(57)【要約】【課題】  補助光源を用いて色再現性を高めることができる照明装置及びこれを用いた投写型映像表示装置を提供する。【解決手段】  この照明装置は、略平行光を出射する白色の第１光源１１と、第１光源１１からの出射光を反射して特定方向に導く光学要素２３ａが所定間隔で複数形成された光学部材２３と、光学要素２３ａ間に配置され特定方向と平行な方向に略平行光を出射する共に第１光源１１における色再現性の観点から不足するとされる波長成分の光を出射する第２光源２４と、を有することを特徴とする。また、投写型映像表示装置は、この照明装置と、照明装置から出射された光を変調する光変調素子５と、光変調素子５から出射された映像光を投写する投写レンズと、を備えることを特徴とする。【選択図】          図２
2008066300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略平行光を出射する第１光源と、前記第１光源からの出射光を特定方向に導く光学要素が所定間隔で複数形成された光学部材と、前記光学要素間に配置されて前記特定方向と平行な方向に略平行光を出射する第２光源と、を有して成り、前記第１光源として白色光源を備え、前記第２光源として前記白色光源における色再現性の観点から不足するとされる波長成分の光を出射する補助光源を備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
略平行光を出射する白色の第１光源と、
前記第１光源からの出射光を反射して特定方向に導く光学要素が所定間隔で複数形成された光学部材と、
前記光学要素間に配置され前記特定方向と平行な方向に略平行光を出射する共に前記第１光源における色再現性の観点から不足するとされる波長成分の光を出射する第２光源と、
を有することを特徴とする照明装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の照明装置において、
前記第２光源は固体光源であることを特徴とする照明装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の照明装置と、
前記照明装置から出射された光を変調する光変調素子と、
前記光変調素子から出射された映像光を投写する投写レンズと、
を備えることを特徴とする投写型映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、照明装置及び投写型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクタなどに用いられる照明装置としては、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等の白色ランプと、その照射光を平行光化するパラボラリフレクタから成るものが一般的である。更に、近年においては、発光ダイオード（ＬＥＤ）を補助光源とし、白色ランプ（特に、水銀系放電ランプ）における色再現性の観点から不足するとされる波長成分を補うことが考えられている（特許文献１参照）。また、照明装置として複数の光源を用いる多灯式照明装置を用いる投写型映像表示装置が在る（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−１７４８５４号公報
【特許文献２】特開２００２−２９６６７９号公報
【特許文献３】特開２００１−３０５６５６号公報
【特許文献４】特開２０００−３０５０４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、発光ダイオードなどを補助光源として用いて白色光源における色再現性を向上させることにおいては更なる改善が求められている。
【０００４】
この発明は、上記の事情に鑑み、補助光源を用いて色再現性を高めることができる照明装置及びこれを用いた投写型映像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明の照明装置は、上記の課題を解決するために、略平行光を出射する第１光源と、前記第１光源からの出射光を特定方向に導く光学要素が所定間隔で複数形成された光学部材と、前記光学要素間に配置されて前記特定方向と平行な方向に略平行光を出射する第２光源群と、を有して成り、前記第１光源として白色光源を備え、前記第２光源群として前記白色光源における色再現性の観点から不足するとされる波長成分の光を出射する補助光源を備えたことを特徴とする。
【０００６】
また、この発明の照明装置は、略平行光を出射する白色の第１光源と、前記第１光源からの出射光を反射して特定方向に導く光学要素が所定間隔で複数形成された光学部材と、前記光学要素間に配置され前記特定方向と平行な方向に略平行光を出射する共に前記第１光源における色再現性の観点から不足するとされる波長成分の光を出射する第２光源と、を有することを特徴とする。
【０００７】
上記の構成であれば、白色光源からの白色光に補助光源からの補助光が前記光学部材によって無駄無く利用されて一光軸上に合成される。前記補助光源は略平行光を出射する固体光源を複数個配置して成るものでもよい。
【０００８】
また、この発明の投写型映像表示装置は、照明装置から出射された光をライトバルブにより変調して投写する投写型映像表示装置において、前記照明装置として上述のいずれかの照明装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、補助光源を用いて色再現性を高める照明を行うことが可能になり、投写型映像表示装置において高品質な映像投影が行えるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の実施形態の照明装置及び投写型映像表示装置を図１及び図２に基づいて説明していく。
【００１１】
図１は、この発明の実施形態の照明装置及び投写型映像表示装置を示した概略の構成図である。照明装置１は、白色光源１１と、補助光源１２と、反射合成部１３と、を備えて成る。そして、投写型映像表示装置１０は、上記照明装置１と、インテグレータレンズ１４と、偏光変換装置１５と、コンデンサレンズ２，３，４と、液晶表示パネル５と、投写レンズ６とを備えて成る。なお、かかる図では、説明の簡略化のために単板構成的に光学系を示しているが、いわゆる三板式構成においては、色分離光学系と色合成系とが加わる構成となる。
【００１２】
インテグレータレンズ１４は、一対のフライアイレンズ１４ａ，１４ｂから成り個々の凸レンズ対が光源１１，１２からの光を液晶表示パネル５の全面に照射するように設計され、光源１１，１２から出射された光に存在する部分的な輝度ムラを平均化して画面中央と周辺部とでの光量差を低減すると共に補助光源１２の色光を白色光にムラなく混合するようになっている。
【００１３】
偏光変換装置１５は、偏光ビームスプリッタアレイ（以下、ＰＢＳアレイと称する）によって構成される。ＰＢＳアレイは、偏光分離膜と位相差板（１／２λ板）とを備える。ＰＢＳアレイの各偏光分離膜は、インテグレータレンズ１４からの光のうち例えばＰ偏光を通過させ、Ｓ偏光を９０°光路変更する。光路変更されたＳ偏光は隣接の偏光分離膜にて反射され、その前側（光出射側）に設けてある前記位相差板によってＰ偏光に変換されて出射される。一方、偏光分離膜を透過したＰ偏光は、そのまま出射される。すなわち、この場合には、ほぼ全ての光はＰ偏光に変換される。上記の例では、全ての光をＰ偏光に変換する構成としたが、位相差板位置をＰ偏光出射位置に設けることで、全てＳ偏光に変換する構成とすることができる。
【００１４】
上記照明装置１から出射された光は、コンデンサレンズ２，３，４を経て液晶表示パネル５に至る。この液晶表示パネル５に入射した光は各画素において設定された光透過率に従って光強度変調を受けて映像光となり、投写レンズ６によって図示しないスクリーンに投影される。
【００１５】
以下、照明装置１について詳しく述べていく。前記白色光源１１における発光部は、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等から成り、その照射光はパラボラリフレクタによって略平行光となって出射される。
【００１６】
また、補助光源１２は、ＬＥＤチップ１２ａ…がアレイ状に配置されると共に各ＬＥＤチップ１２ａの光出射側に平行光化用のレンズセル１２ｂ…を配置して成るものである。補助光源１２は例えばインテグレータレンズ１４と相似形に形成される。ＬＥＤチップ１２ａ…は透明樹脂によりモールドされており、この透明樹脂が凸状に形成されて前記レンズセル１２ｂ…を成している。
【００１７】
ＬＥＤチップ１２ａとしては、白色光源１１において色再現性の観点から不足するとされる赤色波長成分を出射するものを選んでいる。勿論、同一波長の光を出射するＬＥＤチップだけを設けるのではなく、赤色光範囲で互いに出射光波長が異なるＬＥＤを配置してもよい。また、複数のＬＥＤを群に分けて選択的に通電が行なえるようにスイッチを設け、選択的に発光させることができるようにしてもよい。これによれば、所定の波長成分の光量を増減して色再現調整範囲の拡大を図ることができる。なお、個々に作製されたモールド済みＬＥＤをアレイ状に配置して補助光源１２とすることもできる。
【００１８】
反射合成部１３は、例えば、ガラス基板表面に多数の三角柱状部を条設し、前記三角柱状部における山形に向かい合う面に高反射率を有する反射膜を蒸着し、当該面を第１，第２反射面１３ａ，１３ｂとした構造を有する。そして、光源１１，１２は、当該光源１１から出射される光束の光軸と当該光源１２から出射される光束の光軸とが共に反射合成部１３の反射面１３ａ，１３ｂと垂直な平面上において垂線Ｏ（図では反射光の光軸と垂線Ｏを共通化して示している）と所定の角度αをなすように、対称に配置されている。また、白色光源１１から出射された光は反射面１３ａに反射されて垂線Ｏに平行な方向に反射され、補助光源１２から出射された光は反射面１３ｂに反射されて垂線Ｏに平行な方向に反射されるように、前記三角柱状部における山形に向かい合う面（反射面１３ａ，１３ｂ）の角度（頂角）及び光源１１，１２の位置が設定されている。すなわち、反射合成部１３によって、白色光源１１からの出射光と補助光源１２からの出射光とが一光軸上で無駄なく合成される。
【００１９】
なお、上記実施例では、反射合成部１３を用いて第１，第２光源１１，１２の両光を合成するようにしたが、例えばガラス基板表面に多数の三角柱状部を条設した透明部材を用い、第１，第２光源１１，１２の両光を透過屈折させて合成するようにしてもよいものである。
【００２０】
図２に他の実施形態を示す。この図２に示す反射合成部２３は、前述の反射合成部１３において第１反射面１３ａを残して反射面２３ａとし、第２反射面１３ｂが位置していた領域に凹部２３ｂを形成したものに相当する。各凹部２３ｂ…にはモールド済みＬＥＤ２４…が設けられている。
【００２１】
白色光源１１から出射された光は反射面２３ａによって反射される。ＬＥＤ２４…は前記反射の方向と平行な方向に略平行光を出射する。ＬＥＤ２４…は補助光源を成すものであり、白色光源１１における色再現性の観点から不足するとされる波長成分の光を出射する。白色光及び補助光は図示しないインテグレータレンズによってムラなく混合されて液晶表示パネルに導かれる。
【００２２】
なお、以上の実施形態においては、透過型の液晶表示パネル５を用いたが、これに限るものではなく、反射型の液晶表示パネルを用いてもよいし、或いは、液晶表示パネルに代えて例えば微小ミラーを個別に駆動するタイプの光変調素子を用いてもよいものである。また、固体光源は発光ダイオード（ＬＥＤ）に限るものではない。また、点光源に限らず、面光源（有機ＥＬ等）を補助光源としてもよいものである。また、色純度が高い固体光源を補助光源として用いるのがよいが、色純度が高いのであればランプ光源を補助光源として用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明の実施形態の照明装置及び投写型映像表示装置の光学系を示した説明図である。
【図２】この発明の他の実施形態を示した説明図である。
【符号の説明】
【００２４】
１    照明装置
２，３，４  コンデンサレンズ
５    液晶表示パネル
６    投写レンズ
１０  投写型映像表示装置
１１  白色光源
１２  補助光源（１２ａ：ＬＥＤチップ，１２ｂ：レンズセル）
１３  反射合成部（１３ａ：第１反射面，１３ｂ：第２反射面）
１４  インテグレータレンズ
１５  偏光変換装置
２３  反射合成部（２３ａ：反射面，２３ｂ：凹部）
２４  ＬＥＤ
【図１】
2008066300.tif 000003
【図２】
2008066300.tif 000004