JP3472509B2 - 照射型表示装置 - Google Patents
照射型表示装置Info
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Description
ーなどの照射型表示装置に関し、より詳細には、複数個
の光源を備えた照射型表示装置に関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来より、この種の照射型表示装置にお
いて、表示画像の明るさを向上させるために、発光源を
複数個設けたものが知られている。図6は従来の発光源
を2個設けた照射型表示装置の概略構成を示す平面説明
図である。尚、図6の照射型表示装置は、光の合成をク
ロスダイクロプリズムで行う液晶ライトバルブ3板式光
学系を採用した構成としている。 【0003】図6において、2組の光源1a,1b及び
リフレクター2a,2bは、それぞれが隣り合うように
並べて配置されており、リフレクター2a,2bで反射
された光源1a,1bからの出射光は、複数のレンズを
組み合わせてなる第一のレンズアレイ3に入射する。こ
の第一のレンズアレイ3は、2組の光源1a,1b及び
リフレクター2a,2bに対し、同様の作用をしてい
る。 【0004】第一のレンズアレイ3は、リフレクター2
a,2bより出射した光束を、各レンズにより複数の部
分光束に分割し、第一のレンズアレイ3の各レンズと対
をなす複数のレンズからなる第二のレンズアレイ4の開
口部付近で光束を収束させる。また、第二のレンズアレ
イ4は、第一のレンズアレイ3のレンズ開口形状を被照
射面である液晶ライトバルブ8に結像照明する。 【0005】第二のレンズアレイ4の透過光は、コンデ
ンサレンズ5を通過した後、ダイクロイックミラー6で
青色光(B光)及び緑光(G光)が反射され、赤色光
(R光)のみがダイクロイックミラー6を透過する。ダ
イクロイックミラー6を透過したR光は、R信号変換用
液晶ライトバルブ8aで映像情報に変換される。 【0006】ダイクロイックミラー6で反射したG光、
B光は、さらにダイクロイックミラー7により反射G光
と透過B光とに分離される。ダイクロイックミラー7で
反射したG光は、G信号変換用液晶ライトバルブ8bで
映像情報に変換される。 【0007】ダイクロイックミラー7を透過したB光
は、R光、G光と光路長が異なってしまうため、リレー
レンズ9a,9bを介して、B信号変換用液晶ライトバ
ルブ8cで映像情報に変換される。それぞれの液晶ライ
トバルブ8a,8b,8cによる映像情報変換光は、ク
ロスダイクロイックプリズム10にて合成され、投射レ
ンズ11によってスクリーン12に投影される。 【0008】ここで、第一のレンズアレイ3及び第二の
レンズアレイ4上での、2つの光源1a,1bからの光
の分布を図7に示す。尚、第一のレンズアレイ3及び第
二のレンズアレイ4は、図7(a)に示すように、5行
12列のレンズの組み合わせにより構成されており、ほ
ぼ同様な仕様となっている。 【0009】2個の光源1a,1bから放射された光
は、図7(b)に示すように、第一のレンズアレイ3上
で、各リフレクター2a,2bの出射開口部とほぼ同形
状の分布する。このとき、第二のレンズアレイ4上での
光分布は、図7(c)に示すとおりとなる。 【0010】次に、レンズアレイでの光の収束作用を図
8に示す。光源1a,1bより放射され、リフレクター
2a,2bで反射された光源光は、第一のレンズアレイ
3を透過して第二のレンズアレイ4に結像をする。従っ
て、第二のレンズアレイ4では、図7(c)で示したよ
うな光源像が結像することとなる。 【0011】このとき、第二のレンズアレイ4に結像す
るのは、そのレンズに対応する第一のレンズアレイ3の
レンズでリフレクター2a,2bからの光が存在するレ
ンズのみとなる。このため、第一のレンズアレイ3及び
第二のレンズアレイ4上の光の存在する範囲は、ほぼ同
一となる。 【0012】また、第二のレンズアレイ4を透過した光
は、被照射面である液晶ライトバルブ8に結像照明され
る。このとき、それぞれのレンズアレイ4,5のレンズ
より出射した光は、コンデンサレンズ5により曲げら
れ、液晶ライトバルブ8面で同一位置に重なるように結
像する。従って、光源1a,1bから放射された光は、
リフレクター2a,2bを2個並べて配置した場合であ
っても、液晶ライトバルブ8面に均一な照明をすること
が可能となる。 【0013】さらに、第二のレンズアレイ4上に形成さ
れる光源光の存在する範囲を図9に示す。図9から判る
ように、第二のレンズアレイ4上で光の発生する範囲
は、ほぼリフレクター2a,2bの出射開口部形状と同
一となっている。 【0014】第二のレンズアレイ4上で光の発生する範
囲は、投射レンズ11での光の有効な取り込みを考慮す
ると、有効取り込み範囲である円形の中に入っている必
要がある。この投射レンズ11での取り込み範囲と光の
分布範囲との関係を図10に示す。 【0015】ここで問題になるのは、投射レンズ11で
の取り込み範囲の円領域に対し、第二のレンズアレイ4
で光の存在する範囲が小さいことである。これは、集光
効率が悪いことを示しており、投射レンズ11として有
効に取り込むことができる位置に光が存在しないことが
原因している。 【0016】このような問題点を改善する方法として、
図11に示すように、各リフレクター2a,2b同士の
隣り合う面をカットするとともに、2つのリフレクター
2a,2bの中心軸をなるべく近付けて配置する方法が
ある。 【0017】この方法において、投射レンズ11での取
り込み範囲と光の分布範囲との関係を図12に示す。し
かしながら、この場合でも、リフレクター2a,2bの
形状として、カット面にツバを付ける必要があるため、
この部分が反射面としては無効領域となる。 【0018】また、リフレクター2a,2b同士を完全
に接触させて配置すると、当該装置の輸送途中などの振
動により、接触面がダメージを受ける可能性があるた
め、設計的に2つのリフレクター2a,2bを離して配
置する必要がある。従って、この離した分の領域も反斜
面として無効領域となる。 【0019】よって、図12からも判るように、中央部
に光の無い部分が生じ、この部分での集光効率の低下が
生じる。また、リフレクター2a,2bの形状を円形状
よりカットすると、リフレクター2a,2bの作成上、
カット部分に反斜面形状の乱れなどが発生し、これによ
っても集光効率を低下させることになる。 【0020】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の照射型表示装置においては、光源1a,1bを
2個用いた場合、各リフレクター2a,2bを隣り合う
ように並べて配置しているため、リフレクター2a,2
bのツバによる無効領域、及び2つのリフレクター2
a,2bの取付け間隔による無効領域が生じ、集光効率
の低下を招来するという問題があった。また、リフレク
ター2a,2bをカット形状とした場合にも、カット部
分の反斜面形状の乱れなどにより、やはり集光効率の低
下をきたすという問題があった。 【0021】本発明は、上述したような点に鑑みてなさ
れたものであり、光源を複数個用いた場合であっても、
集光ロスの少ない照射型表示装置を提供することを目的
とする。 【0022】 【課題を解決するための手段】本願発明に係る照射型表
示装置は、第一の発光源と、該第一の発光源による放射
光を、単一方向に指向された光束に変換して出射する第
一の集光手段と、第二の発光源と、該第二の発光源によ
る放射光を、単一方向に指向された光束に変換して出射
する第二の集光手段と、前記第一及び第二の集光手段に
よる出射光束を、複数の部分光束に分割する複数のレン
ズからなる第一のレンズアレイと、該第一のレンズアレ
イと対をなす複数のレンズからなる第二のレンズアレイ
とを備え、前記第一のレンズアレイの各レンズの開口形
状を、前記第二のレンズアレイの各レンズによって、被
照射面に結像照明させる照射型表示装置において、前記
第一の集光手段による出射光束を、直接前記第一のレン
ズアレイに入射させるとともに、前記第二の集光手段に
よる出射光束を、反射手段により光路を折り曲げた後、
前記第一のレンズアレイに入射させ、前記第一の集光手
段と前記第二の集光手段とを上下にずらすとともに、そ
れぞれの出射方向が直交するように配置されるものであ
る。 【0023】これによって、第一及び第二の集光手段
を、両者の間に無効領域が生じない位置に配置すること
が可能となり、集光効率の低下を抑制することができ
る。また、第一及び第二の集光手段として、円形リフレ
クターを用いることが可能であるので、反射面形状の乱
れなどによる集光効率の低下を招来することなく、集光
ロスの少ない、明るい表示画像を得ることができる。 【0024】 【発明の実施の形態】以下、本発明の照射型表示装置の
一実施形態を、図1乃至図5とともに説明するが、上述
の従来例と同一部分には同一符号を付し、その説明は省
略する。 【0025】ここで、図1は本実施形態の照射型表示装
置の概略構成を示す平面説明図、図2は本実施形態の照
射型表示装置の要部概略構成を示す側面説明図、図3は
本実施形態の照射型表示装置の要部概略構成を示す3面
説明図、図4は本実施形態の照射型表示装置におけるレ
ンズアレイでの照度分布を示す模式図、図5は本実施形
態の照射型表示装置における投射レンズでの取り込み範
囲と光の分布範囲との関係を示す説明図である。 【0026】本実施形態の照射型表示装置は、図1及び
図2に示すように、図6とともに上述した従来例と比べ
て、2つの光源1a,1b及びリフレクター2a,2b
の配置位置を変えるとともに、リフレクター2bからの
出射光を全反射して第一のレンズアレイ3入射するミラ
ー13を設けている。その他の構成は、上記従来例と同
様である。 【0027】すなわち、リフレクター2aにて反射され
た光源1aからの光は、複数のレンズを組み合わせた第
一のレンズアレイ3に直接入射する。一方、リフレクタ
ー2bにて反射された光源1bからの光は、ミラー13
により反射されて光路を曲げられた後、第一のレンズア
レイ3に入射する。 【0028】2組の光源1a,1b、リフレクター2
a,2bの配置としては、図3に示すように、それぞれ
のリフレクター2a,2bが互いに干渉することを防止
するため、直接入射をするリフレクター2aを下段に、
ミラー13にて光路を曲げて入射するリフレクター2b
を上段にそれぞれ配置している。 【0029】また、それそれのリフレクター2a,2b
の光軸は、最も集光効率が良くなるように、上方(Y方
向)から見た場合の光軸が同一軸となるように配置され
ている。また、側方(X方向,Z方向)から見たそれぞ
れの光軸は、最も効率が良くなるように、互いの光軸を
近付けて配置されている。 【0030】このように、各リフレクター2a,2bを
上下にずらすとともに、それぞれの出射方向が直交する
ように配置することによって、上述した従来例のよう
に、各リフレクター2a,2b同士が干渉して配置でき
なかったような配置も可能としている。 【0031】それぞれの光路を経て、第一のレンズアレ
イ3に入射した光は、その光束が複数の部分光束に分割
され、対をなす第二のレンズアレイ4の開口部付近で収
束される。第二のレンズアレイ4は、これと対をなす第
一のレンズアレイ3の開口形状を被照射面である液晶ラ
イトバルブ8に結像照明させる。 【0032】ここで、第一のレンズアレイ3及び第二の
レンズアレイ4上での、2つの光源1a,1bからの光
の分布を図4に示す。図4から判るように、2つの光源
1a,1bからの光の存在する範囲の間には、無効領域
となる部分が無い。 【0033】これは、2つのリフレクター2a,2b
が、直接入射と反射入射との2通りの光路で入射してい
るので、各リフレクター2a,2bが互いに干渉するこ
となく、それぞれの光の存在する領域を近接させること
ができるためである。 【0034】また、本実施形態における投射レンズ11
での取り込みと光の範囲とを図5に示す。図5からも判
るように、本実施形態によれば、投射レンズ11の取り
込みと光の存在する領域とのマッチングが良く、集光効
率の向上を実現することが可能となっている。 【0035】また、本実施形態の場合、リフレクター2
a,2bの開口形状を円形状のまま用いているため、リ
フレクターの形状を円形状よりカットした場合に発生す
る反射面形状の乱れなどがなく、これによる集光効率の
低下も発生しない。 【0036】 【発明の効果】本願発明に係る照射型表示装置は、各リ
フレクターを上下にずらすとともに、それぞれの出射方
向が直交するように配置しているので、各リフレクター
同士が干渉して配置できなかったような配置が可能とな
る。また、第一及び第二の集光手段からの光の存在する
範囲の間には、無効領域が生じない位置に配置すること
が可能となり、集光効率の低下を抑制することができ
る。更に、第一及び第二の集光手段として、円形リフレ
クターを用いることが可能であるので、反射面形状の乱
れなどによる集光効率の低下を招来することなく、集光
ロスの少ない、明るい表示画像を得ることができる。そ
してまた、投射レンズの取り込みと光の存在する領域と
のマッチングが良く、集光効率の向上を実現することが
可能となる。
概略構成を示す平面説明図である。 【図2】本発明の照射型表示装置の一実施形態における
要部概略構成を示す側面説明図である。 【図3】本発明の照射型表示装置の一実施形態における
要部概略構成を示す3面説明図である。 【図4】本発明の照射型表示装置の一実施形態における
レンズアレイでの照度分布を示す模式図である。 【図5】本発明の照射型表示装置の一実施形態における
投射レンズでの取り込み範囲と光の分布範囲との関係を
示す説明図である。 【図6】従来の照射型表示装置における概略構成を示す
平面説明図である。 【図7】従来の照射型表示装置におけるレンズアレイで
の照度分布を示す説明図である。 【図8】従来の照射型表示装置におけるレンズアレイに
よる光の収束作用を示す説明図である。 【図9】従来の照射型表示装置におけるレンズアレイで
の照度分布を示す模式図である。 【図10】従来の照射型表示装置における投射レンズで
の取り込み範囲と光の分布範囲との関係を示す説明図で
ある。 【図11】他の従来の照射型表示装置におけるレンズア
レイでの照度分布を示す模式図である。 【図12】他の従来の照射型表示装置における投射レン
ズでの取り込み範囲と光の分布範囲との関係を示す説明
図である。 【符号の説明】 1a,1b 光源 2a,2b リフレクター 3 第一のレンズアレイ 4 第二のレンズアレイ 5 コンデンサレンズ 6 ダイクロイックミラー 7 ダイクロイックミラー 8 液晶ライトバルブ 9 リレーレンズ 10 クロスダイクロイックプリズム 11 投射レンズ 13 ミラー
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 第一の発光源と、 該第一の発光源による放射光を、単一方向に指向された
光束に変換して出射する第一の集光手段と、 第二の発光源と、 該第二の発光源による放射光を、単一方向に指向された
光束に変換して出射する第二の集光手段と、 前記第一及び第二の集光手段による出射光束を、複数の
部分光束に分割する複数のレンズからなる第一のレンズ
アレイと、 該第一のレンズアレイと対をなす複数のレンズからなる
第二のレンズアレイとを備え、 前記第一のレンズアレイの各レンズの開口形状を、前記
第二のレンズアレイの各レンズによって、被照射面に結
像照明させる照射型表示装置において、 前記第一の集光手段による出射光束を、直接前記第一の
レンズアレイに入射させるとともに、 前記第二の集光手段による出射光束を、反射手段により
光路を折り曲げた後、前記第一のレンズアレイに入射さ
せ、前記第一の集光手段と前記第二の集光手段とを上下にず
らすとともに、それぞれの出射方向が直交するように配
置された ことを特徴とする照射型表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16765699A JP3472509B2 (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 照射型表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16765699A JP3472509B2 (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 照射型表示装置 |
Publications (2)
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---|---|
JP2000356807A JP2000356807A (ja) | 2000-12-26 |
JP3472509B2 true JP3472509B2 (ja) | 2003-12-02 |
Family
ID=15853811
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16765699A Expired - Fee Related JP3472509B2 (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 照射型表示装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP3472509B2 (ja) |
-
1999
- 1999-06-15 JP JP16765699A patent/JP3472509B2/ja not_active Expired - Fee Related
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