JP2008009304A - Illumination device and projection display device using the same - Google Patents
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Abstract
【課題】光ファイバを用いることで各部の設置位置のずれに伴う光の利用効率の低下や照射ムラの発生を低減し、かつ、光ファイバを用いた前記従来の照明装置に比べて、照明光の均質性を高める。
【解決手段】照明装置1は、光ファイババンドル10と、赤色LED12Rと、緑色LED12Gと、青色LED12Bとを有する。バンドル10は、多数本の光ファイバ11R,11G,11Bを束ねて構成される。バンドル10の一端は、1つに束ねられて集束端10Aをなす。バンドル10の他端は、3つに束ねられて3つの分岐端10R,10G,10Bをなす。集束端10Aにおいて、分岐端10Rの光ファイバ11R、分岐端10Gの光ファイバ11G、及び、分岐端10Bの光ファイバ11Bが、互いに混じるように配置される。LED12R,12G,12Bからの光はそれぞれ分岐端10R,10G,10Bに入射する。
【選択図】図1[PROBLEMS] To reduce the use efficiency of light and the occurrence of irradiation unevenness due to the shift of the installation position of each part by using an optical fiber, and to illuminate light as compared with the conventional illumination device using an optical fiber. Increase the homogeneity of
A lighting device includes an optical fiber bundle, a red LED, a green LED, and a blue LED. The bundle 10 is configured by bundling a large number of optical fibers 11R, 11G, and 11B. One end of the bundle 10 is bundled to form a converging end 10A. The other end of the bundle 10 is bundled into three to form three branch ends 10R, 10G, and 10B. At the focusing end 10A, the optical fiber 11R at the branch end 10R, the optical fiber 11G at the branch end 10G, and the optical fiber 11B at the branch end 10B are arranged so as to be mixed with each other. Lights from the LEDs 12R, 12G, and 12B enter the branch ends 10R, 10G, and 10B, respectively.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、照明装置及びこれを用いた投射型表示装置(プロジェクタ)に関するものである。 The present invention relates to an illumination device and a projection display device (projector) using the illumination device.
従来、色の三原色である赤、青、緑のLEDを用いて白色光を形成する照明装置では、その各色の光を一つの光軸上に合成するためにダイクロイックミラーやダイクロイックプリズムが使われている(下記特許文献1,2)。
Conventionally, in a lighting device that forms white light using LEDs of three primary colors, red, blue, and green, a dichroic mirror and a dichroic prism are used to synthesize the light of each color on one optical axis. (
また、下記特許文献3では、赤、青、緑の光をそれぞれ発する3つの半導体レーザ(第1、第2及び第3の半導体レーザ)と、これらにそれぞれ光結合された3本の光ファイバ(第1、第2及び第3の光ファイバ)とを備えた照明光学系(照明装置)、及び、これを用いたプロジェクタが提案されている。この照明光学系では、3本の光ファイバの射出端は1つのコンデンサレンズに対向され、各光ファイバから射出された光は、前記コンデンサレンズによってライトパイプに入射される。
しかし、特許文献1,2に開示された従来の照明装置では、ダイクロイックミラー又はダイクロイックプリズム同士の間の設置位置精度や、これらの光学素子とLEDとの間の設置位置精度を保つのは難しく、これらの設置位置がずれると、光の利用効率が低下したり、照射ムラを招いたりしてしまう。
However, in the conventional illumination devices disclosed in
これに対し、特許文献3に開示された従来の照明装置では、光ファイバを利用しておりダイクロイックミラーやダイクロイックプリズムが用いられていないため、各部の設置位置精度が要求されなくなり、特許文献1,2に開示された照明装置に比べて、設置位置のずれに伴う光の利用効率の低下や照射ムラの発生を、低減することができる。
On the other hand, the conventional illumination device disclosed in
しかしながら、特許文献3に開示された従来の照明装置では、各色の光をそれぞれ導く3本の光ファイバの射出端が1つのコンデンサレンズに対向するように配置されているので、ライトパイプによって照明光の均質性が高まるとはいえ、ライトパイプを経ても照明光の均質性はさほど高くなかった。
However, in the conventional illumination device disclosed in
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、光ファイバを用いることで各部の設置位置のずれに伴う光の利用効率の低下や照射ムラの発生を低減することができ、しかも、光ファイバを用いた前記従来の照明装置に比べて、照明光の均質性を高めることができる照明装置、及び、これを用いた投射型表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and by using an optical fiber, it is possible to reduce the use efficiency of light and the occurrence of irradiation unevenness due to the displacement of the installation position of each part, and An object of the present invention is to provide an illumination device capable of improving the homogeneity of illumination light and a projection display device using the illumination device, as compared with the conventional illumination device using an optical fiber.
前記課題を解決するため、本発明の第1の態様による照明装置は、(i)複数本の光ファイバを束ねて構成された光ファイババンドルであって、一端が1つの束に束ねられて集束端をなすとともに他端が複数の束にそれぞれ束ねられて複数の分岐端をなし、前記各分岐端の光ファイバの数は2本以上であり、前記集束端において前記各分岐端の光ファイバが互いに混じるように配置された光ファイババンドルと、(ii)前記複数の分岐端にそれぞれ対応して設けられた複数の光源であって、各々が1つ以上の発光素子で構成された複数の光源と、を備えたものである。そして、前記各光源から発した光が当該光源に対応する前記分岐端に入射され、前記複数の光源を構成する全ての前記発光素子のうちの少なくとも1つの発光素子が発する光の波長と他の少なくとも1つの発光素子が発する光の波長とが異なる。 In order to solve the above-described problem, the illumination device according to the first aspect of the present invention is (i) an optical fiber bundle configured by bundling a plurality of optical fibers, and one end is bundled into a single bundle for focusing. And the other end is bundled into a plurality of bundles to form a plurality of branch ends, and the number of optical fibers at each branch end is two or more. An optical fiber bundle arranged so as to be mixed with each other; and (ii) a plurality of light sources provided corresponding to the plurality of branch ends, each of which is composed of one or more light emitting elements. And. The light emitted from each light source is incident on the branch end corresponding to the light source, and the wavelength of light emitted from at least one light emitting element among all the light emitting elements constituting the plurality of light sources and other The wavelength of light emitted from at least one light emitting element is different.
前記発光素子は、例えば、LED(発光ダイオード)、レーザーダイオード及び有機EL素子のいずれであってもよい。 The light emitting element may be, for example, an LED (light emitting diode), a laser diode, or an organic EL element.
前記各光源は、2つ以上の発光素子で構成する場合、これらの2つ以上の発光素子として同じ波長の光を発するものを用いることが好ましいが、異なる波長を発するものを用いることも可能である。 When each of the light sources is composed of two or more light emitting elements, it is preferable to use light emitting elements having the same wavelength as these two or more light emitting elements, but it is also possible to use light emitting elements having different wavelengths. is there.
前記発光素子の発光タイミングは、適宜定めることができる。例えば、前記複数の光源を構成する全ての前記発光素子を、略同じタイミングで発光するように駆動してもよい。また、前記複数の光源を構成する全ての前記発光素子のうち異なる波長の光を発するもの同士は、互いに異なるタイミングで発光するように駆動してもよい。 The light emission timing of the light emitting element can be determined as appropriate. For example, all the light emitting elements constituting the plurality of light sources may be driven to emit light at substantially the same timing. In addition, among all the light emitting elements constituting the plurality of light sources, those emitting light of different wavelengths may be driven to emit light at different timings.
本発明の第2の態様による照明装置は、前記第1の態様において、前記複数の分岐端の数がn(nは3以上の整数)であり、前記集束端の光軸方向から見た場合に、前記複数の分岐端が正n角形の各頂点付近の位置にそれぞれ位置するとともに前記集束端が前記正n角形の中心付近の位置に位置するものである。 In the illumination device according to the second aspect of the present invention, in the first aspect, the number of the plurality of branch ends is n (n is an integer of 3 or more), and the illumination device is viewed from the optical axis direction of the focusing end. In addition, the plurality of branch ends are located at positions near the apexes of the regular n-gon, and the focusing end is located at a position near the center of the regular n-gon.
本発明の第3の態様による照明装置は、前記第1又は第2の態様において、前記複数の分岐端のうちの少なくとも1つの分岐端とこれに対応する前記光源との間に、当該光源から発した光を当該分岐端へ集光する集光手段を備えたものである。 The lighting device according to a third aspect of the present invention is the lighting device according to the first or second aspect, wherein the light source is disposed between at least one branch end of the plurality of branch ends and the corresponding light source. Condensing means for condensing emitted light to the branch end is provided.
前記集光手段は、下記第4及び第5の態様のように後述する樹脂を含むものに限定されるものではなく、例えば、単一の集光レンズや、マイクロレンズアレイなどでもよい。 The condensing means is not limited to the one containing the resin described later as in the following fourth and fifth aspects, and may be a single condensing lens, a microlens array, or the like, for example.
本発明の第4の態様による照明装置は、前記第3の態様において、前記集光手段は、当該光源と当該分岐端との間の光路中に気体が存しないように前記光路中に充填された樹脂を含むものである。 In the illumination device according to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, the light condensing means is filled in the optical path so that no gas exists in the optical path between the light source and the branch end. Resin.
本発明の第5の態様による照明装置は、前記第4の態様において、前記樹脂における少なくとも当該分岐端と接する部分の屈折率は、当該分岐端の前記光ファイバのコアの屈折率と略同じであるものである。 In the illumination device according to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect, the refractive index of at least a portion in contact with the branch end in the resin is substantially the same as the refractive index of the core of the optical fiber at the branch end. There is something.
本発明の第6の態様による投射型表示装置は、前記第1乃至第5のいずれかの態様による照明装置と、前記集束端から射出される光を変調する空間光変調器と、前記空間光変調器により変調された光を投射する投射光学系と、を備えたものである。 A projection display device according to a sixth aspect of the present invention is the illumination device according to any one of the first to fifth aspects, a spatial light modulator that modulates light emitted from the focusing end, and the spatial light. A projection optical system for projecting light modulated by the modulator.
なお、前記光ファイババンドルの集束端及び分岐端の配置によっても、前記空間光変調器に入射する照明光の均質性が変わるので、その配置は照明光の均質性がより高まるように調整することが好ましい。 The homogeneity of the illumination light incident on the spatial light modulator also changes depending on the arrangement of the converging ends and the branch ends of the optical fiber bundle. Therefore, the arrangement should be adjusted so that the homogeneity of the illumination light is further increased. Is preferred.
本発明の第7の態様による投射型表示装置は、前記第6の態様において、前記集束端から射出される光を前記空間光変調器へ導く導光手段であって、当該導光手段がない場合に比べて、前記空間光変調器に入射する光を増大させるとともに前記空間光変調器に入射する光の均質性を高める導光手段を、備えたものである。 The projection display device according to a seventh aspect of the present invention is the light guide means for guiding the light emitted from the focusing end to the spatial light modulator in the sixth aspect, and does not have the light guide means. Compared to the case, light guiding means for increasing the light incident on the spatial light modulator and improving the homogeneity of the light incident on the spatial light modulator is provided.
前記導光手段としては、下記第8の態様のようなライトパイプの他、例えば、マイクロレンズアレイや、ロッドミラー、ロッドレンズ、光分散板などを挙げることができる。 Examples of the light guide means include a microlens array, a rod mirror, a rod lens, and a light dispersion plate in addition to the light pipe as in the eighth aspect described below.
本発明の第8の態様による投射型表示装置は、前記第6の態様において、前記集束端から射出される光を前記空間光変調器へ導くライトパイプを備えたものである。 A projection display device according to an eighth aspect of the present invention is the projection display device according to the sixth aspect, further comprising a light pipe that guides the light emitted from the focusing end to the spatial light modulator.
本発明の第9の態様による投射型表示装置は、前記第6乃至第8のいずれかの態様において、前記空間光変調器が透過型空間光変調器であり、前記集束端の光軸と前記空間光変調器の光軸と前記投射光学系の光軸とが同軸をなすものである。 In the projection display device according to a ninth aspect of the present invention, in any of the sixth to eighth aspects, the spatial light modulator is a transmissive spatial light modulator, and the optical axis of the focusing end and the optical axis are The optical axis of the spatial light modulator and the optical axis of the projection optical system are coaxial.
なお、前記第6乃至第8の態様では、前記空間光変調器としてDMD(デジタルミラーデバイス)や反射型液晶パネルのような反射型空間光変調器を用いてもよい。 In the sixth to eighth aspects, a reflective spatial light modulator such as a DMD (digital mirror device) or a reflective liquid crystal panel may be used as the spatial light modulator.
本発明によれば、光ファイバを用いることで各部の設置位置のずれに伴う光の利用効率の低下や照射ムラの発生を低減することができ、しかも、光ファイバを用いた前記従来の照明装置に比べて、照明光の均質性を高めることができる照明装置、及び、これを用いた投射型表示装置を提供することができる。 According to the present invention, by using an optical fiber, it is possible to reduce the use efficiency of light and the occurrence of uneven irradiation due to the shift of the installation position of each part, and the conventional illumination device using the optical fiber. As compared with the above, it is possible to provide an illuminating device capable of enhancing the homogeneity of illumination light and a projection display device using the illuminating device.
以下、本発明による照明装置及びこれを用いた投射型表示装置について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an illumination device according to the present invention and a projection display device using the same will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施の形態による投射型表示装置を模式的に示す概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram schematically showing a projection display device according to an embodiment of the present invention.
本実施の形態による投射型表示装置は、照明装置1と、照明装置1の光ファイババンドル10の集束端10Aから射出される光を変調する空間光変調器としての透過型液晶パネル2と、集束端10Aから射出される光を透過型液晶パネル2に導く導光手段としてのライトパイプ3と、透過型液晶パネル2により変調された光(表示画像)をスクリーン5に投射する投射光学系としての投射レンズ4と、を備えている。
The projection display device according to the present embodiment includes an
本実施の形態では、照明装置1は、光ファイババンドル10と、赤色光を発光するLED(赤色LED)12Rと、緑色光を発光するLED(緑色LED)12Gと、青色光を発光するLED(青色LED)12Bとを有している。
In the present embodiment, the
光ファイババンドル10は、多数本の光ファイバ11R,11G,11Bを束ねて構成されている。光ファイババンドル10の一端は、1つの束に束ねられて集束端10Aをなしている。光ファイババンドル10の他端は、3つの束にそれぞれ束ねられて3つの分岐端10R,10G,10Bをなしている。分岐端10Rの光ファイバ11R(すなわち、一端が分岐端10に束ねられた光ファイバ11R)の数、分岐端10Gの光ファイバ11Gの数、及び、分岐端10Bの光ファイバ11Bの数は、それぞれ2本以上である。
The
図1では、図面表記の便宜上、あたかも光ファイババンドル10の各分岐部が集束部と同じ平面内に配置されているかのように示しているが、本実施の形態では、実際には、例えば、図2に示すように3次元的に配置されている。図2は、図1中の照明装置1の配置例を示す概略斜視図である。図2に示す例では、集束端10Aの光軸Oの方向からから見た場合に、n個(本実施の形態ではn=3)の分岐端10R,10G,10Bが正n角形(本実施の形態では、正三角形)の各頂点付近の位置にそれぞれ位置するとともに、集束端10Aが前記正n角形の中心付近の位置に位置している。このような配置を採用すると、装置内の空間を有効利用することができ、装置のフットプリント(光軸Oの方向から見たフットプリント)を小さくして小型化を図ることができるので、好ましい。また、このような配置を採用すると、各LED12R,12G,12Bの位置を離すことにより、それぞれで発生した熱の影響を相互に受けないようにすることができる。このように、図2に示すような配置を採用すると利点が大きいが、本発明では、必ずしもこのような配置に限定されるものではなく、他の3次元的な配置や2次元的な配置を採用してもよい。
In FIG. 1, for convenience of drawing notation, each branch part of the
本実施の形態では、図1及び図2に示すように、分岐端10Rに対応した光源として1個の赤色LED12Rが設けられ、赤色LED12Rが分岐端10Rに対して対向配置され、赤色LED12Rから発した赤色光が分岐端10Rからこれを構成する各光ファイバ11Rに入射される。同様に、分岐端10Gに対応した光源として1個の緑色LED12Gが設けられ、緑色LED12Gが分岐端10Gに対して対向配置され、緑色LED12Gから発した緑色光が分岐端10Gからこれを構成する各光ファイバ11Gに入射される。同様に、分岐端10Bに対応した光源として1個の青色LED12Bが設けられ、青色LED12Bが分岐端10Bに対して対向配置され、青色LED12Bから発した青色光が分岐端10Bからこれを構成する各光ファイバ11Bに入射される。本実施の形態では、LED12R,12G,12Bとして、レンズ12a付きのものが用いられている。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, one
なお、本実施の形態では、LED12R,12G,12Bに代えて、レーザーダイオードや有機EL素子などの他の発光素子を用いてもよい。本実施の形態では、前述したように、各分岐端10R,10G,10Bに対応する光源が、各1個のLED12R,12G,12Bで構成されているが、各分岐端10R,10G,10Bに対応する光源は、2個以上のLEDで構成してもよい。例えば、分岐端10Rに対応する光源を、2個以上の赤色LEDで構成してもよく、それらの2個以上の赤色LEDからの発した光が分岐端10Rに入射するようにしてもよい。1つの分岐端に対応する光源を2個以上の発光素子で構成する場合、それらの2個以上の発光素子として互いに同じ色の光(すなわち、同じ波長の光)を発するものを用いることが好ましい。しかしながら、必ずしもこれに限定されるものではなく、それらの2個以上の発光素子として互いに異なる色の光(すなわち、異なる波長の光)を発するものを用いることも可能である。この場合には、それら2個以上の発光素子の発光色の採用状況に応じて、集束端10Aにおける各光ファイバの配置を適宜定めればよい。
In the present embodiment, other light emitting elements such as laser diodes and organic EL elements may be used in place of the
本実施の形態では、光ファイババンドル10の集束端10Aにおいて、例えば図3乃至図7に示すように、分岐端10Rの光ファイバ11R(すなわち、一端が分岐端10Rに束ねられた光ファイバ11R)、分岐端10Gの光ファイバ11G、及び、分岐端10Bの光ファイバ11Bが、互いに混じるように配置されている。図3乃至図7は、光ファイババンドル10の集束端10Aにおける光ファイバ11R,11G,11Bの各配置例を模式的に示す図である。
In the present embodiment, at the focusing
図3に示す例では、各光ファイバ11R,11G,11Bが縦の列をなし、これらの列が順次横方向に並んでおり、光ファイバ11R,11G,11Bが横方向にのみ混じっている。
In the example shown in FIG. 3, the
図4に示す例では、光ファイバ11R,11G,11Bが横方向にも縦方向にも混じっている。
In the example shown in FIG. 4, the
図5に示す例では、光ファイバ11R,11G,11Bが横方向にも縦方向にも混じっているが、緑色用の光ファイバ11Gの数を、赤色用の光ファイバ11R及び青色用の光ファイバ11Bに比べて多くした例である。この場合、緑色LEDの出力が赤色LEDの出力及び青色LEDの出力に比べて低い場合に、各色の輝度を揃えることができる。この場合、例えば、分岐端を増やすことなく各分岐端10R,10G,10Bの光ファイバの数を変えてもよいし、分岐端を1つ増やして4つにし、追加した分岐端に対して、分岐端10G用の緑色LED12Gとは別に緑色LEDを配置し、その分岐端の光ファイバも分岐端10Gの光ファイバ11Gとみなして図5に示すように配置してもよい。
In the example shown in FIG. 5, although the
図6に示す例では、各光ファイバ11R,11G,11Bが横の列をなし、これらの列が順次縦方向に並んでおり、光ファイバ11R,11G,11Bが縦方向にのみ混じっている。
In the example shown in FIG. 6, the
図3乃至図6に示す例では、各光ファイバが碁盤目の位置に位置するように配置されているのに対し、図7に示す例では、各光ファイバが最密充填の状態となるように配置されている。図7に示す例は、図3に示す配置を最密充填の状態に変えたものであるが、図4乃至図6に示す各例を最密充填の状態に変えてもよい。 In the example shown in FIGS. 3 to 6, each optical fiber is arranged so as to be positioned at the grid, whereas in the example shown in FIG. 7, each optical fiber is in a close-packed state. Is arranged. The example shown in FIG. 7 is obtained by changing the arrangement shown in FIG. 3 to the close-packed state, but each example shown in FIGS. 4 to 6 may be changed to the close-packed state.
なお、本実施の形態では、光ファイバ11R,11G,11Bは、集束端10Aにおいて、図3乃至図7に示すように、表示画面の矩形形状に合わせた矩形形状をなすように配置されている。
In the present embodiment, the
図8は、図1中のライトパイプ3の付近の拡大図であり、集束端10Aから射出する光の様子も示している。本実施の形態では、ライトパイプ3は、光軸Oと垂直な断面で矩形形状をなす内側反射面を有する筒状部材である。ライトパイプ3は、これがない場合に比べて、透過型液晶パネル2に入射する光を増大させるとともに透過型液晶パネル2に入射する光の均質性を高めるように、集束端10Aから射出される光を透過型液晶パネル2へ導く。ライトパイプ3に代えて、例えば、マイクロレンズアレイや、ロッドミラー、ロッドレンズ、光分散板などを用いてもよい。このように、ライトパイプ3などの導光手段を設けることが好ましいが、本発明では、必ずしもこのような導光手段を設ける必要はない。
FIG. 8 is an enlarged view of the vicinity of the
本実施の形態では、図1及び図8に示すように、光ファイババンドル10の集束端10Aの光軸、ライトパイプ3の光軸、透過型液晶パネル2の光軸、及び投射レンズ4の光軸が、同軸Oをなしている。したがって、装置を著しく小型化することができる。もっとも、本発明では、これに限定されるものではなく、例えば、透過型液晶パネル2に代えてDMDや反射型液晶パネルなどの反射型空間光変調器を用い、各光軸を適宜折り曲げるようにしてもよい。
In this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 8, the optical axis of the converging
ところで、透過型液晶パネル2として、画素毎に各色のカラーフィルタを有するカラーパネルを用いてもよいし、各画素にカラーフィルタを有していないパネルを用いてもよい。前者の場合は、LED12R,12G,12Bを同じタイミングで発光するように駆動すればよい。後者の場合は、LED12R,12G,12Bを順次循環的に異なるタイミングで発光するように駆動すればよい。この場合、透過型液晶パネル2は、発光中の色の画像信号で空間光変調を行うように駆動される。
By the way, as the transmissive
本実施の形態で用いられている照明装置1では、光ファイバ11R,11G,11Bが用いられており、ダイクロイックミラーやダイクロイックプリズムが用いられていないので、各部の設置位置精度が要求されなくなり、特許文献1,2に開示された従来の照明装置に比べて、設置位置のずれに伴う光の利用効率の低下や照射ムラの発生を、低減することができる。
In the
また、本実施の形態で用いられている照明装置1では、赤色、緑色及び青色の各色の光を1本ずつ合計3本の光ファイバで導くのではなく、3つの分岐端10R,10G,10Bを有し集束端10Aにおいて各分岐端10R,10G,10Bの光ファイバ11R,11G,11Bが互いに混じるように配置された光ファイババンドル10を用いて、各色の光を合成する。したがって、この照明装置1によれば、特許文献3に開示された従来の照明装置に比べて、照明光の均質性を高めることができる。
Moreover, in the illuminating
よって、本実施の形態によれば、光源の取り付けや位置調整や交換などが容易になるとともに、表示画像の画質を向上させることができる。 Therefore, according to the present embodiment, it is possible to easily attach, position adjust, and replace the light source and improve the image quality of the display image.
本実施の形態は、例えば、図9乃至図12にそれぞれ示すように変形してもよい。 This embodiment may be modified as shown in FIGS. 9 to 12, for example.
図9は、第1の変形例を示す要部拡大図であり、緑色LED12Gから発して分岐端10Gへ入射する光の様子も示している。この第1の変形例では、前記実施の形態において、緑色LED12Gとしてレンズ12aを有しないものが用いられ、緑色LED12Gと光ファイババンドル10の分岐端10Gとの間に集光レンズ21が配置され、緑色LEDから発した光が集光レンズ21によって集光されて分岐端10Gに入射するようになっている。なお、図9において、12bは、LED12Gの発光部を模式的に示している(この点は、後述する図10乃至図12についても同様である。)。なお、赤色LED12Rと分岐端10Rとの間、及び、青色LED12Bと分岐端10Bとの間についても、図9と同様に変形してもよい。
FIG. 9 is an enlarged view of a main part showing a first modification, and also shows a state of light emitted from the
図10は、第2の変形例を示す要部拡大図であり、緑色LED12Gから発して分岐端10Gへ入射する光の様子も示している。この第2の変形例では、前記実施の形態において、緑色LED12Gとしてレンズ12aを有しないものが用いられ、緑色LED12Gと光ファイババンドル10の分岐端10Gとの間の光路中に気体が存しないように前記光路中に樹脂22a,22bが充填されている。緑色LED12G側の樹脂22aの屈折率は樹脂22bの屈折率より高く、樹脂22aが凸レンズを構成している。この変形例では、樹脂22a,22bが、緑色LED12Gから発した光を分岐端10Gへ集光する集光手段を構成している。
FIG. 10 is an enlarged view of a main part showing a second modification, and also shows a state of light emitted from the
図10に示すように、緑色LED12Gから発した光は、凸レンズ22aで比較的弱く集光された後、樹脂22bを通過してそのまま分岐端10Gに入射するかあるいは樹脂22bの側面で全反射してから分岐端10Gに入射する。したがって、図10に示す変形例では、緑色LED12Gから発した光を低損失で分岐端10Gに入射させることができる。分岐端10G側の樹脂22bの屈折率は、光ファイバ11Gのコアの屈折率とほぼ同じであることが好ましい。この場合、光ファイバ11Gのコアの端面での反射が低減されるため、緑色LED12Gから発した光をより低損失で分岐端10Gに入射させることができる。
As shown in FIG. 10, the light emitted from the
なお、赤色LED12Rと分岐端10Rとの間、及び、青色LED12Bと分岐端10Bとの間についても、図10と同様に変形してもよい。
In addition, you may deform | transform similarly between FIG. 10 between red LED12R and the
図11は、第3の変形例を示す要部拡大図であり、緑色LED12Gから発して分岐端10Gへ入射する光の様子も示している。この第3の変形例では、前記実施の形態において、緑色LED12Gとしてレンズ12aを有しないものが用いられ、緑色LED12Gと光ファイババンドル10の分岐端10Gとの間の光路中に気体が存しないように前記光路中に樹脂23が充填されている。この変形例では、樹脂23が、緑色LED12Gから発した光を分岐端10Gへ集光する集光手段を構成している。
FIG. 11 is an enlarged view of a main part showing a third modification, and also shows a state of light emitted from the
図11に示すように、緑色LED12Gから発した光は、樹脂22bを通過してそのまま分岐端10Gに入射するかあるいは樹脂23の側面で全反射してから分岐端10Gに入射する。したがって、図11に示す変形例では、緑色LED12Gから発した光を低損失で分岐端10Gに入射させることができる。樹脂23の屈折率は、光ファイバ11Gのコアの屈折率とほぼ同じであることが好ましい。この場合、光ファイバ11Gのコアの端面での反射が低減されるため、緑色LED12Gから発した光をより低損失で分岐端10Gに入射させることができる。
As shown in FIG. 11, the light emitted from the
なお、赤色LED12Rと分岐端10Rとの間、及び、青色LED12Bと分岐端10Bとの間についても、図11と同様に変形してもよい。
In addition, between
図12は、第4の変形例を示す要部拡大図であり、緑色LED12Gから発して分岐端10Gへ入射する光の様子も示している。この第4の変形例では、前記実施の形態において、レンズ12a付きの緑色LED12Gと光ファイババンドル10の分岐端10Gとの間がライトパイプ24で接続されている。なお、この変形例では、レンズ12aの集光の度合いは比較的弱くなっている。この変形例では、ライトパイプ24が、緑色LED12Gから発した光を分岐端10Gへ集光する集光手段を構成している。
FIG. 12 is an enlarged view of a main part showing a fourth modified example, and also shows a state of light emitted from the
図12に示すように、緑色LED12Gから発した光は、レンズ12aで比較的弱く集光された後、そのまま分岐端10Gに入射するかあるいはライトパイプ24の内面(反射面)で反射してから分岐端10Gに入射する。したがって、図12に示す変形例では、緑色LED12Gから発した光を低損失で分岐端10Gに入射させることができる。なお、赤色LED12Rと分岐端10Rとの間、及び、青色LED12Bと分岐端10Bとの間についても、図12と同様に変形してもよい。
As shown in FIG. 12, the light emitted from the
以上、本発明の一実施の形態及びその各変形例について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。 As mentioned above, although one Embodiment of this invention and each modification were demonstrated, this invention is not limited to these.
例えば、4色によってフルカラー表示を行う場合、光ファイババンドル10として分岐端を4つ有するものを用い、各分岐端に各色の光を入射させればよい。同様に、2色によるカラー表示を行う場合、光ファイババンドル10として分岐端を2つ有するものを用い、各分岐端に各色の光を入射させればよい。
For example, when full-color display is performed using four colors, an
また、本発明による照明装置の用途は投射型表示装置に限定されるものではなく、スキャナーの光源、携帯ディスプレイの光源、顕微鏡の光源などの種々の用途において用いることができる。 The application of the illumination device according to the present invention is not limited to the projection display device, and can be used in various applications such as a light source for a scanner, a light source for a portable display, and a light source for a microscope.
1 照明装置
2 透過型液晶パネル
3 ライトパイプ
4 投射レンズ
10 光ファイババンドル
10A 集束端
10R,10G,10B 分岐端
11R,11G,11B 光ファイバ
12R,12G,12B LED
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記複数の分岐端にそれぞれ対応して設けられた複数の光源であって、各々が1つ以上の発光素子で構成された複数の光源と、
を備え、
前記各光源から発した光が当該光源に対応する前記分岐端に入射され、
前記複数の光源を構成する全ての前記発光素子のうちの少なくとも1つの発光素子が発する光の波長と他の少なくとも1つの発光素子が発する光の波長とが異なることを特徴とする照明装置。 An optical fiber bundle configured by bundling a plurality of optical fibers, wherein one end is bundled into one bundle to form a focusing end and the other end is bundled into a plurality of bundles to form a plurality of branch ends, The number of optical fibers at each branch end is two or more, and an optical fiber bundle disposed so that the optical fibers at the branch ends are mixed with each other at the focusing end;
A plurality of light sources provided corresponding to the plurality of branch ends, each of which is composed of one or more light emitting elements;
With
The light emitted from each light source is incident on the branch end corresponding to the light source,
An illumination apparatus, wherein a wavelength of light emitted from at least one light emitting element among all the light emitting elements constituting the plurality of light sources is different from a wavelength of light emitted from at least one other light emitting element.
前記集束端から射出される光を変調する空間光変調器と、
前記空間光変調器により変調された光を投射する投射光学系と、
を備えたことを特徴とする投射型表示装置。 A lighting device according to any one of claims 1 to 5;
A spatial light modulator for modulating light emitted from the focusing end;
A projection optical system for projecting light modulated by the spatial light modulator;
A projection type display device comprising:
前記集束端の光軸と前記空間光変調器の光軸と前記投射光学系の光軸とが同軸をなすことを特徴とする請求項6乃至8のいずれかに記載の投射型表示装置。 The spatial light modulator is a transmissive spatial light modulator;
9. The projection display device according to claim 6, wherein an optical axis of the focusing end, an optical axis of the spatial light modulator, and an optical axis of the projection optical system are coaxial.
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