JP2006039240A - Image display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像を投影表示する画像表示装置に係わり、特に、複数枚の光変調パネルを用いて形成した複数色の画像光を合成してカラー画像を得る画像表示装置に関する。 The present invention relates to an image display apparatus that projects and displays an image, and more particularly to an image display apparatus that obtains a color image by combining a plurality of color image lights formed using a plurality of light modulation panels.
従来より、RGB各色用の液晶表示パネルを用いて照明光を基に3色の画像光を形成すると共に、これらの画像光を合成してカラー画像を生成し投影表示する3板式液晶プロジェクタが普及している。この種の3板式液晶プロジェクタでは、波長の違いによって照明光束の光路分岐を行う必要がある。そのための方法として、例えば特許文献1において開示されているように、複数の波長選択性の平板ミラーやプリズムを互いに交差させずに照明光路中に互いに独立させて配置する方法(第1の方法)がある。この方法は、平板ミラーやプリズムの製作が容易で製造コストが低くて済むことから、広く利用されている。
しかしながら、上記の第1の方法では、複数の平板ミラーやプリズムを光源から直線の光路中に別々に配置する必要があるので、広い配置スペースを要するだけでなく、配置の柔軟性がない。さらに、光学系が大型化するため、プロジェクタの小型化が困難である。 However, in the first method, it is necessary to separately arrange a plurality of flat mirrors and prisms in a straight optical path from the light source, so that not only a wide arrangement space is required, but there is no flexibility in arrangement. Further, since the optical system is enlarged, it is difficult to reduce the size of the projector.
そこで、上記の平板ミラーやプリズムに代えて、クロスミラーもしくはクロスプリズムを用いる方法(第2の方法)が提案されている。このクロスミラーは、互いに異なる波長選択性を持つ2枚のミラーが互いに交差した状態となるように構成したものである。クロスプリズムは、複数のプリズムを互いに接合すると共に各接合面に互いに異なる波長選択性の光学薄膜を形成して構成したものである。 Therefore, a method (second method) using a cross mirror or a cross prism instead of the flat plate mirror or prism has been proposed. This cross mirror is configured such that two mirrors having different wavelength selectivity cross each other. The cross prism is configured by bonding a plurality of prisms to each other and forming optical thin films having different wavelength selectivity on each bonding surface.
複数の平板ミラーやプリズムが有する機能を1つのクロスミラーもしくはクロスプリズムで実現することができることから、この第2の方法では、第1の方法に比べて、小さな配置スペースで済むだけでなく、配置の柔軟性もある。さらに、光学系が小型化するため、プロジェクタの小型化が容易である。 Since the functions of a plurality of flat mirrors and prisms can be realized by a single cross mirror or cross prism, this second method requires not only a small arrangement space but also an arrangement. There is also flexibility. Further, since the optical system is downsized, the projector can be easily downsized.
ところが、第2の方法で用いられるクロスミラーやクロスプリズムは、通常、複数のミラーやプリズムを互いに接合して構成されることから、その連結部(交差部分)のわずかな隙間または研磨度の粗い表面などに起因して、縞状の照度むらが被照射面(ここでは液晶表示パネル)上に生ずる。このため、最終的に得られる投影表示画像に照度むらが生じ、画質が低下するおそれがあった。すなわち、クロスミラーやクロスプリズムを採用した場合には、装置の小型化を図ることができるものの、照度むらの少ない投影表示画像を得ることが困難であった。 However, since the cross mirror and cross prism used in the second method are usually configured by joining a plurality of mirrors and prisms to each other, a slight gap in the connecting portion (intersection) or a rough polishing degree is required. Due to the surface or the like, striped uneven illuminance occurs on the irradiated surface (here, a liquid crystal display panel). For this reason, unevenness in illuminance occurs in the finally obtained projected display image, and the image quality may be deteriorated. That is, when a cross mirror or a cross prism is employed, the apparatus can be reduced in size, but it is difficult to obtain a projected display image with little illuminance unevenness.
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置の小型化を図りつつ照度むらの少ない投影表示画像を得ることを可能とする画像表示装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an image display device capable of obtaining a projected display image with less uneven illuminance while reducing the size of the device. .
本発明の画像表示装置は、光源手段と、光源手段からの光束のうち可視光線領域外の光束を減光する第1の減光手段と、光源手段からの光束に基づいて複数の光源像からなる多光源を形成するためのオプティカルインテグレータと、オプティカルインテグレータにより形成された多光源からの光束を集光して被照射面を重畳的に照明するためのコンデンサー光学系と、コンデンサー光学系の光束を分岐するように交差部分を含んで構成された光路分岐手段と、被照射面に配置された画像表示手段と、画像表示手段により形成された画像を投影する投影光学系と、光路分岐手段と光源手段との間に設けられ、光路分岐手段の交差部分に入射する光を減光する第2の減光手段とを備えたものである。 An image display apparatus according to the present invention includes a light source unit, a first dimming unit for dimming a light beam outside the visible light region out of a light beam from the light source unit, and a plurality of light source images based on the light beam from the light source unit. An optical integrator for forming a multi-light source, a condenser optical system for condensing a light beam from the multi-light source formed by the optical integrator to illuminate the irradiated surface, and a light beam of the condenser optical system An optical path branching unit configured to include an intersection so as to branch, an image display unit arranged on the irradiated surface, a projection optical system for projecting an image formed by the image display unit, an optical path branching unit, and a light source And a second dimming means for dimming light incident on the intersection of the optical path branching means.
本発明の画像表示装置では、第2の減光手段によって光路分岐手段の交差部分に入射する光が減光されるので、その交差部分の隙間または研磨度の粗い表面などに起因する縞状の照度むらが被照射面上に生じるのを抑制可能であり、最終的に得られる投影表示画像に照度むらが生じにくい。ここで、オプティカルインテグレータにより形成される多光源を含む面(2次光源面)が、投影光学系の入射瞳と共役な面の位置に配置されるようにするのが好ましい。なお、「入射瞳と共役な面の位置に配置」とは、必ずしも厳密に入射瞳と共役な面の位置に配置されることを意味するものではない。また、交差部分を有する光路分岐手段としては、例えば、クロスミラーまたはクロスプリズムが挙げられる。なお、 「減光」には、光を100%減光させる「遮光」も含まれる。 In the image display device of the present invention, the light incident on the intersecting portion of the optical path branching means is attenuated by the second dimming means. It is possible to suppress the occurrence of uneven illuminance on the irradiated surface, and uneven illuminance hardly occurs in the finally obtained projected display image. Here, it is preferable that the surface (secondary light source surface) including the multiple light sources formed by the optical integrator is disposed at a position conjugate to the entrance pupil of the projection optical system. It should be noted that “arranged at the position of the plane conjugate with the entrance pupil” does not necessarily mean that it is arranged strictly at the position of the plane conjugate with the entrance pupil. In addition, examples of the optical path branching means having an intersecting portion include a cross mirror or a cross prism. “Light reduction” includes “light shielding” that reduces light by 100%.
本発明の画像表示装置によれば、光源手段からの光束を複数の光束に分割して多光源を形成するオプティカルインテグレータと、多光源からの光束を集光して被照射面を重畳的に照明するコンデンサー光学系と、コンデンサー光学系からの出射光束を複数の光路に分岐し得るように交差部分を含んで構成された光路分岐手段とを備えると共に、光路分岐手段の交差部分に入射する光を減光する第2の減光手段を光路分岐手段と光源手段との間に設けるようにしたので、その交差部分に起因する縞状の照度むらが被照射面上に発生するのを抑制でき、この結果、照度むらの少ない投影表示画像を得ることができる。しかも、コンデンサー光学系からの出射光束の光路を複数の光路に分岐するための手段として、交差部分を含む単一の光路分岐手段を用いるようにしたので、装置の小型化と光学系配置の自由度向上とを実現することも可能である。 According to the image display device of the present invention, an optical integrator that divides a light beam from a light source unit into a plurality of light beams to form a multi-light source, and condenses the light beams from the multi-light source to illuminate an irradiated surface in a superimposed manner. A condenser optical system, and an optical path branching unit configured to include a crossing portion so that the light beam emitted from the condenser optical system can be branched into a plurality of optical paths, and light incident on the crossing part of the optical path branching unit Since the second dimming means for dimming is provided between the optical path branching means and the light source means, it is possible to suppress the occurrence of striped illuminance unevenness due to the intersecting portion on the irradiated surface, As a result, a projected display image with little illuminance unevenness can be obtained. Moreover, as a means for branching the optical path of the emitted light beam from the condenser optical system into a plurality of optical paths, a single optical path branching means including an intersection is used, so that the apparatus can be downsized and the optical system can be freely arranged. It is also possible to improve the degree.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1〜図2は、本発明の一実施の形態に係る画像表示装置の概略構成を表すものである。具体的には、図1は画像表示装置全体の平面構成を表し、図2は画像表示装置の要部平面構造を表す。なお、本実施の形態では、画像表示装置として、3板式液晶プロジェクタを例に説明する。 1 to 2 show a schematic configuration of an image display apparatus according to an embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 1 shows a planar configuration of the entire image display apparatus, and FIG. 2 shows a main part planar structure of the image display apparatus. In this embodiment, a three-plate liquid crystal projector is described as an example of the image display device.
この3板式液晶プロジェクタ(以下、単にプロジェクタとする)の光学系は、照明光学系1と、画像表示手段である液晶表示素子(LCD(Liquid Crystal Display))2R,2G,2Bと、投影光学系3とを備えている。照明光学系1は、光源手段である光源10、第1の減光手段であるフィルタ11、オプティカルインテグレータ12、第2の減光手段である減光部材13、レンズ14−1〜14−6、光路分岐手段であるクロスミラー15、およびミラー16−1〜16−4を含んで構成されている。投影光学系2は、クロスプリズム30と投影レンズ31とを含んでいる。レンズ14−1〜14−6は、ミラー16−1〜16−4と共にコンデンサー光学系の一部を構成している。
The optical system of the three-plate liquid crystal projector (hereinafter simply referred to as a projector) includes an illumination optical system 1, liquid crystal display elements (LCD (Liquid Crystal Display)) 2R, 2G, and 2B as image display means, and a projection optical system. 3 is provided. The illumination optical system 1 includes a
照明光学系1を構成する各要素は、次のように配置されている。光源10、フィルタ11、オプティカルインテグレータ12、減光部材13、レンズ14−1、クロスミラー15およびレンズ14−5は、これらの光軸が光軸AXと一致するように、光軸AXに沿って順次配置されている。ミラー16−1,16−3は、それぞれ、光軸AXを中心として互いに反対方向に離れた位置にクロスミラー15と並んで配置されている。ミラー16−1,16−3の各反射面は、光軸AXに対して±45度傾斜しており、クロスミラー15で反射されて光軸AXと直交する方向に進む光束を、それぞれ、光軸と平行な方向に反射するようになっている。レンズ14−2,14−3は、それぞれ、ミラー16−1,16−3で反射された各光束の光路上に配置されている。ミラー16−2,16−4は、それぞれ、レンズ14−2,14−3の後方(光束の進行方向)に反射面が光軸AXに対して±45度傾斜するように配置され、レンズ14−2,14−3を透過した各光束を光軸AXの方向に反射された各光束の光路上に配置されている。
Each element which comprises the illumination optical system 1 is arrange | positioned as follows. The
投影光学系3を構成するクロスプリズム30および投影レンズ31は、これらの光軸が光軸AXと一致するように光軸AXに沿ってレンズ14−5の後方に順次配置されている。さらに、クロスプリズム30は、レンズ14−4とレンズ14−6との間に挟まれるように配置されている。
The cross prism 30 and the projection lens 31 constituting the projection
3枚のLCDのうち、R用のLCD2Rは、レンズ14−4とクロスプリズム30との間に配置され、G用のLCD2Gは、レンズ14−5とクロスプリズム30との間に配置され、B用のLCD2Bは、レンズ14−6とクロスプリズム30との間に配置されている。
Of the three LCDs, the LCD 2R for R is disposed between the lens 14-4 and the cross prism 30, and the
光源10は、例えば白色光源のランプおよび反射鏡を含んで構成されており、被照射面であるLCD2R,2G,2Bを照射するための光束を供給するようになっている。
The
フィルタ11は、例えば多層膜構造の干渉フィルタからなり、光源10からの光束のうち可視光以外の光束を減光するようになっている。
The
オプティカルインテグレータ12は、レンズアレイを用いて構成されている。具体的には、所定の配列状態(ここでは、3×3のマトリクス状)に配置された複数のレンズを含む第1のレンズアレイ12Aと、この第1のレンズアレイ12Aの各レンズに対応して配置された複数のレンズを含む第2のレンズアレイ12Bとにより構成されている。第1および第2のレンズアレイ12A, 12Bで分割形成された光束が、第2のレンズアレイ12Bの像側のレンズ面近傍に焦点を結び、ここに2次光源面Cを形成するようになっている。この2次光源面Cは投影光学系3の入射瞳と共役な面の位置に位置している。ただし、この2次光源面Cは、必ずしも厳密に投影光学系3の入射瞳と共役な面の位置に位置している必要はなく、設計上の許容範囲内に位置していればよい。
The
このような構成のオプティカルインテグレータ12は、被照射面(LCD2R,2G,2B)上の照度分布を均一にする機能を有する。一般に光源10からの出射光束は、その進行方向に垂直な面において不均一な強度分布をもっているので、この出射光束をそのまま被照射面に導くと、被照射面での照度分布が不均一になるが、上記のように光源10からの出射光束をオプティカルインテグレータ12によって複数の光束に分割してそれぞれを被照射面に重畳的に導くようにすれば、被照射面上の照度分布を均一にすることができる。
The
減光部材13は、例えばガラス板等の板状部材を用いて構成され、光軸AXが通る中央領域13Aが不透明または半透明になっており、その他の領域は透明となっている。この中央領域13Aは、図1における紙面と直交する方向(図2ではY方向)を長手方向とする帯状の領域であり、例えばガラス板等の上に金属や顔料等よりなる帯状の減光膜を設けることで構成できるが、不透光性または半透光性の帯状板材を用いて構成することも可能である。なお、減光膜は、可視光の透過を100%遮断する遮光膜をも含む概念である。以下の説明では、上記の中央領域13Aを減光領域13Aと称するものとする。
The
このような構成の減光部材13は、2次光源面Cの位置に配置され、クロスミラー15の交差部分40(後述)に入射する光束を減光するようになっている。ただし、この減光部材13は、必ずしも厳密に2次光源面Cの位置に配置されている必要はなく、設計上の許容範囲内に配置されていればよい。なお、クロスミラー15の交差部分40に入射する光束のみならず、交差部分40近傍を通る光束が減光部材13の減光領域13Aによって減光されるようになっていても構わない。但し、必要以上に多くの光束が減光されると、被照射面における照度が低下するので、クロスミラー15の交差部分40に入射する光束のみが減光されるようにすることが好ましい。
The dimming
クロスミラー15は、互いに異なる波長選択性を持つ2枚のミラー15G,15Bを互いに交差させて連結して構成されている。クロスミラー15は、ミラー15G,15Bが互いに交差する部分(以下、単に交差部分40と称する)の延在方向が紙面と直交する方向Yとなるように配置されている。ここで、ミラー15G,15Bは、例えばガラス板上に多層の干渉膜を蒸着して構成したものである。なお、本実施の形態における2枚のミラー15G,15Bは、本発明の「複数の光学部品」の一具体例に相当する。このような構成のクロスミラー15は、減光部材13を透過した光束の光路をR,G,Bの各波長成分に応じて3つの光路に分岐するようになっている。
The
ミラー16−1〜16−4は、クロスミラー15により波長ごとに光路分岐された光束をそれぞれ反射するようになっている。
The mirrors 16-1 to 16-4 reflect the light beams branched by the
レンズ14−1〜14−6は、上記のように、コンデンサー光学系の主要部を構成するものである。レンズ14−1,14−2および14−4は、オプティカルインテグレータ12により形成された多光源から出射された光束のうちR光を導いて被照射面であるLCD2Rを重畳照明するようになっている。同様に、レンズ14−1、14−3、14−6はB光を導いてLCD2Bを、レンズ14−1、14−5はG光を導いてLCD2Gを重畳照明するようになっている。
The lenses 14-1 to 14-6 constitute the main part of the condenser optical system as described above. The lenses 14-1, 14-2, and 14-4 are configured to superimpose and illuminate the
LCD2R,2G,2Bは、それぞれ、R,G,Bの各波長成分に対応した色画像信号で変調される透過型LCDである。LCD2Rは、入射したR波長成分の照明光をR画像信号に基づいて変調してR画像光を生成し、このR画像光をクロスプリズム30に入射するようになっている。LCD2Gは、入射したG波長成分の照明光をG画像信号に基づいて変調してG画像光を生成し、このG画像光をクロスプリズム30に入射するようになっている。LCD2Bは、入射したB波長成分の照明光をB画像信号に基づいて変調してB画像光を生成し、このB画像光をクロスプリズム30に入射するようになっている。
The
クロスプリズム30は、4つのプリズムを接合して構成されている。これらのプリズムの接合面には、多層干渉膜等により、互いに異なる波長選択性を持つ2つの選択反射面SR,SBが形成されている。選択反射面SRは、LCD2Rから出射したR画像光を光軸AXと平行な方向に反射して投射レンズ31の方向に導き、選択反射面SBは、LCD2Bから出射したB画像光を光軸AXと平行な方向に反射して投射レンズ31の方向に導くようになっている。LCD2Gから出射したG画像光は、選択反射面SR,SBを透過して、投射レンズ31の方向に進むようになっている。結局、クロスプリズム30は、LCD2G,2B,2Rによってそれぞれ生成されたG,B,Rの各画像光を合成してカラー画像光を生成し、投射レンズ31に入射するように機能する。
The cross prism 30 is configured by joining four prisms. Two selective reflection surfaces SR and SB having different wavelength selectivity are formed on the joint surfaces of these prisms by a multilayer interference film or the like. The selective reflection surface SR reflects the R image light emitted from the LCD 2R in the direction parallel to the optical axis AX and guides it in the direction of the projection lens 31, and the selective reflection surface SB transmits the B image light emitted from the LCD 2B to the optical axis AX. Is reflected in a direction parallel to the projection lens 31 and guided to the direction of the projection lens 31. The G image light emitted from the
投影レンズ31は、複数のレンズ等からなり、クロスプリズム30から出射されたカラー画像光を図示しないスクリーン上に投影して画像を表示させるようになっている。 The projection lens 31 includes a plurality of lenses and the like, and projects the color image light emitted from the cross prism 30 onto a screen (not shown) to display an image.
次に、図1〜図2を参照して、以上のような構成の画像表示装置の作用について説明する。 Next, with reference to FIGS. 1-2, the effect | action of the image display apparatus of the above structures is demonstrated.
まず、図1に沿って、全体の作用を説明する。光源10から出射した白色光は、フィルタ11を通過して可視光光束に制限された後、オプティカルインテグレータ12によって複数の光束に分割される。この分割された光束は、減光部材13を通過したのち、クロスミラー15によってR,G,Bの各波長成分からなる光束に分光されて3つの光路に分岐される。
First, the overall operation will be described with reference to FIG. The white light emitted from the
光路分岐されたRGB各光束のうちG光は、レンズ14−1、クロスミラー15、レンズ14−5を通り、LCD2Gを重畳照明する。R光は、レンズ14−1を通り、クロスミラー15で反射され、ミラー16−1で反射され、レンズ14−2を通り、ミラー16−2で反射され、レンズ14−4を通りLCD2Rを重畳照明する。B光は、レンズ14−1を通り、クロスミラー15で反射され、ミラー16−3で反射され、レンズ14−3を通り、ミラー16−4で反射され、レンズ14−6を通りLCD2Bを重畳照明する。このようにしてLCD2R、LCD2GおよびLCD2Bにそれぞれ重畳的に入射した光束は、各LCD2R,2G,2Bを透過する際にそれぞれ変調され、R,G,Bの各画像光に変換される。これらの画像光は、クロスプリズム30によって合成される。この合成されたカラー画像光は、投影レンズ31によってスクリーン(図示せず)上に投影され、これにより、画像表示が行われる。
Of the RGB light fluxes branched in the optical path, the G light passes through the lens 14-1, the
次に、図3を参照して、減光部材13に関する特徴的作用について詳細に説明する。ここでは、説明を簡略化するため、減光部材13の減光領域13Aが、入射光束を100%遮光するようになっているものとして説明する。
Next, with reference to FIG. 3, the characteristic action regarding the
図3は、第2のレンズアレイ12Bの各レンズの番号を1〜9と振ったものを示したものである。なお、各レンズの符号は以降の文中で12B1, …12B9のように示されるものとする。
FIG. 3 shows the lenses of the
G光に着目して説明する。レンズアレイ12Bのうちレンズ12B1〜3および12B7〜9を通った光束は、減光部材13の減光領域13A以外の透過領域を通過して、レンズ14−1と14−5によってLCD2G上を重畳照明する。このとき、レンズ12B1〜3および12B7〜9を通った光束がクロスミラー15の交差部分40を通過しないように、レンズアレイ12Aと12Bの焦点距離とクロスミラー15の位置を適切に設計してあるものとする。レンズアレイ12Bのうちレンズ12B4〜6を通った光束は、減光領域13Aに到達するため、完全に遮光され、それ以降の光学系には寄与しない。
Description will be made by paying attention to G light. Light beams that have passed through the lenses 12B1 to 12B and 12B7 to 9 in the
ところで、減光部材13の減光領域13Aは、レンズ12B4〜6を通った光束をすべて遮光し得るだけの大きさ(X方向の幅)をもつ必要がある。仮に、レンズ12B4〜6を通った光束が、減光部材13の減光領域13Aが小さすぎて、局部的に遮光されずに減光部材13を洩れ出た場合には、通過した光束がLCD2Rの表面を局部的に照明することになり、照度分布が却って不均一になるからである。逆に、減光部材13の減光領域13Aが大きすぎて、レンズ12B1〜3およびレンズ12B7〜9を通る光束の一部を遮光した場合には、局部的に遮光された光速がLCD2Rの表面を局部的に照明することになり、照度分布が却って不均一になるからである。
Incidentally, the
ここで、図4および図5を参照して、本実施の形態に対する比較例について説明する。図4は、減光部材13を備えていない比較例としての画像表示装置の要部を表し、図5は、図4に示した画像表示装置における被照射面の照度分布を模式的に表す。なお図4において、図3で図示した要素に対応する要素には、図3で用いた各符号にそれぞれ「100」を加えた符号を付し、適宜説明を省略する。
Here, a comparative example with respect to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 shows a main part of an image display device as a comparative example that does not include the
図4に示した比較例では、減光部材13を光路中に備えていないので、レンズ12B4〜6を通った光束は、クロスミラー115の交差部分140をその光束の中央部分が透過する。これにより、レンズ12B4〜6を通った光束は、交差部分の研磨精度や組み合わせの間隙に起因して光量が低下し、LCD上の中央帯状部分の照度が低下するので、LCD上に照度むらを発生させる。
In the comparative example shown in FIG. 4, since the
これに対し、本実施の形態の画像表示装置では、上記のように、複数の光束の光路をクロスミラー15を用いて適切な波長領域で分岐する構成において、そのクロスミラー15の交差部分40に入射する光束を予め(クロスミラー15への入射前に)遮光するようにしたので、そのクロスミラー15の交差部分40に起因してLCD2Gの被照射面に縞状の照度むらが生じるのを回避でき、照度むらの少ない投影表示画像を得ることができる。しかも、光路分岐手段として、複数の独立したミラーを配置する構成ではなく、1つのクロスミラー15を用いるようにしていることから、装置の小型化と光学系配置の自由度確保とを図ることもできる。
On the other hand, in the image display device according to the present embodiment, as described above, in the configuration in which the optical paths of a plurality of light beams are branched in an appropriate wavelength region using the
ところで、上述のように、減光部材13で光量を100%遮光すると、スクリーン上の照度も当然低下する。そこで、スクリーンを確認しながら減光部材13の遮光率を下げていき、目立たない程度の照度むらになる遮光率にして適切に減光した場合には、多くの光量を減ずることなく明るい投影表示画像を得ることができる。従って、上述のように、必ずしも100%の遮光率とする必要はない。
By the way, as described above, when the
また、本実施の形態では、2次光源面Cに減光部材13を配置するようにしたので、オプティカルインテグレータ12から出射した光束が最小径となる位置で減光することができ、したがって、減光部材13の減光領域13Aの大きさ(X方向の幅)を最小にすることができる。
Further, in the present embodiment, since the
なお、本実施の形態では、R,G,Bのすべての波長について減光部材13で減光(遮光を含む)を行うようにしたが、本発明はこれに限定されず、R,G,Bのいずれか1つまたは2つについてのみ遮光(減光を含む)を行うようにしてもよい。これは、減光部材13の減光領域13Aにバンドカットフィルタ機能をもたせることで実現可能である。具体的には、特にLCD上の照度むらに対する寄与度が大きい波長の光を特定し、この波長の光のみをカットするバンドカットフィルタを減光領域13Aに適用すればよい。例えば、クロスミラー15を透過することとなる特定波長の光(ここでは、G光)のみを減光することが考えられる。
In the present embodiment, light attenuation (including light shielding) is performed by the
また、本実施の形態では、オプティカルインテグレータ12を構成する第1および第2のレンズアレイ12A,12Bのそれぞれを3×3個のレンズで構成して入射光束を9本の光束に分割する場合を例示したが、それ以外の数の光束に分割するものであってもよい。第1および第2のレンズアレイ12A,12Bにおけるレンズを増やして光束の分割数をより多くすることにより、被照射面における照度分布をより均一化することが可能である。
In the present embodiment, each of the first and
また、本実施の形態では、減光部材13を2次光源面Cに配置した場合について説明したが、本発明はこれには限定されず、他の位置に配置することも可能である。例えば図6に示した変形例のように、減光部材113を、オプティカルインテグレータ12と光源10との間に配置するようにしてもよい。本変形例では、光源10から出射される光束の一部がオプティカルインテグレータ12に入射する前に減光するようになっているが、減光部材113はクロスミラー15の交差部分に入射する光を漏れなく減光できるように適切に配置される。したがって、本変形例においても、本実施の形態の場合と同様に、LCD上における照度むらを抑制することができる。
Moreover, although the case where the
また、オプティカルインテグレータ12とは別個に減光部材13を配置する代わりに、図7に示した変形例のように、第2のレンズアレイ12Bにおけるレンズの一部を減光領域213としてもよい。この減光領域213は、クロスミラー15の交差部分40に入射する光束を漏れなく減光し得るように適切に配置される。したがって、本変形例においても、本実施の形態の場合と同様に、LCD上における照度むらを抑制することができる。この場合には、減光部材13を別途必要としないので、部品点数を減らすことができる。
Further, instead of disposing the
以上、実施の形態およびその変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態等では、光路分岐手段としてクロスミラー15を用いたが、本発明は、これに限定されるものではなく、代わりに、クロスプリズム17を用いることもできる。このクロスプリズム17は、波長合成用のクロスプリズム30(図1)と同様に、複数の波長選択プリズムを互いに組み合わせて構成される。
While the present invention has been described with reference to the embodiment and its modifications, the present invention is not limited to these, and various modifications can be made. For example, in the above-described embodiment and the like, the
また、上記実施の形態等では、G波長成分がクロスミラー15を透過する場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、R,Bの各波長成分のうちのいずれか1つがクロスミラー15を透過するようにしてもよい。
In the above-described embodiment and the like, the case where the G wavelength component is transmitted through the
1…照明光学系、2B…B用LCD、2G…G用LCD、2R…R用LCD、3…投影光学系、10…光源、11…フィルタ、12…オプティカルインテグレータ、12A…第1のレンズアレイ、12B…第2のレンズアレイ、12B1〜12B9…レンズ、13,113…減光部材、13A,213…減光領域、14−1,2,3,4,5,6…レンズ、15…クロスミラー、16−1,2,3,4…ミラー、17, 30…クロスプリズム、31…投影レンズ、40…交差部分、213…減光領域、AX…光軸、C…2次光源面。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Illumination optical system, 2B ... LCD for B, 2G ... LCD for G, 2R ... LCD for R, 3 ... Projection optical system, 10 ... Light source, 11 ... Filter, 12 ... Optical integrator, 12A ... 1st lens array , 12B ... second lens array, 12B1 to 12B9 ... lens, 13, 113 ... dimming member, 13A, 213 ... dimming region, 14-1, 2, 3, 4, 5, 6 ... lens, 15 ... cross Mirror, 16-1, 2, 3, 4 ... mirror, 17, 30 ... cross prism, 31 ... projection lens, 40 ... intersection, 213 ... dimming area, AX ... optical axis, C ... secondary light source surface.
Claims (10)
前記光源手段からの光束のうち可視光線領域外の光束を減光する第1の減光手段と、
前記光源手段からの光束に基づいて複数の光源像からなる多光源を形成するためのオプティカルインテグレータと、
前記オプティカルインテグレータにより形成された多光源からの光束を集光して被照射面を重畳的に照明するコンデンサー光学系と、
前記コンデンサー光学系の光束を分岐するように交差部分を含んで構成された光路分岐手段と、
前記被照射面に配置された画像表示手段と、
前記画像表示手段により形成された画像を投影する投影光学系と、
前記光路分岐手段と前記光源手段との間に設けられ、前記光路分岐手段の前記交差部分に入射する光を減光する第2の減光手段と
を備えたことを特徴とする画像表示装置。 Light source means;
First dimming means for dimming a luminous flux outside the visible light region of the luminous flux from the light source means;
An optical integrator for forming a multi-light source composed of a plurality of light source images based on a light flux from the light source means;
A condenser optical system that condenses light beams from multiple light sources formed by the optical integrator and illuminates the irradiated surface in a superimposed manner;
An optical path branching unit configured to include an intersection so as to branch the light beam of the condenser optical system;
Image display means arranged on the irradiated surface;
A projection optical system for projecting an image formed by the image display means;
An image display device comprising: a second dimming unit that is provided between the optical path branching unit and the light source unit and attenuates light incident on the intersecting portion of the optical path branching unit.
ことを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。 2. The image according to claim 1, wherein the second dimming unit diminishes a light beam incident on the intersecting portion of the optical path branching unit among a plurality of light beams divided by the optical integrator. Display device.
ことを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。 2. The image according to claim 1, wherein the optical path branching unit is configured by combining a plurality of optical components, and a combination of the plurality of optical components forms the intersecting portion. Display device.
ことを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。 The image display apparatus according to claim 1, wherein the second dimming unit is disposed at a position on a plane conjugate with an entrance pupil of the projection optical system.
ことを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。 The image display apparatus according to claim 1, wherein the second dimming unit is disposed closer to the light source unit than the optical integrator.
前記第2の減光手段は、特定波長の光のみを選択的に減光するものである
ことを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。 The optical path branching means branches the optical path of the emitted light beam into a plurality of optical paths according to the wavelength,
The image display apparatus according to claim 1, wherein the second dimming unit selectively dimmes only light having a specific wavelength.
ことを特徴とする請求項6に記載の画像表示装置。 The image display device according to claim 6, wherein the light having the specific wavelength is light corresponding to an optical path in a direction of transmitting the optical path branching unit among the plurality of optical paths.
所定の配列状態に配置された複数の第1のレンズを含む第1のレンズアレイと、
前記複数の第1のレンズのそれぞれに対応して配置された複数の第2のレンズを含む第2のレンズアレイと
を含み、
前記第1のレンズアレイの一部または第2のレンズアレイの一部が前記第2の減光手段として機能する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。 The optical integrator is
A first lens array including a plurality of first lenses arranged in a predetermined arrangement state;
A second lens array including a plurality of second lenses arranged corresponding to each of the plurality of first lenses;
The image display apparatus according to claim 1, wherein a part of the first lens array or a part of the second lens array functions as the second dimming unit.
ことを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。 The image display device according to claim 1, wherein the optical path branching unit is a cross mirror configured by crossing a plurality of wavelength selection mirrors.
ことを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。
The image display device according to claim 1, wherein the optical path branching unit is a cross prism configured by combining a plurality of wavelength selection prisms.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004219620A JP2006039240A (en) | 2004-07-28 | 2004-07-28 | Image display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004219620A JP2006039240A (en) | 2004-07-28 | 2004-07-28 | Image display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2006039240A true JP2006039240A (en) | 2006-02-09 |
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ID=35904295
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2004219620A Pending JP2006039240A (en) | 2004-07-28 | 2004-07-28 | Image display device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2006039240A (en) |
-
2004
- 2004-07-28 JP JP2004219620A patent/JP2006039240A/en active Pending
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