JP4429682B2 - 光学エンジン - Google Patents

Description

本発明は、ディスプレイ装置の光源に関し、中でも発光ダイオードを光源とする投射型ディスプレイ装置の光学エンジンに関する。

従来、液晶プロジェクター等に用いられる光学エンジンとしては、超高圧水銀ランプを光源とするフルカラーの光学エンジンが知られている。また最近では、３色の発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源とする光学エンジンの開発が進んでいる。

図７に示すように、ＬＥＤを用いた光学エンジン１では、フルカラー表示のために光の３原色、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のそれぞれに対応した３種類のＬＥＤを用いている。通常、光量を確保するため、光源は各原色毎に基板表面に複数個の同色ＬＥＤを搭載した光源モジュールとして一体化されている。すなわち、赤色ＬＥＤは、基板の表面に複数設けられて赤色ＬＥＤモジュール２Ｒとされ、緑色ＬＥＤは緑色ＬＥＤモジュール２Ｇ、青色ＬＥＤは青色ＬＥＤモジュール２Ｂとしてそれぞれ一体化されている。また、このようなＬＥＤ光源モジュール２Ｒの出射面側には、図８に示すように、レンズアレイ３、偏光変換パネル４、フィールドレンズ５が順に配置され、これらによって光源部が構成されている（なお、図８では、赤色光源の場合を示しているが、その他２原色の場合においても同様の構成となっている）。
ＬＥＤ光源モジュール２Ｒを構成するＬＥＤ素子２２は、詳細には、通常、図８に示すように、基板２１の表面に所定間隔を隔てて縦方向及び横方向に一直線上に並んで配列されており、偏光変換パネル４を構成する偏光変換素子４１は、ＬＥＤ素子２２との組み合わせ単位（単位素子ブロック９）がストライプ状となるように配列されている（例えば、特許文献１参照）。
このような光源部からの各色の光は、ＲＧＢの各色専用に設けた映像表示素子である液晶パネル６Ｒ、６Ｇ、６Ｂに入射する。ここで、３原色の光それぞれに対して所定の映像情報を与え、色画像合成プリズム（３色合成用ダイクロイックプリズム）７に出射する。色画像合成プリズム７は、ＲＧＢ３色の光を合成し、合成した光は投映レンズ８を介してスクリーンに投映されるようになっている。
特開２００２−３７４００４号公報

しかしながら、上述の光学エンジン１では、照明光量を最大限に確保しようとして、各色のＬＥＤ光源モジュール２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを独立に最大定格で発光させると画像の白バランスが崩れ、演色性が劣化するという問題が発生する。一方、画像の白バランスを適正に保とうとすると、緑色を発光するＬＥＤ光源モジュール２Ｇからの発光量が他の２原色、特に赤色に比べて不足するという問題が生じた。したがって、緑色ＬＥＤモジュール２Ｇからの放射光量の増大が強く望まれていたが、その実現は困難であった。
また、図８及び上記特許文献１からも判るように、ＬＥＤ光源モジュール２Ｒは実効的には面光源となるので、ＬＥＤ光源モジュール２Ｒと偏光変換素子４１との組み合わせ単位（単位素子ブロック９）を従来のようにストライプ状に配列した場合には、ＬＥＤ光源モジュール２Ｒ内のＬＥＤ素子２２の実装密度を高めることが困難であり、その結果、ＬＥＤ光源モジュール２Ｒから映像表示素子（液晶パネル６）までの照明光の伝達効率が低いという問題点があった。このためＬＥＤ光源モジュール２Ｒの発光輝度の改善が望まれていた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、照明光量を増加させ、明るく、かつ、より自然光に近い演色性を持たせることができ、さらには、照明光の伝達効率を高め、高い発光輝度を得ることのできる光学エンジンを提供することを課題としている。

上記課題を解決するため、本発明の請求項１の発明は、例えば、図１、図５(a)〜(c)に示すように、赤色光源（赤色光源部１１Ｒ）と、緑色光源（緑色光源部１１Ｇ）と、青色光源（青色光源部１１Ｂ）と、これら３つの光源が出射した３原色の光を合成し出射する映像表示手段２０と、該映像表示手段が出射した光を投射する投射手段（投射レンズ３０）とを有する光学エンジン１０であって、
前記緑色光源として、黄緑色発光ダイオード（黄緑色ＬＥＤモジュール１２Ｙ）とシアン色発光ダイオード（シアン色ＬＥＤモジュール１２Ｃ）とを用い、
前記各色の光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ素子１２２）と偏光変換素子１４１とを有しており、
これら発光ダイオードと偏光変換素子とを各１個組み合わせた単位（単位素子ブロック１８）をチェック模様状に配列したことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、緑色光源として、黄緑色発光ダイオードとシアン色発光ダイオードとを用いるので、黄緑色発光ダイオードの光量にシアン色発光ダイオードの光量の一部を合わせることができ、従来の緑色発光ダイオードのみの緑色光源よりも緑色の全体光量を上げることができ、より明るい光学エンジンを実現することができる。
また、従来のように緑色発光ダイオードのみの緑色光源よりもより広帯域な緑色光源を得ることが可能となったので、より自然光に近い演色性を持ったフルカラーの光学エンジンを得ることができる。
また、発光ダイオードと偏光変換素子とを各１個組み合わせた単位をチェック模様状に配列したので、偏光変換機能を維持しつつ、従来のストライプ状の場合に比して発光ダイオードの実装密度を高めることが可能となる。その結果、光源の輝度を高めることができ、よって、照明光学系の伝達効率が改善され、この点においても明るい光学エンジンを実現することができる。

請求項２の発明は、例えば、図１に示すように、請求項１に記載の光学エンジンにおいて、
前記緑色光源として、黄緑色発光ダイオードからの光と、シアン色発光ダイオードからの光とをダイクロイックミラー１６で合成することを特徴とする。

請求項２の発明によれば、黄緑色発光ダイオードからの光と、シアン色発光ダイオードからの光とをダイクロイックミラーを用いて合成することで、容易に緑色光源として使用することができる。

請求項３の発明は、請求項２に記載の光学エンジンにおいて、
前記ダイクロイックミラーは入射角４５°において波長５３０ｎｍ付近で反射と透過の特性が切り替わることを特徴とする。

請求項３の発明によれば、波長５３０ｎｍ以下の光の成分が、ダイクロイックミラーで反射し、かつ、前記光線と直角をなす波長５３０ｎｍ以上の光の成分がダイクロイックミラーを透過して、共に緑色用映像表示手段へ入射されることとなる。もしくは、波長５３０ｎｍ以上の光の成分が反射し、波長５３０ｎｍ以下の光の成分だけが透過して、緑色用映像表示手段へ入射されることとなる。

請求項４の発明は、例えば、図５(a)に示すように、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学エンジンにおいて、
前記偏光変換素子の前記発光ダイオード側の非入射面に、コーナーキューブプリズムシート１９を設けたことを特徴とする。

請求項４の発明によれば、偏光変換素子の発光ダイオード側の非入射面に、コーナーキューブプリズムシートを設けたので、従来捨てられていた照明光を再活用して、照明光学系の伝達効率を改善することができ、この点においても明るい光学エンジンを実現することができる。

請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学エンジンにおいて、
前記映像表示手段は映像表示素子（赤色画像用液晶パネル２２Ｒ、緑色画像用液晶パネル２２Ｇ、青色用液晶パネル２２Ｂ）を有しており、
この映像表示素子の周囲に、該映像表示素子を囲み、かつ、映像表示素子面と略平行となるようにコーナーキューブプリズムシートを設けたことを特徴とする。

請求項５の発明によれば、映像表示素子の周囲に、該映像表示素子を囲み、かつ、映像表示素子面と略平行となるようにコーナーキューブプリズムシートを設けたので、従来捨てられていた照明光を再活用して、照明光学系の伝達効率を改善することができ、この点においても明るい光学エンジンを実現することができる。

本発明に係る光学エンジンによれば、緑色光源として、黄緑色発光ダイオードとシアン色発光ダイオードとを用いるので、黄緑色発光ダイオードの光量にシアン色発光ダイオードの光量の一部を合わせることができ、緑色の全体光量を上げることができ、より明るい光学エンジンを実現することができる。また、より自然光に近い演色性を持ったフルカラーの光学エンジンを得ることができる。
さらに、発光ダイオードと偏光変換素子とを各１個組み合わせた単位をチェック模様状に配列することによって、偏光変換機能を維持しつつ、発光ダイオードの実装密度を高めることが可能となる。その結果、光源の輝度を高めることができ、よって、照明光学系の伝達効率が改善される。
また、偏光変換パネルの発光ダイオード側の非入射面に、コーナーキューブプリズムシートを設けたので、従来捨てられていた照明光を再活用して、照明光学系の伝達効率を改善することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施の形態の光学エンジン１０は、３つの光源部１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂと、映像表示手段２０と、投射レンズ（投射手段）３０とを備えている。

赤色光源部１１Ｒ、緑色光源部１１Ｇ、青色光源部１１Ｂは、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色の光をそれぞれ直線偏光に変換して、映像表示手段２０を照明するものである。

赤色光源部１１Ｒは、赤色ＬＥＤモジュール１２Ｒ、レンズアレイ１３、偏光変換パネル１４、フィールドレンズ１５からなる。赤色ＬＥＤモジュール１２Ｒは、図２に示された発光スペクトルを示す赤色ＬＥＤを複数個搭載してなるモジュールであり、ピーク波長は約６３０ｎｍである。
レンズアレイ１３は、赤色ＬＥＤモジュール１２Ｒの発光側に配置され、赤色ＬＥＤモジュール１２Ｒから入射する発散光を偏光変換パネル１４１の所定の入射面に略コリメート光として効率よく集光する。
偏光変換パネル１４は、レンズアレイ１３の光軸上に配置され、レンズアレイ１３から入射した光を所定方向の直線偏光に変換する周知の素子である。
フィールドレンズ１５は断面の大きな入射光を、映像表示手段２０のより狭い入射面に絞り込むもので、偏光変換パネル１４から入射した光を映像表示手段２０へ出射する。

青色光源部１１Ｂは、青色ＬＥＤモジュール１２Ｂ、レンズアレイ１３、偏光変換パネル１４、フィールドレンズ１５からなる。
青色ＬＥＤモジュール１２Ｂは、図２に示された発光スペクトルを示す青色ＬＥＤを複数個搭載してなるモジュールであり、ピーク波長は約４７０ｎｍである。
レンズアレイ１３、偏光変換パネル１４及びフィールドレンズ１５は上述と同様のもので、フィールドレンズ１５は青色ＬＥＤモジュール１２Ｂが出射し偏光変換パネル１４を経た光を映像表示手段２０へ出射する。

緑色光源部１１Ｇは、他の２原色の光源部１１Ｒ、１１Ｂと異なり、黄緑色ＬＥＤモジュール１２Ｙ、シアン色ＬＥＤモジュール１２Ｃ、レンズアレイ１３、１３、偏光変換パネル１４、１４、フィールドレンズ１５、１５、ダイクロイックミラー１６及び光吸収ダンパー１７を備えている。
黄緑色ＬＥＤモジュール１２Ｙは、図２に示された発光スペクトルを示す黄緑色ＬＥＤを複数個搭載してなるモジュールであり、ピーク波長は約５６０ｎｍである。
シアン色ＬＥＤモジュール１２Ｃは、図２に示された発光スペクトルを示すシアン色ＬＥＤを複数個搭載してなるモジュールであり、ピーク波長は約５１０ｎｍである。
黄緑色ＬＥＤモジュール１２Ｙとシアン色ＬＥＤモジュール１２Ｃそれぞれの発光側に設けられるレンズアレイ１３、１３、偏光変換パネル１４、１４は上述と同様のものである。フィールドレンズ１５、１５は偏光変換パネル１４、１４から出射した光をダイクロイックミラー１６へ出射する。このとき、フィールドレンズ１５、１５から出射した２本の光軸がダイクロイックミラー１６で合成される。
なお、各色のＬＥＤ光源モジュール１２Ｒ、１２Ｂ、１２Ｙ、１２Ｃと偏光変換パネル１４との組み合わせ単位については、後述する。

ダイクロイックミラー１６は、図３に示すように、入射角（θ）４５°において、波長５３０ｎｍ以下の光の成分は反射し、波長５３０ｎｍ以上の光の成分は透過する。ダイクロイックミラー１６は、黄緑色ＬＥＤモジュール１２Ｙからの出射光及びシアン色ＬＥＤモジュール１２Ｃからの出射光それぞれに対して４５°の角度になり、かつ、黄緑色ＬＥＤモジュール１２Ｙから出射しダイクロイックミラー１６を透過した光と、シアン色ＬＥＤモジュール１２Ｃから出射しダイクロイックミラー１６で反射した光とが重なるように配置する。
光吸収ダンパー１７は、シアン色ＬＥＤモジュール１２Ｃから出射した光の光軸上で、ダイクロイックミラー１６のシアン色ＬＥＤモジュール１２Ｃに対し反対側に配置する。光吸収ダンパー１７は、黄緑色ＬＥＤモジュール１２Ｙからの出射光のうちダイクロイックミラー１７で反射した光、及び、シアン色ＬＥＤモジュール１２Ｃからの出射光のうちダイクロイックミラー１７を透過した光を吸収する。

黄緑色ＬＥＤモジュール１２Ｙから出射した光のうち波長５３０ｎｍ以下の成分はダイクロイックミラー１６で反射し、光吸収ダンパー１７へ吸収される。一方、波長５３０ｎｍ以上の成分はダイクロイックミラー１６を透過し、映像表示手段２０へ入射する。
また、シアン色ＬＥＤモジュール１２Ｃから出射した光のうち波長５３０ｎｍ以下の成分はダイクロイックミラー１６で反射し、映像表示手段２０へ入射する。一方、波長５３０ｎｍ以上の成分はダイクロイックミラー１６を透過し光吸収ダンパー１７へ吸収される。
したがって、緑色光源部１１Ｇの出射光のスペクトル分布は図４に示すようになる。これは、従来例のもの（図２の緑色光のスペクトル）と比べ、広帯域な緑色スペクトル分布が得られている。さらに、図２及び図３からわかるように、黄緑色ＬＥＤモジュール１２Ｙとシアン色ＬＥＤモジュール１２Ｃからの発光のうちダイクロイックミラー１６で捨てられる光の割合は共に少ないので、合成結果として通常の５４０ｎｍ付近をピークとする単色緑色ＬＥＤ光源からの光量よりも多い光量を映像表示手段（後述する緑色画像用液晶パネル２２Ｇ）２０に照射することができ、従来に比して明るい光学エンジン１０を実現することができる。

映像表示手段２０は、光源部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂから入射した３色の光を投射レンズ３０に出射するために設けられるもので、液晶パネル２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂ、３原色合成用ダイクロイックプリズム２３を備えている。
液晶パネル２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂそれぞれの入射側に設けられている偏光板２１は、入射光の所定方向の直線偏光のみを透過するもので、コントラストが改善される。
赤色画像用液晶パネル２２Ｒ、緑色画像用液晶パネル２２Ｇ、青色画像用液晶パネル２２Ｂは映像表示素子であり、偏光板２１から入射した直線偏光の方向を、画素毎に印加された電圧により回転させ透過率を制御することにより、所定の映像情報を与え、３色合成用ダイクロイックプリズム２３へ出射する。

投射レンズ３０は、映像表示手段２０から入射した光をスクリーン（図示しない）上に拡大投射する。

次に、各色のＬＥＤ光源モジュール１２Ｒ、１２Ｂ、１２Ｙ、１２Ｃと偏光変換パネル１４との組み合わせ単位について説明する。ここでは、赤色光源部１１Ｒの場合を例に挙げて説明する。
図５(a)、(b)に示すように、赤色ＬＥＤモジュール１２Ｒは、略方形状の支持基板１２１と、該支持基板１２１の表面に設けられた複数のＬＥＤ素子１２２とを備えている。
複数のＬＥＤ素子１２２は、支持基板１２１の全面にわたって縦横に所定間隔を隔てて並んで設けられている。また、横方向において互いに隣接するＬＥＤ素子１２２、１２２どうしは、縦方向において若干ずれて配置され、縦方向において互いに隣接するＬＥＤ素子１２２、１２２どうしは、横方向において若干ずれて配置されている。すなわち、縦方向及び横方向において、それぞれＬＥＤ素子１２２が配置されている箇所と配置されていない箇所とが交互になっている。

偏光変換パネル１４は、図５(a)に示すように、複数の偏光変換素子１４１を有しており、これら複数の偏光変換素子１４１がパネル状に敷き詰められている。偏光変換素子１４１は、レンズアレイ１３で成形された光束を、所定の偏光の成分に揃える周知の素子であり、本実施の形態における偏光変換素子１４１としては、その出射側の面に半波長位相差フィルム１４２が設けられており、ＬＥＤ素子１２２から放射されるランダム偏光の放射光をＳ偏光に揃える素子を用いている（図６参照）。
また、特に、ＬＥＤ素子１２２と偏光変換素子１４１とを各１個組み合わせた単位（以下、単位素子ブロック１８と言う。図６参照）がチェック模様状となるように配列されている（図５(c)参照）。すなわち、上下に互いに隣接する単位素子ブロック１８のみが光軸に対して交互に１８０°回転されている。

さらに、偏光変換パネル１４１の入射面側の設計上は光が当たらない面（ＬＥＤ素子１２２側の非入射面）に、コーナーキューブプリズムシート１９が貼り付けられている（図５(a)参照）。コーナーキューブプリズムシート１９は微小なコーナーキューブプリズムがシート状に敷き詰められてなるものである。
また、図示しないが光学系のレンズホルダーの枠にもコーナーキューブプリズムシートが貼り付けられている。さらに、図示しないが、映像表示手段２０の液晶パネル２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂの枠、すなわち映像表示素子の周囲に、該映像表示素子を囲み、かつ、液晶パネル面と略平行となるようにコーナーキューブプリズムシートが貼り付けられている。

本実施の形態で使用するコーナーキューブプリズムとは、入射光線を反射する際に入射方向へ戻すという特性がある。そのため、コーナーキューブプリズムを照明光学系の中で漏れ光線が当たる上記箇所に設置すれば、漏れ光線をＬＥＤ素子へと戻すことができる。しかし、コーナーキューブプリズムの特性として、反射光の光軸は厳密には入射光の光軸とは一致せずコーナーキューブプリズムのサイズに依存する長さだけ横にずれるので、戻された光線は厳密にはＬＥＤ内の元の発光点には戻らず、ＬＥＤ素子から再放射される際には全く同じ軌跡の光線とはならない。このため、再放射光線は照明光学系の中に有効に採り込まれる可能性が生じる。
このように、コーナーキューブプリズムシートを上述の所定箇所に設けることにより、有効照明光量において約５〜１０％のアップが見られる。

次に、上述のような構成の光学エンジン１０における光の進み方を図１を参照して説明する。
赤色光源部１１Ｒにおいて、赤色ＬＥＤモジュール１２Ｒから出射した赤色光は、レンズアレイ１３を介して偏光変換パネル１４で所定方向の直線偏光に変換される。ここで予め照明光を所定方向の直線偏光に揃えると、光利用効率が飛躍的に向上する。偏光変換パネル１４から出射した赤色光は、フィールドレンズ１５を介して映像表示手段２０へ入射する。
映像表示手段２０へ入射した赤色光は、偏光板２１を透過し、赤色画像用液晶パネル２２Ｒへ入射する。液晶パネル２２Ｒでは赤色光に赤色用映像情報を与える。映像情報を与えられた赤色光は、３色合成用ダイクロイックプリズム２３へ入射する。

青色光源部１１Ｂにおいても、赤色光源部１１Ｒと同様に、青色ＬＥＤモジュール１２Ｂから出射した光は、偏光変換パネル１４を透過し、フィールドレンズ１５を介し映像表示手段２０へ入射する。映像表示手段２０へ入射した青色光は、偏光板２１を透過し、青色画像用液晶パネル２２Ｂで青色用映像情報を与えられ、３色合成用ダイクロイックプリズム２３へ入射する。

緑色光源部１１Ｇにおいては、黄緑色ＬＥＤモジュール１２Ｙから出射した光は、偏光変換パネル１４を透過し、フィールドレンズ１５を介しダイクロイックミラー１６に入射する。ダイクロイックミラー１６に入射した黄緑色光のうち、波長５３０ｎｍ以下の成分は反射し、光吸収ダンパー１７へ吸収され、波長５３０ｎｍ以上の成分のみが透過し、映像表示手段２０へ入射する。

一方、シアン色ＬＥＤモジュール１２Ｃから出射した光は、偏光変換パネル１４を透過し、フィールドレンズ１５を介しダイクロイックミラー１６に入射する。ダイクロイックミラー１６に入射したシアン色光のうち、波長５３０ｎｍ以下の成分は、反射し、映像表示手段２０へ入射し、波長５３０ｎｍ以上の成分は、透過し、光吸収ダンパー１７へ吸収される。
よって、黄緑色ＬＥＤの出射光のうち波長５３０ｎｍ以上の成分と、シアン色ＬＥＤの出射光のうち波長５３０ｎｍ以下の成分とを重ね合わせた光が、緑色光源部１１Ｇの出射光として得られる。

そして、映像表示手段２０へ入射した合成緑色光は、偏光板２１を透過し、緑色画像用液晶パネル２２Ｇへ入射する。緑色画像用液晶パネル２２Ｇでは合成緑色光に映像情報を与える。映像情報を与えられた合成緑色光は、３色合成用ダイクロイックプリズム２３へ入射する。
３色合成用ダイクロイックプリズム２３に入射したＲＧＢ３色の光は合成され、フルカラーの画像となり投射レンズ３０に入射し、投射レンズ３０からスクリーンに投射される。

以上、本発明の実施の形態の光学エンジン１０によれば、黄緑色ＬＥＤモジュール１２Ｙの出射光の波長５３０ｎｍ以上の成分と、シアン色ＬＥＤモジュール１２Ｃの出射光の波長５３０ｎｍ以下の成分とをダイクロイックミラー１６で重ね合わせて緑色光源部１１Ｇの出射光としたので、従来の緑色発光ダイオードのみの緑色光源よりも緑色の全体光量を上げることができ、より明るい光学エンジン１０を実現することができる。また、従来のように緑色発光ダイオードのみの緑色光源よりもより広帯域な緑色光源を得ることが可能となったので、より自然光に近い演色性を持ったフルカラーの光学エンジン１０を得ることができる。
また、各色の光源部１１Ｒ、１１Ｇ、１１ＢにおいてＬＥＤ素子１２２と偏光変換素子１４１とを各１個組み合わせた単位素子ブロック１８がチェック模様状となるように配列されているので、偏光変換機能を維持しつつ、ＬＥＤ素子１２２の実装密度を高めることが可能となる。その結果、高輝度で、照明光学系の伝達効率が改善される。
さらに、偏光変換パネル１４１の入射面側の設計上光が当たらない面や、液晶パネル２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂの枠にコーナーキューブプリズムシート１９を設けたので、従来捨てられていた照明光を再活用して、照明光学系の伝達効率が改善される。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では、緑色画像用液晶パネル２２Ｇを照明するために、シアン色ＬＥＤモジュール１２Ｃの出射光はダイクロイックミラー１６で９０°折り曲げて反射させ、黄緑色ＬＥＤモジュール１２Ｙの出射光は透過させているが、逆に、シアン色ＬＥＤモジュール１２Ｃの出射光をダイクロイックミラー１６で透過させ、黄緑色ＬＥＤモジュール１２Ｙの出射光を９０°折り曲げて反射させる配置でも構わない。その場合は、２つのＬＥＤモジュール１２Ｙ、１２Ｃを入れ替えて、さらにダイクロイックミラー１６として、波長５３０ｎｍ以下の光の成分は透過するが、波長５３０ｎｍ以上の光の成分は反射するものを使用すれば良い。

本発明の実施の形態の光学エンジンの一例を示す概略構成図である。 図１に示した光源の波長特性を示す図である。 図１に示したダイクロイックミラーの反射・透過特性を示す図である。 図１の緑色光源部の発光スペクトル分布図である。 (a)は、ＬＥＤ光源モジュールと偏光変換素子との相対的位置関係を説明するための平断面図、(b)は、ＬＥＤ光源モジュールの正面図、(c)は、偏光変換パネルの正面図である。 ＬＥＤ光源モジュールと偏光変換素子との組み合わせ単位を説明するための図である。 従来例の光学エンジンを示す概略構成図である。 従来例のＬＥＤ光源モジュールと偏光変換素子との相対的位置関係を説明するための斜視図である。

符号の説明

１０ 光学エンジン
１１Ｒ 赤色光源部（赤色光源）
１１Ｇ 緑色光源部（緑色光源）
１１Ｂ 青色光源部（青色光源）
１２Ｙ 黄緑色ＬＥＤモジュール（黄緑色発光ダイオード）
１２Ｃ シアン色ＬＥＤモジュール（シアン色発光ダイオード）
１６ ダイクロイックミラー
１８ 単位素子ブロック（組み合わせ単位）
１９ コーナーキューブプリズムシート
２０ 映像表示手段
２２Ｒ 赤色画像用液晶パネル（映像表示素子）
２２Ｇ 緑色画像用液晶パネル（映像表示素子）
２２Ｂ 青色画像用液晶パネル（映像表示素子）
３０ 投射レンズ（投射手段）
１２２ ＬＥＤ素子
１４１ 偏光変換素子

Claims (5)

1. 赤色光源と、緑色光源と、青色光源と、これら３つの光源が出射した３原色の光を合成し出射する映像表示手段と、該映像表示手段が出射した光を投射する投射手段とを有する光学エンジンであって、
   前記緑色光源として、黄緑色発光ダイオードとシアン色発光ダイオードとを用い、
   前記各色の光源は、発光ダイオードと偏光変換素子とを有しており、
   これら発光ダイオードと偏光変換素子とを各１個組み合わせた単位をチェック模様状に配列したことを特徴とする光学エンジン。
2. 前記緑色光源として、黄緑色発光ダイオードからの光と、シアン色発光ダイオードからの光とをダイクロイックミラーで合成することを特徴とする請求項１に記載の光学エンジン。
3. 前記ダイクロイックミラーは入射角４５°において波長５３０ｎｍ付近で反射と透過の特性が切り替わることを特徴とする請求項２に記載の光学エンジン。
4. 前記偏光変換素子の前記発光ダイオード側の非入射面に、コーナーキューブプリズムシートを設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学エンジン。
5. 前記映像表示手段は映像表示素子を有しており、
   該映像表示素子の周囲に、該映像表示素子を囲むようにコーナーキューブプリズムシートを映像表示素子面と略平行に設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学エンジン。

Images