JP2007256680A - 投射型画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各色の光がＴＩＲプリズムに入射したときの屈折率の差による色分散を考慮し、発光素子及び集光レンズの光軸が導光体の入射面に対して所定角度を有する状態で配置することにより、各色の光が、焦点が確実に一致した状態で、ＤＭＤに集光され得、光の利用効率が良好であり、投射光が明るい投射型画像表示装置を提供する。
【解決手段】ＬＥＤ１Ｇ、集光レンズ２Ｇ及び３Ｇが、ＬＥＤ１Ｇ、集光レンズ２Ｇ及び３Ｇの光軸がクロスダイクロイックプリズム４の入射面に略直交し、ＬＥＤ１Ｇが発する光がクロスダイクロイックプリズム４の出射面から略垂直に出射するように配置されている。これを基準に、ＬＥＤ１Ｒ及びＬＥＤ１Ｂが発する光の光路が求められ、ＬＥＤ１Ｒ及び１Ｂ、並びに集光レンズ２Ｒ，３Ｒ及び２Ｂ，３Ｂの配置が決められている。
【選択図】図１

Description

本発明は、各色の光が、焦点が確実に一致した状態で、ＤＭＤに集光され得、光の利用効率が良好であり、投射光が明るい投射型画像表示装置に関する。

従来、フロントプロジェクション方式として光源により生成した画像に係る変調光をスクリーンに投影してスクリーン上に画像表示を行うプロジェクタ（投射型画像表示装置）が存在する。また、このような投射型画像表示装置の構成は、リアプロジェクションテレビに代表されるリアプロジェクション方式にも適用されている。投射型画像表示装置は光源としてランプを用いるものと、レーザ及びダイオード等の発光素子を用いるものがあり、一方、投影対象の元画像を生成する空間光変調素子（ライトバルブ）の種類で区別した場合、ＤＭＤ（Digital Mirror Device：登録商標）を用いるものと、液晶表示パネルを用いたものとに分かれる。

図４は、光源に発光素子を用いると共にライトバルブに１枚のＤＭＤを用いたＤＭＤ１枚方式の従来の投射型画像表示装置（DLP方式：Digital Light Projector）３０の構成を示す概略図である。この投射型画像表示装置においては、発光素子として発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いられている。
立方体状の導光体としてのクロスダイクロイックプリズム３４の周囲三面には、赤（以下、Ｒと称す）色の光を発光するＬＥＤ３１Ｒ、緑（以下、Ｇと称す）色の光を発光するＬＥＤ３１Ｇ、及び青（以下、Ｂと称す）色の光を発光するＬＥＤ３１Ｂが配置されている。各ＬＥＤ３１Ｒ、３１Ｇ及び３１Ｂとクロスダイクロイックプリズム３４との間には、集光レンズ３２Ｒ及び３３Ｒ、３２Ｇ及び３３Ｇ、３２Ｂ及び３３Ｂがそれぞれ配置されている。クロスダイクロイックプリズム３４の出射側には、ＴＩＲ(Total Internal Reflection:全反射）プリズム３５、ＤＭＤ３６及び投射レンズ３７が配置されている。

クロスダイクロイックプリズム３４は、Ｒ光を反射する一方、Ｇ、Ｂ光を透過するダイクロイックミラー３４Ｒ、及びＢ光を反射する一方、Ｒ、Ｇ光を透過するダイクロイックミラー３４Ｂを対角線上に設けている。なお、各ダイクロイックミラー３４Ｒ、３４Ｂは、クロスダイクロイックプリズム３４を構成するプリズム部材を貼り合わせて一体的に形成されている。

ＬＥＤ３１Ｒで発光し、集光レンズ３２Ｒ及び３３Ｒを通過したＲ光は、ダイクロイックミラー３４Ｒで反射し、クロスダイクロイックプリズム３４を出射してＴＩＲプリズム３５へ向かう。また、ＬＥＤ３１Ｂで発光し、集光レンズ３２Ｂ及び３３Ｂを通過したＢ光は、ダイクロイックミラー３４Ｂで反射し、クロスダイクロイックプリズム３４を出射してＴＩＲプリズム３５へ向かう。ＬＥＤ３１Ｇで発光し、集光レンズ３２Ｇ及び３３Ｇを通過したＧ光は、光軸がダイクロイックミラー３４Ｒと３４Ｂとの交点を通る状態で、ダイクロイックミラー３４Ｒ及び３４Ｂを透過して、クロスダイクロイックプリズム３４を出射し、ＴＩＲプリズム３５へ向かう。ＬＥＤ３１Ｒ、ＬＥＤ３１Ｇ及びＬＥＤ３１Ｂは、時分割駆動により順次点灯され、各色の光は、このダイクロイックプリズム３４において、同一の光軸上に合成された上で、クロスダイクロイックプリズム３４を出射する。

ＴＩＲプリズム３５は、平面視が、図の如く一角が鋭角のプリズムである第１プリズム３５ａと、平面視が直角三角形である第２プリズム３５ｂとを備える。第１プリズム３５ａに入射した光は、第１プリズム３５ａを通過して、第２プリズム３５ｂに入射し、第２プリズム３５ｂを通過して、ＤＭＤ３６に入射する。ＤＭＤ３６に入射した光は、電気的にオン・オフされるＤＭＤ３６のマイクロミラーの傾き角度に応じて変調され、第２プリズム３５ｂに入射して、第２プリズム３５ｂの反射面３５ｃで反射して、投射レンズ３７に入射する。Ｒ，Ｇ，Ｂ光が順次ＤＭＤ３６に入射されることにより、順次Ｒ，Ｇ，Ｂ画像の光が生成され、該光が第２プリズム３５ｂの反射面３５ｃで全反射し、投射レンズ３７を介してスクリーンに投射されて、スクリーンにＲ、Ｇ、Ｂ画像が表示される。スクリーン上に表示されたＲ，Ｇ，Ｂ画像は、各々が人間の色分解能以上の速さで切り換えられるため、錯覚的にカラー画像として視認される。

特許文献１には、クロスダイクロイックプリズムの３入射面にＲ、Ｇ及びＢの各ＬＥＤから発光し、第１フライアイレンズ及び第２フライアイレンズを通した出射光を入射し、出射面からＲ、Ｇ及びＢの合成照明光を出射し、第１フライアイレンズの各素子レンズの出射瞳の拡大像を、この素子に対応する第２フライアイレンズ、及び以後の照明レンズを通して、ＤＭＤパネルにやや大きめに結像する光学系を有し、ＤＭＤパネル上の画素のオン画素から反射した光のみが投射レンズを通過してスクリーンに結像する投射型画像表示装置の発明が開示されている。

特許文献２には、ＬＥＤから発する光を半円形の開口部を有する放物面反射鏡により反射して略平行光束化し、２つの台形プリズムの底面同士が接合され接合面に半透鏡特性の薄膜が施されている六角形プリズムに略平行光束を入射させ、前記薄膜により２分割させて、プリズム出射後の光束が円形断面の照明光となり、インテグレータ系のフライアイレンズに導かれるように構成された光源装置を有する投射型画像表示装置の発明が開示されている。

特許文献３には、複数のＲ色ＬＥＤの中にＹ色ＬＥＤが少なくとも１つ混在するＲ色光源ユニットと、複数のＧ色ＬＥＤからなるＧ色光源ユニットと、複数のＢ色ＬＥＤからなるＢ色光源ユニットとをクロスダイクロイックプリズムの３面と対向させてそれぞれ配置し、Ｇ色の発光時にＹ色ＬＥＤを同時に発光させ、両者から発せられた光の合成光がＧ色光としてライトバルブに照射されるように構成された投射型画像表示装置の発明が開示されている。
特開２００３−１８６１１０号公報 特開２００４−５３９４９号公報 特開２００５−１８９２７７号公報

図４及び特許文献１の投射型画像表示装置においては、クロスダイクロイックプリズムの３入射面から入射した各色の光を同一の光軸上に合成してクロスダイクロイックプリズムを出射させているが、各色の光はＴＩＲプリズムに入射して、屈折率の差に基づき色分散し、ＤＭＤに集光されたときに、互いに焦点がずれるという問題があった。そして、同一の光軸上に合成するために、ＬＥＤ、集光レンズ、クロスダイクロイックプリズム、ＴＩＲプリズム及びＤＭＤの配置の調整は煩雑であるという問題があった。

図５は、図４の投射型画像表示装置３０の一部拡大図である。
図５に示されているように、ＴＩＲプリズム３５の入射側で各色の光軸が一致していても、ＴＩＲプリズム３５を通過するときに各色が色分散し、ＤＭＤ３６に、各色で光軸がずれた状態で入射している。

図６は、ＤＭＤの表示エリアＡと各色の集光エリアとを示した模式図であり、（ａ）は表示エリアＡとＲ色の集光エリアＲとを示した図、（ｂ）は表示エリアＡとＧ色の集光エリアＧとを示した図、（ｃ）は表示エリアＡとＢ色の集光エリアＢとを示した図である。
図６より、Ｇ色は表示エリアＡと集光エリアＧとの中心が一致しているが、Ｒ色及びＢ色は表示エリアＡと集光エリアとの中心がずれていることが分かる。従って、集光エリア（照明エリア）を予め大きく設定しておく必要があり、その結果、暗くなるという問題があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、各色の光がＴＩＲプリズムに入射したときの屈折率の差による色分散を考慮し、発光素子及び集光レンズの光軸が導光体の入射面に対して所定角度を有する状態で配置することにより、各色の光が、焦点が確実に一致した状態で、ＤＭＤに集光され得、ＤＭＤの表示エリアと各色の光の集光エリアの中心とが一致して、集光エリアを小さくすることが出来、光の利用効率が良好であり、投射光が明るい投射型画像表示装置を提供することを目的とする。

さらに、本発明は、クロスダイクロイックプリズム又はフィリップスプリズムを用いることにより、光の利用効率がさらに良好である投射型画像表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係る投射型画像表示装置は、少なくとも２以上の異なる色の光を各別に発する発光素子と、各発光素子が発する光を入射し、該光が全反射又は通過して出射する導光体と、内部に反射面を有するＴＩＲプリズムと、画像情報に基づき入射光をオン状態とオフ状態とに切り替えて反射させるマイクロミラーを有するＤＭＤと、該ＤＭＤが反射した光を被投射体へ投射する投射レンズとを備え、前記ＴＩＲプリズムは前記導光体から入射された光を前記ＤＭＤに集光させ、該ＤＭＤが反射した光を前記反射面により前記投射レンズへ反射させる投射型画像表示装置において、各発光素子及び集光レンズが、該発光素子及び集光レンズの光軸が前記導光体の入射面に対して所定角度を有する状態で配置され、各発光素子が発し、集光レンズを通った光が各別の光路で導光体及びＴＩＲプリズムを通り、ＤＭＤにおける焦点で集光されるように構成されていることを特徴とする。

本発明においては、各色の光が前記ＴＩＲプリズムに入射したときの屈折率の差による色分散を考慮し、焦点側から光路を求めて、発光素子、集光レンズ及び導光体を配置するので、各色の光が、焦点が確実に一致した状態で、ＤＭＤに集光され得る。従って、ＤＭＤの表示エリアと各色の光の集光エリアとの中心が、色毎にずれることなく一致するので、集光エリアを表示エリアと略同じ大きさにすることが出来、光の利用効率が良好になり、投射光が明るくなる。

本発明に係る投射型画像表示装置は、一の発光素子及び集光レンズが、該発光素子及び集光レンズの光軸が前記導光体の入射面に略直交し、該発光素子が発する光が前記導光体の出射面から略垂直に出射するように配置されていることを特徴とする。

本発明においては、まず、一の発光素子及び集光レンズを配置し、これを基準に他の発光素子が発する光の光路を求め、該発光素子及び集光レンズの配置を決定することが出来るので、バランス良く配置が決まり、配置の調整も容易にすることが出来る。

本発明に係る投射型画像表示装置は、各発光素子が発する光の色はそれぞれ赤、緑及び青であり、前記一の発光素子は、緑色の光を発する発光素子であることを特徴とする。

ＴＩＲプリズムにおいて、赤、緑及び青の順に光軸の角度がずれるが、本発明においては、まず、緑色の光の光路を求めて該光を発する発光素子及び集光レンズの配置を決めるので、赤色及び青色の光の光路がバランス良く決まって、赤色及び青色の光を発する発光素子並びに集光レンズの配置が決まり、配置の調整も容易にすることが出来る。

本発明に係る投射型画像表示装置は、前記導光体は、クロスダイクロイックプリズムであることを特徴とする。

本発明においては、各発光素子から入射する光の光路を短く、光線の広がりを小さくすることが出来るので、光の利用効率がさらに良好である。

本発明に係る投射型画像表示装置は、前記導光体は、フィリップスプリズムであることを特徴とする。

本発明においては、光の利用効率がさらに良好である。

本発明によれば、各色の光がＴＩＲプリズムに入射したときの屈折率の差による色分散を考慮して、発光素子、集光レンズ及び導光体を配置するので、各色の光が、焦点が確実に一致した状態で、ＤＭＤに集光され得る。従って、ＤＭＤの表示エリアと各色の光の集光エリアとの中心が、色毎にずれることなく一致するので、集光エリアを最小限にすることが出来、光の利用効率が良好になり、投射光が明るくなる。そして、光軸を合わせるための調整が不要であり、調整のための部材を削減することが出来るので、使用が簡便になり、装置がコンパクトになって安価になる。

本発明によれば、導光体としてクロスダイクロイックプリズムを用いるので、各発光素子から入射する光の光路を短く、光線の広がりを小さくすることが出来るので、光の利用効率がさらに良好である。

本発明によれば、導光体としてフィリップスプリズムを用いるので、光の利用効率がさらに良好である。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る投射型画像表示装置の構成を示す概略図であり、図中、１０が投射型画像表示装置である。

投射型画像表示装置１０は、光源の発光素子として、Ｒ色の光を発光するＬＥＤ１Ｒ、Ｇ色の光を発光するＬＥＤ１Ｇ、及びＢ色の光を発光するＬＥＤ１Ｂを備える。ＬＥＤ１Ｒ、ＬＥＤ１Ｇ及びＬＥＤ１Ｂは、平面視が立方体状であるクロスダイクロイックプリズム４の周囲三面に、それぞれ配置されている。ＬＥＤ１Ｒ、ＬＥＤ１Ｇ及びＬＥＤ１Ｂは面発光型であり、時分割駆動により順次点灯される。

ＬＥＤ１Ｒとクロスダイクロイックプリズム４の対向面との間には、集光レンズ２Ｒ及び３Ｒが配置されている。同様に、ＬＥＤ１Ｇ，１Ｂとクロスダイクロイックプリズム４の各対向面との間には、集光レンズ２Ｇ，２Ｂ及び３Ｇ，３Ｂがそれぞれ配置されている。クロスダイクロイックプリズム４の出射側には、ＴＩＲプリズム５、ＤＭＤ６及び投射レンズ７が配置されている。

クロスダイクロイックプリズム４は、４つの直角プリズムを接合したものであり、この接合面に、Ｒ光を反射させ、Ｇ、Ｂ光を透過させるダイクロイックミラー４Ｒ、及びＢ光を反射させ、Ｒ、Ｇ光を透過させるダイクロイックミラー４Ｂが対角線上に設けられている。

ＬＥＤ１Ｒで発光し、集光レンズ２Ｒ及び３Ｒにより集光されて、クロスダイクロイックプリズム４に入射したＲ光は、ダイクロイックミラー４Ｒで反射し、クロスダイクロイックプリズム４を出射してＴＩＲプリズム５へ向かう。また、ＬＥＤ１Ｂで発光し、集光レンズ２Ｂ及び３Ｂにより集光されて、クロスダイクロイックプリズム４に入射したＢ光は、ダイクロイックミラー４Ｂで反射し、クロスダイクロイックプリズム４を出射してＴＩＲプリズム５へ向かう。ＬＥＤ１Ｇで発光し、集光レンズ２Ｇ及び３Ｇにより集光されて、クロスダイクロイックプリズム４に入射したＧ光は、光軸がダイクロイックミラー４Ｒと４Ｂとの交点を通る状態で、ダイクロイックミラー４Ｒ及び４Ｂを透過して、クロスダイクロイックプリズム４を出射し、ＴＩＲプリズム５へ向かう。

ＴＩＲプリズム５は、平面視が、図の如く一角が鋭角のプリズムである第１プリズム５ａと、平面視が直角三角形である第２プリズム５ｂとを備える。第１プリズム５ａに入射した光は、第１プリズム５ａを通過して、第２プリズム５ｂに入射し、第２プリズム５ｂを通過して、ＤＭＤ６に入射する。ＤＭＤ６に入射した光は、電気的にオン・オフされるＤＭＤ６のマイクロミラーの傾き角度に応じて変調され、第２プリズム５ｂに入射し、第２プリズム５ｂの反射面５ｃで全反射して、投射レンズ７に入射する。

クロスダイクロイックプリズム４からＲ，Ｇ，Ｂ光が順次ＤＭＤ６に入射されることにより、順次Ｒ，Ｇ，Ｂ画像の光が生成され、反射されてＴＩＲプリズム５の第２プリズム５ｂに入射し、反射面５ｃで全反射し、投射レンズ７を介してスクリーンに投射されて、スクリーンにＲ、Ｇ、Ｂ画像が表示される。スクリーン上に表示されたＲ，Ｇ，Ｂ画像は、各々が人間の色分解能以上の速さで切り換えられるため、錯覚的にカラー画像として視認される。

本実施形態においては、ＬＥＤ１Ｇから発光され、集光レンズ２Ｇ及び３Ｇを経由して、クロスダイクロイックプリズム４に入射したＧ光が、クロスダイクロイックプリズム４の出射面から該出射面に垂直に出射し、さらにＴＩＲプリズム５に入射し、屈折してＴＩＲプリズム５を出射して、ＤＭＤ６の所定位置に焦点を合わせて集光されるように、ＴＩＲプリズム５及びＤＭＤ６に対し、ＬＥＤ１Ｇ、集光レンズ２Ｇ及び３Ｇ、並びにクロスダイクロイックプリズム４が配置されている。ＬＥＤ１Ｇは、その平面がクロスダイクロイックプリズム４の入射面と略平行になるように、すなわちＬＥＤ１Ｇ、集光レンズ２Ｇ及び３Ｇの光軸が前記入射面に略直交するように配置されている。

上述したように、クロスダイクロイックプリズム４の配置が決まるので、ＤＭＤ６における焦点から逆向きに、ＴＩＲプリズム５及びクロスダイクロイックプリズム４におけるＲ光の屈折率を考慮してＲ光の光路を求めることで、Ｒ光のクロスダイクロイックプリズム４の入射面に対する入射角度、すなわちＬＥＤ１Ｒ、集光レンズ２Ｒ及び３Ｒの光軸の前記入射面に対する角度が決まり、ＬＥＤ１Ｒ、集光レンズ２Ｒ及び３Ｒの配置が決まる。同様にして、ＬＥＤ１Ｂ、集光レンズ２Ｂ及び３Ｒの配置が決まる。

上述の各色の光路に基づくＬＥＤ１Ｇ等の配置の決定は、コンピュータシミュレーション又は作図等により行われる。
本実施形態においては、上述したように、各部材を配置しているので、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光のＤＭＤ６における焦点が一致した状態で、各色の光がＤＭＤ６で集光される。

図２は、ＤＭＤの表示エリアＡと各色の集光エリアとを示した模式図であり、（ａ）は表示エリアＡとＲ色の集光エリアＲとを示した図、（ｂ）は表示エリアＡとＧ色の集光エリアＧとを示した図、（ｃ）は表示エリアＡとＢ色の集光エリアＢとを示した図である。
図２より、ＤＭＤ６の表示エリアＡと各色の光の集光エリアとの中心が、色毎にずれることなく一致していることが分かる。従って、集光エリアを最小限にすることが出来、光の利用効率が良好になり、投射光が明るくなる。
そして、光軸を合わせるための調整が不要であり、調整のための部材を削減することが出来るので、使用が簡便になり、装置がコンパクトになって安価になる。

実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２に係る投射型画像表示装置２０の構成を示す概略図である。図中、図１と同一部分は同一符号を付してある。
投射型画像表示装置２０は、導光体として、投射型画像表示装置１０のクロスダイクロイックプリズム４ではなく、フィリップスプリズム１４を備える。

フィリップスプリズム１４は、平面視が三角形である第１プリズム１４ａ，第２プリズム１４ｂと、平面視が台形状である第３プリズム１４ｃとを備える。第１プリズム１４ａのＬＥＤ１Ｒと対向する面の内側には、第１ダイクロイック膜１４ｄが形成されており、第２プリズム１４ｂのＬＥＤ１Ｇと対向する面の内側には、第２ダイクロイック膜１４ｅが形成されている。第１ダイクロイック膜１４ｄは、Ｒ光を反射させ、Ｇ光及びＢ光を透過させる。第２ダイクロイック膜１４ｅは、Ｂ光を反射させ、Ｒ光及びＧ光を透過させる。
第１プリズム１４ａ及び第２プリズム１４ｂは、第１プリズム１４ａの第１ダイクロイック膜１４ｄが形成された面と、第２プリズム１４ｂの斜辺に対応する面とが所定間隔を隔てて対向するように配置されている。また、第２プリズム１４ｂの第２ダイクロイック膜１４ｅが形成された面の外側と第３プリズム１４ｃの出射面とは、接合されている。

ＬＥＤ１Ｒが発したＲ光は、第１プリズム１４ａに入射し、第１プリズム１４ａの斜辺に対応する面で反射し、さらに第１ダイクロイック膜１４ｄで反射して、第１プリズム１４ａを出射する。
ＬＥＤ１Ｂが発したＢ光は、第２プリズム１４ｂに入射し、第２プリズム１４ｂの斜辺に対応する面で全反射し、さらに第２ダイクロイック膜１４ｅで反射して、第２プリズム１４ｂを出射し、第１プリズム１４ａの第１ダイクロイック膜１４ｄを透過して、第１プリズム１４ａを通過する。
ＬＥＤ１Ｇが発したＧ光は、第３プリズム１４ｃに入射して第３プリズム１４ｃを通過し、第２ダイクロイック膜１４ｅを透過して第２プリズム１４ｂを通過し、第１ダイクロイック膜１４ｄを通過して、第１プリズム１４ａを通過する。

フィリップスプリズム１４を出射して、ＴＩＲプリズム５の第１プリズム５ａに入射した各色の光は、第１プリズム５ａを通過して、第２プリズム５ｂに入射し、第２プリズム５ｂを通過して、ＤＭＤ６に入射する。ＤＭＤ６に入射した光は、電気的にオン・オフされるＤＭＤ６のマイクロミラーの傾き角度に応じて変調され、第２プリズム５ｂに入射し、第２プリズム５ｂの反射面５ｃで全反射して、投射レンズ７に入射する。

フィリップスプリズム１４にＲ，Ｇ，Ｂ光が順次ＤＭＤ６に入射されることにより、順次Ｒ，Ｇ，Ｂ画像の光が生成され、該光が第２プリズム５ｂの反射面５ｃで全反射して、投射レンズ７を介してスクリーンに投射されて、スクリーンにＲ、Ｇ、Ｂ画像が表示される。

本実施形態においては、ＬＥＤ１Ｇから発光され、集光レンズ２Ｇ及び３Ｇを経由して、第３プリズム１４ｃの入射面に入射したＧ光が、第１プリズム１４ａの出射面から該出射面に垂直に出射し、さらにＴＩＲプリズム５に入射し、屈折してＴＩＲプリズムを出射して、ＤＭＤ６の所定位置に焦点を合わせて集光されるように、ＴＩＲプリズム５及びＤＭＤ６に対し、ＬＥＤ１Ｇ、集光レンズ２Ｇ及び３Ｇ、並びにフィリップスプリズム１４が配置されている。ＬＥＤ１Ｇは、その平面が前記入射面と略平行になるように、すなわちＬＥＤ１Ｇ、集光レンズ２Ｇ及び３Ｇの光軸が前記入射面に略直交するように配置されている。

上述したようにして、フィリップスプリズム１４の配置が決まるので、ＤＭＤ６における焦点から逆向きに、ＴＩＲプリズム５及びフィリップスプリズム１４におけるＲ光の屈折率を考慮してＲ光の光路を求めることで、Ｒ光のフィリップスプリズム１４の入射面に対する入射角度、すなわちＬＥＤ１Ｒ、集光レンズ２Ｒ及び３Ｒの光軸の前記入射面に対する角度が決まり、ＬＥＤ１Ｒ、集光レンズ２Ｒ及び３Ｒの配置が決まる。同様にして、ＬＥＤ１Ｂ、集光レンズ２Ｂ及び３Ｒの配置が決まる。

本実施形態においては、各色の光がＴＩＲプリズム５に入射したときの屈折率の差による色分散を考慮して、ＬＥＤ１Ｒ，１Ｇ及び１Ｂ、集光レンズ２Ｒ，３Ｒ，２Ｇ，３Ｇ，２Ｂ及び３Ｂ、並びにフィリップスプリズム１４を配置するので、各色の光が、焦点が確実に一致した状態で、ＤＭＤ６に集光される。従って、光の利用効率が良好になり、投射光が明るくなる。

前記実施形態１及び２においては、発光素子としてＬＥＤを適用した場合につき説明しているがこれに限定されるものではなく、アイセーフ性を有するレーザ、レーザダイオード等の他の固体半導体素子を用いてもよい。また、ＬＥＤは面発光型に限定されず、砲弾型でもよい。
さらに、前記実施形態１及び２においては、導光体としてクロスダイクロイックプリズム４又はフィリップスプリズム１４を適用した場合につき説明しているがこれに限定されるものではない。

さらに、前記実施形態１及び２においては、Ｇ光の光路を基準にしてＬＥＤ１Ｇ等の配置を決める場合につき説明しているがこれに限定されるものではなく、他の色の光の光路を基準にして配置を決めてもよい。
そして、発光素子は、Ｒ色、Ｇ色及びＢ色の光を発するものに限定されない。

本発明の実施の形態１に係る投射型画像表示装置の構成を示す概略図である。 ＤＭＤの表示エリアＡと各色の集光エリアとを示した模式図であり、（ａ）は表示エリアＡとＲ色の集光エリアＲとを示した図、（ｂ）は表示エリアＡとＧ色の集光エリアＧとを示した図、（ｃ）は表示エリアＡとＢ色の集光エリアＢとを示した図である。 本発明の実施の形態２に係る投射型画像表示装置の構成を示す概略図である。 光源に発光素子を用いると共にライトバルブに１枚のＤＭＤを用いたＤＭＤ１枚方式の従来の投射型画像表示装置の構成を示す概略図である。 図４の投射型画像表示装置の一部拡大図である。 ＤＭＤの表示エリアＡと各色の集光エリアとを示した模式図であり、（ａ）は表示エリアＡとＲ色の集光エリアＲとを示した図、（ｂ）は表示エリアＡとＧ色の集光エリアＧとを示した図、（ｃ）は表示エリアＡとＢ色の集光エリアＢとを示した図である。

符号の説明

１０、２０ 投射型画像表示装置
１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ ＬＥＤ
２Ｒ、３Ｒ、２Ｇ、３Ｇ、２Ｂ、３Ｂ 集光レンズ
４ クロスダイクロイックプリズム
４Ｒ、４Ｂ ダイクロイックミラー
５ ＴＩＲプリズム
５ａ 第１プリズム
５ｂ 第２プリズム
５ｃ 反射面
６ ＤＭＤ
７ 投射レンズ
１４ フィリップスプリズム
１４ａ 第１プリズム
１４ｂ 第２プリズム
１４ｃ 第３プリズム
１４ｄ 第１ダイクロイック膜
１４ｅ 第２ダイクロイック膜

Claims (5)

1. 少なくとも２以上の異なる色の光を各別に発する発光素子と、各発光素子が発する光を集光する集光レンズと、各集光レンズから出射する光が入射し、該光が全反射又は通過して出射する導光体と、内部に反射面を有するＴＩＲプリズムと、画像情報に基づき入射光をオン状態とオフ状態とに切り替えて反射させるマイクロミラーを有するＤＭＤと、該ＤＭＤが反射した光を被投射体へ投射する投射レンズとを備え、前記ＴＩＲプリズムは前記導光体から入射された光を前記ＤＭＤに集光させ、該ＤＭＤが反射した光を前記反射面により前記投射レンズへ反射させる投射型画像表示装置において、
   各発光素子及び集光レンズが、該発光素子及び集光レンズの光軸が前記導光体の入射面に対して所定角度を有する状態で配置され、各発光素子が発し、集光レンズを通った光が各別の光路で導光体及びＴＩＲプリズムを通り、ＤＭＤにおける焦点で集光されるように構成されていることを特徴とする投射型画像表示装置。
2. 一の発光素子及び集光レンズが、該発光素子及び集光レンズの光軸が前記導光体の入射面に略直交し、該発光素子が発する光が前記導光体の出射面から略垂直に出射するように配置されている請求項１に記載の投射型画像表示装置。
3. 各発光素子が発する光の色はそれぞれ赤、緑及び青であり、
   前記一の発光素子は、緑色の光を発する発光素子である請求項２に記載の投射型画像表示装置。
4. 前記導光体は、クロスダイクロイックプリズムである請求項１乃至３のいずれか１つに記載の投射型画像表示装置。
5. 前記導光体は、フィリップスプリズムである請求項１乃至３のいずれか１つに記載の投射型画像表示装置。

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