JP2007127795A - Projection optical device, multiple-color light illuminating device and projection type image display device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、投写光学装置及び複数色光照明装置及び投写型映像表示装置に関する。 The present invention relates to a projection optical device, a multi-color light illumination device, and a projection display apparatus.
従来より、液晶プロジェクタなどの投写型映像表示装置が知られている。この投写型映像表示装置から投写されるフルカラー映像光は例えば赤色映像光と緑色映像光と青色映像光とによって生成される(特許文献1参照)。
ところで、例えば、波長が短い光ほど開口収差が生じやすく、このような光が投写されると結像性能を低下させてしまう。 By the way, for example, as the light has a shorter wavelength, an aperture aberration is more likely to occur. When such light is projected, the imaging performance is deteriorated.
この発明は、上記の事情に鑑み、各色光ごとに分散角が制御されることを可能とする投写光学装置及び複数色光照明装置を提供する。そして、これら投写光学装置又は複数色光照明装置を用いた投写型映像表示装置を提供する。 In view of the above circumstances, the present invention provides a projection optical device and a multi-color light illumination device that can control the dispersion angle for each color light. And the projection type video display apparatus using these projection optical apparatuses or a multi-color light illumination apparatus is provided.
この発明の投写光学装置は、上記の課題を解決するために、入射したフルカラー映像光をレンズ及び/又は曲面ミラーによって拡大投写する投写光学装置において、前記フルカラー映像光となる複数の色光の全てを透過する中央領域と、この中央領域の外周側に位置し、前記複数の色光のうちの一つ又は複数の色光に対して遮光板として機能する色選択遮光領域と、この色選択遮光領域の外周側に位置し、全ての色光を遮光する遮光領域と、を有して成る波長選択性絞りを備えたことを特徴とする(以下、この項において第1投写光学装置という)。 In order to solve the above-described problem, the projection optical apparatus of the present invention is a projection optical apparatus that magnifies and projects incident full-color image light using a lens and / or a curved mirror, and all of the plurality of color lights that become the full-color image light. A transparent central region, a color selection light shielding region located on the outer periphery side of the central region and functioning as a light shielding plate for one or a plurality of color lights of the plurality of color lights, and an outer periphery of the color selection light shielding region And a light-shielding region that shields all color lights (hereinafter referred to as a first projection optical device in this section).
上記の構成であれば、各色光ごとに分散角が制御される。すなわち、投写系のFナンバーを色ごとに設定することが可能になる。 With the above configuration, the dispersion angle is controlled for each color light. That is, the F number of the projection system can be set for each color.
上記第1構成において、前記色選択遮光領域は、前記フルカラー映像光の一つの色光である青色光を遮光することとしてもよい。かかる構成であれば、最も短波長側の色光である青色光において開口収差が生じるのを極力防止することができる(以下、この項において第2投写光学装置という)。 In the first configuration, the color selection light blocking region may block blue light that is one color light of the full color video light. With such a configuration, it is possible to prevent as much as possible the occurrence of aperture aberration in blue light that is color light on the shortest wavelength side (hereinafter referred to as a second projection optical device in this section).
第1投写光学装置又は第2投写光学装置において、前記色選択遮光領域は前記中央領域の近傍側に位置して一つの色光を遮光する第1領域と、この第1領域の外周側に位置して残り二つの色光のうちの一つの色光及び前記第1領域で遮光される色光を遮光する第2領域と、から成っていてもよい。 In the first projection optical apparatus or the second projection optical apparatus, the color selection light-shielding area is located near the center area and is located on the outer peripheral side of the first area, which shields one color light. And a second region that shields one color light of the remaining two color lights and a color light shielded in the first region.
この発明の投写型映像表示装置は、上述したいずれかの投写光学装置と、前記投写光学装置に前記フルカラー映像光を与える単一の映像表示パネルと、各色光を前記映像表示パネルに同時に又は時分割で照射する照明系と、を備えたことを特徴とする(以下、この項において第1投写型映像表示装置という)。 A projection display apparatus according to the present invention includes any one of the above-described projection optical apparatuses, a single image display panel that gives the full-color image light to the projection optical apparatus, and each color light to the image display panel at the same time. And an illumination system that irradiates in a divided manner (hereinafter referred to as a first projection display apparatus in this section).
上記第1投写型映像表示装置において、各色光を出射する固体発光素子を備えており、前記波長選択性絞りによって遮光される色光を出射する固体発光素子への電力供給量を、前記遮光の程度に鑑みて増大又は変化させてもよい。 The first projection display apparatus includes a solid light emitting element that emits light of each color, and the amount of power supplied to the solid light emitting element that emits color light blocked by the wavelength-selective aperture is set to the degree of light blocking. In view of the above, it may be increased or changed.
また、この発明の投写型映像表示装置は、上述したいずれかの投写光学装置と、各色光用の3枚の映像表示パネルと、各映像表示パネルを経て得られた各色映像光を合成して前記投写光学装置に与える合成手段と、各色光を各映像表示パネルに供給する照明系と、を備えたことを特徴とする(以下、この項において第2投写型映像表示装置という)。 The projection display apparatus of the present invention combines any one of the above-described projection optical apparatuses, three image display panels for each color light, and each color image light obtained through each image display panel. It is characterized by comprising combining means for supplying to the projection optical device and an illumination system for supplying each color light to each image display panel (hereinafter referred to as a second projection image display device in this section).
上記第2投写型映像表示装置において、前記照明系は、白色光を第1色の光と第2色の光と第3色の光に分離して各色光を各映像表示パネルに導くように構成されていてもよい。 In the second projection display apparatus, the illumination system separates white light into first color light, second color light, and third color light, and guides each color light to each image display panel. It may be configured.
上記第2投写型映像表示装置において、前記照明系は、第1色の光を出射する第1照明装置と、第2色の光を出射する第2照明装置と、第3色の光を出射する第3照明装置と、を備えていてもよい。かかる投写型映像表示装置において、前記波長選択性絞りによって遮光される色光を出射する照明装置への電力供給量を、前記遮光の程度に鑑みて増大又は変化させてもよい。 In the second projection display apparatus, the illumination system emits a first illumination device that emits a first color light, a second illumination device that emits a second color light, and a third color light. And a third lighting device. In such a projection display apparatus, the power supply amount to the illumination device that emits the color light blocked by the wavelength-selective diaphragm may be increased or changed in view of the degree of the light blocking.
また、この発明の投写型映像表示装置は、第1色の映像光を生成する第1映像光生成手段と、第2色の映像光を生成する第2映像光生成手段と、第3色の映像光を2枚の映像表示パネルを用いて二つ生成する第3映像光生成手段と、前記第1色の映像光と前記第3色の映像光のうちの一つとを合成する第1合成手段と、前記第1合成手段から出射される合成映像光を投写する第1投写手段と、前記第2色の映像光と前記第3色の映像光のうちの他の一つとを合成する第2合成手段と、前記第2合成手段から出射される合成映像光を投写する第2投写手段と、を備えており、前記第1投写手段と前記第2投写手段の少なくとも一方が前記第1投写光学装置又は第2投写光学装置であることを特徴とする(以下、この項において第3投写型映像表示装置という)。 The projection display apparatus according to the present invention also includes a first video light generating means for generating a first color video light, a second video light generating means for generating a second color video light, and a third color light. Third image light generating means for generating two image lights using two image display panels, and a first composition for combining the image light of the first color and one of the image lights of the third color. Means, first projection means for projecting the combined image light emitted from the first combining means, and a second color for combining the second color image light and the third color image light. 2 combining means and second projecting means for projecting the composite image light emitted from the second combining means, at least one of the first projecting means and the second projecting means being the first projecting means. An optical device or a second projection optical device (hereinafter referred to as a third projection image table in this section). That the apparatus).
また、この発明の複数色光照明装置は、色光を出射する固体光源及び各固体光源からの色光を照明対象物に導く導光手段を備えた照明装置を、複数の異なる色光用に複数備えた複数色光照明装置であって、或る色光よりも波長が短い又は波長が異なる特定色光における分散角低減の程度が前記或る色光における分散角低減の程度よりも高められていることを特徴とする(以下、この項において第1複数色光照明装置という)。 The multi-color light illuminating device of the present invention includes a plurality of illuminating devices including a plurality of solid-state light sources that emit color light and a plurality of light-guiding devices that guide the color light from each solid-state light source to an illumination object. The color light illuminating device is characterized in that the degree of dispersion angle reduction in specific color light having a wavelength shorter than or different from that of certain color light is higher than the degree of dispersion angle reduction in the certain color light ( Hereinafter, this section is referred to as a first multi-color light illumination device).
かかる構成の複数色光照明装置であれば、例えば、緑色光よりも波長が短い青色光において開口収差が生じるのを極力防止することができる。 With the multi-color light illumination device having such a configuration, for example, it is possible to prevent as much as possible the occurrence of aperture aberration in blue light having a shorter wavelength than that of green light.
また、この発明の投写型映像表示装置は、上述した第1複数色光照明装置と、前記照明対象物としての映像表示パネルと、各映像表示パネルを経ることで得られた映像光を特定方向に導いてフルカラー映像光を生成する合成手段と、前記フルカラー映像光を投写する投写手段と、を備えたことを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, there is provided a projection-type image display apparatus, wherein the first multi-color light illuminating device described above, the image display panel as the illumination object, and image light obtained through each image display panel in a specific direction. The image forming apparatus includes: a combining unit that guides and generates full-color image light; and a projection unit that projects the full-color image light.
また、この発明の複数色光照明装置は、各色光を出射する各固体光源及び各固体光源からの色光を波長依存性によって特定方向に導く光学素子と、この光学素子から出射された光を照明対象物に導く導光手段としてのテーパ型のロッドインテグレータとを備えた複数色光照明装置であって、前記テーパ型のロッドインテグレータには、或る色光よりも波長が短い又は波長が異なる特定色光に対してダイクロイックミラー面として機能するテーパ形状筒面が形成されており、前記テーパ形状筒面の入口は前記テーパ型のロッドインテグレータの光入射面よりも小さく形成されていることにより、前記特定色光における分散角低減の程度が前記或る色光における分散角低減の程度よりも高められていることを特徴とする(以下、この項において第2複数色光照明装置という)。かかる構成の複数色光照明装置においても、例えば、緑色光よりも波長が短い青色光において開口収差が生じるのを極力防止することができる。 Further, the multi-color light illuminating device of the present invention includes each solid-state light source that emits each color light, an optical element that guides the color light from each solid-state light source in a specific direction by wavelength dependency, and the light emitted from the optical element as an object A multi-color light illuminating device comprising a tapered rod integrator as a light guiding means for guiding an object, wherein the tapered rod integrator has a wavelength shorter than a certain color light or a specific color light having a different wavelength. A tapered cylindrical surface that functions as a dichroic mirror surface is formed, and an entrance of the tapered cylindrical surface is formed smaller than a light incident surface of the tapered rod integrator. The degree of angle reduction is higher than the degree of dispersion angle reduction in the certain color light (hereinafter referred to as the first in this section). That multi-color illuminating device). Also in the multi-color light illuminating device having such a configuration, for example, it is possible to prevent an aperture aberration from occurring in blue light having a wavelength shorter than that of green light as much as possible.
また、この発明の投写型映像表示装置は、上述した第2複数色光照明装置と、前照明対象物としての単一の映像表示パネルと、各色光を前記映像表示パネルに同時に又は時分割で照射するように前記第2複数色光照明装置を制御する手段と、前記単一の映像表示パネルにて得られたフルカラー映像光を投写する投写手段と、を備えたことを特徴とする。 In addition, the projection display apparatus of the present invention includes the above-described second multi-color light illuminating device, a single image display panel as a pre-illumination object, and irradiating each color light to the image display panel simultaneously or in a time-sharing manner. As described above, it comprises means for controlling the second multi-color light illumination device and projection means for projecting full-color image light obtained by the single image display panel.
この発明によれば、各色光ごとに分散角が制御される。これにより、例えば青色光において開口収差が生じるのを極力防止して結像品質を高めることができるという効果を奏する。 According to the present invention, the dispersion angle is controlled for each color light. As a result, for example, it is possible to prevent the occurrence of aperture aberration in blue light as much as possible and to improve the imaging quality.
(第1実施形態) 以下、この発明の第1の実施形態を図1乃至図6に基づいて説明していく。図1は投写型映像表示装置の光学系を示した図である。この投写型映像表示装置は3つの照明装置51R,51G,51Bを備える。各照明装置51は、LED(発光ダイオード)11と、テーパ型ロッドインテグレータ12Eと、直方体形状ロッドインテグレータ15と、を備えて成る。
First Embodiment Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing an optical system of a projection display apparatus. This projection display apparatus includes three
LED11は、LEDチップ11aとヒートシンク(放熱板)11bとから成る。照明装置51RにおけるLEDチップ11aは赤色光を出射し、照明装置51GにおけるLEDチップ11aは緑色光を出射し、照明装置51BにおけるLEDチップ11aは青色光を出射する。
The
各照明装置51から出射された各色光が各色用の液晶表示パネル1R,1G,1Bを透過することによって各色映像光が生成される。そして、各色映像光はクロスダイクロイックプリズム2(クロスダイクロイックミラーでもよい)によって合成されてフルカラー映像光となる。このフルカラー映像光は投写レンズ3Aによって投写される。
Each color light emitted from each illuminating device 51 is transmitted through each color liquid
投写レンズ3Aは、図2(a)及び図2(c)に示すように、色選択性絞り31を有している。この色選択性絞り31の最外周リング領域は全ての色の光を遮断する遮光板Cとされており、中央円形領域は全ての色の光を透過させる開口領域Aとされている。そして、これら開口領域Aと遮光領域Cとの間のリング領域は、緑色波長帯の光のみ透過し赤色波長帯及び青色波長帯の光は遮光するカラーフィルター領域Bとなっている。図2(d)には比較例として、色選択性無しの通常の絞り39を示している。この絞り39の最外周リング領域は全ての色の光を遮断する遮光板Yとされており、中央側円形領域は全ての色の光を透過させる開口領域Xとされている。なお、色選択性絞り31は同心円状に前記各領域が形成されるものに限らない。例えば、図2(b)に示しているように、非同心円状に前記各領域A,B,Cが形成されるタイプ(キャッツアイタイプ)を用いてもよい。また、前記各領域A,B,Cは円形や楕円形に限らず多角形状を有していてもよい。
As shown in FIGS. 2A and 2C, the
また、図3(a)に示すように、4つの領域A,B1,B2,Cを有する色選択性絞り32を前記色選択性絞り31に代えて用いてもよい。色選択性絞り32のカラーフィルター領域B1は、前記領域Aに近い側に位置しており、緑色波長帯及び赤色波長帯の光(G+R=Y(黄色))を透過し青色波長帯の光(B)は遮光する。色選択性絞り32のカラーフィルター領域B2は、前記領域Cに近い側に位置しており、緑色波長帯のみ透過し、青色波長帯及び赤色波長帯の光を遮光する。色選択性絞り32は図3(b)に示すように、波長選択性(或る波長の光に対する吸収と反射)を有する物質を混合した色ガラスを部分的に配置したガラス群から成っていてもよいし、図3(c)に示すように、透明ガラス板上に、波長選択性を有する物質を混合した色フィルムを貼付して成るものでもよい。先述の色選択性絞り31についても同様である。また、このような領域固定型のものに限らず、絞り羽根が色ガラス等で構成された絞り羽根タイプを採用すれば、各領域の大きさを任意に変えることが可能である。なお、波長は、青色光、緑色光、赤色光の順で長くなるにもかかわらず(開口収差は波長が短いほど生じやすいにもかかわらず)色絞りの程度(光カットの程度)を、青色光、赤色光、緑色光の順としている。これは、緑色LEDの発光量が小さい場合を想定したものである。従って、緑色LEDの発光量が十分である場合、色絞りの程度(光カットの程度)を、青色光、緑色光、赤色光の順としても良いことは言うまでもない。
Further, as shown in FIG. 3A, a color
図4は緑色映像光と青色映像光における利用のされ方を示している。なお、赤色映像光については青色映像光と同様となる。図において、「絞り有り」は前記図2(d)の絞り39を用いた場合を示しており、「カラー絞り有り」は前記図2(a)の色選択性絞り31を用いた場合を示している。絞り39を用いる構成であれば、全ての色映像光において開口収差を低減できるので、結像性能を低下させる光(分散角が大きい光)がカットされる。この結果、投写画像の品質は良好となるものの、結像性能を低下させる光がカットされた分、白色輝度が低下する。また、絞り無しの構成であれば、緑色映像光及び青色映像光の両方において結像性能を低下させる光はカットされないので、白色輝度低下は回避できる。しかし、青色映像光中の結像性能を低下させる光はカットされないので(青色映像光において開口収差を低減できる構成になっていないので)、結像性能は低下してしまう。
FIG. 4 shows how the green video light and the blue video light are used. The red image light is the same as the blue image light. In the drawing, “with aperture” indicates the case where the
これに対し、色選択性絞り31を用いる構成であれば、青色映像光中の結像性能を低下させる光はカットされるので(青色映像光において開口収差を低減できる構成になっているので)、絞り無しの構成に比べて結像性能は向上し、且つ緑色映像光はカットされないので緑色光輝度の低下も抑制できる。ここで、青色LEDチップ11aをマックス駆動(最大電力供給)していなかったのであれば、色選択性絞り31を用いたことで青色光が減った分、前記青色LEDチップ11aへの供給電流を増加させてその発光輝度をアップさせればよい。そして、ホワイトバランスは上記のごとく青色光の発光輝度をアップさせることで実現できるから、白色輝度は前述の絞り無しの構成における白色輝度と同等にできる。
On the other hand, if the color
上記の色選択性絞り31を用いる構成は、各色映像光ごとに分散角を制御する構成といえる(投写レンズのFナンバーを色ごとに設定するともいえる)。ここで、上述した構成例の場合は、緑色光についてFナンバーが小さくされた構成となり、緑色光について明るい映像光が投写されることになる。勿論、緑色光についてFナンバーを小さくする構成に限定するものではない。
The configuration using the color
図5は液晶表示パネル1を9等分に領域分け(縦3×横3)した状態を示した説明図である。液晶表示パネル1上の積算光量が各領域で等しくないときには、色ムラの原因となる。各領域上の積算光量は光の分散角の大きさによって相違する。例えば、緑色光については、領域(1)と領域(5)との積算光量が等しくなるときの分散角は、図6(a)に示すように、或る分散角θ1となる。また、赤色光については、領域(1)と領域(5)との積算光量が等しくなるときの分散角は、図6(b)に示すように、或る分散角θ2(θ1>θ2)となる。従って、仮に絞り39が分散角θ2以上の光をカットするならば、緑色光の積算光量が各領域で異なってしまうことになる。これに対し、上記の色選択性絞り31,32を用いる構成であれば、各色光ごとに分散角を制御できるから、赤色光に対する絞りを分散角θ2に対応させ、緑色光に対する絞りを分散角θ1に対応させることができ、色ムラの発生を抑制できることになる。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state in which the liquid
(第2実施形態) 図7(a)はランプ光源67を有する三板式の投写型映像表示装置を示した説明図である。前記ランプ光源67は例えば超高圧水銀ランプ(UHP)などからなる。前記ランプ光源67から出射された白色光は図示しない光インテグレータ(例えば、ロッドインテグレータ、フライアイレンズ対等)を経て第1ダイクロイックミラー68へと導かれる。第1ダイクロイックミラー68は、赤色波長帯域の光を透過し、シアン(緑+青)の波長帯域の光を反射する。第1ダイクロイックミラー68を透過した赤色波長帯域の光は、反射ミラー69にて反射されて光路が変更される。反射ミラー69にて反射された赤色光はコンデンサレンズ70を経て赤色光用の透過型の液晶表示パネル81を透過することによって光変調される。一方、第1ダイクロイックミラー68にて反射したシアンの波長帯域の光は、第2ダイクロイックミラー71に導かれる。
Second Embodiment FIG. 7A is an explanatory view showing a three-plate projection display apparatus having a
第2ダイクロイックミラー71は、青色波長帯域の光を透過し、緑色波長帯域の光を反射する。第2ダイクロイックミラー71にて反射した緑色波長帯域の光はコンデンサレンズ72を経て緑色光用の透過型の液晶表示パネル82に導かれ、これを透過することによって光変調される。また、第2ダイクロイックミラー71を透過した青色波長帯域の光は、反射ミラー74,76、リレーレンズ73,75、及びコンデンサレンズ77を経て青色光用の透過型の液晶表示パネル83に導かれ、これを透過することによって光変調される。
The second
各液晶表示パネル81,82,83は、入射側偏光板81a,82a,83aと、一対のガラス基板(画素電極や配向膜を形成してある)間に液晶を封入して成るパネル部81b,82b,83bと、出射側偏光板81c,82c,83cとを備えて成る。液晶表示パネル81,82,83を経ることで変調された変調光(各色映像光)は、クロスダイクロイックプリズム78によって合成されてカラー映像光となる。このカラー映像光は、投写レンズ3Bによって拡大投写され、図示しないスクリーン上に投影表示される。
Each of the liquid
投写レンズ3Bは、色選択性絞り33を備える。色選択性絞り33は、図7(b)に示すように、中央円形領域は、赤色光(R),緑色光(G),青色光(B)を透過し、この中央円形領域の周辺に存在する第1周辺リング領域は赤色光及び緑色光を透過し(青色光は遮断)、前記第1周辺リング領域の周囲に存在する第2周辺リング領域は、赤色光のみ透過し、第2周辺リング領域の周囲に存在する第3周辺リング領域は、全ての色光を遮断する。
The
ここで、例えば、前記超高圧水銀ランプについてはその出射光のなかには青色光成分が比較的多く含まれ、その次に緑色光成分が多く含まれる。また、開口収差は短波長側の光において生じやすい。前記投写レンズ3Bの色選択性絞り33は、青色光に対して最も絞りをかけるものとなり、その次ぎに緑色光に対して絞りをかけることになる(絞りの程度は、B>G>Rと表すことができる)。このように、色選択性絞り33を用いると、短波長側の光である青色光に対して最も分散角を低減化する制御が行われ、次ぎに緑色光に対して分散角を低減化する制御が行われることになる。
Here, for example, the ultra high pressure mercury lamp includes a relatively large amount of blue light component and then a large amount of green light component in the emitted light. Aperture aberration is likely to occur in light on the short wavelength side. The color-
なお、白色光源からの白色光を色分離せずに単一の映像表示パネルに導いて投写する投写型映像表示装置においても、上記投写レンズ3Bを用いる構成を適用することができる。
Note that a configuration using the
図8(a)は逆円錐形状を用いて緯度(分散角)θと経度Φとの関係(照明対象物上の位置を緯度と経度で表してその位置の光量を考えることができる)を表している。前記位置はリング状であるから、かかるリング状位置の光量を、光量(経度360°換算)ということとする。そして、この関係に対応させて同図(b)乃至(d)では、分散角θを横軸にとり、光量(経度360°換算)を縦軸にとったグラフを示している。絞り39であれば、同図(b)に示すように、或る分散角の位置で白色光(R,G,B全て)がカットされることになる。そして、色選択性絞り32であれば、同図(c)に示すように、カットされる分散角が大きい順に色光を示すと、青色光、赤色光、緑色光の順となり、色選択性絞り33であれば、同図(d)に示すように、カットされる分散角が大きい順に色光を示すと、青色光、緑色光、赤色光の順となる。
FIG. 8A shows the relationship between latitude (dispersion angle) θ and longitude Φ using an inverted conical shape (the position on the illumination object can be expressed in terms of latitude and longitude and the amount of light at that position can be considered). ing. Since the position is ring-shaped, the light amount at the ring-shaped position is referred to as light amount (longitude 360 ° conversion). Corresponding to this relationship, FIGS. 4B to 4D show graphs in which the dispersion angle θ is taken on the horizontal axis and the light amount (longitude of 360 ° converted) is taken on the vertical axis. If the
(第3実施形態) 以下、この発明の第3の実施形態の投写型映像表示装置を図9乃至図13に基づいて説明していく。 Third Embodiment Hereinafter, a projection display apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図9(a)はこの実施形態のマルチ投写レンズ型の投写型映像表示装置の光学系を示した図である。この投写型映像表示装置は二つの投写系を有する。一つの投写系は2つの照明装置51R,51G−1と、液晶表示パネル1Rと、液晶表示パネル1G−1と、ダイクロイックプリズム(ダイクロイックミラーでもよい)2RGと、投写レンズ3Cとを備える。他の一つの投写系は2つの照明装置51B,51G−2と、液晶表示パネル1Bと、液晶表示パネル1G−2と、ダイクロイックプリズム(ダイクロイックミラーでもよい)2BGと、投写レンズ3Dとを備える。
FIG. 9A is a diagram showing an optical system of a multi-projection lens type projection display apparatus according to this embodiment. This projection display apparatus has two projection systems. One projection system includes two
各照明装置51は、LED(発光ダイオード)11と、テーパ型ロッドインテグレータ12と、偏光変換装置13と、直方体形状のロッドインテグレータ15と、を備えて成る。
Each illuminating device 51 includes an LED (light emitting diode) 11, a
LED11は、LEDチップ11aとヒートシンク(放熱板)11bとから成る。照明装置51RにおけるLEDチップ11aは赤色光を出射し、照明装置51G−1及び照明装置51G−2におけるLEDチップ11aは緑色光(全く同じ波長帯域でなくてもよい)を出射し、照明装置51BにおけるLEDチップ11aは青色光を出射する。
The
テーパ型ロッドインテグレータ12は、光入射面よりも光出射面の方が大きくされたテーパ形状を有しており、前記LEDチップ11aから出射される光に存在する分散角分布を低分散角化する作用と、前記LEDチップ11aから出射される光に存在する照度分布の不均一を均一化する作用(光インテグレート作用)を有する。このテーパ型ロッドインテグレータ12は、透明部材(透明ガラス等)或いは内面がミラーの中空部材からなる。
The tapered
偏光変換装置13は、ロッドインテグレータ12の光出射面に対面する位置にV字状に誘電体多層膜(偏光分離膜)を有する。このV字状の誘電体多層膜の一方の面で反射されたS偏光光はその隣の反射面(或いは誘電体多層膜)によって反射され、同様に、前記V字状の誘電体多層膜の他方の面で反射されたS偏光光はその隣の反射面(或いは誘電体多層膜)によって反射される。誘電体多層膜を透過したP偏光光は位相差板(1/2λ板)によってS偏光光に変換される。勿論、光をP偏光光に揃えることもできる。
The
直方体形状のロッドインテグレータ15は、透明部材(透明ガラス等)或いは内面がミラーの中空部材からなっており、内面で光を反射させることで光出射端面において光の照度分布を均一化する。ロッドインテグレータ15の光出射端面は例えば方形状とされる。
The rectangular
一つの投写系において、照明装置51Rから出射された赤色光が赤色用の液晶表示パネル1Rを透過することによって赤色映像光が生成され、照明装置51G−1から出射された緑色光が緑色用の第1の液晶表示パネル1G−1を透過することによって第1緑色映像光が生成される。同様に、他の一つの投写系において、照明装置51Bから出射された青色光が青色用の液晶表示パネル1Bを透過することによって青色映像光が生成され、照明装置51G−2から出射された緑色光が緑色用の第2の液晶表示パネル1G−2を透過することによって第2緑色映像光が生成される。
In one projection system, red image light is generated by the red light emitted from the
そして、赤色映像光と第1緑色映像光は一方のダイクロイックプリズム2RGによって合成されて一方の投写レンズ3Cによって投写される。同様に、青色映像光と第2緑色映像光は他方のダイクロイックプリズム2BGによって合成されて他方の投写レンズ3Dによって投写される。両投写レンズ3C,3Dはその光軸を調整できるように可動に配置されていてもよい。また、両投写レンズ3C,3Dの光軸を互いに平行とし、各液晶表示パネル1をその中心が各投写レンズ3C,3Dの光軸に対して幾分シフトするように配置することで、投写レンズ3C,3Dから所定距離にあるスクリーン(特に、リアプロジェクタ用の透過型スクリーン)に各映像光が投影されるようにしてもよい。
The red image light and the first green image light are combined by one dichroic prism 2RG and projected by one
投写レンズ3Cは例えば絞り39を備えていてもよい。そして、投写レンズ33Dは図9(b)に示す色選択性絞り34を備えることとしている。色選択性絞り34は、中央円形領域が全ての色光を透過し、その外周側に位置する第1リング領域が青色光のみ遮光し、この第1リング領域の外周側に位置する第2リング領域が全ての色光を遮光する。かかる構成であれば、青色映像光について分散角を低減化する制御が行われる。青色光LEDチップ11aをマックス駆動していないのであれば、青色光LEDチップ11aへの供給電流を増大して青色発光輝度を高めてもよい。なお、例えばLEDをパルス発光させている場合において、そのパルス間隔なども含めて供給電力量を変化させてもよい。
The
第1の液晶表示パネル1G−1と第2の液晶表示パネル1G−2との画素の位置関係が互いに補間される関係となるように両パネルを配置し、その画素関係に合った映像信号を各液晶表示パネル1G−1,1G−2に供給するようにしてもよい。これによれば、緑色映像についての解像度を高めることができる。また、二つの照明装置51G−1,51G−2におけるLED11を交互に時分割点灯させてもよい。また、偏光変換装置13を備えない構成も採用しうる。一方、偏光変換装置13を備える構成は図1の投写型映像表示装置においても適用することができる。
Both panels are arranged so that the pixel positional relationship between the first liquid
図10はマルチ投写レンズ型の投写型映像表示装置の他の構成例を示した説明図である。照明装置51Rと照明装置51Bはダイクロイックプリズム2GR及びダイクロイックプリズム2GBを挟んで対向配置されている。
FIG. 10 is an explanatory view showing another configuration example of a multi-projection lens type projection display apparatus. The
ダイクロイックプリズム2GRの一つの光入射面に照明装置51Rからの赤色光(液晶表示パネル1Rを経た赤色映像光)が入射され、ダイクロイックプリズム2GBの一つの光入射面に照明装置51Bからの青色光(液晶表示パネル1Bを経た青色映像光)が入射される。そして、前記ダイクロイックプリズム2GRの他の一つの光入射面には液晶表示パネル1G−1が配置されており、前記ダイクロイックプリズム2GBの他の一つの光入射面には液晶表示パネル1G−2が配置されている。
Red light from the
照明装置51G−3は緑色光を出射するLED11とテーパ形状のロッドインテグレータ12Aと直方体形状のロッドインテグレータ15と偏光変換装置16とを有する。偏光変換装置16は前記ロッドインテグレータ15を介して側面から入射された光を例えばS偏光光に揃える。この偏光変換装置16は、偏光ビームスプリッタを二つ並べた構造、或いは一つの偏光ビームスプリッタと当該偏光ビームスプリッタを透過した光を反射する反射部材とを並べた構造を有する。そして、後段側に位置する偏光ビームスプリッタ又は反射部材の光出射側に位相差板(1/2λ板)16aを備えることでS偏光光に揃える。なお、二つの偏光ビームスプリッタの間、或いは一つの偏光ビームスプリッタと反射部材との間に前記位相差板を配置した構造を採用してもよい。
The
前記偏光変換装置16における二つの偏光ビームスプリッタ或いは一つの偏光ビームスプリッタと反射部材はダイクロイックプリズム2GR,2GBと略同じ大きさを有する。そして、この偏光変換装置16から出射されたS偏光光は2枚の液晶表示パネル1G−1,1G−2を経てそれぞれ緑色映像光となり、これら緑色映像光はダイクロイックプリズム2GR,2GBにそれぞれ入射する。ダイクロイックプリズム2GRは、赤色映像光を反射し、緑色映像光を透過して各色映像光を投写レンズ3へと導く。また、ダイクロイックプリズム2GBは、青色映像光を反射し、緑色映像光を透過して各色映像光を投写レンズ3へと導く。
The two polarization beam splitters or one polarization beam splitter and the reflecting member in the
図11はマルチ投写レンズ型の投写型映像表示装置の他の構成例を示した説明図である。図10に示した投写型映像表示装置との相違点は、先述の照明装置51G−3に代えて照明装置51G−3′を備えている点である。前記照明装置51G−3が偏光変換装置16の側面から入射された光を分離したのに対し、この構成で用いる照明装置51G−3′は偏光変換装置16Aの裏面側から入射された光を分離するとともにS偏光方向に揃えるようにしている。偏光変換装置16Aは前段側の偏光ビームスプリッターの光出射側に位相板16aを備えることで光をS偏光方向に揃える。
FIG. 11 is an explanatory view showing another configuration example of a multi-projection lens type projection display apparatus. A difference from the projection display apparatus shown in FIG. 10 is that an illuminating
図12はマルチ投写レンズ型の投写型映像表示装置の他の構成例を示した説明図である。図10に示した投写型映像表示装置との相違点は、照明装置51G−3に代えて照明装置51G−4を備えている点である。この照明装置51G−4は偏光変換装置13を備えるなど、照明装置51G−1と同等の構成を有するが、横置き(照明装置51Bと平行)に配置される。そして、ハーフミラー17をダイクロイックプリズム2GBに対して45°傾けて対向配置し、ミラー18をダイクロイックプリズム2GRに対して45°傾けて対向配置することで、前記照明装置51G−4から出射された緑色光を分離してそれぞれダイクロイックプリズム2GB,2GRに入射させるようにしている。
FIG. 12 is an explanatory view showing another configuration example of a multi-projection lens type projection display apparatus. The difference from the projection display apparatus shown in FIG. 10 is that an
図13はマルチ投写レンズ型の投写型映像表示装置の他の構成例を示した説明図である。図12に示した投写型映像表示装置との相違点は、照明装置51G−4に代えて照明装置51G−4′を備えている点である。先述の照明装置51G−4がハーフミラー17の右側から光に入射するのに対し、照明装置51G−4′はハーフミラー17の裏面側から光を入射する。また、照明装置51G−4′は、偏光変換装置13に代えて偏光変換装置13′を備える。偏光変換装置13′は偏光変換装置16と同様の構成を有する。LED11から出射された緑色光は、ロッドインテグレータ12を経て偏光変換装置13′の側面に入射され、この偏光変換装置13′によってS偏光光に揃えられる。
FIG. 13 is an explanatory view showing another configuration example of a multi-projection lens type projection display apparatus. A difference from the projection display apparatus shown in FIG. 12 is that an
図9乃至図13に示した投写型映像表示装置においては、各色用の液晶表示パネル1の全てにS偏光光を照射することとした。ここで、液晶表示パネルには、その入射側偏光板と出射側偏光板との光透過軸が直交する直交タイプと平行となる平行タイプとがある。どちらかのタイプに各色用の液晶表示パネル1を揃えることにより、各色映像光の偏光方向が揃うことになる。勿論、各色映像光の偏光方向を揃えないこととするようにしてもよく、この場合には、偏光変換装置16における位相板や偏光変換装置13′における位相板は不要である。また、両タイプを混在させたとしても、照明装置における出射光の偏光方向を所定の偏光方向とすることで、各色映像光の偏光方向を揃えることもできる。
In the projection display apparatus shown in FIGS. 9 to 13, all the liquid
また、上述したマルチ投写レンズ型の投写型映像表示装置において、ダイクロイックプリズム2RG,2BGに代えて偏光ビームスプリッターを備えてもよい。この場合、第1緑色映像光及び第2緑色映像光がS偏光光となるようにする。赤色映像光及び青色映像光はP偏光光である。これにより、第1緑色映像光と赤色映像光とがその偏光依存性によって合成され、第2緑色映像光と青色映像光とがその偏光依存性によって合成される。また、投写レンズ3C,3Dの光入射側に特定の色光のみ偏光方向を90°変換する狭帯域位相差板を備えることで、全ての色映像光の偏光方向を一つの方向に揃えることも可能である。
Further, the multi-projection lens type projection display apparatus described above may include a polarization beam splitter instead of the dichroic prisms 2RG and 2BG. In this case, the first green video light and the second green video light are set to be S-polarized light. Red image light and blue image light are P-polarized light. As a result, the first green image light and the red image light are combined due to the polarization dependency, and the second green image light and the blue image light are combined due to the polarization dependency. It is also possible to align the polarization directions of all color image light in one direction by providing a narrow-band phase difference plate that converts the polarization direction of specific color light by 90 ° on the light incident side of the
上述したマルチ投写レンズ型の投写型映像表示装置においては、ホワイトバランスの観点から緑色光の光量が不足すると仮定して二つの緑色映像光を生成する構成としたが、これに限らず、他の色光の光量が不足するのであれば、当該不足する色光の映像光を生成すればよく、これに応じて色選択性絞りの特性を変えればよい。また、二つの投写系において、一方の投写系の色映像光合成にダイクロイックプリズム(ダイクロイックミラーでもよい)を用い、他方の投写系の色映像光合成に偏光ビームスプリッターを用いる構成も採用できる。また、これらダイクロイックプリズム(ダイクロイックミラーでもよい)や偏光ビームスプリッター以外に二つの映像光を合成する光学素子が提供されるならば、そのような光学素子を合成手段として用いて投写型映像表示装置を構成できる。 The multi-projection lens type projection display apparatus described above is configured to generate two green image lights on the assumption that the amount of green light is insufficient from the viewpoint of white balance. If the amount of color light is insufficient, the image light of the insufficient color light may be generated, and the characteristics of the color selective aperture may be changed accordingly. Further, in the two projection systems, a configuration in which a dichroic prism (or a dichroic mirror may be used) is used for color image light synthesis in one projection system, and a polarization beam splitter is used in color image light synthesis in the other projection system. In addition to these dichroic prisms (which may be dichroic mirrors) and polarizing beam splitters, if an optical element that combines two image lights is provided, a projection-type image display apparatus using such an optical element as a combining means is provided. Can be configured.
(第4実施形態) 以下、この発明の第4の実施形態の投写型映像表示装置を図14乃至図25に基づいて説明していく。この第4の実施形態の投写型映像表示装置は、或る色光を出射する照明光学系の構成が他の或る色光を出射する照明光学系の構成と異なっている。 Fourth Embodiment Hereinafter, a projection display apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the projection display apparatus according to the fourth embodiment, the configuration of an illumination optical system that emits certain color light is different from the configuration of another illumination optical system that emits certain color light.
図14はこの実施形態の投写型映像表示装置の光学系を示した図である。この投写型映像表示装置は3つの照明装置51R,51G,51B−1を備える。各照明装置51から出射された各色光が各色用の液晶表示パネル1R,1G,1Bを透過することによって各色映像光が生成される。そして、各色映像光はクロスダイクロイックプリズム2(クロスダイクロイックミラーでもよい)によって合成されてカラー映像光となる。このカラー映像光は投写レンズ3によって投写される。投写レンズ3は色選択性絞りを備えていない投写レンズであるが、前述した色選択性絞り31等を備えることを排除するものではない。
FIG. 14 is a diagram showing an optical system of the projection display apparatus of this embodiment. This projection display apparatus includes three
ここで、照明装置51B−1は、テーパ型ロッドインテグレータ12Eの光入射側に内面が鏡面の筒部材(ミラー貼り合わせロッド)17及びフレネルレンズ14を有している。筒部材17はフレネルレンズ14の周囲から前記テーパ型ロッドインテグレータ12Eの光入射面側の範囲に存在する。照明装置51G,51Rはフレネルレンズ14や筒部材17は備えていない。
Here, the
高分散角で出射された青色光は、フレネルレンズ14を通過することで低分散角の光に変換される。勿論、フレネルレンズ14の有効面以外に入射した光は有効に利用できないため、光利用効率は低下する可能性はある。青色光LEDチップ11aをマックス駆動していないのであれば、光利用効率が低下した分、青色光LEDチップ11aへの供給電流を増大(先述の供給電力量の変化を含む)させればよい。なお、図示のごとく、フレネルレンズ14を前記筒部材17で囲むこととしてもよく、この場合には光利用率の向上が図れる。また、フレネルレンズ14の輪帯はLED11の形状に合わせて楕円形に加工してもよい。また、フレネルレンズ14に限らず、分散角の低減効果が得られるメニスカスレンズ等を用いてもよいものである。
Blue light emitted with a high dispersion angle passes through the Fresnel lens 14 and is converted into light with a low dispersion angle. Of course, since the light incident on the surface other than the effective surface of the Fresnel lens 14 cannot be used effectively, there is a possibility that the light use efficiency is lowered. If the blue
或る他の色光(例えば、緑色光)よりも波長が短い特定色光(青色光)における分散角低減の程度が前記或る他の色光(緑色光)における分散角低減の程度よりも高められていればよい。従って、このような構成が一つでも充足されていればよく、仮に、赤色光の照明装置51Rが青色光の照明装置51Bと同じ又は略同じ構成を有しているとしても構わない。同様に、緑色光の照明装置51Gが青色光の照明装置51Bと同じ又は略同じ構成を有し、赤色光の照明装置51Rがこれらと違う構成を有していてもよい。なお、視感度の関係で通常はレンズを緑色光を基準に設計することが多いがこれ以外の設計手法も有る。例えば、赤色光の収差が多かったり、青色光を基準にレンズ設計する場合もあるから、或る色光よりも波長が短い特定色光における分散角低減の程度が前記或る色光における分散角低減の程度よりも高められていることに限らず、或る色光と波長が異なる特定色光における分散角低減の程度が前記或る色光における分散角低減の程度よりも高められることもある。以下に示す構成例においても同様である。また、直方体形状ロッドインテグレータ15を省略した構成も採用することができる。テーパ型ロッドインテグレータ12E及び直方体形状ロッドインテグレータ15はガラス等の透明体から成るものに限らず、内面がミラー面の中空構造のものを用いてもよい。フレネルレンズ14をテーパ型ロッドインテグレータ12Eの光入射面に近接させて筒部材17を省略してもよい。
The degree of dispersion angle reduction in specific color light (blue light) having a shorter wavelength than some other color light (for example, green light) is higher than the degree of dispersion angle reduction in the other color light (green light). Just do it. Therefore, it is sufficient that at least one such configuration is satisfied, and the red
他の構成例を以下に示す。図15(a)は照明装置51B−2の一部を示した拡大図(ロッドインテグレータ15は省略)であり、図15(b)は照明装置51R,51Gの一部を示した拡大図(ロッドインテグレータ15は省略)である。投写型映像表示装置としての全体構成は図14に示した投写型映像表示装置と同様である。テーパ型ロッドインテグレータ12Aの光出射面の形状は液晶表示パネル1のアスペクト比と同じ又は略同じとしている(図では、横幅をcとして示している)。テーパ型ロッドインテグレータ12Eの光入射面の形状も液晶表示パネル1のアスペクト比と同じ又は略同じとしている。
Another configuration example is shown below. FIG. 15A is an enlarged view showing a part of the
ここで、照明装置51G,51Rにおけるテーパ型ロッドインテグレータ12Eの光入射面の横幅をbとし、照明装置51B−2におけるテーパ型ロッドインテグレータ12Aの光入射面の横幅をaとすると、a<bの関係が成立するようにしている。各テーパ型ロッドインテグレータの長さは同じである。そして、青色光用のLED11′(B)は、他の色光用のLED11よりも発光面積が小さいものとなっている。青色光源に対するテーパ型ロッドインテグレータ12Aの出射端面積と入射端面積の比は、緑色光源や赤色光源に対するテーパ型ロッドインテグレータ12Eの出射端面積と入射端面積との比よりも大きいため、高分散角の光を低分散角の光へ変換することが促進される。これにより、開口収差が生じやすい短波長光である青色光に対して分散角を低減化する制御が行われたことになる。
Here, when the lateral width of the light incident surface of the tapered
なお、直方体形状ロッドインテグレータ15を省略した構成も採用することができる。テーパ型ロッドインテグレータ12E,12A及び直方体形状ロッドインテグレータ15はガラス等の透明体から成るものに限らず、内面がミラー面の中空構造のものを用いてもよい。
A configuration in which the rectangular
図16(a)は他の構成を有する投写型映像表示装置を示した説明図である。この投写型映像表示装置の全体としての構成は図14の投写型映像表示装置と同様である。図16(b)は照明装置51B−3及び曲面効果がもたらす低分散角化効果を示した説明図である。照明装置51B−3におけるテーパ型ロッドインテグレータ12Bは、他のテーパ型ロッドインテグレータ12E等における傾斜反射面よりも凸となる曲面反射領域を有する。この曲面反射領域の曲面の接線は、光入射面に近い側ほど、テーパ型ロッドインテグレータ12Bの光軸に対して大きな角度をなし、光入射面から遠いほど前記光軸に対して小さな角度をなすものである。このような曲面反射領域を有するテーパ型ロッドインテグレータ12Bにより、青色光の低分散角化を行うことができる。なお、直方体形状ロッドインテグレータ15を省略した構成も採用することができる。テーパ型ロッドインテグレータ12E,12B及び直方体形状ロッドインテグレータ13はガラス等の透明体から成るものに限らず、内面がミラー面の中空構造のものを用いてもよい。
FIG. 16A is an explanatory view showing a projection display apparatus having another configuration. The overall configuration of the projection display apparatus is the same as that of the projection display apparatus shown in FIG. FIG. 16B is an explanatory diagram showing the illuminating device 51 </ b> B- 3 and the low dispersion angle effect brought about by the curved surface effect. The taper-
図17(a)は他の構成の投写型映像表示装置を示した説明図である。この投写型映像表示装置の全体としての構成は図14の投写型映像表示装置と同様である。図17(b)は照明装置51B−4及びレンズ効果がもたらす低分散角化効果を示した説明図である。照明装置51B−4における直方体形状ロッドインテグレータ15Aの光出射端は、凸レンズ形状を有する。この凸レンズ形状により、ロッドインテグレータ出射端における高分散角の光が低分散角の光へと変換される。なお、直方体形状ロッドインテグレータ15Aを省略し、テーパ型ロッドインテグレータ12Eの光出射面に集光作用を成すレンズ形状を形成してもよい。また、図17(c)に示すように、テーパ型ロッドインテグレータの光出射面にレンズ形状を形成し、その光出射側に直方体形状ロッドインテグレータを設けてもよい。また、図17(d)に示すように、直方体形状ロッドインテグレータの光入射側にレンズ形状を形成してもよい。また、青色光用以外のロッドインテグレータにおいてもレンズ形状を有していてもよい。そして、例えば、青色光に対するレンズ形状の曲率を他の色光に対するレンズ形状の曲率よりも小さくすることで、ロッドインテグレータ出射端における高分散角の光が低分散角の光へと変換されるため、ロッドインテグレータの出射光有効成分の指向性が他の波長領域(緑色、赤色)よりも鋭くなり、開口収差を軽減することができる。なお、レンズ形状は凸レンズ形状に限らず、フレネルレンズ形状などでも良い。また、テーパ型ロッドインテグレータ12Eはガラス等の透明体から成るものに限らず、内面がミラー面の中空構造のものを用いてもよい。
FIG. 17A is an explanatory diagram showing a projection type video display apparatus having another configuration. The overall configuration of the projection display apparatus is the same as that of the projection display apparatus shown in FIG. FIG. 17B is an explanatory diagram showing the low dispersion angle reduction effect brought about by the
図18(a)は照明装置51R,51Gの一部を示した拡大図(ロッドインテグレータ15は省略)であり、図18(b)は照明装置51B−5の一部を示した拡大図(ロッドインテグレータ15は省略)である。投写型映像表示装置としての全体構成は図14の投写型映像表示装置と同様である。この実施例では、開口収差を生じやすい短波長光である青色光を出射する照明装置51B−5においては、低屈折率媒体のガラスを用いたテーパ型ロッドインテグレータ12Cを備える。テーパ型ロッドインテグレータ12Eの屈折率をn1、テーパ型ロッドインテグレータ12Cの屈折率をn2とすると、n2<n1が成立する。図19(a)(b)は低屈折率媒体を備えることによる効果を図示したものである(なお、n0<n2<n1である)。図19(a)(b)に示すように、屈折率の低い媒質に入射した光のほうが屈折率の高い媒質に入射した光よりも屈折角が小さい。従って、テーパ型ロッドインテグレータ12C内で高分散角の光の反射回数を増加させることができるため、高分散角の光から低分散角の光への変換が促進される。なお、直方体形状ロッドインテグレータ15を省略した構成も採用することができる。また、直方体形状ロッドインテグレータ15はガラス等の透明体から成るものに限らず、内面がミラー面の中空構造のものを用いてもよい。
FIG. 18A is an enlarged view showing a part of the
図20は他の構成の投写型映像表示装置の光学系を示した図である。この投写型映像表示装置は、各色光を出射するLED90R,90G,90Bからの色光を波長依存性によって特定方向に導くクロスダイクロイックプリズム(クロスダイクロイックミラーでもよいし、これら以外の構造で各色光を特定方向に導く光学素子でもよい)91を備える。クロスダイクロイックプリズム91の光出射側には、テーパ型ロッドインテグレータ93Aが配置されている。また、テーパ型ロッドインテグレータ93Aの光出射側には直方体形状ロッドインテグレータ94が配置されている。直方体形状ロッドインテグレータ94から出射された光はレンズ95にて反射型の表示パネル96に導かれる。反射型の表示パネル96に反射して得られる映像光は投写レンズ97によって投写される。
FIG. 20 is a diagram showing an optical system of a projection display apparatus having another configuration. This projection-type image display device may be a cross dichroic prism (cross dichroic mirror that guides the color light from the
このような構成の投写型映像表示装置は、各色光(赤色光と緑色光と青色光)を時分割で出射するとともに、前記表示パネル96を前記時分割のタイミングに応じて各色映像信号で駆動する。或いは、各色光(赤色光と緑色光と青色光)を常時出射するとともに、前記表示パネル96としてカラーフィルタを備えるものを用いてもよい。勿論、反射型の表示パネル96ではなく、透過型の表示パネルを用いてもよい。
The projection display apparatus having such a configuration emits each color light (red light, green light, and blue light) in a time division manner, and drives the
テーパ型ロッドインテグレータ93Aは、図21にも示すように、青色光に対してダイクロイックミラー面として機能するテーパ形状筒面93Aaを有している。このテーパ形状筒面93Aaの入口はテーパ型ロッドインテグレータ93Aの光入射面よりも小さく形成されており、テーパ形状筒面93Aaの傾斜面(青色光反射面)はテーパ型ロッドインテグレータ93Aの傾斜面(他の色光反射面)よりも傾斜は急峻になっている。これにより、青色光のみ入射端面積の小さい(傾斜角が急峻な)テーパーロッドを用いたのと同じ効果が得られる。従って、青色映像光について、開口収差が軽減されることになる。
As shown in FIG. 21, the tapered
テーパ型ロッドインテグレータ93Aは、例えば、断面台形状のガラス体の周囲面に青色光を反射し他の色光は透過するダイクロイック膜(誘電体多層膜)を形成し、上記ガラス体に対応した空洞部を有する角筒状ガラス体内に挿入することで得られる。或いは、テーパ型ロッドインテグレータ93Aは、上記空洞部を有する角筒状ガラス体の内面にダイクロイック膜(誘電体多層膜)を形成した空洞部材としてもよい。
The taper-
なお、このような単板型の投写型映像表示装置において、テーパ型ロッドインテグレータ93Aに代えてダイクロイック膜を有しない通常のロッドインテグレータを用い、投写レンズ97が色選択性絞りを有する構成も採用できる。
In such a single-plate projection display apparatus, a configuration in which a normal rod integrator having no dichroic film is used in place of the taper-
図22は、テーパ型ロッドインテグレータ93B及び直方体形状ロッドインテグレータ94Aを示した説明図である。テーパ型ロッドインテグレータ93Bは青色光に対してダイクロイックミラー面として機能するテーパ形状筒面93Baを有している。このテーパ形状筒面93Baの入口はテーパ型ロッドインテグレータ93Bの光入射面よりも小さく形成されている。そして、直方体形状ロッドインテグレータ94Aには、上記テーパ形状筒面93Baを延長させる形態でテーパ形状筒面94Aaが形成されている。
FIG. 22 is an explanatory view showing a taper-
図23は他の構成の投写型映像表示装置を示した図である。この投写型映像表示装置は、図20の投写型映像表示装置と同様の構成を有するが、通常のテーパ型ロッドインテグレータ93を備えるとともに、クロスダイクロイックプリズム91の光出射側とテーパ型ロッドインテグレータ93の光入射面との間に、青色光に対して低分散角化を生じさせる波長選択性の回折素子92を設けており、この回折素子92によって青色光の低分散角化を実現している。なお、テーパ型ロッドインテグレータ93ではなく直方体のロッドインテグレータとしてもよい。直方体形状ロッドインテグレータ94が無い構成としてもよい。テーパ型ロッドインテグレータ93及び直方体形状ロッドインテグレータ94はガラスなどの透明体ではなく、中空構造のものでもよい。なお、波長選択性の回折素子としては、特開2002−350625号公報に開示されたものが知られている。
FIG. 23 is a diagram showing a projection display apparatus having another configuration. This projection display apparatus has the same configuration as that of the projection display apparatus of FIG. 20, but includes a normal
図14乃至図23に示した投写型映像表示装置において、例えば、図24(a)(b)に示すように、偏光変換装置40或いは偏光変換装置41を備えてもよい。偏光変換装置40は側面から入射された光をS偏光光に揃える。この偏光変換装置40は、偏光ビームスプリッタを二つ並べた構造、或いは一つの偏光ビームスプリッタと当該偏光ビームスプリッタからの光を反射する反射部材とを並べた構造を有する。そして、一つの偏光ビームスプリッタの光出射側又は前記反射部材の光出射側のいずれかに位相差板(1/2λ板)を備えており、一方の偏光光を他方の偏光光に変換することによって偏光方向を揃える。勿論、P偏光光に揃えることもできる。なお、二つの偏光ビームスプリッタの間、或いは一つの偏光ビームスプリッタと反射部材との間に位相差板を配置した構造を採用してもよい。また、偏光変換装置41は、偏光変換装置13と同じ構成を有する。
In the projection display apparatus shown in FIGS. 14 to 23, for example, as shown in FIGS. 24A and 24B, a
図25(a)は各照明系の構成が異なっていない複数色光照明装置における光の分散角と光量との関係を示したグラフであり、同図(b)は本願の各照明系の構成が異なっている複数色光照明装置における光の分散角と光量との関係を示したグラフである。これらの比較から分かるように、図14乃至図23に示す投写型映像表示装置(複数色光照明装置)においては、青色光が他の色光よりも分散角が低減されることが分かる。すなわち、各色光ごとに分散角が制御されることを可能とし、短波長側の色光において開口収差が生じるのを極力防止することができる。 FIG. 25A is a graph showing the relationship between the light dispersion angle and the amount of light in the multi-color light illuminating device in which the configuration of each illumination system is not different, and FIG. 25B shows the configuration of each illumination system of the present application. It is the graph which showed the relationship between the dispersion angle of light and the light quantity in the different multi-color light illuminating device. As can be seen from these comparisons, in the projection display apparatus (multi-color light illumination device) shown in FIGS. 14 to 23, it can be seen that the dispersion angle of blue light is reduced more than that of other color lights. That is, the dispersion angle can be controlled for each color light, and the occurrence of aperture aberration in the short wavelength color light can be prevented as much as possible.
なお、以上説明した投写型映像表示装置においては、投写光学装置として投写レンズを示したが、曲面ミラー(凹面ミラーに限らず、凹面ミラーと凸面ミラーとを組み合わせた複数の球面、非球面ミラーから成る構成を含む)を有して成る投写光学装置において色選択性絞りを適用することもできる。 In the above-described projection display apparatus, a projection lens is shown as the projection optical apparatus. However, the projection lens is not limited to a curved mirror (not limited to a concave mirror, but a plurality of spherical and aspherical mirrors that are a combination of a concave mirror and a convex mirror. It is also possible to apply a color-selective stop in a projection optical apparatus having a structure including:
1 液晶表示パネル
2 クロスダイクロイックプリズム
3 投写レンズ
3A,3B,3C,3D 投写レンズ(色選択性絞り付き)
31,32,33,34 色選択性絞り
11 LED
12,12A,12B,12C,12E テーパ型ロッドインテグレータ
13,13A 直方体形状ロッドインテグレータ
51 照明装置
DESCRIPTION OF
31, 32, 33, 34 Color
12, 12A, 12B, 12C, 12E
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