JP2006220755A - Image display apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a change of the color temperature of illuminating light due to an adjustment of contrast and brightness, regarding an image display apparatus capable of selecting either one of cases giving priority to the contrast of a displayed image or giving priority to the brightness in accordance with ambient brightness. <P>SOLUTION: The apparatus includes an illuminating optical system on which the illuminating light emitted from a white light source 11 is made incident, a color separating means 23 for separating the illuminating light coming from the illuminating optical system into three primary colors and making the light incident on spatial light modulation elements 24R, 24G, 24B, a color synthesizing means 23 for synthesizing the modulated light modulated by the spatial light modulating elements 24R, 24G and 24B, an imaging optical system 26 for imaging the modulated light coming from the color synthesizing means 23, a variable aperture diaphragm 17 for partly shielding the illuminating light, and a filter 18 for partly decaying the optional wavelength band components of the illuminating light. Regarding the illuminating light passing through the variable aperture diaphragm 17, a light quantity ratio of the illuminating light made incident on the filter 18 to the illuminating light not made incident on the filter 18 is always kept constant, irrespective of the stop degree of the variable aperture diaphragm 17. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、空間光変調素子により表示される画像を投射レンズ等の結像光学系を介して表示する画像表示装置に関する。   The present invention relates to an image display device that displays an image displayed by a spatial light modulation element via an imaging optical system such as a projection lens.

従来、液晶ライトバルブの如き空間光変調素子に対する照明光をこの空間光変調素子によって変調し、この変調光を投射レンズ等の結像光学系を介して、スクリーン上に拡大して結像させ、画像を表示する画像表示装置が提案されている。このような画像表示装置においては、反射型、または、透過型の空間光変調素子を用いて、この空間光変調素子のピクセルごとに照明光を制御することにより、照明光の光量や偏光状態についての変調を行っている。   Conventionally, illumination light for a spatial light modulation element such as a liquid crystal light valve is modulated by this spatial light modulation element, and this modulated light is enlarged and imaged on a screen via an imaging optical system such as a projection lens, An image display device for displaying an image has been proposed. In such an image display device, the light quantity and the polarization state of the illumination light are controlled by controlling the illumination light for each pixel of the spatial light modulation element using a reflective or transmissive spatial light modulation element. The modulation is done.

図4は、いわゆる「レンズアレイ方式」の従来の画像表示装置の概略的な構成を示す側面図である。   FIG. 4 is a side view showing a schematic configuration of a so-called “lens array type” conventional image display apparatus.

この画像表示装置においては、図4に示すように、光源101から発せられた照明光を、照明光学系102を介して空間光変調素子103上に照射し、この空間光変調素子103を照明するようにしている。この画像表示装置は、「レンズアレイ方式」の画像表示装置であり、空間光変調素子103を重畳照明する照明光学系102として、レンズアレイを備えたものを用いるものである。   In this image display device, as shown in FIG. 4, illumination light emitted from a light source 101 is irradiated onto the spatial light modulation element 103 via the illumination optical system 102 to illuminate the spatial light modulation element 103. I am doing so. This image display device is a “lens array type” image display device, and uses an illumination optical system 102 that superimposes and illuminates the spatial light modulation element 103 with a lens array.

この画像表示装置においては、図4に示すように、光源101から発せられた照明光は、リフレクタ104により反射され、光軸方向に出射される。照明光学系102は、第1のレンズアレイ(フライアイレンズ)105と、第2のレンズアレイ(フライアイレンズ)106と、重ね合わせレンズ107と、コンデンサレンズ108とから構成されている。第1及び第2のレンズアレイ105,106上には、空間光変調素子103とほぼ相似形状の開口を持つレンズセルが複数個2次元配列されており、リフレクタ104の射出開口面を空間的に分割している。   In this image display device, as shown in FIG. 4, the illumination light emitted from the light source 101 is reflected by the reflector 104 and emitted in the optical axis direction. The illumination optical system 102 includes a first lens array (fly eye lens) 105, a second lens array (fly eye lens) 106, an overlapping lens 107, and a condenser lens 108. On the first and second lens arrays 105 and 106, a plurality of lens cells having openings substantially similar to the spatial light modulation element 103 are two-dimensionally arranged, and the exit opening surface of the reflector 104 is spatially arranged. It is divided.

第1のレンズアレイ105の各レンズセルは、各レンズセルに対応した第2のレンズアレイ106のレンズセルに光束を集光するようになっている。第2のレンズアレイ106上には、第1のレンズアレイ105のレンズセルと同数の2次光源像が形成されている。一方で、第2のレンズアレイ106上の各レンズセルは、対応する第1のレンズアレイ105の各レンズセル開口の像を空間光変調素子103の入射面に一致させ、重ね合わせレンズ107、コンデンサレンズ108及び偏光ビームスプリッタ109を透して、第1のレンズアレイ105の各レンズセルの像が空間光変調素子103の入射面上で重なり合うようになっている。   Each lens cell of the first lens array 105 condenses the light flux on the lens cell of the second lens array 106 corresponding to each lens cell. The same number of secondary light source images as the lens cells of the first lens array 105 are formed on the second lens array 106. On the other hand, each lens cell on the second lens array 106 makes the image of each lens cell opening of the corresponding first lens array 105 coincide with the incident surface of the spatial light modulator 103, and the overlapping lens 107, condenser Through the lens 108 and the polarization beam splitter 109, the images of the lens cells of the first lens array 105 are overlapped on the incident surface of the spatial light modulator 103.

このようにして、第2のレンズアレイ106において複数の2次光源像が形成される。さらに、重ね合わせレンズ107において複数の3次光源像が形成される。また、コンデンサレンズ108は、空間光変調素子103の照明光が図示しない投射レンズの入射瞳方向に入射するように配置されている。   In this way, a plurality of secondary light source images are formed in the second lens array 106. Further, a plurality of tertiary light source images are formed in the overlapping lens 107. The condenser lens 108 is arranged so that the illumination light of the spatial light modulator 103 is incident in the direction of the entrance pupil of a projection lens (not shown).

この結果、リフレクタ104により反射された照明光は、その強度を積分され、空間光変調素子103は、これら複数の2次、または、3次光源像により、均一な強度分布で重畳照明される。このようにして、第1及び第2のレンズアレイ105,106及び重ね合わせレンズ107は、照明光学系102を構成している。   As a result, the intensity of the illumination light reflected by the reflector 104 is integrated, and the spatial light modulator 103 is superimposed and illuminated with a uniform intensity distribution by the plurality of secondary or tertiary light source images. In this way, the first and second lens arrays 105 and 106 and the overlapping lens 107 constitute the illumination optical system 102.

空間光変調素子103は、例えば、複数の液晶セルを2次元配列した透過型、または、反射型の液晶板と、所定方向の偏光のみを透過させるアナライザ(偏光板)とを有している。そして、前記液晶板が電気信号によって制御されることより、透過、または、反射する光を偏光変調する。すなわち、照明光は、空間光変調素子103における画像情報に応じて、P偏光、S偏光に変調される。   The spatial light modulation element 103 includes, for example, a transmissive or reflective liquid crystal plate in which a plurality of liquid crystal cells are two-dimensionally arranged, and an analyzer (polarizing plate) that transmits only polarized light in a predetermined direction. Then, the liquid crystal plate is controlled by an electric signal, so that the transmitted or reflected light is polarized and modulated. That is, the illumination light is modulated into P-polarized light and S-polarized light according to image information in the spatial light modulation element 103.

なお、偏光ビームスプリッタ109に対する入射光軸と出射光軸とを含む平面に対して直交する方向に入射角度がずれている光束は、この偏光ビームスプリッタ109を透過した後の偏光方向が液晶ライトバルブ109における最適方向から外れてしまう。そのため、この偏光ビームスプリッタ109と空間光変調素子103との間に、図示しないλ/4板(四分の一波長板)を配置することによって、空間光変調素子103に対する最適な偏光方向となるように補償している。   Note that a light beam whose incident angle is shifted in a direction orthogonal to a plane including the incident optical axis and the outgoing optical axis with respect to the polarizing beam splitter 109 has a polarization direction after passing through the polarizing beam splitter 109 as a liquid crystal light valve. 109 will deviate from the optimal direction. Therefore, by arranging a λ / 4 plate (quarter wavelength plate) (not shown) between the polarization beam splitter 109 and the spatial light modulator 103, an optimum polarization direction with respect to the spatial light modulator 103 is obtained. To compensate.

この空間光変調素子103を経て偏光ビームスプリッタ109に戻った変調光は、この偏光ビームスプリッタ109において、偏光方向に応じて、第1及び第2のレンズアレイ105,106側に戻る光路と、投射レンズに入射する光路とに分離される。そして、画像情報の白情報に対応した偏光方向の光のみが画像として投射される。   The modulated light that has returned to the polarization beam splitter 109 via the spatial light modulation element 103 is projected in the polarization beam splitter 109 according to the polarization direction, and returns to the first and second lens arrays 105 and 106 side. It is separated into an optical path incident on the lens. And only the light of the polarization direction corresponding to the white information of image information is projected as an image.

この画像表示装置は、前述のような構成により、空間光変調素子103が表示する画像情報を拡大投影して表示する。   With this configuration, the image display apparatus enlarges and displays the image information displayed by the spatial light modulator 103.

図5は、いわゆる「ロッドインテグレータ方式」の従来の画像表示装置の概略的な構成を示す側面図である。   FIG. 5 is a side view showing a schematic configuration of a so-called “rod integrator type” conventional image display apparatus.

この画像表示装置においても、図5に示すように、光源101から発せられた照明光を、照明光学系102を介して空間光変調素子103上に照射し、この空間光変調素子103を照明するようにしている。この画像表示装置は、「ロッドインテグレータ方式」の画像表示装置であり、空間光変調素子103を重畳照明する照明光学系102として、ロッドインテグレータを備えたものを用いるものである。   Also in this image display device, as shown in FIG. 5, illumination light emitted from the light source 101 is irradiated onto the spatial light modulation element 103 via the illumination optical system 102 to illuminate the spatial light modulation element 103. I am doing so. This image display apparatus is a “rod integrator type” image display apparatus, and uses an illumination optical system 102 that superimposes and illuminates the spatial light modulation element 103 and that includes a rod integrator.

この画像表示装置においては、図5に示すように、光源101から発せられた照明光は、リフレクタ104により反射され、光軸方向に集光して出射される。照明光学系102は、ロッドインテグレータとしてのガラスロッド110と、出射レンズ111と、重ねあわせレンズ107と、コンデンサレンズ108とから構成されている。この照明光学系102において、リフレクタ104によりガラスロッド110の入射面に集光して照射された照明光は、このガラスロッド110内に入射し、このガラスロッド110内で全反射を繰り返して重畳され、出射光では均一分布となる。ガラスロッド110からの出射光が入射される出射レンズ111は、ガラスロッド110からの出射光を重ね合わせレンズ107に対して集光させる。重ね合わせレンズ107により、ガラスロッド110内での反射回数に対応した複数の3次光源像が形成される。このようにして、ガラスロッド110、出射レンズ111及び重ね合わせレンズ107は、コンデンサレンズ108及び偏光ビームスプリッタ109を透して空間光変調素子103を重畳照明する照明光学系102を構成している。   In this image display device, as shown in FIG. 5, the illumination light emitted from the light source 101 is reflected by the reflector 104, and is condensed and emitted in the optical axis direction. The illumination optical system 102 includes a glass rod 110 as a rod integrator, an exit lens 111, an overlapping lens 107, and a condenser lens 108. In this illumination optical system 102, the illumination light condensed and irradiated on the incident surface of the glass rod 110 by the reflector 104 enters the glass rod 110, and is repeatedly superimposed on the glass rod 110 by repeating total reflection. The emitted light has a uniform distribution. The outgoing lens 111 into which the outgoing light from the glass rod 110 is incident condenses the outgoing light from the glass rod 110 on the overlapping lens 107. A plurality of tertiary light source images corresponding to the number of reflections in the glass rod 110 are formed by the overlapping lens 107. In this way, the glass rod 110, the exit lens 111, and the superimposing lens 107 constitute an illumination optical system 102 that superimposes and illuminates the spatial light modulator 103 through the condenser lens 108 and the polarization beam splitter 109.

この画像表示装置において、空間光変調素子103を経て偏光ビームスプリッタ109に戻った変調光は、この偏光ビームスプリッタ109において、偏光方向に応じて、ガラスロッド110側に戻る光路と、図示しない投射レンズに入射する光路とに分離される。   In this image display device, modulated light that has returned to the polarization beam splitter 109 via the spatial light modulation element 103 is returned to the glass rod 110 side according to the polarization direction in the polarization beam splitter 109, and a projection lens (not shown). And the optical path incident on the light.

この画像表示装置においても、偏光ビームスプリッタ109に対する入射光軸と出射光軸とを含む平面に対して直交する方向に入射角度がずれている光束は、この偏光ビームスプリッタ109を透過した後の偏光方向が空間光変調素子103における最適方向から外れてしまう。そのため、この偏光ビームスプリッタ109と空間光変調素子103との間に、図示しないλ/4板(四分の一波長板)を配置することによって、空間光変調素子103に対する最適な偏光方向となるように補償している。   Also in this image display device, a light beam whose incident angle is shifted in a direction orthogonal to a plane including the incident optical axis and the outgoing optical axis with respect to the polarizing beam splitter 109 is polarized after being transmitted through the polarizing beam splitter 109. The direction deviates from the optimum direction in the spatial light modulator 103. Therefore, by arranging a λ / 4 plate (quarter wavelength plate) (not shown) between the polarization beam splitter 109 and the spatial light modulator 103, an optimum polarization direction with respect to the spatial light modulator 103 is obtained. To compensate.

ところで、従来の画像表示装置においては、装置の小型化及び投射される表示画像の高輝度化が求められている。そのため、これら画像表示装置においては、より広範囲の光を用いて短い光路によって空間光変調素子103を照明するようにするため、照明光学系102における照明光の径が大きくなり、照明光学系102のF値が小さくなる傾向にある。   By the way, in the conventional image display apparatus, size reduction of the apparatus and high brightness of the projected display image are required. Therefore, in these image display devices, the diameter of the illumination light in the illumination optical system 102 is increased in order to illuminate the spatial light modulation element 103 with a short optical path using a wider range of light. The F value tends to be small.

一方、偏光ビームスプリッタ109、λ/4波長板、空間光変調素子103は、それぞれ入射角度依存性を持っているため、より小さな入射角度の光線に対して、最適な偏光変調を行うことができる。そのため、照明光学系102、または、結像光学系のF値が大きいほど、高コントラストの表示画像を得ることができる。   On the other hand, since the polarization beam splitter 109, the λ / 4 wavelength plate, and the spatial light modulator 103 each have an incident angle dependency, optimal polarization modulation can be performed with respect to a light beam having a smaller incident angle. . Therefore, a higher contrast display image can be obtained as the F value of the illumination optical system 102 or the imaging optical system is larger.

すなわち、表示画像の高輝度化と、高コントラスト化とは、照明光学系102等のF値について相反する関係にある。ここで、使用環境が明るい場合には、表示画像のコントラストを多少低くしても、高輝度の表示画像が得られた方が好ましく、逆に、使用環境が十分に暗い場合には、表示画像の輝度を多少低くしても、高コントラストの表示画像が得られた方が好ましい。   That is, the increase in brightness of the display image and the increase in contrast are in a contradictory relationship with respect to the F value of the illumination optical system 102 and the like. Here, when the usage environment is bright, it is preferable to obtain a high-brightness display image even if the display image contrast is slightly reduced. Conversely, when the usage environment is sufficiently dark, the display image It is preferable that a high-contrast display image is obtained even if the luminance of the image is slightly reduced.

そこで、特許文献1及び特許文献2に記載されているように、使用環境の明るさに応じて、表示画像の輝度とコントラストとのバランスをユーザが調整することができるようにした画像表示装置が提案されている。この画像表示装置においては、第1及び第2のレンズアレイ105,106間における光束の一部を遮断して、この光束の断面積を制御する可変開口絞りを備えている。この可変開口絞りは、第1及び第2のレンズアレイ105,106間における光束を遮光する一対の絞り板が移動可能に配置されて構成され、これら絞り板を移動させることにより、表示画像のコントラスト及び輝度を調整することができるようになっている。   Therefore, as described in Patent Document 1 and Patent Document 2, an image display apparatus that allows a user to adjust the balance between luminance and contrast of a display image according to the brightness of a use environment. Proposed. This image display device includes a variable aperture stop that blocks a part of the light beam between the first and second lens arrays 105 and 106 and controls the cross-sectional area of the light beam. This variable aperture stop is configured by movably arranging a pair of stop plates that shield light beams between the first and second lens arrays 105 and 106, and by moving these stop plates, the contrast of a display image is increased. In addition, the brightness can be adjusted.

ところで、図4及び図5に示した画像表示装置は、モノクロ表示のものである。カラー表示の画像表示装置においては、照明光学系102からの光をRGB(赤、緑、青の三原色)に分解し、RGB光をそれぞれに対応する空間光変調素子により変調した後、これらRGB光を合成して投射する。   Incidentally, the image display apparatus shown in FIGS. 4 and 5 is for monochrome display. In the color display image display device, the light from the illumination optical system 102 is decomposed into RGB (the three primary colors of red, green, and blue), and the RGB light is modulated by the corresponding spatial light modulation elements, and then the RGB light is converted. Are combined and projected.

このようなカラー表示の画像表示装置においては、RGB光の割合を調整する色バランス(ホワイトバランス)調整を行う必要がある。このような色バランス調整は、RGBの各液晶ライトバルブを制御する電気信号の大きさを調整することで行う。例えば、空間光変調素子に印加する電気信号の大きさに応じて、透過光量が増加する。   In such a color display image display apparatus, it is necessary to perform color balance (white balance) adjustment for adjusting the proportion of RGB light. Such color balance adjustment is performed by adjusting the magnitude of an electric signal for controlling each of the RGB liquid crystal light valves. For example, the amount of transmitted light increases in accordance with the magnitude of the electrical signal applied to the spatial light modulator.

例えば、色温度を高く設定する場合には、Bに対してRGの光量が相対的に少なくなるように、RGの電気信号を小さくしてRGの液晶の変調量を抑制する。また、色温度を低く設定する場合には、Rに対してBGの光量が相対的に少なくなるように、BGの電気信号を小さくしてBGの液晶の変調量を抑制する。
特開平5−303085号公報 特開2001−142028公報
For example, when the color temperature is set high, the electrical signal of RG is reduced to suppress the modulation amount of the liquid crystal of RG so that the amount of light of RG is relatively small with respect to B. Further, when the color temperature is set low, the electrical signal of the BG is reduced to suppress the modulation amount of the liquid crystal of the BG so that the amount of light of the BG is relatively small with respect to R.
JP-A-5-303085 JP 2001-142028 A

ところで、前述のようなカラー表示の画像表示装置における色バランス調整では、白レベルと黒レベルとの双方を調整することができれば理想的であるが、電気的な調整では、白レベル側しか調整することができない。そのため、このような色バランス調整を行うことによって、表示画像のコントラストの低下が招来される。   By the way, in the color balance adjustment in the above-described color display image display apparatus, it is ideal if both the white level and the black level can be adjusted. However, in the electrical adjustment, only the white level side is adjusted. I can't. Therefore, by performing such color balance adjustment, the contrast of the display image is reduced.

そこで、本発明者らは、表示画像のコントラストを向上させつつ、色温度を調整することができる画像表示装置として、照明光学系において、任意の波長帯域の成分のみを減衰させて透過させるフィルタを備えたものを提案している。   Therefore, the present inventors have provided a filter that attenuates and transmits only components in an arbitrary wavelength band in an illumination optical system as an image display device that can adjust the color temperature while improving the contrast of a display image. Propose what you have.

そして、このようなフィルタを備えた照明光学系において、さらに、前述したような可変開口絞りを設けることにより、表示画像のコントラストを向上させつつ、色温度を調整することが考えられる。   In the illumination optical system including such a filter, it is conceivable to further adjust the color temperature while improving the contrast of the display image by providing the variable aperture stop as described above.

図6は、表示画像のコントラストを向上させつつ、色温度を調整することができるようにした画像表示装置の構成を示す側面図である。   FIG. 6 is a side view showing the configuration of an image display apparatus that can adjust the color temperature while improving the contrast of the display image.

この画像表示装置は、図6に示すように、前述した画像表示装置において、第1及び第2のレンズアレイ105,106間に、可変開口絞り112と、任意の波長帯域の成分のみを減衰させて透過させるフィルタ113とを設けることにより構成される。   As shown in FIG. 6, this image display device attenuates only the variable aperture stop 112 and components in an arbitrary wavelength band between the first and second lens arrays 105 and 106 in the image display device described above. It is comprised by providing the filter 113 which permeate | transmits.

図7は、図6に示した画像表示装置における可変開口絞りとフィルタとの位置関係を示す正面図である。   FIG. 7 is a front view showing the positional relationship between the variable aperture stop and the filter in the image display apparatus shown in FIG.

この画像表示装置において、フィルタ113は、図4中の(a)に示すように、第1及び第2のレンズアレイ105,106間における光束の周囲部分が透過するように配置されている。そして、可変開口絞り112は、第1及び第2のレンズアレイ105,106間における光束を遮光する一対の絞り板が移動可能に配置されて構成されている。   In this image display device, the filter 113 is disposed so that the peripheral portion of the light beam between the first and second lens arrays 105 and 106 is transmitted, as shown in FIG. The variable aperture stop 112 is configured such that a pair of stop plates that shield light beams between the first and second lens arrays 105 and 106 are movably disposed.

このように可変開口絞り112及びフィルタ113を備えた画像表示装置においては、図4中の(b)及び(c)に示すように、表示画像のコントラストを優先して可変開口絞り112の開口を絞った場合でも、表示画像の輝度の低下を抑えることができ、また、図4中の(a)に示すように、輝度を優先して可変開口絞り112の開口を開いた場合でも、フィルタ113の作用により、コントラストが向上されつつ表示画像の色温度が調整されるので、コントラストの低下を抑えることができるはずである。   In the image display device including the variable aperture stop 112 and the filter 113 as described above, as shown in (b) and (c) in FIG. Even when the aperture is narrowed, a decrease in the luminance of the display image can be suppressed, and as shown in FIG. 4A, the filter 113 can be used even when the aperture of the variable aperture stop 112 is opened with priority on the luminance. As a result, the color temperature of the display image is adjusted while improving the contrast, so that a reduction in contrast should be suppressed.

ところが、この画像表示装置においては、表示画像の輝度及びコントラストの調整に伴って、色温度が変化してしまうという虞れがある。すなわち、この画像表示装置においては、可変開口絞り112の開口面積を調節したときに、照明光のうち、フィルタに入射する光束と入射しない光束光のバランスが崩れるため、RGBバランスが崩れ、照明光の色温度が変化してしまう虞れがある。   However, in this image display device, there is a risk that the color temperature may change as the brightness and contrast of the display image are adjusted. In other words, in this image display device, when the aperture area of the variable aperture stop 112 is adjusted, the balance between the luminous flux that is incident on the filter and the luminous flux that is not incident is lost among the illumination light, so that the RGB balance is lost, and the illumination light is lost. The color temperature may change.

例えば、フィルタ113がG(緑色)及びB(青色)成分を減衰させる特性を有している場合において、図4中の(a)に示すように、可変開口絞り112を全開とし、フィルタ113を透過する照明光もフィルタ113を透過しない照明光も全く遮断されない状態としたときに、照明光におけるRGGの比率がR:G:Bで、この照明光の色温度がKであったとする。そして、図4中の(b)に示すように、可変開口絞り112をやや絞り、フィルタ113を透過する照明光のみの一部が遮断される状態とすると、照明光におけるRGGの比率は、R´:G:Bとなり(∵R´<R)、照明光の色温度は、Kとなる。さらに、図4中の(c)に示すように、可変開口絞り112をさらに絞り、フィルタ113を透過する照明光の一部のみならず、フィルタ113を透過しない照明光の一部も遮断される状態とすると、照明光におけるRGGの比率は、R″:G´:B´となり(∵R″<R´<R、G´<G、B´<B)、照明光の色温度は、Kとなる。 For example, when the filter 113 has a characteristic of attenuating the G (green) and B (blue) components, the variable aperture stop 112 is fully opened as shown in FIG. Assume that the ratio of RGG in the illumination light is R: G: B and the color temperature of the illumination light is K 1 when neither the transmitted illumination light nor the illumination light that does not pass through the filter 113 is blocked. Then, as shown in FIG. 4B, when the variable aperture stop 112 is slightly stopped and only a part of the illumination light transmitted through the filter 113 is blocked, the ratio of RGG in the illumination light is R ': G: B becomes (∵R'<R), the color temperature of the illumination light becomes K 2. Furthermore, as shown in FIG. 4C, the variable aperture stop 112 is further stopped, and not only a part of the illumination light that passes through the filter 113 but also a part of the illumination light that does not pass through the filter 113 is blocked. In this state, the ratio of RGG in the illumination light is R ″: G ′: B ′ (∵R ″ <R ′ <R, G ′ <G, B ′ <B), and the color temperature of the illumination light is K 3

そこで、本発明は、前述の実情に鑑みて提案されるものであって、使用環境(周囲の明るさ)に応じて、表示画像のコントラストを優先する場合と、輝度を優先する場合とを選択することのできる画像表示装置であって、コントラストを優先した場合でも輝度の低下を抑え、また、輝度を優先した場合でもコントラストの低下を抑えることができ、かつ、コントラスト及び輝度を調整しても照明光の色温度が変化しないようになされた画像表示装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-described circumstances, and a case where priority is given to contrast of a display image and a case where priority is given to luminance is selected according to the use environment (ambient brightness). An image display apparatus capable of suppressing a decrease in luminance even when priority is given to contrast, and a reduction in contrast even if priority is given to luminance, and adjusting the contrast and luminance An object of the present invention is to provide an image display device in which the color temperature of illumination light is not changed.

前述の課題を解決し、前記目的を達成するため、本発明に係る画像表示装置は、空間光変調素子により表示される画像を結像光学系を介して表示する画像表示装置において、白色光源と、この白色光源から発せられた照明光が入射され白色光源の複数の2次または3次光源像を形成する照明光学系と、この照明光学系を経た照明光を3原色に分解して3原色の光をそれぞれ変調する空間光変調素子に対して入射させる色分解手段と、この色分解手段を経た照明光が入射され照明光学系により白色光源の複数の2次または3次光源像が重畳して形成されることにより照明されこの照明光を変調する空間光変調素子と、この空間光変調素子により変調された3原色の変調光を合成する色合成手段と、この色合成手段を経た変調光が入射され空間光変調素子が表示する画像を結像させる結像光学系と、照明光学系または結像光学系に設けられ開口面積が可変となされており照明光または変調光の一部を遮断することにより通過する照明光の光束断面積を制御する可変開口絞りと、照明光の一部について任意の波長帯域の成分を減衰させて透過させるフィルタとを備え、可変開口絞りを通過する照明光のうち、フィルタに入射する照明光とフィルタに入射しない照明光との光量比は、可変開口絞りの絞り具合に無関係に常に一定に維持されることを特徴とするものである。   In order to solve the above-described problems and achieve the above object, an image display device according to the present invention includes a white light source in an image display device that displays an image displayed by a spatial light modulation element via an imaging optical system. An illumination optical system that receives illumination light emitted from the white light source to form a plurality of secondary or tertiary light source images of the white light source, and the illumination light that has passed through the illumination optical system is divided into three primary colors. Color separation means for making each light incident on a spatial light modulation element that modulates the light, and illumination light that has passed through the color separation means is incident, and a plurality of secondary or tertiary light source images of a white light source are superimposed by the illumination optical system. The spatial light modulation element that is illuminated by being formed and modulates the illumination light, the color synthesis means that synthesizes the modulated light of the three primary colors modulated by the spatial light modulation element, and the modulated light that has passed through the color synthesis means Is incident on the space light An imaging optical system that forms an image displayed by the modulation element, and an illumination optical system or an imaging optical system that has a variable aperture area and passes through by blocking part of the illumination light or modulated light. A variable aperture stop that controls the cross-sectional area of the luminous flux of the illumination light, and a filter that attenuates and transmits a component of an arbitrary wavelength band for a part of the illumination light. Of the illumination light that passes through the variable aperture stop, the filter The light quantity ratio between the illumination light that is incident and the illumination light that is not incident on the filter is characterized in that it is always maintained constant irrespective of the degree of aperture of the variable aperture stop.

本発明に係る画像表示装置においては、可変開口絞りを通過する照明光のうち、フィルタに入射する照明光とフィルタに入射しない照明光との光量比が、可変開口絞りの絞り具合に無関係に常に一定に維持されるので、可変開口絞りの開口面積を増減させることによって表示画像のコントラスト及び輝度を調整したときにも、照明光の色温度が略一定に保たれ、表示画像のカラーバランスが変化することがない。   In the image display device according to the present invention, the ratio of the amount of illumination light that enters the filter and the illumination light that does not enter the filter out of the illumination light that passes through the variable aperture stop is always independent of the aperture of the variable aperture stop. Since it is maintained constant, the color temperature of the illumination light is kept substantially constant and the color balance of the display image changes when the contrast and brightness of the display image are adjusted by increasing or decreasing the aperture area of the variable aperture stop. There is nothing to do.

すなわち、本発明は、使用環境(周囲の明るさ)に応じて、表示画像のコントラストを優先する場合と、輝度を優先する場合とを選択することのできる画像表示装置であって、コントラストを優先した場合でも輝度の低下を抑え、また、輝度を優先した場合でもコントラストの低下を抑えることができ、かつ、コントラスト及び輝度を調整しても照明光の色温度が変化しないようになされた画像表示装置を提供することができるものである。   That is, the present invention is an image display device capable of selecting a case where priority is given to the contrast of a display image and a case where priority is given to luminance according to the use environment (ambient brightness). Even if the brightness is reduced, the decrease in contrast can be suppressed even if priority is given to the brightness, and the color temperature of the illumination light does not change even if the contrast and brightness are adjusted. An apparatus can be provided.

以下、本発明に係る画像表示装置の最良の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an image display device according to an embodiment of the invention will be described in detail with reference to the drawings.

〔第1の実施の形態〕
図1は、本実施の形態における画像表示装置の構成を示す側面図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a side view showing the configuration of the image display apparatus according to the present embodiment.

この画像表示装置は、光源11と、この光源から出射された光を光軸L0方向に反射するリフレクタ12を有している。光源11は、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等の白色光を出射するものを用いる。リフレクタ12は、光軸L0を軸とした回転放物面の反射面を有し、光源11から出射された光を反射面で反射して光軸L0に平行な照明光として出射する。   The image display device includes a light source 11 and a reflector 12 that reflects light emitted from the light source in the direction of the optical axis L0. As the light source 11, a light source that emits white light such as a high-pressure mercury lamp or a metal halide lamp is used. The reflector 12 has a rotating paraboloidal reflecting surface with the optical axis L0 as an axis, reflects the light emitted from the light source 11 by the reflecting surface, and emits it as illumination light parallel to the optical axis L0.

この照明光は、コリメータレンズ13及びUV/IR(紫外光及び赤外光)カットフィルタ14を透過して、照明光学系を構成する第1のレンズアレイ(フライアイレンズ)15に入射される。UV/IRカットフィルタ14は、画像の表示に不要な赤外光及び紫外光を遮断することで、後段の光学系の発熱を防止する。   The illumination light passes through the collimator lens 13 and the UV / IR (ultraviolet light and infrared light) cut filter 14 and enters the first lens array (fly eye lens) 15 constituting the illumination optical system. The UV / IR cut filter 14 blocks infrared light and ultraviolet light unnecessary for image display, thereby preventing heat generation of the optical system at the subsequent stage.

第1のレンズアレイ15を経た照明光は、第2のレンズアレイ(フライアイレンズ)16に入射される。これら第1のレンズアレイ15と第2のレンズアレイ16との間には、可変開口絞り17及びフィルタ18が設けられている。第2のレンズアレイ16から出射された照明光は、PSコンバイナ19、重ね合わせレンズ20、コンデンサレンズ21及びポラライザ22を経て、色分解手段及び色合成手段となる色分解合成ブロック23に入射される。   The illumination light that has passed through the first lens array 15 is incident on the second lens array (fly eye lens) 16. A variable aperture stop 17 and a filter 18 are provided between the first lens array 15 and the second lens array 16. Illumination light emitted from the second lens array 16 is incident on a color separation / combination block 23 serving as a color separation unit and a color synthesis unit via a PS combiner 19, a superposition lens 20, a condenser lens 21, and a polarizer 22. .

第1及び第2のレンズアレイ15,16は、リフレクタ12が光束を出射する開口を空間的に分割するように、後述する空間光変調素子である各液晶ライトバルブ24R,24G,24Bに相似した形状の複数のレンズセルを2次元配列して構成されている。この第1のレンズアレイ15は、そのレンズセルにそれぞれ対応した第2のレンズアレイ16のレンズセルに照明光を集光させ、第2のレンズアレイ16上に第1のレンズアレイ15のレンズセルと同数の2次光源像を形成する。   The first and second lens arrays 15 and 16 are similar to the liquid crystal light valves 24R, 24G, and 24B, which are spatial light modulators described later, so that the reflector 12 spatially divides the aperture from which the light beam is emitted. A plurality of shaped lens cells are two-dimensionally arranged. The first lens array 15 condenses illumination light on the lens cells of the second lens array 16 respectively corresponding to the lens cells, and the lens cells of the first lens array 15 are placed on the second lens array 16. The same number of secondary light source images are formed.

第2のレンズアレイ16は、各レンズセルごとに、対応する第1のレンズアレイ15のレンズセル開口の像を液晶ライトバルブ24R,24G,24B面に一致させ、第1のレンズアレイ15の各レンズセルが液晶ライトバルブ24R,24G,24B面上で重なり合うようにする。   For each lens cell, the second lens array 16 matches the image of the lens cell opening of the corresponding first lens array 15 with the surfaces of the liquid crystal light valves 24R, 24G, and 24B. The lens cells are overlapped on the liquid crystal light valves 24R, 24G, and 24B.

可変開口絞り17は、第1及び第2のレンズアレイ15,16間における光束を遮光する一対の絞り板が移動可能に配置されて構成され、これら絞り板を移動させることにより、この画像表示装置による表示画像のコントラスト及び輝度を調整することができるようになっている。   The variable aperture stop 17 is configured by movably arranging a pair of stop plates that shield the light flux between the first and second lens arrays 15 and 16, and by moving these stop plates, the image display device The contrast and brightness of the displayed image can be adjusted.

フィルタ18は、第1及び第2のレンズアレイ15,16を透過した照明光の一部(例えば、G(緑色)成分及びB(青色)成分)について、レベルを落とす所定の波長域の成分を減衰させ、残りの光束(例えば、R(赤色)成分)についてはそのまま透過させる。   The filter 18 removes a component in a predetermined wavelength region that lowers the level of a part of the illumination light (for example, G (green) component and B (blue) component) transmitted through the first and second lens arrays 15 and 16. Attenuate and transmit the remaining light flux (for example, R (red) component) as it is.

PSコンバイナ19は、複数の偏光ビームスプリッタが並列に配列されて平板状に構成された光学素子であり、入射光の偏光方向を一定の方向に揃えて出射させる。また、ポラライザ22は、R成分光及びB成分光の偏光方向を90°回転させる光学素子である。   The PS combiner 19 is an optical element having a flat plate shape in which a plurality of polarization beam splitters are arranged in parallel, and emits light with the polarization direction of incident light aligned in a certain direction. The polarizer 22 is an optical element that rotates the polarization directions of the R component light and the B component light by 90 °.

重ね合わせレンズ20は、第1のレンズアレイ15の各レンズセルの像の中心を液晶ライトバルブ24R,24G,24Bの中心に一致させ、第1レンズアレイ15の各レンズセルの像が液晶ライトバルブ24R,24G,24Bの表示面上で重なり合うようにする。   The overlapping lens 20 makes the center of the image of each lens cell of the first lens array 15 coincide with the center of the liquid crystal light valve 24R, 24G, 24B, and the image of each lens cell of the first lens array 15 is the liquid crystal light valve. It is made to overlap on the display surface of 24R, 24G, 24B.

コンデンサレンズ21は、液晶ライトバルブ24R,24G,24Bを経た照明光(変調光)が、結像光学系となる投射レンズ26の入射瞳方向に入射するようにする。   The condenser lens 21 allows illumination light (modulated light) that has passed through the liquid crystal light valves 24R, 24G, and 24B to enter the direction of the entrance pupil of the projection lens 26 that serves as an imaging optical system.

色分解合成ブロック23は、入射された光をRGB(赤緑青の三原色)に分解して各色に対応する液晶ライトバルブ24R,24G,24Bにそれぞれ入射させ、これらの液晶ライトバルブ24R,24G,24Bで変調されたRGB光を合成する光学系である。すなわち、色分解合成ブロック23から出射される照明光が、各液晶ライトバルブ24R,24G,24Bに照射される。この色分解合成ブロック23は、プリズムやダイクロイックミラーを用いて種々の構成が可能であるが、この実施の形態では、4個の偏光ビームスプリッタ23a,23b,23c,23dにより構成されている。   The color separation / combination block 23 separates the incident light into RGB (the three primary colors of red, green, and blue) and makes the light incident on the liquid crystal light valves 24R, 24G, and 24B corresponding to the respective colors, and these liquid crystal light valves 24R, 24G, and 24B. This is an optical system for synthesizing the RGB light modulated by. That is, the illumination light emitted from the color separation / synthesis block 23 is applied to the liquid crystal light valves 24R, 24G, and 24B. The color separation / combination block 23 can have various configurations using a prism or a dichroic mirror. In this embodiment, the color separation / synthesis block 23 includes four polarization beam splitters 23a, 23b, 23c, and 23d.

この色分解合成ブロック23において、第1の偏光ビームスプリッタ23aに入射された照明光は、偏光分離膜において、G成分光が透過し、R成分光及びB成分光が反射されて偏向される。第1の偏光ビームスプリッタ23aの偏光分離膜を透過したG成分光は、さらに、第2の偏光ビームスプリッタ23bを透過して、緑色用液晶ライトバルブ24Gに照射される。第1の偏光ビームスプリッタ23aの偏光分離膜により反射されたR成分光及びB成分光は、第3の偏光ビームスプリッタ23cに入射する。このとき、図示しない光学素子により、R成分光の偏光方向が90°回転される。この第3の偏光ビームスプリッタ23cの偏光分離膜においては、R成分光が透過し、B成分光が反射されて偏向される。第3の偏光ビームスプリッタ23cの偏光分離膜を透過したR成分光は、赤色用液晶ライトバルブ24Rに照射される。また、第3の偏光ビームスプリッタ23cの偏光分離膜により反射されたB成分光は、青色用液晶ライトバルブ24Bに照射される。   In the color separation / combination block 23, the illumination light incident on the first polarization beam splitter 23a is deflected by the polarization separation film through which the G component light is transmitted and the R component light and B component light are reflected. The G component light transmitted through the polarization separation film of the first polarization beam splitter 23a is further transmitted through the second polarization beam splitter 23b and irradiated to the green liquid crystal light valve 24G. The R component light and the B component light reflected by the polarization separation film of the first polarization beam splitter 23a enter the third polarization beam splitter 23c. At this time, the polarization direction of the R component light is rotated by 90 ° by an optical element (not shown). In the polarization separation film of the third polarization beam splitter 23c, the R component light is transmitted and the B component light is reflected and deflected. The R component light transmitted through the polarization separation film of the third polarization beam splitter 23c is applied to the red liquid crystal light valve 24R. Further, the B component light reflected by the polarization separation film of the third polarization beam splitter 23c is applied to the blue liquid crystal light valve 24B.

この画像表示装置においては、第2のレンズアレイ16により複数の2次光源像が形成され、重ね合わせレンズ20により、液晶ライトバルブ24R,24G,24Bにおいて、複数の3次光源像が形成される。この3次光源像は、液晶ライトバルブ24R,24G,24Bを重畳照明する。この画像表示装置において、このような重畳照明を行う照明光学系は、第1及び第2のレンズアレイ15,16と、重ね合わせレンズ20とが構成している。   In this image display device, a plurality of secondary light source images are formed by the second lens array 16, and a plurality of tertiary light source images are formed by the overlapping lens 20 in the liquid crystal light valves 24R, 24G, and 24B. . This tertiary light source image illuminates the liquid crystal light valves 24R, 24G, and 24B in a superimposed manner. In this image display apparatus, the illumination optical system that performs such superposition illumination includes the first and second lens arrays 15 and 16 and the superposition lens 20.

各液晶ライトバルブ24R,24G,24Bは、複数の液晶セルを2次元配列してなる液晶板を有して構成され、各液晶セルごとに透過する照明光の偏光方向を制御し、この照明光を背後の反射板により反射することによって、表示画像に応じて偏光変調された変調光を反射する反射型液晶空間光変調素子である。   Each of the liquid crystal light valves 24R, 24G, and 24B includes a liquid crystal plate formed by two-dimensionally arranging a plurality of liquid crystal cells, and controls the polarization direction of illumination light transmitted through each liquid crystal cell. Is a reflective liquid crystal spatial light modulator that reflects the modulated light that is polarization-modulated according to the display image by reflecting the light from the back reflector.

赤色用液晶ライトバルブ24Rにおいて変調された変調光は、第3の偏光ビームスプリッタ23cに戻り、この第3の偏光ビームスプリッタ23cの偏光分離膜で反射され、図示しない光学素子によって偏光方向を90°回転され、第4の偏光ビームスプリッタ23dに入射される。この赤色の変調光は、第4の偏光ビームスプリッタ23dの偏光分離膜を透過し、この第4の偏光ビームスプリッタ23dから出射される。   The modulated light modulated by the red liquid crystal light valve 24R returns to the third polarization beam splitter 23c, is reflected by the polarization separation film of the third polarization beam splitter 23c, and has a polarization direction of 90 ° by an optical element (not shown). It is rotated and incident on the fourth polarization beam splitter 23d. The red modulated light passes through the polarization separation film of the fourth polarization beam splitter 23d and is emitted from the fourth polarization beam splitter 23d.

また、緑色用液晶ライトバルブ24Gにおいて変調された変調光は、第3の偏光ビームスプリッタ23cに戻り、この第3の偏光ビームスプリッタ23cの偏光分離膜を透過し、第4の偏光ビームスプリッタ23dに入射される。この緑色の変調光は、第4の偏光ビームスプリッタ23dの偏光分離膜を透過し、この第4の偏光ビームスプリッタ23dから出射される。   The modulated light modulated by the green liquid crystal light valve 24G returns to the third polarization beam splitter 23c, passes through the polarization separation film of the third polarization beam splitter 23c, and enters the fourth polarization beam splitter 23d. Incident. The green modulated light passes through the polarization separation film of the fourth polarization beam splitter 23d and is emitted from the fourth polarization beam splitter 23d.

そして、青色用液晶ライトバルブ24Gにおいて変調された変調光は、第2の偏光ビームスプリッタ23bに戻り、この第2の偏光ビームスプリッタ23bの偏光分離膜で反射され、第4の偏光ビームスプリッタ23dに入射される。この青色の変調光は、第4の偏光ビームスプリッタ23dの偏光分離膜で反射され、この第4の偏光ビームスプリッタ23dから出射される。   Then, the modulated light modulated by the blue liquid crystal light valve 24G returns to the second polarization beam splitter 23b, is reflected by the polarization separation film of the second polarization beam splitter 23b, and is reflected by the fourth polarization beam splitter 23d. Incident. The blue modulated light is reflected by the polarization separation film of the fourth polarization beam splitter 23d and is emitted from the fourth polarization beam splitter 23d.

このようにして第4の偏光ビームスプリッタ23dから出射されたRGB各色の変調光は、図示しない光学素子によって青色の変調光のみが偏光方向を90°回転され、アナライザ(偏光板)25に入射される。このアナライザ25は、P偏光のみを透過させる。したがって、液晶ライトバルブ24R,24G,24Bで変調を受けていない光はこのアナライザ25によって遮断される。このアナライザ25を経た変調光は、投射レンズ26に入射される。この投射レンズ26は、アナライザ25を透過した変調光を、図示しないスクリーンに向けて投射し、結像させる。   In this way, only the blue modulated light of the RGB modulated light emitted from the fourth polarizing beam splitter 23d is rotated by 90 ° by the optical element (not shown) and is incident on the analyzer (polarizing plate) 25. The The analyzer 25 transmits only P-polarized light. Accordingly, light that is not modulated by the liquid crystal light valves 24R, 24G, and 24B is blocked by the analyzer 25. The modulated light that has passed through the analyzer 25 is incident on the projection lens 26. The projection lens 26 projects the modulated light transmitted through the analyzer 25 toward a screen (not shown) to form an image.

図2は、可変開口絞りとフィルタとの位置関係を示す正面図である。   FIG. 2 is a front view showing the positional relationship between the variable aperture stop and the filter.

前述したフィルタ18は、2次光源像が形成される第2のレンズアレイ16の近傍に配置され、図2中の(a)に示すように、所定の波長帯域の成分を減衰させるべきレンズアレイの開口部に対応して、第2のレンズアレイ16の対向する両辺部分に配置されている。ここで、図1において、照明光における光線a、b、f、gは、略R光成分のみとなっており、光線c、d、eは、RGBの各色光が揃った白色光となる。したがって、各液晶ライトバルブ24R,24G,24Bにおいて重畳される照明光は、G成分及びB成分が減衰され、色温度の低い光となる。また、G成分及びB成分については、R成分に比較して、照明光の周辺部が遮断されて照明光学系のF値が実質的に大きくなったことになるので、表示画像におけるコントラストが向上している。   The filter 18 described above is disposed in the vicinity of the second lens array 16 where the secondary light source image is formed, and as shown in FIG. 2A, a lens array for attenuating components in a predetermined wavelength band. The second lens array 16 is disposed on both opposing sides corresponding to the openings. Here, in FIG. 1, the light rays a, b, f, and g in the illumination light are substantially only the R light component, and the light rays c, d, and e are white light in which each color light of RGB is aligned. Accordingly, the illumination light superimposed in each of the liquid crystal light valves 24R, 24G, and 24B is attenuated in the G component and the B component, and becomes light having a low color temperature. In addition, for the G component and the B component, the peripheral portion of the illumination light is blocked and the F value of the illumination optical system is substantially increased compared to the R component, so that the contrast in the display image is improved. is doing.

そして、可変開口絞り17とフィルタ18の位置関係については、図2中の(a)及び(b)に示すように、可変開口絞り17は、フィルタ18が配置されている第2のレンズアレイ16の両辺部分に対して、垂直な方向から、開口面積を増減させるように配置されている。すなわち、フィルタ18の境界線は、可変開口絞り17をなす遮光板の移動方向に沿った方向となっている。したがって、可変開口絞り17が開口面積を増減させても、図1における光線a、b、f、gと光線c、d、eとの光量比が変化することがなく、すなわち、照明光の色温度が変化することがない。   As for the positional relationship between the variable aperture stop 17 and the filter 18, as shown in FIGS. 2A and 2B, the variable aperture stop 17 includes the second lens array 16 in which the filter 18 is disposed. The opening area is arranged so as to increase or decrease from the direction perpendicular to both sides. That is, the boundary line of the filter 18 is a direction along the moving direction of the light shielding plate that forms the variable aperture stop 17. Therefore, even if the variable aperture stop 17 increases or decreases the aperture area, the light quantity ratio between the light rays a, b, f, g and the light rays c, d, e in FIG. 1 does not change, that is, the color of the illumination light. The temperature does not change.

なお、第2のレンズアレイ16上の2次光源像に光量分布があり、図2中の(a)及び(b)に示したフィルタ18の配置では可変開口絞り17を開閉させたときに各色光の光量比が変化する場合には、図2中の(c)に示すように、可変開口絞り17を開閉させても可変開口絞り17の絞り具合に無関係に常に各色光の光量比が一定に維持されるように、フィルタ18の配置位置を調整してもよい。このとき、フィルタ18の境界線は、第2のレンズアレイ16のセル内部は通過せずに、セルの境界線に一致していることが好ましい。   The secondary light source image on the second lens array 16 has a light amount distribution, and in the arrangement of the filters 18 shown in FIGS. 2A and 2B, each color is obtained when the variable aperture stop 17 is opened and closed. When the light quantity ratio changes, as shown in FIG. 2C, the light quantity ratio of each color light is always constant regardless of the aperture condition of the variable aperture diaphragm 17 even if the variable aperture diaphragm 17 is opened and closed. The arrangement position of the filter 18 may be adjusted so as to be maintained. At this time, it is preferable that the boundary line of the filter 18 matches the cell boundary line without passing through the inside of the cell of the second lens array 16.

さらに、図2中の(d)に示すように、フィルタ18の配置位置を光軸を中心とした放射状の位置とし、可変開口絞り17を円形、または、多角形の羽根絞り(虹彩絞り)としてもよい。   Further, as shown in FIG. 2D, the arrangement position of the filter 18 is a radial position centered on the optical axis, and the variable aperture stop 17 is a circular or polygonal blade stop (iris stop). Also good.

また、図2中の(e)に示すように、可変開口絞り17をフィルタ18が配置されている第2のレンズアレイ16の両辺部分と同じ方向から開口面積を増減させるように配置し、この可変開口絞り17の遮光板の移動に応じて、フィルタ18を移動させるようにして、可変開口絞り17を開閉させても可変開口絞り17の絞り具合に無関係に常に各色光の光量比が一定に維持されるようにすることもできる。この場合には、フィルタ18の移動量は、可変開口絞り17の遮光板の移動量に比例し、かつ、この遮光板の移動量よりも少ない移動量とすることが好ましい。すなわち、図2中の(e)において、可変開口絞り17の開口径がAであるときにフィルタ18の幅がBであるとすると、可変開口絞り17を絞って開口径がA´となったときには、フィルタ18の幅がB´となるようにし、A:BがA´:B´に等しくなるようにする。   Further, as shown in FIG. 2 (e), the variable aperture stop 17 is arranged so that the aperture area is increased or decreased from the same direction as both side portions of the second lens array 16 in which the filter 18 is arranged. Even if the variable aperture stop 17 is opened and closed by moving the filter 18 according to the movement of the light shielding plate of the variable aperture stop 17, the light quantity ratio of each color light is always constant regardless of the stop condition of the variable aperture stop 17. It can also be maintained. In this case, the moving amount of the filter 18 is preferably proportional to the moving amount of the light shielding plate of the variable aperture stop 17 and smaller than the moving amount of the light shielding plate. That is, in (e) of FIG. 2, if the width of the filter 18 is B when the aperture diameter of the variable aperture diaphragm 17 is A, the aperture diameter is A ′ by narrowing the variable aperture diaphragm 17. In some cases, the width of the filter 18 is set to B ′ so that A: B is equal to A ′: B ′.

なお、フィルタ18は、この実施の形態においては、第1及び第2のレンズアレイ15,16間に設置しているが、第2のレンズアレイ16と重ね合わせレンズ20との間に設置するようにしてもよい。   In this embodiment, the filter 18 is disposed between the first and second lens arrays 15 and 16, but is disposed between the second lens array 16 and the overlapping lens 20. It may be.

さらに、この画像表示装置は、前述した「レンズアレイ方式」の画像表示装置として構成することに限定されず、第1及び第2のレンズアレイ15,16に代えて、ガラスロッド及び出射レンズを配置して、「ロッドインテグレータ方式」の画像表示装置として構成してもよい。   Further, the image display device is not limited to the above-described “lens array type” image display device, and a glass rod and an emission lens are arranged in place of the first and second lens arrays 15 and 16. Thus, the “rod integrator type” image display apparatus may be configured.

〔第2の実施の形態〕
図3は、本発明に係る画像表示装置の第2の実施の形態における構成を示す側面図である。
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a side view showing the configuration of the image display apparatus according to the second embodiment of the present invention.

この画像表示装置は、図3に示すように、フィルタ18を、前述の第1の実施の形態と同様に、第2のレンズアレイ16近傍に配置し、可変開口絞り17は、投射レンズ26の瞳上に配置することとしてもよい。   As shown in FIG. 3, in this image display device, the filter 18 is arranged in the vicinity of the second lens array 16 in the same manner as in the first embodiment, and the variable aperture stop 17 It may be arranged on the pupil.

この構成においても、前述の第1の実施の形態と同様に、可変開口絞り17を、フィルタ18が配置されている第2のレンズアレイ16の両辺部分に対して、垂直な方向から、開口面積を増減させるように配置することにより、可変開口絞り17が開口面積を増減させても、表示画像における光束の色温度が変化しないようにすることができる。   Also in this configuration, similarly to the first embodiment described above, the variable aperture stop 17 has an aperture area from a direction perpendicular to both sides of the second lens array 16 in which the filter 18 is disposed. If the variable aperture stop 17 increases or decreases the aperture area, the color temperature of the light flux in the display image can be prevented from changing.

本発明に係る画像表示装置の第1の実施の形態における構成を示す側面図である。1 is a side view showing a configuration in a first embodiment of an image display device according to the present invention. 前記画像表示装置における可変開口絞りとフィルタとの位置関係を示す正面図である。It is a front view which shows the positional relationship of the variable aperture stop and filter in the said image display apparatus. 本発明に係る画像表示装置の第2の実施の形態における構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure in 2nd Embodiment of the image display apparatus which concerns on this invention. いわゆる「レンズアレイ方式」の従来の画像表示装置の概略的な構成を示す側面図である。It is a side view which shows schematic structure of the conventional image display apparatus of what is called a "lens array system." いわゆる「ロッドインテグレータ方式」の従来の画像表示装置の概略的な構成を示す側面図である。It is a side view showing a schematic configuration of a so-called “rod integrator type” conventional image display device. 表示画像のコントラストを向上させつつ、色温度を調整することができるようにした従来の画像表示装置の構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the conventional image display apparatus which enabled it to adjust color temperature, improving the contrast of a display image. 図6に示した画像表示装置における可変開口絞りとフィルタとの位置関係を示す正面図である。FIG. 7 is a front view showing a positional relationship between a variable aperture stop and a filter in the image display device shown in FIG. 6.

符号の説明Explanation of symbols

11 光源
15 第1のレンズアレイ
16 第2のレンズアレイ
17 可変開口絞り
18 フィルタ
20 重ね合わせレンズ
21 コンデンサレンズ
23 色分解合成ブロック
23a 第1の偏光ビームスプリッタ
23b 第2の偏光ビームスプリッタ
23c 第3の偏光ビームスプリッタ
23d 第4の偏光ビームスプリッタ
24R 赤色用液晶ライトバルブ
24G 緑色用液晶ライトバルブ
24B 青色用液晶ライトバルブ
26 投射レンズ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Light source 15 1st lens array 16 2nd lens array 17 Variable aperture stop 18 Filter 20 Superposition lens 21 Condenser lens 23 Color separation / synthesis block 23a 1st polarizing beam splitter 23b 2nd polarizing beam splitter 23c 3rd Polarizing beam splitter 23d Fourth polarizing beam splitter 24R Red liquid crystal light valve 24G Green liquid crystal light valve 24B Blue liquid crystal light valve 26 Projection lens

Claims (1)

空間光変調素子により表示される画像を結像光学系を介して表示する画像表示装置において、
白色光源と、
前記白色光源から発せられた照明光が入射され、前記白色光源の複数の2次、または、3次光源像を形成する照明光学系と、
前記照明光学系を経た照明光を3原色に分解して3原色の光をそれぞれ変調する空間光変調素子に対して入射させる色分解手段と、
前記色分解手段を経た照明光が入射され、前記照明光学系により前記白色光源の複数の2次、または、3次光源像が重畳して形成されることにより照明され、この照明光を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3原色の変調光を合成する色合成手段と、
前記色合成手段を経た変調光が入射され、前記空間光変調素子が表示する画像を結像させる結像光学系と、
前記照明光学系、または、前記結像光学系に設けられ、開口面積が可変となされており、前記照明光、または、前記変調光の一部を遮断することにより、通過する照明光の光束断面積を制御する可変開口絞りと、
前記照明光の一部について、任意の波長帯域の成分を減衰させて透過させるフィルタと
を備え、
前記可変開口絞りを通過する照明光のうち、前記フィルタに入射する照明光と前記フィルタに入射しない照明光との光量比が、前記可変開口絞りの絞り具合に無関係に常に一定に維持される
ことを特徴とする画像表示装置。
In an image display device that displays an image displayed by a spatial light modulation element via an imaging optical system,
A white light source,
An illumination optical system that receives illumination light emitted from the white light source and forms a plurality of secondary or tertiary light source images of the white light source;
Color separation means for splitting the illumination light that has passed through the illumination optical system into three primary colors and making the light incident on a spatial light modulator that modulates the three primary colors, respectively;
Illumination light that has passed through the color separation means is incident and illuminated by the illumination optical system formed by superimposing a plurality of secondary or tertiary light source images of the white light source, and modulates the illumination light. A spatial light modulator;
Color synthesizing means for synthesizing modulated light of the three primary colors modulated by the spatial light modulator;
An imaging optical system that receives the modulated light that has passed through the color synthesizing unit and forms an image displayed by the spatial light modulator;
Provided in the illumination optical system or the imaging optical system, the aperture area is variable, and by cutting off a part of the illumination light or the modulated light, a light flux of the passing illumination light is interrupted. A variable aperture stop for controlling the area;
A filter that attenuates and transmits a component in an arbitrary wavelength band for a part of the illumination light; and
Of the illumination light passing through the variable aperture stop, the light quantity ratio between the illumination light incident on the filter and the illumination light not incident on the filter is always maintained constant regardless of the diaphragm condition of the variable aperture stop. An image display device characterized by the above.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011247974A (en) * 2010-05-25 2011-12-08 Sony Corp Optical device and projection device
WO2012056895A1 (en) * 2010-10-26 2012-05-03 株式会社Jvcケンウッド Projection-type display device
JP2012118182A (en) * 2010-11-30 2012-06-21 Seiko Epson Corp Projector
JP2014106452A (en) * 2012-11-29 2014-06-09 Seiko Epson Corp Projector
WO2014203652A1 (en) * 2013-06-17 2014-12-24 株式会社Jvcケンウッド Image display device

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08201757A (en) * 1995-01-30 1996-08-09 A G Technol Kk Projection type color display device
JPH10177219A (en) * 1996-12-17 1998-06-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Liquid crystal panel illuminator and liquid crystal projection type display device
JP2000321660A (en) * 1999-05-07 2000-11-24 Victor Co Of Japan Ltd Projection type color display device
WO2002101457A1 (en) * 2001-06-08 2002-12-19 Sony Corporation Lighting device and projection type image display device
JP2005202366A (en) * 2003-12-19 2005-07-28 Victor Co Of Japan Ltd Image display apparatus
JP2006133750A (en) * 2004-10-08 2006-05-25 Sony Corp Display device
JP2006145560A (en) * 2006-03-06 2006-06-08 Mitsutoyo Corp Calibration program and method for copying probe

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08201757A (en) * 1995-01-30 1996-08-09 A G Technol Kk Projection type color display device
JPH10177219A (en) * 1996-12-17 1998-06-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Liquid crystal panel illuminator and liquid crystal projection type display device
JP2000321660A (en) * 1999-05-07 2000-11-24 Victor Co Of Japan Ltd Projection type color display device
WO2002101457A1 (en) * 2001-06-08 2002-12-19 Sony Corporation Lighting device and projection type image display device
JP2005202366A (en) * 2003-12-19 2005-07-28 Victor Co Of Japan Ltd Image display apparatus
JP2006133750A (en) * 2004-10-08 2006-05-25 Sony Corp Display device
JP2006145560A (en) * 2006-03-06 2006-06-08 Mitsutoyo Corp Calibration program and method for copying probe

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011247974A (en) * 2010-05-25 2011-12-08 Sony Corp Optical device and projection device
WO2012056895A1 (en) * 2010-10-26 2012-05-03 株式会社Jvcケンウッド Projection-type display device
JP2012093477A (en) * 2010-10-26 2012-05-17 Jvc Kenwood Corp Projection type display device
US9083894B2 (en) 2010-10-26 2015-07-14 JVC Kenwood Corporation Projection type display apparatus
JP2012118182A (en) * 2010-11-30 2012-06-21 Seiko Epson Corp Projector
JP2014106452A (en) * 2012-11-29 2014-06-09 Seiko Epson Corp Projector
WO2014203652A1 (en) * 2013-06-17 2014-12-24 株式会社Jvcケンウッド Image display device

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