
λb=450nm
λr=630nm
λg=525nm
λb=450nm
λr=630nm
回折格子の位相ステップを、青色の位相で次のように表現できるように作る。
ψ1(λb)=1/3*2π+4π ・・・(9)
ψ2(λb)=2/3*2π+8π ・・・(10)
これを他の色(緑と赤)の位相で表現すると、位相ステップは次のようになる。
ψ1(λb)=1/3*2π+4π ・・・(9)
ψ2(λb)=2/3*2π+8π ・・・(10)
これを他の色(緑と赤)の位相で表現すると、位相ステップは次のようになる。
まず、緑は、
ψ1(λg)=ψ1(λb)*6/7=2π→0π ・・・(11)
ψ2(λg)=ψ2(λb)*6/7=4π→0π ・・・(12)
となる。この場合、両者とも2πの整数倍であるので、位相差は無いのと同じになる。
ψ1(λg)=ψ1(λb)*6/7=2π→0π ・・・(11)
ψ2(λg)=ψ2(λb)*6/7=4π→0π ・・・(12)
となる。この場合、両者とも2πの整数倍であるので、位相差は無いのと同じになる。
次に、赤は、
ψ1(λr)=ψ1(λb)*5/7
=2/3*2π+2π→2/3*2π ・・・(13)
ψ2(λr)=ψ2(λb)*5/7
=1/3*2π+6π→1/3*2π ・・・(14)
となる。
ψ1(λr)=ψ1(λb)*5/7
=2/3*2π+2π→2/3*2π ・・・(13)
ψ2(λr)=ψ2(λb)*5/7
=1/3*2π+6π→1/3*2π ・・・(14)
となる。
これらの関係を図6に示す。このような巧妙な機能を持つ回折格子により、緑色に対しては0次の回折効率が高くなる。また、青色に対しては−1次の回折効率が高くなる。同様に、赤色に対しては、+1次の回折効率が高くなる。この回折効率と波長の関係を図7に示す。
本発明の目的に対応させて説明すれば、緑色付近の0次回折光(回折格子によって影響を受けない光)は、ブレーズド回折格子を通過する。また、赤の光が1次回折する角度は、
SIN(Θrout)=λr/P−SIN(Θin) ・・・(15)
となる。ここで、Pは回折格子のピッチ、Θinは入射角、Θroutは赤色の出射角である。
SIN(Θrout)=λr/P−SIN(Θin) ・・・(15)
となる。ここで、Pは回折格子のピッチ、Θinは入射角、Θroutは赤色の出射角である。
同じく、青の光の出射角度は
SIN(Θbout)=−λb/P−SIN(Θin) ・・・(16)
となる。ここで、Θboutは青色の出射角である。
SIN(Θbout)=−λb/P−SIN(Θin) ・・・(16)
となる。ここで、Θboutは青色の出射角である。
これから分かるように、緑色を挟んで青色と赤色は反対方向に回折される。つまり色ごとに空間分離が可能であり、0次回折光は緑光領域の回折効率が大きく、回折しない。+1次回折光は赤光領域の回折効率が大きく、出射角は式(15)に準ずる。−1次光は青光領域の回折効率が大きく、出射角は式(16)に準ずる。ブレーズド回折格子10による光の分離の関係を図8に分かり易く示す。
光には可逆性があるから、ブレーズド回折格子10を光の合成過程に利用した場合、図9に示す関係が成り立つ。即ち、或る波長の光が特定の角度で入射した場合、ブレーズド回折格子10を通過することにより、同一光路上に合成されることになる。
<第1実施形態>
次に、上述のブレーズド回折格子を使用した本発明の第1実施形態の投影照明光学系について、図1を参照しながら説明する。
次に、上述のブレーズド回折格子を使用した本発明の第1実施形態の投影照明光学系について、図1を参照しながら説明する。
図1において、1B、1G、1Rは、青、赤、緑の三色光源(LED=青色ダイオード、赤色ダイオード、緑色ダイオード)であり、互いに空間的に分離して配置されている。2B、2G、2Rは、光源1B、1G、1Rから射出される光を略平行光束化したり、偏光変換等の処理をしたりする光学系である。10はブレーズド回折格子であり、三色光源1B、1G、1Rからの光が光学系2B、2G、2Rを介して所定の角度でこの回折格子10に入射することにより、光路の重なった合成光を出射する(三色光の合成)。この合成された光束をリレー光学系15で成形、光強度の均一化、必要に応じて偏光変換等の処理をしてマイクロディスプレイパネル3に照射し、投影レンズ5を介してスクリーン8に結像させる。この場合、カラー化対応のために、三色光源1B、1G、1Rからの各色に対応した画像をマイクロディスプレイパネル3に表示させるべく、同期制御部20により各色毎に三色光源1B、1G、1R及びマイクロディスプレイパネル3を制御する。そして、このパネル3を、リレー光学系15から出射された光で投影することにより、スクリーン8上に人間の視覚でカラー画像が認識される。
<第2実施形態>
次に、上記第1実施形態で述べた照明光学系を発展させた第2実施形態の照明光学系について、図2を参照しながら説明する。
三色光源1B、1G、1Rを空間的に分離して配置し、これらの各光源1B、1G、1Rからの光を光学系2B、2G、2Rで略平行光化し、ブレーズド回折格子10に入射する。この配置で、BGRの各光を上述の説明による角度でブレーズド回折格子10に入射させると、回折格子10を透過後の光は、同一光路に合成される。この光を、コンデンサレンズ27を通して、ライトトンネル28のような光混合機能を持つ照明光量均一化機能素子光学系に通過させる。ライトトンネル28の出口では、その断面に対して均一化された光分布が得られる。これをフィールドレンズ29によってマイクロディスプレイパネル3に拡大投射する。
次に、上記第1実施形態で述べた照明光学系を発展させた第2実施形態の照明光学系について、図2を参照しながら説明する。
三色光源1B、1G、1Rを空間的に分離して配置し、これらの各光源1B、1G、1Rからの光を光学系2B、2G、2Rで略平行光化し、ブレーズド回折格子10に入射する。この配置で、BGRの各光を上述の説明による角度でブレーズド回折格子10に入射させると、回折格子10を透過後の光は、同一光路に合成される。この光を、コンデンサレンズ27を通して、ライトトンネル28のような光混合機能を持つ照明光量均一化機能素子光学系に通過させる。ライトトンネル28の出口では、その断面に対して均一化された光分布が得られる。これをフィールドレンズ29によってマイクロディスプレイパネル3に拡大投射する。
このとき必要に応じて、光学系をコンパクトにするために反転プリズム30を採用することが可能である。プリズム30の代替としてミラー系を使用しても構わない。この光をマイクロディスプレイパネル3に照射する。このマイクロディスプレイパネル3と三色の光源1B、1G、1Rは、同期制御部20によって同期が取られている。例えば、Bの光源1BをONし、G,Rを光源1G、1RをOFFにする時は、マイクロディスプレイパネル3はB色の画像を表示する。その後、Gの光源1GをONし、B、Rの光源1B、1RをOFFにする時は、マイクロディスプレイパネル3の画像情報としては、Gの情報を出す。以下同様である。マイクロディスプレイパネル3を通過した光は、投影レンズ32でスクリーン(図示せず)に投影され、これを人間が見ると、カラー画像として認識される。
<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態の照明光学系を、図3、図4を参照しながら説明する。
図3は第3実施形態の照明光学系の構成図であり、1は白色光源、21は白色光源1からの光が入射するコンデンサレンズ、10Aはフィールドレンズ21を通過した光が入射する第1のブレーズド回折格子、23は第1のブレーズド回折格子10Aを透過した光が入射するフィールドレンズ、24はフィールドレンズ23からの光を透過させるか遮断するかを切り換えるスイッチ素子、25はスイッチング素子24を透過した光が入射するフィールドレンズ、10Bはフィールドレンズ25からの光が入射する第2のブレーズド回折格子、27は第2のブレーズド回折格子10Bからの光が入射するコンデンサレンズ、28はコンデンサレンズ27からの光が入射するライトトンネル、29はライトトンネル28からの光が入射するフィールドレンズ、30は反転プリズム、3はマイクロディスプレイパネル、32は投影レンズである。スイッチ素子24は、第1の回折格子10Aと第2の回折格子10Bとの間にあり、白色光源1、第1の回折格子10A、第2の回折格子10Bは一直線上に配置されている。
次に、本発明の第3実施形態の照明光学系を、図3、図4を参照しながら説明する。
図3は第3実施形態の照明光学系の構成図であり、1は白色光源、21は白色光源1からの光が入射するコンデンサレンズ、10Aはフィールドレンズ21を通過した光が入射する第1のブレーズド回折格子、23は第1のブレーズド回折格子10Aを透過した光が入射するフィールドレンズ、24はフィールドレンズ23からの光を透過させるか遮断するかを切り換えるスイッチ素子、25はスイッチング素子24を透過した光が入射するフィールドレンズ、10Bはフィールドレンズ25からの光が入射する第2のブレーズド回折格子、27は第2のブレーズド回折格子10Bからの光が入射するコンデンサレンズ、28はコンデンサレンズ27からの光が入射するライトトンネル、29はライトトンネル28からの光が入射するフィールドレンズ、30は反転プリズム、3はマイクロディスプレイパネル、32は投影レンズである。スイッチ素子24は、第1の回折格子10Aと第2の回折格子10Bとの間にあり、白色光源1、第1の回折格子10A、第2の回折格子10Bは一直線上に配置されている。
光源1より射出された白色光は、コンデンサレンズ21を介してブレーズド回折格子10Aに入射し、ここで0次、1次、−1次の3方向に色分離される。ブレーズド回折格子10Aにより空間的に色分離された光源像は、フィールドレンズ23を通過することにより、フィールドレンズ23の焦点面に結像する。スイッチ素子24はこの焦点位置に配置してあり、スイッチ素子24を制御することにより、空間的に色分離された光を後方の光路に順次通過させていく。
ここでスイッチ素子24について説明する。
図4にスイッチ素子24の例を示す。スイッチ素子24(24R、24G、24B)は、例えば液晶のように光を透過したり遮断したりすることの可能な素子で構成されており、各色毎に対応している。ブレーズド回折格子10Aによって色分離された光をこのスイッチ素子24に照射すると、スイッチ素子24の切換状態に応じて、透過する光の色が切り換わる。表1は、このスイッチ素子24の切換状態とフィールドレンズ25への透過光の色の関係を示す。
図4にスイッチ素子24の例を示す。スイッチ素子24(24R、24G、24B)は、例えば液晶のように光を透過したり遮断したりすることの可能な素子で構成されており、各色毎に対応している。ブレーズド回折格子10Aによって色分離された光をこのスイッチ素子24に照射すると、スイッチ素子24の切換状態に応じて、透過する光の色が切り換わる。表1は、このスイッチ素子24の切換状態とフィールドレンズ25への透過光の色の関係を示す。
<表1>
タイミング 1 2 3 4 5
第1スイッチ素子 ON OFF OFF ON OFF
第2スイッチ素子 OFF ON OFF OFF ON
第3スイッチ素子 OFF OFF ON OFF OFF
通過光 赤 緑 青 赤 緑
タイミング 1 2 3 4 5
第1スイッチ素子 ON OFF OFF ON OFF
第2スイッチ素子 OFF ON OFF OFF ON
第3スイッチ素子 OFF OFF ON OFF OFF
通過光 赤 緑 青 赤 緑
この表のような動作により、色分解された光を時系列に取り出すことができる。
スイッチ素子24を透過した光は、フィールドレンズ25と第2のブレーズド回折格子10Bにより、また一つの光路に戻される。この場合、3つに分離したままで扱うことも可能ではあるが、光を効率よくマイクロディスプレイパネル3に照射するには、一つの光路に統合することが好ましいからである。この光をコンデンサレンズ27を通して、ライトトンネル28のような光混合機能を持つ照明光量均一化機能素子光学系に通過させる。
スイッチ素子24を透過した光は、フィールドレンズ25と第2のブレーズド回折格子10Bにより、また一つの光路に戻される。この場合、3つに分離したままで扱うことも可能ではあるが、光を効率よくマイクロディスプレイパネル3に照射するには、一つの光路に統合することが好ましいからである。この光をコンデンサレンズ27を通して、ライトトンネル28のような光混合機能を持つ照明光量均一化機能素子光学系に通過させる。
ライトトンネル28の出口では、その断面に対して均一化された光分布が得られる。これをフィールドレンズ29によってマイクロディスプレイパネル3に拡大投射する。このとき必要に応じて、光学系をコンパクトにするために反転プリズム30を採用することが可能である。プリズム30の代替としてミラー系を使用しても構わない。この光をマイクロディスプレイパネル3に照射する。このマイクロディスプレイパネル3とスイッチ素子24は、同期制御部20により同期が取られている。赤色通過をスイッチ素子24にさせる場合は、マイクロディスプレイパネル3に赤色対応の画像を表示させる。同様に緑色通過をスイッチ素子24にさせる場合は、マイクロディスプレイパネル3に緑色対応の画像を表示させ、青色通過をスイッチ素子24にさせる場合は、マイクロディスプレイパネル3に青色対応の画像を表示させる。マイクロディスプレイパネル3を通過した光は、投影レンズ32でスクリーン(図示せず)に投影され、これを人間が見ると、カラー画像として認識される。
1 白色光源
1B,1G,1R 光源(LED)
3 マイクロディスプレイパネル
10 ブレーズド回折格子(光結合器)
10A 第1のブレーズド回折格子
10B 第2のブレーズド回折格子
24 スイッチ素子
1B,1G,1R 光源(LED)
3 マイクロディスプレイパネル
10 ブレーズド回折格子(光結合器)
10A 第1のブレーズド回折格子
10B 第2のブレーズド回折格子
24 スイッチ素子
Claims (5)
- 複数の光源から射出された光を合成し同一の光路上に合成光として射出する光結合器を備えた照明光学系において、
前記複数の光源のうちの1つの光源から射出される光が直進して前記光結合器を透過し前記光結合器の法線と略平行に前記光結合器から射出されると共に、他の光源から射出される光が前記光結合器によって進路を変更されることによって前記直進する1つの光の光路と同一の光路を進行するように、前記複数の光源及び前記光結合器が配置されていること特徴とする照明光学系。 - 前記光結合器として回折格子が設けられ、
前記回折格子の入射面側に、該回折格子の法線上に位置させて前記複数の光源のうちの1つが配置されると共に、他の光源が前記回折格子の法線上と異なる軸線上に配置されており、
前記回折格子の法線上に配置された光源から射出された光が、回折格子を直進して透過し、他の光源から射出された光が、回折格子によって進路を変更されることによって、前記直進する光の光路と同一の光路を進行するように、前記複数の光源及び前記回折格子が配置されていること特徴とする照明光学系。 - 前記回折格子として、ブレーズド回折格子が使用されていることを特徴とする請求項2に記載の照明光学系。
- 前記複数の光源が、互いに異なる波長の光を発するLEDよりなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の照明光学系。
- 白色光源から射出された光を赤色、緑色、青色に時分割して射出する照明光学系において、
前記白色光源から射出された光を、直進して透過する色成分と、進路を変更させられて透過する色成分とに分離する第1の回折格子と、
前記第1の回折格子により色分離された光を各々透過するか遮蔽するか制御するスイッチ素子と、
前記第1の回折格子を直進透過した色成分の光を更に直進透過させると共に、他の色成分の光を、前記直進透過した色成分と同一光路上に射出する第2の回折格子とを具備し、
前記スイッチ素子が前記第1の回折格子と第2の回折格子との間にあり、前記白色光源、第1の回折格子、第2の回折格子が一直線上に配置されていることを特徴とする照明光学系。
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