JP2000231344A - 投写型表示装置の照明装置 - Google Patents
投写型表示装置の照明装置Info
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- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】光利用効率を一層向上するとともに、低消費電
力、発熱の低減を得ることができる照明装置を提供す
る。 【解決手段】光ガイド１４は、光入射面１５とこの光入
射面より面積が大きな光出射面１６とを有し、前記光入
射面と光出射面との間に形成された中空を取り囲み、前
記中空を形成する内壁は反射性を有する。光源部品１０
は、光ガイド１４の光入射面１５側に配置され、複数個
の半導体発光体１２を配列しており、前記半導体発光体
からの光を前記光入射面に集光させる。これにより、光
利用効率を一層向上するとともに、低消費電力、発熱の
低減を得ることができる。
力、発熱の低減を得ることができる照明装置を提供す
る。 【解決手段】光ガイド１４は、光入射面１５とこの光入
射面より面積が大きな光出射面１６とを有し、前記光入
射面と光出射面との間に形成された中空を取り囲み、前
記中空を形成する内壁は反射性を有する。光源部品１０
は、光ガイド１４の光入射面１５側に配置され、複数個
の半導体発光体１２を配列しており、前記半導体発光体
からの光を前記光入射面に集光させる。これにより、光
利用効率を一層向上するとともに、低消費電力、発熱の
低減を得ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、液晶表示パネル
などを照明し当該液晶表示パネルに形成される映像をス
クリーンに投写する投写型表示装置に係り、特にその照
明装置の改善に関するものである。
などを照明し当該液晶表示パネルに形成される映像をス
クリーンに投写する投写型表示装置に係り、特にその照
明装置の改善に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示パネルに形成される映像をスク
リーンに投写する照明装置は、例えば特許第２７１３４
０８号公報に開示されている。この開示された内容は、
照明効率（光の利用効率）を向上させるために、液晶表
示パネルと光源との間にガイドスコープを配置し、ガイ
ドスコープの中空内面で光を反射させ液晶パネルに導い
たものである。
リーンに投写する照明装置は、例えば特許第２７１３４
０８号公報に開示されている。この開示された内容は、
照明効率（光の利用効率）を向上させるために、液晶表
示パネルと光源との間にガイドスコープを配置し、ガイ
ドスコープの中空内面で光を反射させ液晶パネルに導い
たものである。
【０００３】しかしながら、光源としての蛍光管は白色
光源である。液晶パネルでカラー表示させる場合は、カ
ラーフィルタ、ダイクロイックミラー等で色を３原色
（赤、緑、青）に分離し、液晶パネルに光を導く必要が
あり、不要となる波長の光は熱となる。カラーフィルタ
では光の利用効率が悪く、ダイクロイックミラーでは部
品点数が多くなる。また、明るくするために蛍光管の電
力を上げると、不要となる波長の光も一緒に増え、発熱
量が増えて不具合を生じさせる。このため、電力消費の
削減、発熱の抑圧を得る場合にその構成が適切でない。
また、一層の光利用率を図る上では限界がある。
光源である。液晶パネルでカラー表示させる場合は、カ
ラーフィルタ、ダイクロイックミラー等で色を３原色
（赤、緑、青）に分離し、液晶パネルに光を導く必要が
あり、不要となる波長の光は熱となる。カラーフィルタ
では光の利用効率が悪く、ダイクロイックミラーでは部
品点数が多くなる。また、明るくするために蛍光管の電
力を上げると、不要となる波長の光も一緒に増え、発熱
量が増えて不具合を生じさせる。このため、電力消費の
削減、発熱の抑圧を得る場合にその構成が適切でない。
また、一層の光利用率を図る上では限界がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記した蛍光管を光源
とした従来の映像をスクリーンに投写する照明装置で
は、電力消費の削減、発熱の抑圧を図るには構成上問題
があったばかりか、光の利用効率の点でも限界があっ
た。
とした従来の映像をスクリーンに投写する照明装置で
は、電力消費の削減、発熱の抑圧を図るには構成上問題
があったばかりか、光の利用効率の点でも限界があっ
た。
【０００５】そこでこの発明は、光利用効率を一層向上
するとともに、低消費電力、発熱の低減を得ることがで
きる投写型表示装置を提供することを目的とする。
するとともに、低消費電力、発熱の低減を得ることがで
きる投写型表示装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、光入射面とこの光入射面より面積が
大きな光出射面とを有し、前記光入射面と光出射面との
間に形成された中空を取り囲み、前記中空を形成する内
壁は反射性を有する光ガイドと、前記光出射面側に配置
された液晶表示パネルと、前記光入射面側に配置され、
複数個の半導体発光体を配列しており、前記半導体発光
体からの光を前記光入射面に集光させる光源部品とを有
し、前記光出射面側に配置された液晶表示パネルを照射
するようにしたものである。
を達成するために、光入射面とこの光入射面より面積が
大きな光出射面とを有し、前記光入射面と光出射面との
間に形成された中空を取り囲み、前記中空を形成する内
壁は反射性を有する光ガイドと、前記光出射面側に配置
された液晶表示パネルと、前記光入射面側に配置され、
複数個の半導体発光体を配列しており、前記半導体発光
体からの光を前記光入射面に集光させる光源部品とを有
し、前記光出射面側に配置された液晶表示パネルを照射
するようにしたものである。
【０００７】この照明装置では、上記の光源部品と光り
ガイドを用いることにより、不要な波長光による発熱を
低減し、低消費電力化が図られ、また均一な照明光が得
られ、光利用効率を向上させることができる。
ガイドを用いることにより、不要な波長光による発熱を
低減し、低消費電力化が図られ、また均一な照明光が得
られ、光利用効率を向上させることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【０００９】図１（A）はこの発明の特徴部を示してい
る。光源部品１０は、基板１１の一方の面上に複数の発
光体（発光ダイオード）１２が２次元的に配列されてい
る。そして複数の発光体１２は、それぞれ透明なモール
ド部材１３により覆われている。図面上では、発光体１
２とモールド部材１３の１つの組に符号を付して示して
いる（以下この部分を発光素子部１９と称する）。この
例では、モールド部材１３の外面形状が、出射光の指向
特性を持ちかつレンズ機能を持つように形成されている
ために、発光素子部１９からの光は、光ガイド（カライ
ドスコープ）１４の光入射面１５の例えば中心に集光す
る。
る。光源部品１０は、基板１１の一方の面上に複数の発
光体（発光ダイオード）１２が２次元的に配列されてい
る。そして複数の発光体１２は、それぞれ透明なモール
ド部材１３により覆われている。図面上では、発光体１
２とモールド部材１３の１つの組に符号を付して示して
いる（以下この部分を発光素子部１９と称する）。この
例では、モールド部材１３の外面形状が、出射光の指向
特性を持ちかつレンズ機能を持つように形成されている
ために、発光素子部１９からの光は、光ガイド（カライ
ドスコープ）１４の光入射面１５の例えば中心に集光す
る。
【００１０】なお発光部からの配光特性θは、均一でも
よいし、基板１１の周辺に従い発光体から見た光ガイド
の光入射面の入射口は狭くなるので、基板１１の中心及
びその付近に配列されるものの配光特性θが広く（拡
散）、基板１１の周囲及びその付近に配列されるものの
配光特性θが狭くなるようにしてもよい。このような光
源部品１０から出射した光は、光ガイド１４の光入射面
では、擬似的に拡散面光源と等しい。よって、この光ガ
イド１４から出射する光は、高効率であり、均一な照明
光となる。
よいし、基板１１の周辺に従い発光体から見た光ガイド
の光入射面の入射口は狭くなるので、基板１１の中心及
びその付近に配列されるものの配光特性θが広く（拡
散）、基板１１の周囲及びその付近に配列されるものの
配光特性θが狭くなるようにしてもよい。このような光
源部品１０から出射した光は、光ガイド１４の光入射面
では、擬似的に拡散面光源と等しい。よって、この光ガ
イド１４から出射する光は、高効率であり、均一な照明
光となる。
【００１１】光ガイド（カライドスコープ）１４は、例
えば図１（B）に示すように、光入射面１５とこの光入
射面１５より面積が大きな光出射面１６とを有し、光入
射面１５と光出射面１６との間に形成された中空を形成
する内壁は反射性を有する。つまり、光ガイド１４は、
台形状の４つ反射鏡１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄで
空間を囲む形状の略筒形状であり、光入射面１５と光出
射面１６とは相似形でありまた長方形である。
えば図１（B）に示すように、光入射面１５とこの光入
射面１５より面積が大きな光出射面１６とを有し、光入
射面１５と光出射面１６との間に形成された中空を形成
する内壁は反射性を有する。つまり、光ガイド１４は、
台形状の４つ反射鏡１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄで
空間を囲む形状の略筒形状であり、光入射面１５と光出
射面１６とは相似形でありまた長方形である。
【００１２】図１（C）は、光ガイド１４の照明原理を
説明するために示している。光ガイド１４が、拡散面光
源部２０（光入射面１５に対応する）の有効外周部端と
被照明領域（光出射面１６或いは液晶表示パネルに対応
する）の有効外周部端とを隙間なくミラーで囲んだ状態
を構築しているものとする。光出射面１６の中央部Pか
ら光源部２０側を見ると、光ガイド１４の内面の交点０
を中心とし半径ｒの円S上に鏡像２２が並ぶ。また光ガ
イド１４の光出射面１６の端Qから光源部２０側を見て
も、上記円S上に光源部２０の鏡像が存在する。よっ
て、光ガイド１４を用いることにより高効率で均一な照
明光学系を得ることができる。
説明するために示している。光ガイド１４が、拡散面光
源部２０（光入射面１５に対応する）の有効外周部端と
被照明領域（光出射面１６或いは液晶表示パネルに対応
する）の有効外周部端とを隙間なくミラーで囲んだ状態
を構築しているものとする。光出射面１６の中央部Pか
ら光源部２０側を見ると、光ガイド１４の内面の交点０
を中心とし半径ｒの円S上に鏡像２２が並ぶ。また光ガ
イド１４の光出射面１６の端Qから光源部２０側を見て
も、上記円S上に光源部２０の鏡像が存在する。よっ
て、光ガイド１４を用いることにより高効率で均一な照
明光学系を得ることができる。
【００１３】図２は、上記の照明装置を用いた投写型表
示装置の全体的な構成例である。光源部品としては、R
（赤）,G（緑）,B（青）の各映像のために用いられる光
源部品１０R,１０G、１０Bが用意されている。また各光
源部品１０R,１０G、１０Bに対して、それぞれその光入
射面を対向させる光ガイド１４R,１４G,１４Bが設けら
れている。さらに光ガイド１４R,１４G,１４Bの各光出
射面側にはそれぞれ液晶表示パネル３０R,３０G,３０B
が設けられている。各液晶表示パネル３０R,３０G,３０
Bから出射された光学像は、合成プリズム（ダイクロイ
ックプリズム）３１に導かれ合成され、共通に投写レン
ズ部３３に向けて出射される。投写レンズ部３３から出
射されたカラー光学像は、スクリーン３４上に投影され
る。図面では簡単のために偏光板は省略している。
示装置の全体的な構成例である。光源部品としては、R
（赤）,G（緑）,B（青）の各映像のために用いられる光
源部品１０R,１０G、１０Bが用意されている。また各光
源部品１０R,１０G、１０Bに対して、それぞれその光入
射面を対向させる光ガイド１４R,１４G,１４Bが設けら
れている。さらに光ガイド１４R,１４G,１４Bの各光出
射面側にはそれぞれ液晶表示パネル３０R,３０G,３０B
が設けられている。各液晶表示パネル３０R,３０G,３０
Bから出射された光学像は、合成プリズム（ダイクロイ
ックプリズム）３１に導かれ合成され、共通に投写レン
ズ部３３に向けて出射される。投写レンズ部３３から出
射されたカラー光学像は、スクリーン３４上に投影され
る。図面では簡単のために偏光板は省略している。
【００１４】この発明は上記の実施の形態に限定される
ものではなく、種々の変形が可能である。
ものではなく、種々の変形が可能である。
【００１５】図３（A）乃至図３（D）にはこの発明の各
種の実施の形態における要部を示している。先の実施の
形態の各部品と対応する部品には同一符号を付してい
る。図３（A）の実施の形態は、基板１１が湾曲してお
り、各発光素子部１９からの光が光ガイド１４の光入射
面１５に集光しやすいように構成されている。つまり、
各発光素子部１９の出射光の向きが光入射面１５に向け
られている。発光素子部１９の配光特性は、任意の角度
θである。このようにすると、モールド部材１３の外面
形状を一様に作成しても効率よく光入射面１５に発光素
子部１９からの光を導くことができる。
種の実施の形態における要部を示している。先の実施の
形態の各部品と対応する部品には同一符号を付してい
る。図３（A）の実施の形態は、基板１１が湾曲してお
り、各発光素子部１９からの光が光ガイド１４の光入射
面１５に集光しやすいように構成されている。つまり、
各発光素子部１９の出射光の向きが光入射面１５に向け
られている。発光素子部１９の配光特性は、任意の角度
θである。このようにすると、モールド部材１３の外面
形状を一様に作成しても効率よく光入射面１５に発光素
子部１９からの光を導くことができる。
【００１６】図３（B）の実施の形態は、複数枚の平面
基板１１ａ，１１ｃ，１１ｃを組み合わせて図３（A）
に示す実施の形態と同様な効果を持つように構成した例
である。各基板１１ａ，１１ｃ，１１ｃには、発光素子
部１９が形成されている。中央の平面基板１１ｂは光入
射面１５に正面から対向し、他の基板１１ａ、１１ｃ
は、光入射面１５を向くが、傾斜してしている。
基板１１ａ，１１ｃ，１１ｃを組み合わせて図３（A）
に示す実施の形態と同様な効果を持つように構成した例
である。各基板１１ａ，１１ｃ，１１ｃには、発光素子
部１９が形成されている。中央の平面基板１１ｂは光入
射面１５に正面から対向し、他の基板１１ａ、１１ｃ
は、光入射面１５を向くが、傾斜してしている。
【００１７】図３（C）は、放物面鏡４０を用いた例で
ある。今までの実施の形態では、発光素子部１９が光入
射面１５側を直接向くように発光部品１０が配置されて
いた。しかし、この実施の形態は、放物面鏡４０が、光
入射面１５に対面している。そして発光部品１０の各発
光素子部１９が、放物面鏡４０に向くように、発光部品
１０が配置されている。図３（C）の例は、光入射面１
５の縁の外側周囲に発光素子部１９が位置する。そして
発光素子部１９からの出射光の主光線は光軸と略平行に
放物面鏡４０に照射される。すると、反射した光が光ガ
イド１４の光入射面１５に集光する。
ある。今までの実施の形態では、発光素子部１９が光入
射面１５側を直接向くように発光部品１０が配置されて
いた。しかし、この実施の形態は、放物面鏡４０が、光
入射面１５に対面している。そして発光部品１０の各発
光素子部１９が、放物面鏡４０に向くように、発光部品
１０が配置されている。図３（C）の例は、光入射面１
５の縁の外側周囲に発光素子部１９が位置する。そして
発光素子部１９からの出射光の主光線は光軸と略平行に
放物面鏡４０に照射される。すると、反射した光が光ガ
イド１４の光入射面１５に集光する。
【００１８】図３（D）の実施の形態は、図３（C）の実
施の形態に加えて、放物面鏡４０の中央部（入射面１５
と直接対向するエリア）にも複数個の発光素子部１９を
追加配列した例である。
施の形態に加えて、放物面鏡４０の中央部（入射面１５
と直接対向するエリア）にも複数個の発光素子部１９を
追加配列した例である。
【００１９】さらに図４（Ａ）乃至図４（Ｃ）はこの発
明の他の実施の形態における要部を示している。先の実
施の形態の各部品と対応する部品には同一符号を付して
いる。図４（A）の実施の形態は、光ガイド１４の光入
射面１５の外周に凹面鏡４１を取り付けている。また、
凹面鏡４１で反射した光をさらに光入射面１５に向けて
反射する凸面鏡４２を配置している。この凸面鏡４２
は、光源部品１０の中央に位置し、図示していないが、
例えば光源部品１０の基板１１に固定され突出したた支
持部品の先端に支持されている。光源部品１０は、その
基板１１が光入射面１５に対して平行に対向するように
配置される。光源部品１０の発光素子部１９から出射し
た光は、凹面鏡４１で反射され、次に凸面鏡４２で反射
され光入射面１５に入射する。
明の他の実施の形態における要部を示している。先の実
施の形態の各部品と対応する部品には同一符号を付して
いる。図４（A）の実施の形態は、光ガイド１４の光入
射面１５の外周に凹面鏡４１を取り付けている。また、
凹面鏡４１で反射した光をさらに光入射面１５に向けて
反射する凸面鏡４２を配置している。この凸面鏡４２
は、光源部品１０の中央に位置し、図示していないが、
例えば光源部品１０の基板１１に固定され突出したた支
持部品の先端に支持されている。光源部品１０は、その
基板１１が光入射面１５に対して平行に対向するように
配置される。光源部品１０の発光素子部１９から出射し
た光は、凹面鏡４１で反射され、次に凸面鏡４２で反射
され光入射面１５に入射する。
【００２０】図４（B）の実施の形態では、光源部品１
０は指向性はあまり狭くない広い配光特性を有してい
る。そのため、光入射面１５に入射しない光もある。そ
こで高い反射特性を有する面４５上に光源部品１０を配
置する。光源部品１０から拡散した光は反射面４５に反
射し、光入射面１５に入射する。これにより光りの利用
効率が上がる。
０は指向性はあまり狭くない広い配光特性を有してい
る。そのため、光入射面１５に入射しない光もある。そ
こで高い反射特性を有する面４５上に光源部品１０を配
置する。光源部品１０から拡散した光は反射面４５に反
射し、光入射面１５に入射する。これにより光りの利用
効率が上がる。
【００２１】図４（Ｃ）の実施の形態は、光源部品１０
の配置は、先の図３（C）の実施の形態と同じである。
しかしこの実施の形態では、光源部品１０及び光入射面
１５に対向するように、ガラス材で放物面に形成された
反射部材４６、４７を２重に配置している。ここで内側
の反射部材４６の焦点距離ｆ１よりも外面の反射部材４
７の焦点距離ｆ２が長く設定されてる。また内側の反射
部材４６には、偏光分離膜４６１がコーティングされて
おりS偏光光を反射させ、またP偏光光を透過させ、外側
の反射部材には反射膜４７１がコーティングされており
P偏光光を反射するように構成されている。また光ガイ
ド１４の光入射面の周囲の内側には、内側に向かってせ
り出した偏光変換光学素子としてλ／２位相差板１４６
が設けられている。光軸上には同心円形の穴が設けられ
ておりS偏光光はこの穴を通過し、P偏光光はλ／２位相
差板１４６を通過して、S偏光光１４７に変換されるよ
うになっている。
の配置は、先の図３（C）の実施の形態と同じである。
しかしこの実施の形態では、光源部品１０及び光入射面
１５に対向するように、ガラス材で放物面に形成された
反射部材４６、４７を２重に配置している。ここで内側
の反射部材４６の焦点距離ｆ１よりも外面の反射部材４
７の焦点距離ｆ２が長く設定されてる。また内側の反射
部材４６には、偏光分離膜４６１がコーティングされて
おりS偏光光を反射させ、またP偏光光を透過させ、外側
の反射部材には反射膜４７１がコーティングされており
P偏光光を反射するように構成されている。また光ガイ
ド１４の光入射面の周囲の内側には、内側に向かってせ
り出した偏光変換光学素子としてλ／２位相差板１４６
が設けられている。光軸上には同心円形の穴が設けられ
ておりS偏光光はこの穴を通過し、P偏光光はλ／２位相
差板１４６を通過して、S偏光光１４７に変換されるよ
うになっている。
【００２２】この例では、P偏光光をS偏光光に揃えてい
るが、S偏光光をP偏光光に変換して揃えるようにしても
よい。この選択は、光ガイド１４の光出射側に配置され
る液晶表示パネルの偏光方向に応じて決定される。
るが、S偏光光をP偏光光に変換して揃えるようにしても
よい。この選択は、光ガイド１４の光出射側に配置され
る液晶表示パネルの偏光方向に応じて決定される。
【００２３】図５（A）乃至（C）は更にこの発明の他の
実施の形態における要部を示している。先の実施の形態
の各部品と対応する部品には同一符号を付している。図
５（A）の実施の形態は、複数の発光素子を有する基板
１１と光ガイド１４の光入射面との間を、さらに補助光
ガイド５１により取り囲むようにしている。この補助光
ガイド５１の形状も一方の開口が基板１１の外周に合致
し、他方の開口が補助光ガイド５１の光入射面に合致す
るように形成されている。そして、この補助光ガイド５
１の内壁も反射性を有する。補助光ガイド５１は例えば
鏡を用いて構成されている。この構成であると、光源部
品１０側からの光を効率よく光入射面１５に導くことが
できる。
実施の形態における要部を示している。先の実施の形態
の各部品と対応する部品には同一符号を付している。図
５（A）の実施の形態は、複数の発光素子を有する基板
１１と光ガイド１４の光入射面との間を、さらに補助光
ガイド５１により取り囲むようにしている。この補助光
ガイド５１の形状も一方の開口が基板１１の外周に合致
し、他方の開口が補助光ガイド５１の光入射面に合致す
るように形成されている。そして、この補助光ガイド５
１の内壁も反射性を有する。補助光ガイド５１は例えば
鏡を用いて構成されている。この構成であると、光源部
品１０側からの光を効率よく光入射面１５に導くことが
できる。
【００２４】図５（B）の実施の形態は、基板１１に設
けられている発光ダイオード１２の１つまたは複数を、
小形光ガイド５２の光入射面側の開口で囲み、この小形
光ガイドの光出射面をメイン光ガイド１４の光入射面に
配置する構成である。この場合の配光特性は、小型光ガ
イド５２の入射面口径と出射面口径より求まる。ここで
複数の小型光ガイド５２の光出射面口径の面積の和は、
メイン光ガイド１４の光入射面口径の面積と等しくな
る。また発光ダイオード１２と小型光ガイド５２の内は
モールド部材で覆われると、更に光の利用効率が向上す
る。
けられている発光ダイオード１２の１つまたは複数を、
小形光ガイド５２の光入射面側の開口で囲み、この小形
光ガイドの光出射面をメイン光ガイド１４の光入射面に
配置する構成である。この場合の配光特性は、小型光ガ
イド５２の入射面口径と出射面口径より求まる。ここで
複数の小型光ガイド５２の光出射面口径の面積の和は、
メイン光ガイド１４の光入射面口径の面積と等しくな
る。また発光ダイオード１２と小型光ガイド５２の内は
モールド部材で覆われると、更に光の利用効率が向上す
る。
【００２５】図５（C）の実施の形態は、基板１１に設
けられている発光ダイオード１２の１つまたは複数を、
光ロッドレンズ５２の光入射面に対向させて、この光ロ
ッドレンズ５２の光出射面をメイン光ガイド１４の光入
射面に配置する構成である。この場合も上述した実施の
形態と同様な効果を得ることができる。
けられている発光ダイオード１２の１つまたは複数を、
光ロッドレンズ５２の光入射面に対向させて、この光ロ
ッドレンズ５２の光出射面をメイン光ガイド１４の光入
射面に配置する構成である。この場合も上述した実施の
形態と同様な効果を得ることができる。
【００２６】図６は更にこの発明の他の実施の形態の要
部における基本構成である。この実施の形態は、図１
（C）に示した実施の形態と類似するが、光ガイド１４
の光出射面側に主光線６１を光軸に平行にするための集
光レンズ６２を配置している点が異なる。したがって図
１（C）と共通する部分には同一符号を付して共通する
部分の説明は省略する。集光レンズ６２が無いと光ガイ
ド１４の端では照明光の主光線は発散していく。投写型
表示装置の液晶パネルは光線の方向によりコントラスト
や視野角に影響を受けやすい。そこで集光レンズ６２を
配置してコントラストを均一にすることで視野角も定常
位置で安定することになる。
部における基本構成である。この実施の形態は、図１
（C）に示した実施の形態と類似するが、光ガイド１４
の光出射面側に主光線６１を光軸に平行にするための集
光レンズ６２を配置している点が異なる。したがって図
１（C）と共通する部分には同一符号を付して共通する
部分の説明は省略する。集光レンズ６２が無いと光ガイ
ド１４の端では照明光の主光線は発散していく。投写型
表示装置の液晶パネルは光線の方向によりコントラスト
や視野角に影響を受けやすい。そこで集光レンズ６２を
配置してコントラストを均一にすることで視野角も定常
位置で安定することになる。
【００２７】図７（A）乃至（C）は更にこの発明の他の
実施の形態における要部を示している。先の実施の形態
の各部品と対応する部品には同一符号を付している。
実施の形態における要部を示している。先の実施の形態
の各部品と対応する部品には同一符号を付している。
【００２８】図７（A）の実施の形態は、球面または円
錐形の面を有する基板（保持部材）１１Aの球面（円錐
面）側に、それぞれ透明なモールド部材１３により覆わ
れた複数の発光体１２（発光ダイオード）を並べ、光ガ
イド１４の光入射面内挿入している。図では１個の基板
１１Aを示しているが、このような構造の基板を複数と
してもよい。また球体に限らず回転楕円形状の基板であ
ってもよい。この実施の形態においても先の実施の形態
と同様な効果を得ることができる。
錐形の面を有する基板（保持部材）１１Aの球面（円錐
面）側に、それぞれ透明なモールド部材１３により覆わ
れた複数の発光体１２（発光ダイオード）を並べ、光ガ
イド１４の光入射面内挿入している。図では１個の基板
１１Aを示しているが、このような構造の基板を複数と
してもよい。また球体に限らず回転楕円形状の基板であ
ってもよい。この実施の形態においても先の実施の形態
と同様な効果を得ることができる。
【００２９】図７（B）の実施の形態は、複数の基板１
１を組み合わせており、例えば台形上に構成している。
そして突出側を光ガイド１４の光入射面側の奥に挿入し
ている。それぞれの基板１１の光ガイド１４の内側の面
には、複数の透明なモールド部材１３により覆われた複
数の発光体１２（発光ダイオード）が設けられている。
１を組み合わせており、例えば台形上に構成している。
そして突出側を光ガイド１４の光入射面側の奥に挿入し
ている。それぞれの基板１１の光ガイド１４の内側の面
には、複数の透明なモールド部材１３により覆われた複
数の発光体１２（発光ダイオード）が設けられている。
【００３０】この実施の形態においても先の実施の形態
と同様な効果を得ることができる。
と同様な効果を得ることができる。
【００３１】図７（C）の実施の形態は発光ダイオード
１２の周囲はモールド部材に覆われ、平面状に形成され
マイクロレンズが配置されている。
１２の周囲はモールド部材に覆われ、平面状に形成され
マイクロレンズが配置されている。
【００３２】発光ダイオード１２に用いられる半導体結
晶は、およそ３．５程度の高い屈折率をもっている。従
って半導体結晶から大気中に接触するまでの媒体の屈折
率から、求まる臨界角により、光の取り出し効率が決ま
る。大気中においた場合の光の臨界角は約１６度ぐらい
であり、光の利用効率が悪い。半導体結晶の上にマイク
ロレンズ（屈折率Ｎ＝１．５とする）を配置すると臨界
角は約２５度となる。臨界角の近傍の光は、光軸とほぼ
垂直に出射される。（このまま大気との境界面に到達し
ても反射されてしまう。）マイクロレンズにより、光軸
と平行な方向に屈折されることにより、大気中に出射し
易くなり光りの利用効率が向上する。また、発光ダイオ
ード１２とマイクロレンズの間に、モールド部材が挟ま
っていてよいし、接着のための媒体が挟まっていても同
様な効果が得られる。マイクロレンズのレンズと発光体
が１対１で対応してもよいし、１対複数で対応してもよ
いし、複数対１で対応してもよい。
晶は、およそ３．５程度の高い屈折率をもっている。従
って半導体結晶から大気中に接触するまでの媒体の屈折
率から、求まる臨界角により、光の取り出し効率が決ま
る。大気中においた場合の光の臨界角は約１６度ぐらい
であり、光の利用効率が悪い。半導体結晶の上にマイク
ロレンズ（屈折率Ｎ＝１．５とする）を配置すると臨界
角は約２５度となる。臨界角の近傍の光は、光軸とほぼ
垂直に出射される。（このまま大気との境界面に到達し
ても反射されてしまう。）マイクロレンズにより、光軸
と平行な方向に屈折されることにより、大気中に出射し
易くなり光りの利用効率が向上する。また、発光ダイオ
ード１２とマイクロレンズの間に、モールド部材が挟ま
っていてよいし、接着のための媒体が挟まっていても同
様な効果が得られる。マイクロレンズのレンズと発光体
が１対１で対応してもよいし、１対複数で対応してもよ
いし、複数対１で対応してもよい。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
光利用効率を一層向上するとともに、低消費電力、発熱
の低減、軽量小型化を得ることができる。
光利用効率を一層向上するとともに、低消費電力、発熱
の低減、軽量小型化を得ることができる。
【図１】この発明の一実施の形態における要部の断面
図、光ガイドの斜視図及び動作原理説明図。
図、光ガイドの斜視図及び動作原理説明図。
【図２】この発明を用いた投写型表示装置の構成説明
図。
図。
【図３】この発明の各種の他の実施の形態の断面図。
【図４】同じくこの発明の各種の他の実施の形態の断面
図。
図。
【図５】同じくこの発明のさらに各種の他の実施の形態
の断面図。
の断面図。
【図６】この発明の他の実施の形態における要部の断面
図。
図。
【図７】同じくこの発明のさらにまた各種の他の実施の
形態の断面図。
形態の断面図。
１１…基板、１２…発光体、１３…モールド部材、１４
…光ガイド、１９…発光素子部。
…光ガイド、１９…発光素子部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｆ 1/13357 Ｇ０３Ｂ 21/14 Ａ Ｇ０３Ｂ 21/14 Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０ (72)発明者 三原 久幸 東京都港区新橋３丁目３番９号 東芝エ ー・ブイ・イー株式会社内 (72)発明者 坂本 務 埼玉県深谷市幡羅町１丁目９番２号 株式 会社東芝深谷工場内 Ｆターム(参考） 2H038 AA52 BA08 2H088 EA12 HA23 HA24 HA28 HA30 MA04 MA06 MA20 2H091 FA23Z FA45Z FD06 LA04 LA18 LA30 MA07 5G435 BB12 CC12 DD04 DD05 FF03 FF07 FF11 FF12 GG02 GG07 GG08 GG23 GG26 GG28 LL15
Claims (7)
- 【請求項１】 光入射面とこの光入射面より面積が大き
な光出射面とを有し、前記光入射面と光出射面との間に
形成された中空を取り囲み、前記中空を形成する内壁は
反射性を有する光ガイドと、 前記光入射面側に配置され、複数個の半導体発光体を配
列しており、前記半導体発光体からの光を前記光入射面
に集光させる光源部品とを有したことを特徴とする投写
型表示装置の照明装置。 - 【請求項２】 前記光源部品は、前記光入射面に凹部を
対向させこの凹部に前記半導体発光体が配列されている
ことを特徴とする請求項１記載の投写型表示装置の照明
装置。 - 【請求項３】 前記光源部品は、反射部材に向けて照射
する前記半導体発光体を有し、前記反射部材で反射され
た光は、前記光ガイドの光入射面に向けて進行すること
を特徴とする請求項１記載の投写型表示装置の照明装
置。 - 【請求項４】 前記光源部品は、半導体発光体からの光
を前記光ガイドの光入射面に導く場合、補助の小形光ガ
イドを介して導いていることを特徴とする請求項１記載
の投写型表示装置の照明装置。 - 【請求項５】 前記光源部品は、前記複数個の半導体発
光体の配列領域の外周が、前記光ガイドの前記光入射面
の外周よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の投
写型表示装置の照明装置。 - 【請求項６】 前記光源部品は、前記複数個の半導体発
光体の配列領域の外周が、前記光ガイドの前記光入射面
の外周と略等しいよりかまたは小さいことを特徴とする
請求項１記載の投写型表示装置の照明装置。 - 【請求項７】 前記光ガイドの前記光出射面側には、集
光レンズが配置されていることを特徴とする請求項１記
載の投写型表示装置の照明装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11032455A JP2000231344A (ja) | 1999-02-10 | 1999-02-10 | 投写型表示装置の照明装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11032455A JP2000231344A (ja) | 1999-02-10 | 1999-02-10 | 投写型表示装置の照明装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000231344A true JP2000231344A (ja) | 2000-08-22 |
Family
ID=12359459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11032455A Pending JP2000231344A (ja) | 1999-02-10 | 1999-02-10 | 投写型表示装置の照明装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000231344A (ja) |
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