(57)【要約】【課題】小型、軽量、長寿命で、高輝度の照明装置と、設計自由度の高い投射型表示装置を提供する。【解決手段】波長の異なる光を出射する複数の光源と、前記複数の光源の波長に応じて選択的に反射又は透過して合成光を出射する波長合成手段と、前記合成光のうち、一方の偏光光は透過し、他方の偏光光を反射する偏光分離手段を有し、前記偏光分離手段により反射され前記波長合成手段を通過した偏光光を、再度前記偏光分離手段に向けて反射する反射手段、とを有していることを特徴とする照明装置であり、前記照明装置を備え、前記照明装置から出射された光束を表示情報に基づいて変調する空間光変調素子と、前記空間光変調素子により変調された光束を投射面上に投射する投射光学系、とを有していることを特徴とする投射型表示装置。【選択図】図１
2005077814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長の異なる光を出射する複数の光源と、前記複数の光源の波長に応じて選択的に反射又は透過して合成光を出射する波長合成手段と、前記合成光のうち、一方の偏光光は透過し、他方の偏光光を反射する偏光分離手段を有し、前記偏光分離手段により反射され前記波長合成手段を通過した偏光光を、再度前記偏光分離手段に向けて反射する反射手段、とを有することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記反射手段は、前記複数の光源より出射された波長の異なる光束を、前記波長合成手段に入光させる開口部、を有することを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記反射手段と前記波長合成手段との間に、偏光状態を変更する波長板を有する、ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の照明装置。
【請求項４】
前記波長板は、前記複数の光源の、各波長のλ／４に相当する厚さの層とした、ことを特徴とする請求項３記載の照明装置。
【請求項５】
前記複数の光源は、それぞれ緑色光、赤色光、青色光を出射し、前記波長合成手段は、青色光以下の長さの波長光を反射するダイクロイック膜と、赤色光以上の長さの波長光を反射するダイクロイック膜をＸ状に設けた略立方体の形状を有しており、前記合成光が出射する第１面と、前記第１面と対向し前記緑色光が入射する第２面と、前記赤色光が入射する第３面と、前記第３面と対向し前記青色光が入射する第４面を有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の照明装置。
【請求項６】
前記複数の光源より出射された波長の異なる光束を集光して前記開口部に入射させる集光手段を有する、ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の照明装置。
【請求項７】
請求項１〜６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束を表示情報に基づいて変調する空間光変調素子と、前記空間光変調素子により変調された光束を投射面上に投射する投射光学系、とを有することを特徴とする投射型表示装置。
【請求項８】
前記照明装置と、前記空間光変調素子との間に平行化レンズを有している、ことを特徴とする請求項７記載の投射型表示装置。
【請求項９】
前記複数の光源は、それぞれ赤色光、緑色光、青色光を時分割で順次出射し、前記空間光変調素子は各色光の出射のタイミングに同期させて各色の表示情報に基づき各画素をオン／オフする、ことを特徴とする請求項７又は請求項８記載の投射型表示装置。
【請求項１０】
前記複数の光源はそれぞれ赤色光、緑色光、青色光を連続的に出射し、前記空間光変調素子は画素毎に波長を選択する手段を有し、画素ごとの表示情報に基づき各画素をオン／オフし、通過波長の異なる複数画素一組で中間色表現可能な画素を成している、ことを特徴とする請求項７又は請求項８記載の投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネルその他の空間光変調素子を照明するための照明装置、並びに、これら空間光変調装置及び照明装置を用いた投射型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の投射型表示装置では、光源として古くはハロゲンランプが用いられたが、近年は放電型のランプ、即ちメタルハライドランプ、キセノンランプ、超高圧水銀ランプ（ＵＨＰ）等が多く用いられている。
放電型のランプは高輝度高効率であるが、高圧の電源回路を必要とするので大型で重く、プロジェクタの小型軽量化の妨げとなっていた。また、ハロゲンランプよりは長寿命とはいえ依然寿命は２０００時間から５０００時間と短く、また高速の点灯、消灯、変調等はほぼ不可能であり、特に立ち上げには数分という長い時間を要していた。
【０００３】
そこで最近、新しい光源として半導体を用いた光源が注目されている。中でもＬＥＤの改良はめざましく、表示用の小出力の製品はもとより、照明用途に耐え得る大出力の製品が開発されつつある。ＬＥＤの特長として、超小型、超軽量、長寿命である点が挙げられ、また駆動電流の制御によって、高速の点灯・消灯、出射光量の調整による変調が容易に可能である。このため、投射型表示装置、特に小型・携帯用投射型表示装置の光源として期待が高まっている。
【０００４】
しかしながら、現在のところＬＥＤを光源とする投射型表示装置において、画面の十分な輝度を得るのは難しい。なぜなら、ＬＥＤは効率の点でまだＵＨＰの１／２〜１／３程度であり、定格いっぱいの電流を注入しても得られる光量が小さいからである。めざましい技術革新により年々着実に向上しつつあり、数年後には現在のＵＨＰ並みのレベルに達する可能性もある。尚光量を稼ぐのに複数のＬＥＤを面状に並べてアレイ化する方法があるが、これは発光点が大きくなることにより光学系としての照明効率の低下を招くので、あまり大きな効果は得られない。
【０００５】
さて、ＬＥＤ光源を利用した投射型表示装置の利点は、前記の通り小型に構成できる点である。一方投射型表示装置の市場価格の低下も進んでおり、ローコスト化が可能な構成が求められている。一方、ＬＥＤ光源を利用した投射型表示装置においては、空間光変調器として、小型の光学系を構成しやすく駆動技術も普及している点で液晶パネルを用いる場合が多いと考えられる。しかしながら、液晶パネルでは一方向の偏光しか利用できない。即ち単純には、利用されない他方の偏光成分は捨てられてしまうため、効率は５０％以下となってしまうといった問題点があった。
【０００６】
そこで、従来の液晶パネルを利用した投射型表示装置では、一方向に偏光を揃える「偏光変換」なる技術が用いられているが、投射型表示装置の光学系では照度むらを解消するため、光量分布を均一にするデバイスであるインテグレータの挿入が不可欠である。光を揃える偏光変換技術と光を混ぜるインテグレーション技術はある面で相反する概念であるが、投射型表示装置の光学系においてはこれらをトータルして高い効率を得なければならない為、常に同時に考えなければならない。
【０００７】
インテグレータとしては、代表的に2種類がある。それはフライアイレンズ方式とロッドレンズ方式である。
【０００８】
フライアイレンズ方式における偏光変換では、特許文献１及び特許文献２に見られる様に、２枚のフライアイレンズの間に偏光変換素子を挿入することにより高い効率とすることが可能で、一般に５０％×１．７倍程度という高い効率を得ることができる。しかし、フライアイレンズは高価かつ大型であり、ＬＥＤ光源を利用した照明装置及び投射型表示装置をローコストに構成し、同時に小型化することが難しいといった問題点があった。
【０００９】
また、特許文献３で示すようなロッドレンズ方式においても、十分なインテグレーション効果を得るためには、一般に数十ｍｍ程度といった長さのロッドレンズが必要となり、これは小型化を阻害するばかりか長軸のレイアウトとなり、投射型表示装置を設計する際の設計の自由度を低下させるといった問題点があった。
【特許文献１】特開Ｈ０６２６５８２３
【特許文献２】特開Ｈ０６２８９３８７
【特許文献３】特開平９−１６００３４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
解決しようとする問題点は、小型、軽量、長寿命、ローコストで、かつ高輝度の照明装置が得られないこと、及び設計の自由度が高い投射型表示装置が得られないことである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の照明装置は、波長の異なる光を出射する複数の光源と、前記複数の光源の波長に応じて選択的に反射又は透過して合成光を出射する波長合成手段と、前記合成光のうち、一方の偏光光は透過し、他方の偏光光を反射する偏光分離手段を有し、前記偏光分離手段により反射され前記波長合成手段を通過した偏光光を、再度前記偏光分離手段に向けて反射する反射手段、とを有することを特徴とする。
【００１２】
また、前記反射手段は、前記複数の光源より出射された波長の異なる光束を、前記波長合成手段に入光させる開口部、を有することが望ましい。
【００１３】
また、前記反射手段と前記波長合成手段との間に、偏光状態を変更する波長板を有しており、さらに、前記波長板は前記複数の光源の、各波長のλ／４に相当する厚さの層とすることが望ましい。
【００１４】
また、前記複数の光源は、それぞれ緑色光、赤色光、青色光を出射し、前記波長合成手段は、青色光以下の長さの波長光を反射するダイクロイック膜と、赤色光以上の長さの波長光を反射するダイクロイック膜をＸ状に設けた略立方体の形状を有しており、前記合成光が出射する第１面と、前記第１面と対向し前記緑色光が入射する第２面と、前記赤色光が入射する第３面と、前記第３面と対向し前記青色光が入射する第４面を有することが望ましい。
【００１５】
本発明の投射型表示装置は、前述の照明装置と、前記照明装置から出射された光束を表示情報に基づいて変調する空間光変調素子と、前記空間光変調素子により変調された光束を投射面上に投射する投射光学系、とを有することを特徴とし、さらに前記照明装置と、前記空間光変調素子との間に平行化レンズを有していることが望ましい。
【００１６】
また、前記複数の光源は、それぞれ赤色光、緑色光、青色光を時分割で順次出射し、前記空間光変調素子は各色光の出射のタイミングに同期させて各色の表示情報に基づき各画素をオン／オフする、ことが望ましい。
【００１７】
また、前記複数の光源はそれぞれ赤色光、緑色光、青色光を連続的に出射し、前記空間光変調素子は画素毎に波長を選択する手段を有し、画素ごとの表示情報に基づき各画素をオン／オフし、通過波長の異なる複数画素一組で中間色表現可能な画素を成している、ことが望ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、下記の効果を有する。
【００１９】
光源にＬＥＤを採用することにより小型、軽量、長寿命化が図られ、入射面に開口部のある反射膜を有し、出射面に反射型の偏光分離手段を設けた波長合成手段による偏光変換機能により、高輝度の照明装置が得られ、前記の小型、軽量の照明装置を用いることにより、設計の自由度が高い投射型表示装置が得られる。
【００２０】
さらには波長合成手段の入射面に形成された反射膜の内面に、λ／４に相当する厚さの膜を設けて偏光変換することにより、光が偏光分離手段を通過する確率がより向上して、光の利用効率が上がり、より高輝度の照明装置が得られ、光源がＬＥＤなので瞬時に点灯、消灯することができ、変調も容易であり、安価かつ小型化が容易な照明装置を提供できる。
【００２１】
かつ液晶パネルが１枚の、単板方式の投射型表示装置を構成することにより、安価で小型な投射型表示装置が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
小型、軽量、長寿命、ローコストで高輝度の照明装置を得るために、ＬＥＤ光源と波長合成手段並びに波長合成手段と共に実現した偏光変換技術により実現し、製品設計の自由度が高い投射型表示装置を得るために、前記照明装置を使用することと、液晶パネル１枚の単板方式の採用により実現した。
【実施例１】
【００２３】
図１は本発明の照明装置及び投射型表示装置の構成説明図、図２はダイクロイックプリズムの説明図、図３は時分割での発光のタイミングチャート図である。
【００２４】
本発明の照明装置は、複数の光源として赤色の光を発光する赤色ＬＥＤ光源１Ｒ、緑色の光を発光する緑色ＬＥＤ光源１Ｇ、青色の光を発光する青色ＬＥＤ光源１Ｂによる３個の光源を有し、３個の光源の光出射部は、光を集光するためにＬＥＤを封止する透明な樹脂材料を凸状に形成して集光レンズ１０を形成して集光手段としている。
【００２５】
波長合成手段としてのダイクロイックプリズム４は、直角プリズム２の頂角を挟む面には、赤色の光を選択的に反射し他の光を透過する赤反射ダイクロイック膜３Ｒと、青色の光を選択的に反射し他の光を透過する青反射ダイクロイック膜３Ｂとを有し、前記直角プリズム２を４個貼り合わせることにより、ダイクロイック膜３がＸ状に形成された略立方体の形状をなしている。
【００２６】
ダイクロイックプリズム４は、赤色ＬＥＤ光源１Ｒ、緑色ＬＥＤ光源１Ｇ、青色ＬＥＤ光源１Ｂの光を合成して同一方向に導く波長合成手段としての機能を有し、前記ダイクロイックプリズム４の第１面である出射面６には、一方向の偏光光は透過し、他方の偏光光を反射する反射型の偏光分離手段としてのワイヤグリッドアレイ７を有する。
【００２７】
前記ダイクロイックプリズム４の出射面６と対向した第２面である入射面５には前記緑色ＬＥＤ光源１Ｇが配置され、第３面及び第３面と対向する第４面であるそれぞれの入射面５には前記赤色ＬＥＤ光源１Ｒ、青色ＬＥＤ光源１Ｂが配置されている。
【００２８】
前記第２面から第４面に相当するそれぞれの入射面５には、前記赤色ＬＥＤ光源１Ｒ、緑色ＬＥＤ光源１Ｇ、青色ＬＥＤ光源１Ｂより出射し、集光レンズ１０により集光された光が入射する、概円形の形状を有する開口部９のある反射手段としての反射膜８が設けられ、前記反射膜８の内面、即ち反射膜８と直角プリズム２の隙間には、波長板として機能する各光源の波長のλ／４に相当する厚さの層であるλ／４膜１５が設けられている。
【００２９】
ダイクロイックプリズム４の３方向の入射面５には、入射面５に配置した赤色ＬＥＤ光源１Ｒ、緑色ＬＥＤ光源１Ｇ、青色ＬＥＤ光源１Ｂ、の複数の光源から出射された波長の異なる光束が入射せしめられ、入射した赤色ＬＥＤ光源１Ｒの光束は赤反射ダイクロイック膜３Ｒにて直角に反射されて出射面６に至り、入射した青色ＬＥＤ光源１Ｂの光束は青反射ダイクロイック膜３Ｂにて直角に反射されて出射面６に至る。入射した緑色ＬＥＤ光源１Ｇの光束は、赤反射ダイクロイック膜３Ｒ、青反射ダイクロイック膜３Ｂを透過して出射面６に至ることにより、波長合成がなされるのである。
【００３０】
出射面６に到達したそれぞれの光において、一方向に振動している光は、ワイヤグリッドアレイ７を通過して液晶パネル１１を照明するが、他の方向に振動している光は、ワイヤグリッドアレイ７により反射されて反射光となる。前記反射光のうち赤色の反射光は赤反射ダイクロイック膜３Ｒにより反射されて赤色ＬＥＤ光源１Ｒ側に戻り、青色の反射光はダイクロイック幕３Ｂにより反射されて青色ＬＥＤ光源１Ｂ側に戻る。緑色の反射光はダイクロイック膜３を通過して緑色ＬＥＤ光源１Ｇ側に戻るのである。
【００３１】
戻ってきた反射光のうち、開口部９に到達した反射光は開口部９を通り抜けてしまうが、開口部９以外の入射面５に到達した反射光は、λ／４膜１５を通過し、反射膜８にて反射され、再度λ／４膜１５を通過して再び出射面６に至るのであるが、この時、λ／４膜１５を２回通過することにより光の振動方向が９０度回転して、ワイヤグリッドアレイ７を通過できる振動方向となってワイヤグリッドアレイ７を通過し、空間光変調素子としての液晶パネル１１を照明するのである。ワイヤグリッドアレイ７と反射膜８及びλ／４膜１５の間を光が往復することにより、光の振動方向、即ち偏光方向を変える偏光変換技術により、光をより有効に利用することができると共に、光のむらをなくし、光を均一にするインテグレータとしての機能も果たすのである。
【００３２】
尚、より簡単な構成としてλ／４膜１５を省いた構成としてもよい。この場合、ワイヤグリッドアレイ７を通過できない振動方向の光はワイヤグリッドアレイ７で反射され、前記反射膜８で再び反射され、ワイヤグリッドアレイ７と前記反射膜８の間で反射を繰り返すことになるが、ダイクロイックプリズム４の製造上のばらつきによる反射面の若干のゆがみや、ワイヤグリッドアレイ７の固定時のばらつきによる若干のゆがみ等により、反射の度に偏光面が徐々に回転してゆき、ついにはワイヤグリッドアレイ７を通過可能な振動面へと変化する。よって、λ／４膜１５を省いた構成においても、同様に偏光変換の効果及び光を均一にするインテグレータとしての機能を得ることができる。
【００３３】
本発明の投射型表示装置は、前記で説明したダイクロイックプリズム４の出射面６側に、ワイヤグリッドアレイ７からの出射光を概平行に揃えて光を有効に利用する作用をする平行化レンズ１４を有し、画素毎に旋光性をｏｎ／ｏｆｆ可能な液晶パネル１１と、前記液晶パネル１１の出射光側には各画素から出射した光の偏光方向により透過又は不透過の選択を行って光スイッチングを行う偏光板１２と、前記偏光板１２からの出射光をスクリーンに投影する投射光学系としての投射レンズ１３とを有している。
【００３４】
前記液晶パネル１１はいわゆる白黒表示の液晶パネルであり、画素毎にカラーフィルタ等の波長を選択する手段は有していない。前記液晶パネル１１によりカラー画像を得るには、制御回路１６の制御により、前記赤色ＬＥＤ光源１Ｒ、緑色ＬＥＤ光源１Ｇ、青色ＬＥＤ光源１Ｂ、を図３で示すように順番に時分割で発光させて各色光を出射し、発光する各色光に同期させて各色の画像データに基づき各画素をオン／オフせしめてカラー画像を表示させている。即ち、赤色ＬＥＤ光源１Ｒが発光している間は、液晶パネル１１には赤色用の画像データが表示され、緑色ＬＥＤ光源１Ｇが発光している間は緑色用の画像データが表示されている。このように制御回路１６により、各光源を順番に時分割で発光させ、発光する光源の色と液晶パネル１１に表示する画像データを同期させることにより、カラー画像を実現できるのである。
【００３５】
以上の構成により、小型で軽量、高輝度な照明装置が実現でき、照明装置が小型であるため表示装置の構成が容易で設計に対する負担が小さい、すなわち設計自由度が高く、小型で軽量、明るい投射型表示装置が実現できるのである。
【実施例２】
【００３６】
図１において、前記液晶パネル１１が波長を選択する手段としてカラーフィルタ１７を有する投射型表示装置の場合について説明する。図４はカラーフィルタの構成を示す図である。
【００３７】
画素ごとの波長選択手段としてのカラーフィルタ１７は染料等で着色され、図４で示すように、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のカラーフィルタ１７が順番に整列した配置となっている。人間の目に対して色の混色性の向上を図るため、上下左右で隣り合う画素には同じ色がこないように配置されている。前記液晶パネル１１に表示する画像データは、カラーフィルタ１７の色に対応した色のデータが表示されるよう、画素毎に制御回路１６により制御されている。
【００３８】
前記赤色ＬＥＤ光源１Ｒ、緑色ＬＥＤ光源１Ｇ、青色ＬＥＤ光源１Ｂ、は連続して点灯せしめられて各色光を出射し、前記液晶パネル１１を照明する。各ＬＥＤ光源が発光する光の量は、必要とするホワイトバランス又は色温度になるように、制御回路１６により各ＬＥＤ光源に流入する電流の量を制御している。以上の構成により、カラーフィルタ１７による液晶パネルを用いても、本発明の小型で軽量、高輝度な照明装置を用いることにより、設計自由度が高く、小型で軽量、明るい投射型表示装置が実現できるのである。
【実施例３】
【００３９】
図５は独立した集光レンズの説明図である。
【００４０】
実施例１においては、３個の光源の光出射部は、集光手段としてＬＥＤを封止する透明な樹脂材料を凸状に形成して集光レンズ１０を形成していたが、図５で示すように、集光レンズ１０を独立して配置しても良い。
【００４１】
１個のＬＥＤ光源内に、輝度を大きくするために複数個のＬＥＤを使用する場合、又は１色の光源を得るのに複数個のＬＥＤ光源を使用する場合などは、ＬＥＤを配置した面積が大きくなることにより点光源とはみなせなくなり、ＬＥＤを封止する透明材料の形状を凸状に形成しても効率よく集光できない。そこで集光レンズ１０を独立して配置することにより、広い面積の光源からの光を効率よく集光して、ダイクロイックプリズム４の開口部９に光を効率よく導くことができるのである。
【実施例４】
【００４２】
図６は直管状インテグレータの実施例図、図７はテーパー状インテグレータの実施例図、図８は逆テーパー状インテグレータの実施例図、図９はプリズム一体インテグレータの実施例図である。
【００４３】
実施例１で説明したように、前記ダイクロイックプリズム４は光を均一にするインテグレータとしての機能も合わせ持つが、光をより均一にする目的で、３個のＬＥＤ光源とダイクロイックプリズム４の間にインテグレータ１８を挿入してもよい。
【００４４】
図６の例は、直管状のインテグレータ１８により、光の均一性が高まり、むら等が改善されるのである。図７の例は、ＬＥＤ光源からダイクロイックプリズム４に向けて、先が絞り込まれたテーパー状のインテグレータ１８により、より効率よくＬＥＤの出射光を集めることができるのである。図８の例は逆テーパー状のインテグレータ１８により、光線を平行化してダイクロイックプリズム４に入射するものである。図９の例は、ダイクロイックプリズム４を構成する直角プリズム２とインテグレータ１８を一体化したものであり、プラスチックの射出成形等で作ることができ、量産性がよくなるのである。
【実施例５】
【００４５】
図１０はレンズ併用インテグレータの実施例図、図１１はレンズ兼用インテグレータの実施例図である。
【００４６】
実施例３で説明した集光レンズ１０と、実施例４で説明したインテグレータ１８とを併用して構成してもよい。図１０の例は、直管状のインテグレータ１８とダイクロイックプリズム４の間に集光レンズ１０を配置した例であり、直管状のインテグレータ１８により均一化された光を、集光レンズ１０により開口部９に集光してダイクロイックプリズム４に入射することにより開口部９を小さくでき、反射膜８の面積を広くすることができる。これにより、光の利用効率が向上すると共にインテグレータ１８の機能により、光の均一性が高まり、むら等も改善されるのである。
【実施例６】
【００４７】
図１２は２色発光型ＬＥＤ光源の発光特性図である。
【００４８】
ＬＥＤが発光して得られる光の波長は比較的短波長である。赤色光、緑色光、青色光の３色の光束を混合して得られるカラー画像の色表現範囲は、短波長の光の合成でも理論的には可能であるが、実際のカラー画像では色表現能力に物足りなさを感じる場合がある。そのような課題に対しては、波長の異なるＬＥＤを複数個使用することにより色の表現力を向上させることができるのである。
【００４９】
図１２で示すように、赤色の領域で波長の異なるＬＥＤを２種類、緑色の領域で波長の異なるＬＥＤを２種類、青色の領域で波長の異なるＬＥＤを２種類使用し、同じ色の領域でも、濃い色と薄い色の光の発光量を制御することにより、合成されたカラー画像の色の表現力を向上させることができるのである。必要なカラー画像の表現力により、ＬＥＤを２種類以上の数種類使用、又は使用するＬＥＤの種類毎の使用個数を異ならせても良い。
【００５０】
また、照明装置としての出力、あるいは投射型表示装置としての輝度を稼ぐ必要に迫られた場合、単純に各色のＬＥＤ光源を複数個にすれば、Etendue（集光面積と立体角の積）は増大するもののそれなりの効果が得られる。尚、この様に複数個のＬＥＤ光源を前記ダイクロイックプリズム４の入射面５に配置する場合、複数個のＬＥＤ光源の出射光をより多く呑込める様、前記反射膜８の前記開口部９を広げてもよいが、より好ましくはＬＥＤ光源の数に応じて開口部９を複数個としてもよい。その場合、より前記ダイクロイックプリズム４に対するＬＥＤ光源のレイアウトや固定方法等が容易になる。また、前記反射膜８における損失は主に前記開口部９からの漏れ光によるが、これを小さく抑える点でも効果がある。
【実施例７】
【００５１】
図１３はプリズムに角度をつけた実施例図である。
【００５２】
前記ワイヤグリッドアレイ７、前記反射膜８、及び前記ダイクロイック膜３での繰り返し反射において、ダイクロイックプリズム４の製造上のばらつきによる反射面の若干のゆがみや、ワイヤグリッドアレイ７の固定時のばらつきによる若干のゆがみ、等がなければ最も効率よくダイクロイックプリズム４の出射面６より光を取出すことが可能である。しかし、これを製造上実現するのは難しい。そこで、逆に積極的に前記ダイクロイックプリズム４の入射面５を台形状に角度を付けても良い。ワイヤグリッドアレイ７により反射された光は反射膜８で反射されるが、角度が付いた入射面５に形成された反射膜８にて反射されることにより光線の反射角度が増大し、ワイヤグリッドアレイ７と反射膜８の間を往復する回数が増加して、偏光変換される確率が高まり、より光の利用効率を向上することができる。同時にワイヤグリッドアレイ７と反射膜８の間を往復する回数が増加することにより高いインテグレーション効果が得られ、照明光の均一性がさらに改善される。
【実施例８】
【００５３】
図１４は反射面を散乱面とした実施例図である。
【００５４】
実施例７と同様に、ダイクロイックプリズム４の入射面５に設けた反射膜８による偏光変換をより効率よく実施するため、反射膜８を設けた面を梨地状の散乱面としても良い。光を散乱面にて反射することにより、光の反射方向が散乱され、ワイヤグリッドアレイ７と反射膜８の間を往復する回数が増加して、偏光変換される確立が高まり、より効率よく光を利用することができる。また実施例７と同様により高いインテグレーション効果が得られ、照明光の均一性がさらに改善される。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
複数の光源からの光を合成する、ダイクロイックプリズム等の波長合成手段を用いた照明装置に応用が可能であり、波長の異なる光を合成することが必要な用途に摘要できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】照明装置及び投射型表示装置の構成説明図。
【図２】ダイクロイックプリズムの説明図。
【図３】時分割での発光のタイミングチャート図。
【図４】カラーフィルタの構成を示す図。
【図５】独立した集光レンズの説明図。
【図６】直管状インテグレータの実施例図。
【図７】テーパー状インテグレータの実施例図。
【図８】逆テーパー状インテグレータの実施例図。
【図９】プリズム一体インテグレータの実施例図。
【図１０】レンズ併用インテグレータの実施例図。
【図１１】レンズ兼用インテグレータの実施例図。
【図１２】２色発光型ＬＥＤ光源の発光特性図。
【図１３】プリズムに角度をつけた実施例図。
【図１４】反射面を散乱面とした実施例図。
【符号の説明】
【００５７】
１Ｒ  赤色ＬＥＤ光源
１Ｇ  緑色ＬＥＤ光源
１Ｂ  青色ＬＥＤ光源
２  直角プリズム
３  ダイクロイク膜
３Ｒ  赤反射ダイクロイック膜
３Ｂ  青反射ダイクロイック膜
４  ダイクロイックプリズム
５  入射面
６  出射面
７  ワイヤグリッドアレイ
８  反射膜
９  開口部
１０  集光レンズ
１１  液晶パネル
１２  偏光板
１３  投射レンズ
１４  平行化レンズ
１５  λ／４膜
１６  制御回路
１７  カラーフィルタ
１８  インテグレータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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