(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相異なる色を有する第１乃至第３の光をそれぞれ照射する第１乃至第３の光源ユニットと、前記第１乃至第３の光の光路を結合する光路結合部材と、前記第１乃至第３の光を画像情報に応じて順次に変調する光変調素子と、前記変調された光をスクリーンに拡大投射させる投射レンズユニットと、を含み、
前記光路結合部材は、
前記第１、第２の光が入射される第１、第２の入射面と、前記第１の入射面と対面された第１の射出面と、前記第１の光を反射させて前記第２の光を透過させ、前記第１の射出面に案内する第１の選択的反射面と、を備える第１のプリズムと、
前記第３の光が入射される第３の入射面と、前記第１の射出面から射出される第１、第２の光が入射される第４の入射面と、前記第４の入射面と対面された第２の射出面と、前記第３の光を反射させて前記第１、第２の光を透過させ、前記第２の射出面に案内する第２の選択的反射面と、を備える第２のプリズムと、を含み、
前記第１乃至第３の光源ユニットは、放物面状の第１の反射面を備えるコリメータと、前記コリメータの外部に存在すると共に前記第１の反射面の焦点付近に位置される小型光源を含む一つ以上の光モジュールと、を備え、
前記コリメータは、前記第１の反射面と対面される位置に設けられる平面状の反射面であって、前記小型光源から光が通過される光窓が設けられた第２の反射面をさらに備えることを特徴とする画像投射装置。
【請求項２】
前記光路結合部材の出射側に設けられて均一な光度を有する面光を形成するインテグレータをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置。
【請求項３】
前記第１乃至第３の光を集光させて、前記インテグレータに入射させる一つ以上のコンデンシングレンズをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の画像投射装置。
【請求項４】
前記一つ以上のコンデンシングレンズは、前記第２の射出面と前記インテグレータとの間に配置されることを特徴とする請求項３に記載の画像投射装置。
【請求項５】
前記第１乃至第３の光源ユニットと前記第１乃至第３の入射面との間には、一つ以上の前記コンデンシングレンズのうち少なくとも一つが配置されることを特徴とする請求項３に記載の画像投射装置。
【請求項６】
前記第１乃至第３の光源ユニットと前記第１乃至第３の入射面との中で、少なくともいずれか一つのところには、光の進行方向を変える偏向プリズムが設けられたことを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置。
【請求項７】
前記偏向プリズムの入射側と出射側には、エアギャップが形成されたことを特徴とする請求項６に記載の画像投射装置。
【請求項８】
前記第１乃至第３の光源ユニットは、互いに並置され、
前記偏向プリズムは、前記第１、第３の光源ユニットと前記第２、第３の入射面との間にそれぞれ設けられたことを特徴とする請求項７に記載の画像投射装置。
【請求項９】
前記光変調素子は、ＤＭＤであることを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置。
【請求項１０】
前記第２の反射面は、前記第１の反射面の主軸について傾斜するように設けられ、前記小型光源は、その光軸が前記主軸に対し、前記第２の反射面の前記主軸についての傾斜角度と同一な傾斜角度を有するように設けられることを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置。
【請求項１１】
前記コリメータは、
前記光窓の縁に前記第２の反射面について傾斜するように設けられる第３の反射面をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置。
【請求項１２】
相異なる色を有する第１乃至第３の光をそれぞれ照射する第１乃至第３の光源ユニットと、前記第１乃至第３の光の光路を結合する光路結合部材と、前記光路結合部材の出射側に設けられて均一な光度を有する面光を形成するインテグレータと、前記インテグレータから射出される第１乃至第３の光を画像情報に応じて順次に変調する光変調素子と、前記変調された光をスクリーンに拡大投射させる投射レンズユニットと、を含み、
前記第１乃至第３の光源ユニットは、
放物面状の第１の反射面を備えるコリメータと、前記コリメータの外部に存在すると共に第１の反射面の焦点付近に位置される小型光源と、を含む一つ以上の光モジュールを備え、
前記コリメータは、前記第１の反射面と対面される位置に設けられる平面状の反射面であって、前記小型光源から光が通過される光窓が設けられた第２の反射面をさらに備えることを特徴とする画像投射装置。
【請求項１３】
前記第２の反射面は、前記第１の反射面の主軸に対して傾斜するように設けられ、前記小型光源は、その光軸が前記主軸に対し、前記第２の反射面の前記主軸についての傾斜角度と同一な傾斜角度とを有するように設けられることを特徴とする請求項１２に記載の画像投射装置。
【請求項１４】
前記コリメータは、
前記光窓の縁に前記第２の反射面に対して傾斜するように設けられる第３の反射面をさらに備えることを特徴とする請求項１２に記載の画像投射装置。
【請求項１５】
前記光路結合部材は、Ｖ字型に配置されてそれぞれ第１の光と第３の光とを反射させる第１、第２のダイクロイックフィルターを含み、
前記第１、第２の光源ユニットは、前記第１のダイクロイックフィルターの透過側と反射側にそれぞれ設けられ、前記第３の光源ユニットは、前記第２のダイクロイックフィルターの反射側に設けられることを特徴とする請求項１２乃至請求項１４のうちいずれか一つの項に記載の画像投射装置。
【請求項１６】
前記第１乃至第３の光を集光させて、前記インテグレータに入射させる一つ以上のコンデンシングレンズをさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の画像投射装置。
【請求項１７】
前記第１乃至第３の光源ユニットと前記第１乃至第３の入射面との間には、一つ以上の前記コンデンシングレンズのうち少なくとも一つが配置されることを特徴とする請求項１６に記載の画像投射装置。
【請求項１８】
前記光変調素子は、ＤＭＤであることを特徴とする請求項１２に記載の画像投射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー画像表示のため相異なる色を有する複数の光を画像情報に対応されるように変調させてスクリーンに拡大投射する画像投射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像投射装置に光を画像情報に対応されるように変調させる光変調素子と、これを照明するための照明ユニットと、を備える。照明ユニットには、メタルハライドランプや超高圧水銀ランプなどが使用された。これらのランプは、その寿命が長くても数千時間程度である。従って、家庭用として使用される場合にランプをしばしば交換せねばならないという不便さがある。また、これらのランプから放出される白色光を赤色（Ｒｅｄ；Ｒ）光、緑色（Ｇｒｅｅｎ；Ｇ）光、青色（Ｂｌｕｅ；Ｂ）光に分光させるためのカラーホイールなどが必要であるため照明ユニットが大型化されるという問題点がある。
【０００３】
近年、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの小型光源を採用した画像投射装置が開発されている。特許文献１と特許文献２には、ＬＥＤを使用する画像投射装置が開示されている。ＬＥＤは、一般的にメタルハライドランプや超高圧水銀ランプに比べて光量が少ない。従って、投射型画像表示装置の照明光源としては、複数のＬＥＤがアレイ化されたＬＥＤアレイが使用される。スクリーンに有効に投射される光量を増加させるためには、ＬＥＤから放出された光が光変調素子に照射される前にコリメートさせられるが、この場合に、集光光学系に含まれたレンズにより集光効率が低下するという問題点がある。
【特許文献１】特開２００１−３０５６５８号公報
【特許文献２】特開２００３−１８６１１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の技術的課題は、照明光学系の長寿命化と単純化が可能な画像投射装置を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記技術的課題を達成するための本発明の画像投射装置は、相異なる色を有する第１乃至第３の光をそれぞれ照射する第１乃至第３の光源ユニットと、前記第１乃至第３の光の光路を結合する光路結合部材と、前記第１乃至第３の光を画像情報に応じて順次に変調する光変調素子と、前記変調された光をスクリーンに拡大投射させる投射レンズユニットと、を含み、前記光路結合部材は、前記第１、第２の光が入射される第１、第２の入射面と、前記第１の入射面と対面された第１の射出面と、前記第１の光を反射させて前記第２の光を透過させて、前記第１の射出面に案内する第１の選択的反射面と、を備える第１のプリズムと、前記第３の光が入射される第３の入射面と、前記第１の射出面から射出される第１、第２の光が入射される第４の入射面と、前記第４の入射面と対面された第２の射出面と、前記第３の光を反射させて前記第１、第２の光を透過させ、前記第２の射出面に案内する第２の選択的反射面とを備える第２のプリズムと、を含むことを特徴とするを提供する。
【０００６】
前記第１乃至第３の光源ユニットと前記第１乃至第３の入射面の中で少なくともいずれか一つのところには、光の進行方向を変える偏向プリズムが設けられうる。この際、前記偏向プリズムの入射側と出射側には、エアギャップが形成されることが好ましい。
【０００７】
前記第１乃至第３の光源ユニットは、放物面状の第１の反射面を備えるコリメータと、第１の反射面の焦点付近に位置される小型光源を含む一つ以上の光モジュールと、を備える。前記コリメータは、前記第１の反射面と対面される位置に設けられる平面状の反射面であって、前記小型光源から光が通過される光窓が設けられた第２の反射面をさらに備えるができる。前記コリメータは、前記光窓の縁に前記第２の反射面に対して傾斜するように設けられる第３の反射面をさらに備えることができる。前記第２の反射面は、前記第１の反射面の主軸について傾斜するように設けられ、前記小型光源は、その光軸が前記主軸に対し、前記第２の反射面の前記主軸についての傾斜角度と同一な傾斜角度を有するように設けられうる。
【０００８】
前記技術的課題を達成するための本発明の画像投射装置は、相異なる色を有する第１乃至第３の光をそれぞれ照射する第１乃至第３の光源ユニットと、前記第１乃至第３の光の光路を結合する光路結合部材と、前記光路結合部材の出射側に設けられて均一な光度を有する面光を形成するインテグレータと、前記インテグレータから射出される第１乃至第３の光を画像情報に応じて順次に変調する光変調素子と、前記変調された光をスクリーンに拡大投射させる投射レンズユニットと、を含み、前記第１乃至第３の光源ユニットは、放物面状の第１の反射面を備えるコリメータと、前記第１の反射面の焦点付近に位置される小型光源と、を含む一つ以上の光モジュールを含むことを特徴とするを提供する。
【０００９】
前記光路結合部材は、Ｖ字型に配置されて、それぞれ第１の光と第３の光とを反射させる第１、第２のダイクロイックフィルターを含み、前記第１、第２の光源ユニットは、前記第１のダイクロイックフィルターの透過側と反射側にそれぞれ設けられ、前記第３の光源ユニットは、前記第２のダイクロイックフィルターの反射側に設けられる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による画像投射装置によれば、次の通りの効果を得ることができる。
【００１１】
第一に、小型光源を採用することによって光源ユニットの長寿命化を具現することができる。
【００１２】
第二に、非球面状の反射面を有するコリメータを採用して、レンズによらず小型光源から放出された光をコリメートさせることによって、集光効率を向上させ得る。また、複数の光モジュールをアレイ化することによって、明るさを向上させることができるのはもとより、光源ユニットの小型化を図ることができる。
【００１３】
第三に、プリズム又はダイクロイックフィルターを用いて３色光の経路を結合することによって、単純な構成の単パネル式の画像投射装置の具現が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付した図面に基づき本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明による画像投射装置の第１の実施形態を示した構成図である。図１を見れば、画像投射装置は、それぞれ第１乃至第３の光（Ｒ：赤色光）（Ｇ：緑色光）（Ｂ：青色光）をそれぞれ放出する第１乃至第３の光源ユニット１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂと、第１乃至第３の光Ｒ，Ｇ，Ｂの光路を結合する光路結合部材１２０と、第１乃至第３の光Ｒ，Ｇ，Ｂを画像情報に応じて順次に変調する光変調素子１７０と、変調された第１乃至第３の光Ｒ，Ｇ，ＢをスクリーンＳに拡大投射させる投射レンズユニット１８０と、を含む。本実施形態の画像投射装置は、一つの光変調素子１７０を使用する単板式画像投射装置である。本実施形態の光変調素子１７０は、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）である。第１乃至第３の光源ユニット１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂは、図７に示されたように複数の光モジュール１０１又は１０２をアレイ化したことである。
【００１６】
図２は、光モジュールの一実施形態を示した斜視図であり、図３は図２の側面図である。図２と図３とを見れば、光モジュール１０１は、コリメータ３０と小型光源１０とを含む。小型光源１０は、一つ以上のＬＥＤ、レーザーを含む。コリメータ３０は、放物面状の第１の反射面２１を備える。小型光源１０は、第１の反射面２１の焦点Ｆの付近に位置される。本実施形態では、四角断面を有したガラスロッド２４の一側部を放物面状に加工し、その外面に反射コーティングを行うことによって第１の反射面２１を形成する。コリメータ３０は、平面状の第２の反射面２２をさらに備えることができる。第２の反射面２２は、第１の反射面２１と対面されるように位置される。第２の反射面２２には、小型光源１０から光が入射されるように光窓Ｇが形成される。第２の反射面２２は、光窓Ｇを除外したガラスロッド２４の第１の反射面２１と対面される平面を反射処理することによって形成されうる。本実施形態では、小型光源１０がその光軸１１が主軸２６に対して垂直に配置されているが、これにより、本発明の範囲が限定されるものではない。コリメータ３０は、図４に示されたように、光窓Ｇの縁に第２の反射面２２に対して傾斜した第３の反射面２３をさらに備えることができる。
【００１７】
第１の反射面２１を定義するにおいて、“放物面状”という用語を使用している。“放物面状”は、円錐係数（ｃｏｎｉｃ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）Ｋ＝−１である厳密な放物面のみを意味するものではない。少なくとも本明細書で使用される“放物面状”という用語は、Ｋが−０．４乃至−２．５範囲、望ましくは−０．７乃至−１．６範囲の非球面を意味する。第１の反射面２１のＫ値は、小型光源１０から放射される光を照明しようとする対象体に有効に照明することができる放射角度範囲にコリメートさせるために前述した範囲内で適切に選定されうる。以下では、主軸２６を含む任意の断面状が放物線状（Ｋ＝−１）である第１の反射面２１を例として説明する。
【００１８】
小型光源１０は、主軸２６を基準にほぼ０度〜１８０度程度の放射角Ａを有する光を放出する。第１の反射面２１は、放物面であり、小型光源１０は、第１の反射面２１の焦点Ｆの付近に位置される。従って、小型光源１０から放射された光の中でその放射角Ａが第１の反射面２１の開口角Ｂより大きい光Ｌ１は、第１の反射面２１から反射されて主軸２６に平行な光になる。この光Ｌ１は、全反射現象によりガラスロッド２４の内部に伝播されて出光面２５を通じて射出される。小型光源１０から放射された光の中でその放射角Ａが第１の反射面２１の開口角Ｂより小さい光Ｌ２は、第１の反射面２１に入射されず直ちにガラスロッド２４の内部に伝播される。このように、コリメータ３０は、小型光源１０からほぼ０度〜１８０度程度の放射角Ａに入射された光をほぼ０〜開口角Ｂの範囲の放射角を有するようにコリメートさせる。
【００１９】
小型光源１０は、正確にその発光点が焦点Ｆに位置されるように配置されえない。従って、小型光源１０から放射された光の中の一部は第１の反射面２１から反射されて第２の反射面２２側に進行されうる。第２の反射面２２は、こうした光Ｌ３を反射させて出光面２５側に向くようにすることによって光利用効率を向上させる。第３の反射面２３は、第１の反射面２１の開口角Ｂより小さい放射角度を有する光Ｌ４を反射させて第１の反射面２１に入射させることによってコリメート効率を向上させる。
【００２０】
レンズを使用する光学系の効率低下について図１２Ａ、図１２Ｂを見ながらＬＥＤとＬＥＤアレイを使用する場合を例に挙げてより詳細に説明する。近軸領域では、像のサイズと角度との積が保存される。従って、ＬＥＤの発光面積と発光角度の立体角との積が保存量になり、これをエテンデュー（ｅｔｅｎｄｕｅ）という。この保存量が光変調素子の面積と投射レンズのＦ値から計算される立体角との積より小さい場合に、集光効率が高まる。図１２Ａに示されたように、一つのＬＥＤを使用する場合、ＬＥＤの発光面積ΦＬと立体角ＵＬとの積は、光変調素子の発光面積ΦＰと立体角ＵＰとの積と同じようにできる。複数個のＬＥＤをアレイ化して使用する場合には、図１２Ｂに示されたようにＬＥＤアレイの発光面積ΣΦＬが一つのＬＥＤを使用する場合の発光面積ΦＬより大きくなる。この際、ＬＥＤとＬＥＤアレイの発光角度の立体角ＵＬが同一であり、光変調素子の面積ΦＰは同一である。従って、エテンデューが保存されるためには、ＬＥＤアレイを使用する場合に、光変調素子の発光角度の立体角ＵＰ’は、一つのＬＥＤを使用する場合に比べて大きくなる。従って、図１２Ｂに示されたような損失が発生して集光効率を低下させ、結果的に画像投射装置の明るさが低下される。
【００２１】
本実施形態による光モジュール１０１によれば、レンズによらず第１の反射面２１により小型光源１０から放出される光をコリメートさせる。従って、レンズによる効率の低下なしに光を良好な効率にコリメートさせることができる。光モジュール１０１は、非常に小さいサイズに製作されうるため、複数個をアレイ化しても光源ユニット１１０のサイズは、従来のランプより小型化される。また、光をコリメートさせることによって、投射レンズユニット１８０を通じて有効に投射されうる光量が増加して、光利用効率を向上させ得る。
【００２２】
図５は、光モジュールの更に他の実施形態を示した斜視図であり、図６は、図５の側面図である。図５と図６とを見れば、光モジュール１０２は、第２の反射面２２が第１の反射面２１の主軸２６に対して角度Ｄほど傾斜している。小型光源１０は、その光軸１１が第２の反射面２２に対して殆ど垂直になるように設けられる。結果的に、小型光源１０の光軸１１は、第１の反射面２１の主軸２６に対して角度Ｄほど傾斜する。このような構成によれば、光モジュール１０２の開口のサイズを縮める効果がある。図６を見れば、参照符号ＡＰ１は、第２の反射面２２が主軸２６と並んだ図２乃至図４に示された光モジュール１０１の開口のサイズを表示したものであり、参照符号ＡＰ２は、本実施形態による光モジュール１０２の開口のサイズを表示したものである。ＡＰ１とＡＰ２とを比較して見れば、本実施形態による光モジュール１０２の開口のサイズが図２乃至図４に示された光モジュール１０１の開口のサイズより小さいということが明白である。このように開口のサイズを縮めれば、複数の光モジュール１０１又は１０２をアレイ化するとき有利である。すなわち、狭い空間内に多くの光モジュール１０２をアレイ化することができて、第１乃至第３の光源ユニット１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂの光量を増加させ得る。また、同一な光量を有するときには、第１乃至第３の光源ユニット１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂのサイズを縮めることができる。図７に示された本実施形態の第１乃至第３の光源ユニット１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂは、光モジュール１０２をアレイ化したものである。
【００２３】
前述した実施形態では、ガラスロッド２４を用いた光モジュール１０１，１０２について説明した。図面に示されないが、内部が空いている光トンネルの一側部に放物面を形成し、その内部を反射処理することによって、第１、第２の反射面２１，２２を形成することも可能である。
【００２４】
図８は、光路結合部材を詳細に示した構成図である。図８を見れば、光路結合部材１２０は、第１、第２のプリズム１２０ａ，１２０ｂを備える。第１のプリズム１２０ａは、第１、第２の光Ｒ，Ｇが入射される第１、第２の入射面１２１，１２２と、第１の入射面１２１と対面された第１の射出面１２４と、第１の光Ｒを反射させて第２の光Ｇを透過させ、第１の射出面１２４に案内する第１の選択的反射面１２３と、を備える。第２のプリズム１２０ｂは、第３の光Ｂが入射される第３の入射面１２５と、第１の射出面１２４から射出される第１、第２の光Ｒ，Ｇが入射される第４の入射面１２６と、第４の入射面１２６と対面された第２の射出面１２８と、第３の光Ｂを反射させて第１、第２の光Ｒ，Ｇを透過させて第２の射出面１２８に案内する第２の選択的反射面１２７と、を備える。
【００２５】
第１乃至第３の光源ユニット１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂから照射された第１乃至第３の光Ｒ，Ｇ，Ｂは、それぞれ第１乃至第３の入射面１２１，１２２，１２５に入射される。図１を見れば、第１乃至第３の光源ユニット１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂは、互いに並置される。第１、第３の光源ユニット１１０Ｒ，１１０Ｂと第１、第３の入射面１２１，１２５との間には、第１、第３の光Ｒ，Ｂをそれぞれ第１、第３の入射面１２１，１２５に入射させるために光の進行方向を変える偏向プリズム１９０が設けられる。この際、偏向プリズム１９０の入射側と出射側には、エアギャップが形成されることが好ましい。図１を見れば、偏向プリズム１９０と第１、第３の入射面１２１，１２５との間に透光体からなった光案内部材１９１が設けられる。この場合には、偏向プリズム１９０と光案内部材１９１は、互いに若干離隔されるのが好ましい。また、光案内部材１９１と第１、第３の入射面１２１，１２５も若干離隔されるのが望ましい。エアギャップは、光損失を防止するためのものである。エアギャップがない場合には、図９Ａに示されたように光源ユニット１１０に戻る光Ｌ５や光案内部材１９１を透過して外部に抜ける光Ｌ６が発生しうる。エアギャップを形成すれば、図９Ｂに示されたように、エアギャップと偏向プリズム１９１との屈折率差異による全反射条件が成立して光が外部に抜けない。
【００２６】
このような構成により、第１の光Ｒは、第１の選択的反射面１２３から反射され、第２の選択的反射面１２７を透過して第２の射出面１２８に射出される。第２の光Ｇは、第１、第２の選択的反射面１２３，１２７を透過して第２の射出面１２８に射出される。第３の光Ｂは、第２の選択的反射面１２７から反射されて第２の射出面１２８に射出される。このような構成により、第１乃至第３の光Ｒ，Ｇ，Ｂの光路が結合される。
【００２７】
光路結合部材１２０から射出された光は、インテグレータ１４０に入射される。インテグレータ１４０は、均一な光度を有する面光を形成する。インテグレータ１４０としては、四角断面を有したガラスロッド又は内部反射面を有した光トンネルが採用されうる。図１を見れば、画像投射装置は、光路結合部材１２０から射出される光を集光させてインテグレータ１４０に入射させるための一つ以上のコンデンシングレンズ１３０をさらに備えることができる。インテグレータ１４０から射出された光は、ＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）プリズム１６０を経て光変調素子１７０に入射される。リレーレンズ１５０は、インテグレータ１４０から射出される光を光変調素子１７０の開口に合わせて拡大又は縮小する。光偏重素子１７０は、第１乃至第３の光Ｒ，Ｇ，Ｂを画像情報に対応されるように順次に変調させる。変調された光は、ＴＩＲプリズム１６０により投射レンズユニット１８０に案内される。投射レンズユニット１８０は、変調された光をスクリーンＳに拡大投射する。
【００２８】
前述したように、本実施形態の画像投射装置によれば、小型光源１０を採用することによって光源ユニット１１０の長寿命化を具現することができる。レンズによらず第１の反射面２１を用いて小型光源１０から放出された光をコリメートさせることによって集光効率を向上させ得る。複数の光モジュール１０１又は１０２をアレイ化することによって明るさを向上させることができることはもとより、光源ユニット１１０の小型化を図ることができる。二つのプリズム１２０ａ，１２０ｂを用いて、光Ｒ，Ｇ，Ｂの経路を結合することによって、構造的に単純化された画像投射装置の具現が可能である。
【００２９】
図１０は、本発明による画像投射装置の第２の実施形態を示した構成図である。本実施形態の画像投射装置は、図１に示された第１の実施形態の一変形例としてその作用効果は図１に示された第１の実施形態と殆ど同一である。光路結合部材１２０は、長さが若干長くなった第２のプリズム１２０ｃを備えることを除外しては、図８に示されたものと同一である。図１０を見れば、第１の光源ユニット１１０Ｒは、第１の入射面１２１に直接第１の光Ｒを直接照射するように位置される。第２の光源ユニット１１０Ｇは、第２の入射面１２２に第２の光Ｇを直接照射する。第３の光源ユニット１１０Ｂは、偏向プリズム１９０と光案内部材１９１とを経て第３の入射面１２５に第３の光Ｂを照射する。第１、第２の光源ユニット１１０Ｒ，１１０Ｇと第１、第２の入射面１２１，１２２との間及び第３の光源ユニット１１０Ｂと偏向プリズム１９０との間には、コンデンシングレンズ１３０が位置される。この場合に、第１乃至第３の光源ユニット１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂから射出された光がインテグレータ１４０の入口に集光されるためには、第１乃至第３の光源ユニット１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂの出射側から第２の射出面１２８に至るまでの第１乃至第３の光Ｒ，Ｇ，Ｂの光路の長さは同一であることが望ましい。第３の光源ユニット１１０Ｂと第３の入射面１２５との間に偏向プリズム１９０と光案内部材１９１とを挿入し、第２のプリズム１２０ｃを採用したことは、第１乃至第３の光Ｒ，Ｇ，Ｂの光路の長さを同一にするためのものである。
【００３０】
図１１は、本発明による画像投射装置の第３の実施形態を示した構成図である。本実施形態の画像投射装置は、図１０に示された第２の実施形態で光路結合部材１２０の構成を変形した一変形例であって、その作用効果は、図１に示された第１の実施形態と殆ど同一である。図１１を見れば、光路結合部材１２０は、Ｖ字状に配置された第１、第２のダイクロイックフィルター１２０ｄ，１２０ｅを含む。第１、第２の光源ユニット１１０Ｒ，１１０Ｇは、第１のダイクロイックフィルター１２０ｄの透過側ＴＳと反射側ＲＳにそれぞれ設けられ、第３の光源ユニット１１０Ｂは、第２のダイクロイックフィルター１２０ｅの反射側ＲＳに設けられる。第１のダイクロイックフィルター１２０ｄは、第１の光Ｒを反射させて第２の光Ｇを透過させる。第２のダイクロイックフィルター１２０ｅは、第１、第２の光Ｒ，Ｇを透過させ、第３の光Ｂを反射させる。このような構成により光路結合部材１２０を通過すれば、第１乃至第３の光Ｒ，Ｇ，Ｂは同一な光路で結合される。
【００３１】
本発明は前記に説明され、図面に例示されたことにより限定されるのではなく、特許請求の範囲内でより多い変形及び変容例が可能なことはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、カラー画像表示に関連した技術分野に効果的に適用されうる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明による画像投射装置の第１の実施形態を示した構成図である。
【図２】光モジュールの一実施形態を示した斜視図である。
【図３】図２の側面図である。
【図４】光モジュールの他の実施形態を示した側面図である。
【図５】光モジュールのさらに他の実施形態を示した斜視図である。
【図６】図５の側面図である。
【図７】光モジュールをアレイした光源ユニットの一例を示した斜視図である。
【図８】光路結合部材の一実施形態を示した構成図である。
【図９Ａ】エアギャップの作用を説明する図面である。
【図９Ｂ】エアギャップの作用を説明する図面である。
【図１０】本発明による画像投射装置の第２の実施形態を示した構成図である。
【図１１】本発明による画像投射装置の第３の実施形態を示した構成図である。
【図１２Ａ】レンズを使用する光学系の集光効率の低下を説明する図面である。
【図１２Ｂ】レンズを使用する光学系の集光効率の低下を説明する図面である。
【符号の説明】
【００３４】
１０１，１０２  光モジュール
１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂ  第１乃至第３の光源ユニット
１２０  光路結合部材
１３０  コンデンシングレンズ
１４０  インテグレータ
１５０  リレーレンズ
１６０  ＴＩＲプリズム
１７０  光変調素子
１８０  投射レンズユニット
１９０  偏向プリズム
１９１  光案内部材
Ｒ，Ｇ，Ｂ  第１乃至第３の光
Ｓ  スクリーン
【図１】
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【図２】
0004707453.tif 000003
【図３】
0004707453.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0004707453.tif 000007
【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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