JP2005070438A - Display device and projection-type display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示装置および投射型表示装置に関する。 The present invention relates to a display device and a projection display device.
液晶ライトバルブ等の光変調装置を用いて映像光を合成し、合成された映像光を投射レンズ等からなる投射光学系を通じてスクリーンに拡大投射する投射型表示装置が従来から知られている。この投射型表示装置には、液晶ライトバルブをRGBの3原色に応じて3枚用いる3板式の投射型表示装置と、1枚しか用いない単板式の投射型表示装置とがある。
単板式の投射型表示装置の液晶ライトバルブには、複数の画素が配列されており、この画素の中には、RGBの3原色に応じた色光の出射領域がそれぞれ設けられている。単板式の投射型表示装置は、この出射領域から出射される色光を制御して画素の色を表現し、ひいてはカラー画像を形成して投射している(例えば、特許文献1参照。)。
A plurality of pixels are arranged in the liquid crystal light valve of the single-plate projection display device, and color light emission areas corresponding to the three primary colors of RGB are provided in each pixel. The single-plate projection display device controls the color light emitted from the emission region to express the color of the pixel, and thus forms and projects a color image (see, for example, Patent Document 1).
上述したように、従来の投射型表示装置においては、画像を大きく拡大して投射する場合、画素も大きく拡大されるため、R(赤)、G(緑)、B(青)に対応した色光の出射領域が見えてしまう。特に文字表示に対してはRGBに対応した色光の出射領域が顕著に見えてしまい、表示された画像の画質が低下するという問題があった。 As described above, in a conventional projection display device, when an image is projected with a large enlargement, the pixels are also greatly enlarged. Therefore, color light corresponding to R (red), G (green), and B (blue) The exit area of the slab is visible. In particular, for character display, there is a problem that the emission area of colored light corresponding to RGB appears prominently and the image quality of the displayed image is degraded.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、1画素における各色光を一致させ、表示された画像の画質を向上させることができる表示装置および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 to solve the above-described problem, and provides a display device and a projection display device that can match the color lights in one pixel and improve the image quality of a displayed image. For the purpose.
上記目的を達成するために、本発明の表示装置は、それぞれ異なる色光を出射する色表示領域を一組備えた画素を配列して有し、前記色表示領域が照明光を変調して色光を出射する光変調手段と、前記1つの画素から出射された一組の異なる色光を、所定の位置で、前記1つの画素の面積と略同じ面積の領域に合成するレンズ系と、を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a display device according to the present invention has a pixel array having a set of color display areas for emitting different color lights, and the color display area modulates illumination light to emit color light. A light modulation unit that emits light, and a lens system that synthesizes a set of different color lights emitted from the one pixel into a region having a substantially same area as the area of the one pixel at a predetermined position. It is characterized by.
すなわち、本発明の表示装置は、1つの画素から出射された一組の異なる色光を、所定の位置で、1つの画素の面積と略同じ面積の領域に合成するレンズ系を備えるため、上記一組の異なる色光を一致させることができる。そのため、例えば表示画像を拡大投射され、画素も拡大表示されても、1つの画素から出射された一組の異なる色光が個々に見えることがないため、表示する画像の画質を向上させることができる。 That is, the display device of the present invention includes a lens system that combines a set of different colored lights emitted from one pixel into a region having an area substantially the same as the area of one pixel at a predetermined position. Different sets of colored light can be matched. Therefore, for example, even when a display image is enlarged and projected, and a pixel is also enlarged, a set of different color lights emitted from one pixel cannot be seen individually, so that the image quality of the displayed image can be improved. .
上記の構成を実現するために、レンズ系が色表示領域と略同一形状のマイクロレンズからなる第1マイクロレンズアレイと、第1マイクロレンズアレイと略同形状の第2マイクロレンズアレイと、画素と略同一形状のマイクロレンズからなる第3マイクロレンズアレイとを備え、第1マイクロレンズアレイが、色表示領域から出射された色光を第2マイクロレンズアレイに集光し、第2マイクロレンズアレイと第3マイクロレンズアレイとが一組の異なる色光を合成することが望ましい。
この構成によれば、第1マイクロレンズアレイが、色表示領域から出射された色光を第2マイクロレンズアレイに集光し、第2マイクロレンズアレイと第3マイクロレンズアレイとが一組の異なる色光を合成している。そのため、上記一組の異なる色光をより確実に一致させることができ、1つの画素から出射された一組の異なる色光が個々に見えることがなくなり、表示する画像の画質を向上させることができる。
In order to realize the above-described configuration, a lens system includes a first microlens array including microlenses having substantially the same shape as the color display region, a second microlens array having substantially the same shape as the first microlens array, a pixel, A third microlens array composed of microlenses having substantially the same shape, the first microlens array condenses the color light emitted from the color display area on the second microlens array, and the second microlens array and the second microlens array It is desirable that the three microlens array synthesize a set of different colored lights.
According to this configuration, the first microlens array condenses the color light emitted from the color display area on the second microlens array, and the second microlens array and the third microlens array are a set of different color lights. Is synthesized. Therefore, the set of different color lights can be matched more reliably, and the set of different color lights emitted from one pixel can be prevented from being seen individually, and the image quality of the displayed image can be improved.
上記の構成を実現するために、より具体的には、画素内の各色表示領域が1列に並んで配列されている場合、第3マイクロレンズアレイが、第1および第2マイクロレンズアレイの焦点距離に対して配列された色表示領域数倍の焦点距離を有することが望ましい。
この構成によれば、第3マイクロレンズアレイが、第1および第2マイクロレンズアレイの焦点距離に対して配列された色表示領域数倍の焦点距離を有するため、第3マイクロレンズアレイの焦点位置に上記一組の異なる色光を一致させ、空間像を形成することができる。
In order to realize the above configuration, more specifically, when the color display areas in the pixel are arranged in a line, the third microlens array is a focal point of the first and second microlens arrays. It is desirable to have a focal length that is several times the number of color display areas arranged with respect to the distance.
According to this configuration, since the third microlens array has a focal length that is several times the color display area arranged with respect to the focal lengths of the first and second microlens arrays, the focal position of the third microlens array An aerial image can be formed by matching the set of different color lights.
上記の構成を実現するために、より具体的には、画素内の各色表示領域が一方の列および他方の列に同数ずつマトリクス状に配列されている場合、第3マイクロレンズアレイが、第1および第2マイクロレンズアレイの焦点距離に対して一方の列または他方の列に配列された色表示領域数倍の焦点距離を有することが望ましい。
この構成によれば、第3マイクロレンズアレイが、第1および第2マイクロレンズアレイの焦点距離に対して一方の列または他方の列に配列された色表示領域数倍の焦点距離を有するため、第3マイクロレンズアレイの焦点位置に上記一組の異なる色光を一致させ、空間像を形成することができる。
In order to realize the above configuration, more specifically, when each color display area in the pixel is arranged in the same number of matrixes in one column and the other column, the third microlens array includes the first microlens array. It is desirable to have a focal length that is several times the color display area arranged in one column or the other column with respect to the focal length of the second microlens array.
According to this configuration, the third microlens array has a focal length that is several times the color display area arranged in one column or the other column with respect to the focal lengths of the first and second microlens arrays. The set of different color lights can be matched with the focal position of the third microlens array to form an aerial image.
上記の構成を実現するために、色表示領域と略同一形状の第1および第2レンズ面を両面に有した第4のマイクロレンズアレイと、画素と略同一形状のマイクロレンズからなる第3マイクロレンズアレイとを備え、第1レンズ面が色表示領域から出射された色光を第2レンズ面に集光し、第2レンズ面と第3マイクロレンズアレイとが一組の異なる色光を合成することが望ましい。
この構成によれば、第1レンズ面が色表示領域から出射された色光を第2レンズ面に集光し、第2レンズ面と第3マイクロレンズアレイとが一組の異なる色光を合成している。そのため、上記一組の異なる色光をより確実に一致させることができ、1つの画素から出射された一組の異なる色光が個々に見えることがなくなり、表示する画像の画質を向上させることができる。
In order to realize the above configuration, a fourth microlens array having first and second lens surfaces having substantially the same shape as the color display region on both surfaces, and a third microlens made of microlenses having substantially the same shape as the pixels. A lens array, the first lens surface condenses the color light emitted from the color display area on the second lens surface, and the second lens surface and the third microlens array synthesize a set of different color lights. Is desirable.
According to this configuration, the first lens surface condenses the color light emitted from the color display area on the second lens surface, and the second lens surface and the third microlens array combine a set of different color lights. Yes. Therefore, the set of different color lights can be matched more reliably, and the set of different color lights emitted from one pixel can be prevented from being seen individually, and the image quality of the displayed image can be improved.
上記の構成を実現するために、より具体的には、画素内の各色表示領域が1列に並んで配列されている場合、第3マイクロレンズアレイが第1および第2レンズ面の焦点距離に対して配列された色表示領域数倍の焦点距離を有することが望ましい。
この構成によれば、第3マイクロレンズアレイが第1および第2レンズ面の焦点距離に対して配列された色表示領域数倍の焦点距離を有するため、第3マイクロレンズアレイの焦点位置に上記一組の異なる色光を一致させ、空間像を形成することができる。
In order to realize the above-described configuration, more specifically, when the color display areas in the pixels are arranged in a line, the third microlens array has the focal length of the first and second lens surfaces. It is desirable to have a focal length that is several times the number of color display areas arranged.
According to this configuration, the third microlens array has a focal length that is several times the color display area arranged with respect to the focal lengths of the first and second lens surfaces. A set of different colored lights can be matched to form an aerial image.
上記の構成を実現するために、より具体的には、画素内の各色表示領域が一方の列および他方の列に同数ずつマトリクス状に配列されている場合、第3マイクロレンズアレイが、第1および第2レンズ面の焦点距離に対して前記一方の列または他方の列に配列された色表示領域数倍の焦点距離を有することが望ましい。
この構成によれば、第3マイクロレンズアレイが、第1および第2レンズ面の焦点距離に対して前記一方の列または他方の列に配列された色表示領域数倍の焦点距離を有するため、第3マイクロレンズアレイの焦点位置に上記一組の異なる色光を一致させ、空間像を形成することができる。
In order to realize the above configuration, more specifically, when each color display area in the pixel is arranged in the same number of matrixes in one column and the other column, the third microlens array includes the first microlens array. The focal length of the second lens surface is preferably several times the number of color display areas arranged in the one row or the other row.
According to this configuration, the third microlens array has a focal length that is several times the color display area arranged in the one column or the other column with respect to the focal lengths of the first and second lens surfaces. The set of different color lights can be matched with the focal position of the third microlens array to form an aerial image.
本発明の投射型表示装置は、光源と、光源からの照明光を変調する表示装置と、表示装置によって変調された光を投射する投射手段とを備えた投射型表示装置であって、表示装置が上記本発明の表示装置であることを特徴とする。
すなわち、本発明の投射型表示装置は、上記本発明の表示装置を備えているため、上記一組の異なる色光を一致させることができる。そのため、画像を拡大投射しても各色光が分離して見えず、表示する画像の画質を向上させることができる。
A projection display device of the present invention is a projection display device including a light source, a display device that modulates illumination light from the light source, and a projection unit that projects light modulated by the display device. Is the display device of the present invention.
That is, since the projection type display device of the present invention includes the display device of the present invention, the set of different colored lights can be matched. For this reason, even when an image is enlarged and projected, each color light is not seen separately, and the image quality of the displayed image can be improved.
〔第1の実施の形態〕
以下、本発明における第1の実施の形態について図1から図3を参照して説明する。
図1は、本発明における投射型表示装置の概略図である。
投射型表示装置10は、白色光を出射する光源20と、白色光の照度分布を均一化するとともに平行光化する照明系25と、白色光を変調する表示装置30と、変調された光を投射する投射レンズ(投射手段)50とから概略構成されている。
本実施の形態における投射型表示装置10の光源20には、図1に示すように、メタルハライド等のランプ21と、リフレクタ22とが備えられている。
照明系25は、ロッドインテグレータ26と、コンデンサレンズ系27とから構成されている。ロッドインテグレータ26としては、透明な棒状の導光体(例えば、ガラス棒)、もしくは内面が反射面とされた管状の導光体(例えば、複数の反射ミラーを内側に向けて管状に配置した万華鏡)などが用いられる。コンデンサレンズ系27には、ロッドインテグレータ26から入射した光が表示装置30に平行光となって入射するように、コンデンサレンズ27aおよびコンデンサレンズ27bが備えられている。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a schematic view of a projection display device according to the present invention.
The
As shown in FIG. 1, the
The
図2は、本発明の表示装置の部分上面視図である。図3は、本発明の表示装置の分解斜視図である。
表示装置30は、図2に示すように、入射した光を各色光に変調してカラー画像を表示する液晶ライトバルブ(光変調手段)31と、変調された各色光を一致、合成させる合成レンズ系(レンズ系)41とから概略構成されている。
液晶ライトバルブ31には、画素スイッチング用素子として薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、以下、TFTと略記する)を用いたTN(Twisted Nematic)モードのアクティブマトリクス方式の透過型の液晶セルが使用されている。液晶ライトバルブ31には画像を表示する略正方形状の画素32がマトリクス状に配置され、図2および図3に示すように、1つの画素32の中にRGBの色光を出射する縦長のストライプ状画素が並んで配列されている。例えばこれらストライプ状画素は、色光の出射方向に対して右から左へ、Rに対応した画素(色表示領域)32r、Gに対応した画素(色表示領域)32g、Bに対応した画素(色表示領域)32bの順に配列されている。これら画素32r、32g、32bにはそれぞれRGBに対応したカラーフルター(図示せず)が設けられており、白色光はこのカラーフィルターを透過することにより各色光に変換される。
FIG. 2 is a partial top view of the display device of the present invention. FIG. 3 is an exploded perspective view of the display device of the present invention.
As shown in FIG. 2, the
The liquid
合成レンズ系41は、図2および図3に示すように、ストライプ状の画素32r、32g、32bと略同じ形状のマイクロシリンドリカルレンズから構成された第1マイクロレンズアレイ42、第2マイクロレンズアレイ43と、画素32と略同じ形状のマイクロシリンドリカルレンズから構成された第3マイクロレンズアレイ44とから概略構成されている。
第1マイクロレンズアレイ42および第2マイクロレンズアレイ43は同じ焦点距離f1を有し、第3マイクロレンズアレイ44は、焦点距離f1の略3倍の焦点距離f3を有している。
第1マイクロレンズアレイ42は、液晶ライトバルブ31の近傍であって、画素32r、32g、32bから出射された各色光が各マイクロシリンドリカルレンズに入射するように配置されている。第2マイクロレンズアレイ43は、第1マイクロレンズアレイ42から焦点距離f1離れた位置であって、第1マイクロレンズアレイ42で集光された各色光が第2マイクロレンズアレイ43の個々のマイクロシリンドリカルレンズに入射するように配置されている。第3マイクロレンズアレイ44は、第2マイクロレンズアレイ43の近傍であって、1つの画素32から出射された一組(RGB)の色光が1つのマイクロシリンドリカルレンズに入射するように配置されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
The
The
次に、上記の構成からなる投射型表示装置10における作用について説明する。
ランプ21が発光することで周囲に出射された白色光は、図1に示すように、リフレクタ22に反射してロッドインテグレータ26内に入射される。ロッドインテグレータ26内に入射された白色光は、ロッドインテグレータ26内で内面反射を繰り返し、出射端面から出射される時点では照度が均一化されて、出射側端面から出射される。
ロッドインテグレータ26から出射された白色光は、コンデンサレンズ27aおよびコンデンサレンズ27bを透過することにより平行光となり、表示装置30に向けて出射される。
表示装置30に入射した白色光は、まず液晶ライトバルブ31に入射する。液晶ライトバルブ31に入射した白色光は、各画素32r、32g、32bごとに選択変調されるとともに、カラーフィルターを透過することにより各色光RGBとなり第1マイクロレンズアレイ42に向けて出射する。
Next, the operation of the
As shown in FIG. 1, the white light emitted to the surroundings by the
The white light emitted from the
The white light incident on the
第1マイクロレンズアレイ42に向けて出射された各色光は、第1マイクロレンズアレイ42を構成するマイクロシリンドリカルレンズにそれぞれ入射する。第1マイクロレンズアレイ42に入射した各色光は、焦点距離f1離れた位置に配置された第2マイクロレンズアレイ43に向けて集光され入射する。第2マイクロレンズアレイ43に入射した各色光は第2マイクロレンズアレイ43を透過して、第3マイクロレンズアレイ44に入射する。
第3マイクロレンズアレイ44には、画素32内の一組の画素32r、32g、32bから出射した色光RGBが入射する。色光RGBは、第3マイクロレンズアレイ44から焦点距離f3離れ、画素32と略同じ形状、面積を有する領域Aの位置に空間像として合成される。
その後各色光は、図1に示すように、投射レンズ50に入射されて投射スクリーンSに向けて射出される。
Each color light emitted toward the first
Color light RGB emitted from a pair of
Thereafter, each color light enters the
上記の構成によれば、1つの画素32から出射された一組の異なる色光RGBを、1つの画素の面積と略同じ面積の領域Aに合成する第1マイクロレンズアレイ42、第2マイクロレンズアレイ43、第3マイクロレンズアレイ44を備えるため、一組の異なる色光RGBを一致させることができ、投射表示する画像の画質を向上させることができる。
According to the above configuration, the
第3マイクロレンズアレイ44が、第1および第2マイクロレンズアレイ42、43の焦点距離f1に対して略3倍の焦点距離f3を有するため、第3マイクロレンズアレイ44の焦点位置の領域Aに、一組の異なる色光RGBを一致させ空間像を結ぶことができる。そのため、投射表示する画像の画質を向上させることができる。
Since the
また、第1マイクロレンズアレイ42が液晶ライトバルブ31の近傍に配置されているため、第1マイクロレンズアレイ42を透過するときに損失する色光が少なくなる。同様に、第3マイクロレンズアレイ44が第2マイクロレンズアレイ43の近傍にされているため、第3マイクロレンズアレイ44を透過するときに損失する色光が少なくなる。そのため、光源20から出射された光の利用効率を向上させることができる。
In addition, since the
〔第2の実施の形態〕
次に、本発明における第2の実施の形態について図4を参照して説明する。
本実施の形態における投射型表示装置の基本構成は、第1の実施の形態と同様であるが、第1の実施の形態とは、表示装置が異なっている。よって、本実施の形態においては、図4を用いて表示装置周辺のみを説明し、光源等の説明を省略する。
図4は、本実施の形態における表示装置の部分上面視図である。
表示装置60は、図4に示すように、入射した光を各色光に変調してカラー画像を表示する液晶ライトバルブ31と、変調された各色光を一致、合成させる合成レンズ系(レンズ系)61とから概略構成されている。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The basic configuration of the projection display device in the present embodiment is the same as that of the first embodiment, but the display device is different from that of the first embodiment. Therefore, in this embodiment, only the periphery of the display device will be described with reference to FIG. 4, and description of the light source and the like will be omitted.
FIG. 4 is a partial top view of the display device in this embodiment.
As shown in FIG. 4, the display device 60 modulates incident light into each color light to display a color image, and a synthetic lens system (lens system) for matching and synthesizing each modulated color light. 61.
合成レンズ系61は、ストライプ状の画素32r、32g、32bと略同じ形状のマイクロシリンドリカルレンズから構成された第4マイクロレンズアレイ(第1マイクロレンズアレイ)62と、画素32と略同じ形状のマイクロシリンドリカルレンズから構成された第3マイクロレンズアレイ44とから概略構成されている。第4マイクロレンズアレイ62における液晶ライトバルブ31側の第1レンズ面63と、第3マイクロレンズアレイ44側の第2レンズ面64とは、両者とも焦点距離がf4となるように形成されている。また、焦点距離f4は焦点距離f3の略1/3の長さである。第1レンズ面63と第2レンズ面64との間の間隔はf4であり、第4マイクロレンズアレイ62は、第1レンズ面63の焦点位置に第2レンズ面64が配置されるように形成されている。
The
第4マイクロレンズアレイ62は、液晶ライトバルブ31の近傍に配置され、画素32r、32g、32bから出射された各色光が各マイクロシリンドリカルレンズに入射するように配置されている。第3マイクロレンズアレイ44は、第4マイクロレンズアレイ62の近傍であって、1つの画素32から出射された一組(RGB)の色光が1つのマイクロシリンドリカルレンズに入射するように配置されている。
The
次に、本発明における第2の実施の形態における表示装置60の作用について説明する。
なお、本実施の形態における光源20など他の構成要素については、その作用が第1の実施の形態と同様であるのでその説明を省略する。
表示装置60には、照明系で照度が均一化され平行光化された白色光が入射する。表示装置60に入射した白色光は、まず液晶ライトバルブ31に入射する。液晶ライトバルブ31に入射した白色光は、各画素32r、32g、32bごとに選択変調されるとともに、カラーフィルターを透過することにより各色光RGBとなり第4マイクロレンズアレイ62に向けて出射する。
Next, the operation of the display device 60 according to the second embodiment of the present invention will be described.
In addition, about the other components, such as the
The display device 60 receives white light that has been made uniform by the illumination system and has been converted into parallel light. The white light incident on the display device 60 first enters the liquid crystal
第4マイクロレンズアレイ62に向けて出射された各色光は、第1レンズ面63から第4マイクロレンズアレイ62を構成するマイクロシリンドリカルレンズにそれぞれ入射する。第4マイクロレンズアレイ62に入射した各色光は、焦点距離f4離れた位置に形成された第2レンズ面64に向けて集光される。第2レンズ面64に入射した各色光は第2レンズ面64を透過して、第3マイクロレンズアレイ44に入射する。
第3マイクロレンズアレイ44には、画素32内の一組の画素32r、32g、32bから出射した色光RGBが入射する。色光RGBは、第3マイクロレンズアレイ44から焦点距離f3離れ、画素32と略同じ形状、面積を有する領域Aの位置に空間像として合成される。
その後各色光は、図1に示すように、投射レンズ50に入射されて投射スクリーンSに向けて射出される。
Each color light emitted toward the
Color light RGB emitted from a pair of
Thereafter, each color light enters the
上記の構成によれば、1つの画素32から出射された一組の異なる色光RGBを、1つの画素の面積と略同じ面積の領域Aに合成する第4マイクロレンズアレイ62、第3マイクロレンズアレイ44を備えるため、一組の異なる色光RGBを一致させることができ、投射表示する画像の画質を向上させることができる。
According to the above configuration, the
第3マイクロレンズアレイ44が、第1レンズ面63および第2レンズ面64の焦点距離f4に対して略3倍の焦点距離f3を有するため、第3マイクロレンズアレイ44の焦点位置の領域Aに、一組の異なる色光RGBを一致させ空間像を結ぶことができる。そのため、投射表示する画像の画質を向上させることができる。
Since the
また、第4マイクロレンズアレイ62が液晶ライトバルブ31の近傍に配置されているため、第4マイクロレンズアレイ62を透過するときに損失する色光が少なくなる。同様に、第3マイクロレンズアレイ44が第4マイクロレンズアレイ63の近傍にされているため、第3マイクロレンズアレイ44を透過するときに損失する色光が少なくなる。そのため、光源20から出射された光の利用効率を向上させることができる。
In addition, since the
〔第3の実施の形態〕
次に、本発明における第3の実施の形態について図5および図6を参照して説明する。
本実施の形態における投射型表示装置の基本構成は、第1の実施の形態と同様であるが、第1の実施の形態とは、表示装置が異なっている。よって、本実施の形態においては、図5および図6を用いて表示装置周辺のみを説明し、光源等の説明を省略する。
図5は、本実施の形態における表示装置の部分上面視図である。図6は、本実施の形態における表示装置の分解斜視図である
表示装置70は、図5に示すように、入射した光を各色光に変調してカラー画像を表示する液晶ライトバルブ(光変調手段)71と、変調された各色光を一致、合成させる合成レンズ系(レンズ系)81とから概略構成されている。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The basic configuration of the projection display device in the present embodiment is the same as that of the first embodiment, but the display device is different from that of the first embodiment. Therefore, in this embodiment, only the periphery of the display device will be described with reference to FIGS. 5 and 6, and description of the light source and the like will be omitted.
FIG. 5 is a partial top view of the display device in this embodiment. FIG. 6 is an exploded perspective view of the display device according to the present embodiment. As shown in FIG. 5, the
液晶ライトバルブ71には画像を表示する略正方形状の画素72がマトリクス状に配置され、図5および図6に示すように、1つの画素72の中にR(赤)、G(緑)、B(青)、W(白)の色光を出射する略正方形状の画素が2×2のマトリクス状に並んで配列されている。例えばこれら色光を出射する画素は、色光の出射方向に対して右から左、上から下へ、Rに対応した画素(色表示領域)72r、Gに対応した画素(色表示領域)72g、Bに対応した画素(色表示領域)72b、Wに対応した画素(色表示領域)72wの順に配列されている。これら画素72r、72g、72bにはそれぞれRGBに対応したカラーフルター(図示せず)が設けられており、白色光はこのカラーフィルターを透過することにより各色光に変換される。画素72wには、カラーフィルターが設けられておらず、ここを透過する白色光は、白色光のままで出射される。
In the liquid crystal
合成レンズ系81は、画素72r、72g、72b、72wと略同じ形状のマイクロレンズから構成された第5マイクロレンズアレイ(第1マイクロレンズアレイ)82、第6マイクロレンズアレイ(第2マイクロレンズアレイ)83と、画素72と略同じ形状のマイクロレンズから構成された第7マイクロレンズアレイ(第3マイクロレンズアレイ)84とから概略構成されている。
第5マイクロレンズアレイ82および第6マイクロレンズアレイ83は同じ焦点距離f1を有し、第7マイクロレンズアレイ84は、焦点距離f1の略3倍の焦点距離f3を有している。
The
The
第5マイクロレンズアレイ82は、液晶ライトバルブ71の近傍であって、画素82r、82g、82b、82wから出射された各色光が各マイクロレンズに入射するように配置されている。第6マイクロレンズアレイ83は、第5マイクロレンズアレイ82から焦点距離f1離れた位置であって、第5マイクロレンズアレイ82で集光された各色光が第6マイクロレンズアレイ83の個々のマイクロレンズに入射するように配置されている。第7マイクロレンズアレイ84は、第6マイクロレンズアレイ83の近傍であって、1つの画素72から出射された一組(RGBW)の色光が1つのマイクロレンズに入射するように配置されている。
The
次に、本発明における第3の実施の形態における表示装置70の作用について説明する。
なお、本実施の形態における光源20など他の構成要素については、その作用が第1の実施の形態と同様であるのでその説明を省略する。
表示装置70には、照明系で照度が均一化され平行光化された白色光が入射する。表示装置70に入射した白色光は、まず液晶ライトバルブ71に入射する。液晶ライトバルブ71に入射した白色光は、各画素72r、72g、72b、72wごとに選択変調されるとともに、画素72r、72g、72bにおいてはカラーフィルターを透過することにより各色光RGBとなり、画素72wにおいては白色光Wのままで第4マイクロレンズアレイ62に向けて出射する。
Next, the operation of the
In addition, about the other components, such as the
The
第5マイクロレンズアレイ82に向けて出射された各色光は、第5マイクロレンズアレイ82を構成するマイクロシリンドリカルレンズにそれぞれ入射する。第5マイクロレンズアレイ82に入射した各色光は、焦点距離f1離れた位置に配置された第6マイクロレンズアレイ83に向けて集光され、入射する。第6マイクロレンズアレイ83に入射した各色光は第6マイクロレンズアレイ83を透過して、第7マイクロレンズアレイ84に入射する。
第7マイクロレンズアレイ84には、画素72内の一組の画素72r、72g、72b、72wから出射した色光RGBWが入射し、色光RGBWは、第7マイクロレンズアレイ84から焦点距離f3離れ、画素72と略同じ形状、面積を有する領域A′の位置に空間像として合成される。
その後各色光は、図1に示すように、投射レンズ50に入射されて投射スクリーンSに向けて射出される。
Each color light emitted toward the
Color light RGBW emitted from a pair of
Thereafter, each color light enters the
上記の構成によれば、1つの画素72から出射された一組の異なる色光RGBWを、1つの画素の面積と略同じ面積の領域Aに合成する第5マイクロレンズアレイ82、第6マイクロレンズアレイ83、第7マイクロレンズアレイ84を備えるため、一組の異なる色光RGBWを一致させることができ、投射表示する画像の画質を向上させることができる。
According to the above configuration, the
第7マイクロレンズアレイ84が、第1および第2マイクロレンズアレイ82、83の焦点距離f1に対して略3倍の焦点距離f3を有するため、第7マイクロレンズアレイ84の焦点位置の領域A′に、一組の異なる色光RGBWを一致させ空間像を結ぶことができる。そのため、投射表示する画像の画質を向上させることができる。
Since the
また、第5マイクロレンズアレイ82が液晶ライトバルブ71の近傍に配置されているため、第5マイクロレンズアレイ82を透過するときに損失する色光が少なくなる。同様に、第7マイクロレンズアレイ84が第6マイクロレンズアレイ83の近傍にされているため、第7マイクロレンズアレイ84を透過するときに損失する色光が少なくなる。そのため、光源20から出射された光の利用効率を向上させることができる。
Further, since the
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、光源20から出射された光の照度を均一化するのにロッドインテグレータ26を用いた構成に適応して説明したが、このロッドインテグレータ26を用いた構成に限られることなく、一組のマイクロレンズアレイ90を用いた構成(図7参照)など、その他各種の照度均一化手段を用いた構成に適応することができるものである。
また、上記の実施の形態においては、光源20としてメタルハライド等のランプ21を用いたものに適応して説明したが、このランプ21を用いた構成に限られることなく、固体光源である発光ダイオードなど、その他各種の光源を用いたものに適応することができるものである。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the description has been made by adapting to the configuration using the
In the above-described embodiment, the
10・・・投射型表示装置、 20・・・光源、 30、60、70・・・表示装置、 31、71・・・液晶ライトバルブ(光変調手段)、 32、72・・・画素、 32r、32g、32b、72r、72g、72b、72w・・・画素(色表示領域)、 41、61、81・・・合成レンズ系(レンズ系)、 42・・・第1マイクロレンズアレイ、 43・・・第2マイクロレンズアレイ、 44・・・第3マイクロレンズアレイ、 50・・・投射レンズ(投射手段)、 62・・・第4マイクロレンズアレイ(第1マイクロレンズアレイ)、 63・・・第1レンズ面、 64・・・第2レンズ面、82・・・第5マイクロレンズアレイ(第1マイクロレンズアレイ)、 83・・・第6マイクロレンズアレイ(第2マイクロレンズアレイ)、 84・・・第7マイクロレンズアレイ(第3マイクロレンズアレイ)
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記色表示領域が照明光を変調して色光を出射する光変調手段と、
前記1つの画素から出射された一組の異なる色光を、所定の位置で、前記1つの画素の面積と略同じ面積の領域に合成するレンズ系と、を備えたことを特徴とする表示装置。 An array of pixels each having a set of color display areas that emit different colored light,
A light modulation means for the color display region to emit illumination light by modulating illumination light; and
A display device comprising: a lens system that synthesizes a set of different colored lights emitted from the one pixel into a region having an area substantially the same as the area of the one pixel at a predetermined position.
前記第1マイクロレンズアレイが、前記色表示領域から出射された色光を前記第2マイクロレンズアレイに集光し、
前記第2マイクロレンズアレイと前記第3マイクロレンズアレイとが前記一組の異なる色光を合成することを特徴とする請求項1記載の表示装置。 The lens system has a first microlens array composed of microlenses having substantially the same shape as the color display region, a second microlens array having substantially the same shape as the first microlens array, and a shape substantially identical to the pixels. A third microlens array comprising microlenses,
The first microlens array condenses the color light emitted from the color display area on the second microlens array;
The display device according to claim 1, wherein the second microlens array and the third microlens array synthesize the set of different color lights.
前記第3マイクロレンズアレイが、前記第1および第2マイクロレンズアレイの焦点距離に対して前記配列された色表示領域数倍の焦点距離を有することを特徴とする請求項2記載の表示装置。 When the color display areas in the pixels are arranged in a line,
3. The display device according to claim 2, wherein the third microlens array has a focal length that is several times the number of the arranged color display areas with respect to the focal lengths of the first and second microlens arrays.
前記第3マイクロレンズアレイが、前記第1および第2マイクロレンズアレイの焦点距離に対して前記一方の列または前記他方の列に配列された色表示領域数倍の焦点距離を有することを特徴とする請求項2記載の表示装置。 When the respective color display areas in the pixels are arranged in a matrix of the same number in one column and the other column,
The third microlens array has a focal length that is several times the color display area arranged in the one column or the other column with respect to the focal lengths of the first and second microlens arrays. The display device according to claim 2.
前記第1レンズ面が、前記色表示領域から出射された色光を前記第2レンズ面に集光し、
前記第2レンズ面と前記第3マイクロレンズアレイとが前記一組の異なる色光を合成することを特徴とする請求項1記載の表示装置。 A fourth microlens array having both first and second lens surfaces having substantially the same shape as the color display area, and a third microlens array comprising microlenses having substantially the same shape as the pixels,
The first lens surface condenses the color light emitted from the color display area on the second lens surface;
The display device according to claim 1, wherein the second lens surface and the third microlens array combine the set of different color lights.
前記第3マイクロレンズアレイが、前記第1および第2レンズ面の焦点距離に対して前記配列された色表示領域数倍の焦点距離を有することを特徴とする請求項5記載の表示装置。 When the color display areas in the pixels are arranged in a line,
6. The display device according to claim 5, wherein the third microlens array has a focal length that is several times the number of the arranged color display areas with respect to the focal lengths of the first and second lens surfaces.
前記第3マイクロレンズアレイが、前記第1および第2レンズ面の焦点距離に対して前記一方の列または前記他方の列に配列された色表示領域数倍の焦点距離を有することを特徴とする請求項5記載の表示装置。 When the respective color display areas in the pixels are arranged in a matrix of the same number in one column and the other column,
The third microlens array has a focal length that is several times the color display area arranged in the one row or the other row with respect to the focal length of the first and second lens surfaces. The display device according to claim 5.
前記表示装置が請求項1から7のいずれかに記載の表示装置であることを特徴とする投射型表示装置。 A projection display device comprising: a light source; a display device that modulates illumination light from the light source; and a projection unit that projects light modulated by the display device,
A projection display device, wherein the display device is the display device according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003300145A JP2005070438A (en) | 2003-08-25 | 2003-08-25 | Display device and projection-type display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003300145A JP2005070438A (en) | 2003-08-25 | 2003-08-25 | Display device and projection-type display device |
Publications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014122897A1 (en) * | 2013-02-05 | 2014-08-14 | セイコーエプソン株式会社 | Electro-optic device and electronic instrument |
-
2003
- 2003-08-25 JP JP2003300145A patent/JP2005070438A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2014122897A1 (en) * | 2013-02-05 | 2014-08-14 | セイコーエプソン株式会社 | Electro-optic device and electronic instrument |
JP2014153385A (en) * | 2013-02-05 | 2014-08-25 | Seiko Epson Corp | Electro-optic device and electronic equipment |
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