JP2013061460A - 投射型画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】投射型画像表示装置は、入射光を互いの波長帯域が異なる複数の光に分離する色分離面を有する色分離素子と、前記色分離素子により分離された光が入射する光変調素子と、前記色分離素子と投射光学系との間に配置され、前記光変調素子により変調された光の光路を偏光方向に応じて分離して、前記投射光学系へと導く偏光分離素子と、前記色分離素子と前記光変調素子との間に配置された位相差板を有し、前記色分離面の法線と前記光変調素子の法線とに平行な断面において、前記位相差板の光学軸と前記色分離面の法線とは、実質的に、平行あるいは垂直である。
【選択図】図1
Description
入射光を互いの波長帯域が異なる複数の光に分離する色分離面を有する色分離素子と、
前記色分離素子により分離された光が入射する光変調素子と、
前記色分離素子と投射光学系との間に配置され、前記光変調素子により変調された光の光路を偏光方向に応じて分離して、前記投射光学系へと導く偏光分離素子と、
前記色分離素子と前記光変調素子との間に配置された位相差板を有し、
前記色分離面の法線と前記光変調素子の法線とに平行な断面において、前記位相差板の光学軸と前記色分離面の法線とは、実質的に、平行あるいは垂直であることを特徴とする。
図1は、本発明の実施例1の投射型画像表示装置100の構成概略図である。光源1から出射された照明光2(太い実線)は、照明光学系3を介して、偏光分離素子4に入射する。偏光分離素子4は、第1偏光(P偏光)を透過し、第2偏光(S偏光)を反射させる。照明光2は、複数の波長帯域の光を含む光である。尚、偏光分離素子4に入射する光は、偏光分離素子4よりも光源1側に配置された不図示の偏光変換素子により、偏光方向がほぼ揃えられている。
では、実施例2の投射型画像表示装置の構成について説明する。光学系の概略は図1と同じである。光源1には中心波長がそれぞれ640[nm]、532[nm]、460[nm]の3つの固体発光光源を用いる。中心波長が640[nm]の赤色光、中心波長が532[nm]の緑色光、及び460[nm]の青色光の各波長分布の半値幅は30nm以下であることが好ましい。
実施例3の投射型画像表示装置について図10を用いて説明する。実施例1と異なる点は、第1の位相差板7r、7g、7bとクロスダイクロイックプリズム5の間に、第2の位相差板13r、13g、13bを配置している点である。
本発明の他の形態を図14に示す。図14において、図1の構成と異なる点は、色分離素子がクロスダイクロイックプリズムではなく、複数のダイクロイックプリズムで構成される点である。図14のような構成とすることで、実施例1と同様の効果を得ることができる。また、図14に示した形態の他の効果としては、ダイクロイック膜の面法線方向が同じ方向に統一されるため、位相補償がより行いやすくなる点が挙げられる。
本発明の他の形態を図15に示す。図1の構成と異なる点は、位相差板7gをダイクロイック膜とクロスダイクロイックプリズムを構成する角柱状プリズムとの間に配置した点である。図15のような構成とすることで、実施例1と同様の効果を得ることができる。また、図15に示した形態の他の効果としては、ダイクロイック膜5a、5bそれぞれに対して最適化した位相差板を配置することができるので、より高いコントラストを得ることができる点が挙げられる。もちろん、青、赤の光路に配置する位相差板を、図15のようにしても、同様の効果が得られる。
0≦θ≦10[deg]・・・(式1A)または
80≦θ≦90[deg]・・・(式1B)
式1Aと式1Bの2つの範囲を持つのは、光学軸の方向cと面法線mが平行な場合と、垂直な場合があるためである。角度θが式1A、式1Bの範囲1から外れると、ダイクロイック膜で生じる位相差を補償する効果が低下するため、角度θは、式1A、または、式1Bを満たすことが好ましい。
0≦θ≦5[deg]・・・(式2A)または
85≦θ≦90[deg]・・・(式2B)
また、位相差板の光学軸の方向cは、ダイクロイック膜の面法線mとプリズム入出射面の面法線nの両方を含む面内に厳密に含まれる必要はない。好ましくは、ダイクロイック膜の面法線mとプリズムの入出射面の面法線の両方を含む面から5度以内であればよい。
5a、5b ダイクロイック膜
7r、7g、7b 位相差板
8r、8g、8b 画像表示素子
100 投射型画像表示装置
Claims (6)
- 入射光を互いの波長帯域が異なる複数の光に分離する色分離面を有する色分離素子と、
前記色分離素子により分離された光が入射する光変調素子と、
前記色分離素子と投射光学系との間に配置され、前記光変調素子により変調された光の光路を偏光方向に応じて分離して、前記投射光学系へと導く偏光分離素子と、
前記色分離素子と前記光変調素子との間に配置された位相差板を有し、
前記色分離面の法線と前記光変調素子の法線とに平行な断面において、前記位相差板の光学軸と前記色分離面の法線とは、実質的に、平行あるいは垂直であることを特徴とする投射型画像表示装置。 - 前記位相差板は第1の位相差板であり、
前記第1の位相差板と前記光変調素子との間に更に、第2の位相差板を有し、
前記色分離面の法線と前記光変調素子の法線とに平行な断面において、前記第2の位相差板の光学軸と前記色分離面の法線は、互いに平行あるいは垂直であることを特徴とする請求項1に記載の投射型画像表示装置。 - 前記色分離面の屈折率異方性を1軸性の屈折率楕円体を用いて近似したとき、
前記位相差板の常光屈折率n0と光学軸である異常光屈折率neの大小関係が、前記色分離面の常光屈折率n0と異常光屈折率neの大小関係と同じである場合は、前記色分離面の光学軸の方向と前記位相差板の光学軸の方向とが、実質的に、垂直になるよう設定し、前記位相差板の常光屈折率n0と光学軸である異常光屈折率neの大小関係が、前記色分離面の常光屈折率n0と異常光屈折率neの大小関係と異なる場合は、前記色分離面の光学軸の方向と前記位相差板の光学軸の方向とが、実質的に、平行になるよう設定することを特徴とする請求項1または2に記載の投射型画像表示装置。 - 複数の光源を有し、
前記光源から出射する光の波長分布の半値幅は、30nm以下であることを特徴とする請求項1乃至3いずれか1項に記載の投射型画像表示装置。 - 前記光変調素子へ入射する光束のうち、前記色分離素子の同一点に入射する光束の入射角度は20度以下であることを特徴とする請求項1乃至4いずれか1項に記載の投射型画像表示装置。
- 請求項1乃至5いずれか1項に記載の投射型画像表示装置と、
前記光変調素子から出射した画像光を投射面に投射する投射光学系を有することを特徴とする投射型画像表示装置。
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