JP2008058558A - 投射型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】移動物体表示時に観察者が視覚により移動物体を追跡すると、Ｒ光，Ｇ光，Ｂ光の３原色光の表示に時間的なずれに起因して生じるカラーブレイク現象の軽減をコストアップを抑制しながら実現することができる投射型映像表示装置を提供する。
【解決手段】複数のメインフィルタと、前記メインフィルタにおいて分離される光とｘｙ色度図表において隣り合っている光を分離するサブフィルタを備えた回転型色分離素子を用い、前記サブフィルタが隣接する前記メインフィルタによって分離された色光の色の画像データを前記映像表示素子に出力し、前記サブフィルタにより分離された色光の変調を行う。
【選択図】図５

Description

投射型映像表示装置に関し、特に、サブダイクロイックミラーにより分離された色光を隣接するメインダイクロイックミラーによって分離された色光を変調する画像データによって変調する投射型映像表示装置に関する。

単板式の投射型映像表示装置に用いられるカラーホイールとしては、入射された白色光について色分離する光の色数を、白色光を除く４色以上とし、かつ、ｘｙ色度図における隣り合う色の順番で時分割して色分離するものを採用し、色の変化を緩やかにして、視覚疲労の原因となるカラーブレイク現象を軽減する投射型映像表示装置がある（例えば、特許文献１参照）。具体的には、赤色光（Ｒ光）、緑色光（Ｇ光）、青色光（Ｂ光）の３原色にオレンジ光（Ｏ光），黄色光（Ｙ光），黄緑光（ＹＧ光），シアン光（ＬＢ光），紫色光（Ｐ光）の５色を加えた８色の光に分離している。

特開２００５−３０１０６３号公報

単板式の投射型映像表示装置では、原理的に、移動物体表示時に観察者がこれを視覚により追跡すると、Ｒ，Ｇ，Ｂ光の３原色光の表示に時間的なずれが生じて見えるカラーブレイク（カラーブレイクアップ、色割れともいう）と呼ばれる現象が発生する。このカラーブレイク現象は、観察者に違和感や疲労感を与えるものであり、これを軽減することが求められている。

特許文献１に記載のカラーホイールによってもカラーブレイク現象を軽減することができる。しかし、特許文献１に記載のライトバルブは、カラーホイールにより色分離された各色光すなわちＲ光，Ｏ光，Ｙ光，ＹＧ光，Ｇ光，ＬＢ光，Ｂ光，Ｐ光に対応する画像データに基づいて各色光を変調する必要がある。その為に、ライトバルブは、各色光に対応した駆動をする必要があり、駆動方法が複雑になり、コストアップにつながるという事情がある。

また、ライトバルブとして反射型液晶パネルを用いる場合、液晶の応答速度が遅いため、各色光に対応したパネル駆動を行った場合、カラーホイールの周期に液晶パネルの応答が十分に追従できないため、明るさの低減につながるという不都合が生じる。

本発明の課題の一面は、コストアップを抑制しながらカラーブレイク現象を軽減することにある。

上記課題を解決する為、サブフィルタによって分離した色光について、サブフィルタが隣接するメインフィルタによって分離した色光を変調する映像データにより変調を行う。

本発明の一面によれば、投射型映像表示装置におけるカラーブレイク現象を軽減することができる。

また、本発明の他の一面によれば、低コストの投射型映像表示装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図を参照して説明する。なお、本発明は、図示例に限定されるものではなく、各図において、同一な部分には同一符号を付して、一度説明したものについてはその説明を省略する。

図１に示すように、本実施の形態に係る投射型映像表示装置１は、光源ユニット２が備えられている。光源ユニット２には、白色光を発する光源４と光源４が収納されたリフレクタ６が備えられている。リフレクタ６は、例えば、回転楕円面が形成されており、光源４から出射された光を回転楕円面において反射して収束光として開口部から出射するようになっている。

光源ユニット２から出射された収束光の進行方向には、偏光変換インテグレータ８が配置されている。偏光変換インテグレータ８は、光源ユニット２から射出された白色光の光量分布を均一（一様）にするとともに、偏りのない白色光（無偏光）の偏光方向を所定偏光方向に揃える偏光変換を行うようになっている。

偏光変換インテグレータ８には、ロッドインテグレータ（ロッドレンズ）１０と、ロッドインテグレータ１０の光入射側端面１０ａに配置された反射板１２と、ロッドインテグレータ１０の光出射側の端面に配置されたλ／４位相差板１４と、λ／４位相差板１４の光出射面に配置された反射型偏光板１６を備えて構成されている。

ロッドインテグレータ１０は、例えば、透明部材で形成された四角柱状の部材であり、光源ユニット２から出射された光の光軸方向が長手方向となるように配置されている。ロッドインテグレータ１０は、入射した光を側面１０ｃで反射させながら光量の分布を一様化させるようになっている。また、ロッドインテグレータ１０の出射側端面１０ｂから出射された光は、後述する写像光学系３２により反射型液晶パネル４２上に写像されるので、ロッドインテグレータ１０の出射側端面１０ｂの形状は、反射型液晶パネル４２の光反射面の形状と略相似形に形成されている。

なお、ロッドインテグレータ１０に代えて、中空構造をなし、内側の側面に反射ミラーが設けられた所謂ライトパイプを用いてもよい。

反射板１２には、開口１２ａが形成されており、反射板１２は光源ユニット２から出射された光を開口１２ａよりロッドインテグレータ１０の内部に案内するようになっている。反射板１２のロッドインテグレータ１０の光入射端面１０ａに対向している面には反射面が形成されており、反射板１２に照射された光を反射するようになっている。

λ／４位相差板は、ロッドインテグレータ１０の出射側端面１０ｂから出射された光の位相をλ／４ずらすようになっている。反射型偏光板１６は、λ／４位相差板１４を透過してきた光のうち所定の偏光方向の偏光を透過させ、それ以外の偏光方向の偏光を反射するようになっている。反射型偏光板１６としては、例えば格子構造による回折作用により偏光分離特性を示すワイヤグリッド型偏光分離素子を用いることができる。

そして、反射型偏光板１６、即ち、偏光変換インテグレータ８から出射した光の進行方向には、回転型色分離手段である薄板の円盤のカラーホイール１８が配置されている。

図２に示すように、カラーホイール１８には、周方向に沿って複数の扇形領域（ここでは６つの領域）に分割されており、各扇形領域には、入射光のうち、所定の波長帯域の光を透過し他の波長領域の光を反射して該所定波長帯域光を色分離する色分離領域部が形成されている。

各色分離領域部には、図２に示すように周方向に沿って順に、赤色光（以下適宜、「Ｒ光」という）を透過しその他の色光を反射する赤色光透過ダイクロイックミラー１８Ｒ、黄色光（以下、適宜「Ｙ光」という）を透過しその他の色光を反射する黄色光透過ダイクロイックミラー１８Ｙ、緑色光（以下、適宜「Ｇ光」という）を透過しその他の色光を反射する緑色光透過ダイクロイックミラー１８Ｇ、シアン色光（以下、適宜「Ｃ光」という）を透過しその他の色光を反射するシアン光透過ダイクロイックミラー１８Ｃ、青色光（以下、適宜「Ｂ光」という）を透過しその他の色光を反射する青色光透過ダイクロイックミラー１８Ｂ、マゼンダ色光（以下、適宜「Ｍ光」という）を透過しその他の色光を反射するマゼンダ光透過ダイクロイックミラー１８Ｍが配置されている。

すなわち、各ダイクロイックミラーは、その透過色光であるＲ光，Ｙ光，Ｇ光，Ｃ光，Ｂ光，Ｍ光がｘｙ色度図で隣接するような順番で配置されている。なお、図２において、点線で表された四角部は偏光変換インテグレータ８から出射された光の光スポットＬを意味する。

図２に示すように、カラーホイール１８では、シアン色光透過ダイクロイックミラー１８Ｃ及びマゼンダ色光透過ダイクロイックミラー１８Ｍの色分離領域より、赤色光透過ダイクロイックミラー１８Ｒ，黄色光透過ダイクロイックミラー１８Ｙ，緑色光透過ダイクロイックミラー１８Ｇ及び青色光透過ダイクロイックミラー１８Ｂの色分離領域が大きく形成されている。

以下、色分離領域が大きいダイクロイックミラーＲ，Ｙ，Ｇ，Ｂをメインダイクロイックミラーと称し、色分離領域が小さいダイクロイックミラーＣ，Ｍをサブダイクロイックミラーと称するものとする。

また、カラーホイール１８では、赤色光透過ダイクロイックミラー１８Ｒ、緑色光透過ダイクロミラー１８Ｇ、青色光透過ダイクロミラー１８Ｂのそれぞれの面積を略同一としているが、ＲＧＢ３原色光の少なくとも１つの色光透過ダイクロイックミラーの面積を異なるようにしても良い。

カラーホイール１８においては、サブダイクロイックミラーとして、シアン色光透過ダイクロイックミラー１８Ｃとマゼンダ色光透過ダイクロイックミラー１８Ｍを用いたが、いずれか一方のみを用いることとしてもよい。いずれか一方のみを用いたとしても、シアン色光透過ダイクロイックミラー１８Ｃとマゼンダ色光透過ダイクロイックミラー１８Ｍを用いた場合と近似した効果を得ることができる。

なお、本実施の形態に用いるカラーホイールとしては、カラーホイール１８に限らず、図３に示すようなカラーホイール２０を用いてもよい。カラーホイール２０には、メインダイクロイックミラーとして、Ｒ光を透過しその他の色光を反射する赤色光透過ダイクロイックミラー１８Ｒ、Ｇ光を透過しその他の色光を反射する緑色光透過ダイクロイックミラー１８Ｇ、及びＢ光を透過しその他の色光を反射する青色光透過ダイクロイックミラー１８Ｂが備えられている。

また、カラーホイール２０には、サブダイクロイックミラーとして、Ｃ光を透過しその他の色光を反射するシアン色光透過ダイクロイックミラー１８Ｃ、及びＭ光を透過しその他の色光を反射するマゼンダ色光透過ダイクロイックミラー１８Ｍが備えられている。このカラーホイール１８を用いてもカラーホイール１８を用いた場合と同様の効果を得ることができる。

カラーホイール１８は、モータ２２を駆動源として中心軸２４を中心に回転駆動し、入射光を複数の所定波長帯域光（ここではＲ光，Ｇ光，Ｂ光、Ｙ光、Ｃ光、Ｍ光）に時分割で色分離するようになっている。そのため、カラーホイール１８を透過する色の順番は、Ｍ→Ｒ→Ｙ→Ｇ→Ｃ→Ｂ→Ｍ…のように、時間で入れ替わることとなる。

また、投射型映像表示装置１には、カラーホイール１８の回転状態を検出する為のセンサーが備えられている。このようなセンサーとしては、例えば、フォトインタラプタ２６が用いられる。フォトインタラプタ２６は、図１に示すように、カラーホイール１８の近傍に配置された発光部２８と受光部３０を備えて構成されている。

ここで、カラーホイール１８を例にして、ダイクロイックミラーで反射された色光の再利用動作について説明する。なお、実際は、反射型偏光板１６と開口１２ａとの間を１回往復する毎に偏光方向が回転して、反射型偏光板１６を透過したり、反射されたりすることとなるが、説明を簡易なものとするため、便宜上、λ／４位相差板１４と反射型偏光板１６の作用を考慮しないで説明する。

カラーホイール１８の備えられたうちの例えば、赤色光透過ダイクロイックミラー１８Ｒで反射されたＧ色光は、偏光変換インテグレータ８のロッドインテグレータ１０に入射して、光源ユニット２側に進行し、一部の色光は開口１２ａから光源側に出射するが、反射板１２の反射面に照射された光は反射される。反射板１２により反射された光は、偏光変換インテグレータ８から出射し、再度カラーホイール１８に照射される。カラーホイール１８は、モータ２２により回転駆動しているため、先に照射された赤色光透過ダイクロイックミラー１８Ｒと異なるダイクロイックミラーに照射された場合、その照射されたダイクロイックミラーを透過する波長帯域成分の色光は透過することとなる。

このような動作が幾度か繰り返される間に、赤色光透過ダイクロイックミラー１８Ｒで反射された色光は、他のダイクロイックミラーに照射されカラーホイール１８を透過することとなる。そのため、赤色光透過ダイクロイックミラー１８Ｒで一旦反射された光であっても、反射板１２との間で往復を繰り返すうちにカラーホイール１８を透過することとなるため、光源４から出射された光を有効利用することが可能となる。即ち、色分離素子としてダイクロイックミラーを備えたカラーホイール１８と偏光変換インテグレータ８と組み合せることにより、光利用効率を高めることが可能となる。

カラーホイール１８により時分割で色分離された色光の進行方向には、写像光学系３２が配置されており、写像光学系３２は、例えば、リレーレンズ３４，３６により構成されている。なお、本実施の形態においては、写像光学系３２を構成するリレーレンズは２枚であるが、写像光学系３２を構成するレンズの枚数に特に限定はない。

写像光学系３２を透過した光の進行方向には、偏光板３８が配置されている。偏光板３８は、照射された光のうち所定方向の偏光を透過させ、光の偏光状態の更に揃えるようになっている。

偏光板３８を透過した光の進行方向には、偏光子・検光子の作用を行う偏光分離素子である偏光変換ビームスプリッタ（ＰＢＳ）４０が配置されている。偏光変換ビームスプリッタ４０の内部には、Ｓ偏光の光を反射する偏光分離面４０ａが設けられている。

偏光分離面４０ａにより反射された光の進行方向には、反射型ライトバルブである反射型液晶パネル４２が配置されている。反射型液晶パネル４２は、ライトバルブ駆動回路４４により、カラーホイール１８を透過した色光に対応した図示しない映像信号（画像データ）に基づいてその透過した色光の変調を行って光学像を形成する。

反射型液晶パネル４２は、各画素がＯＦＦの状態の場合は、照射された光の偏光状態を変更することなく反射する為、反射された光の偏光状態はＳ偏光のままである。よって、偏光状態がＳ偏光のまま反射された光は、再度偏光変換ビームスプリッタ４０に入射した後、偏光分離面４０ａに反射されてしまうこととなる。

これに対して、各画素がＯＮの状態の場合は、照射された光の偏光状態をＰ偏光に変換して反射するようになっている。よって、偏光状態をＰ偏光に変換して反射された光は、再度、偏光変換ビームスプリッタ４０に入射した後、偏光分離面４０ａを透過して進行することとなる。

偏光分離面４０ａを透過して、偏光変換ビームスプリッタ４０から出射した光の進行方向には、偏光板４６が配置されている。偏光変換ビームスプリッタ４０から照射された光を偏光板４６に照射してＰ偏光のみを透過させることでコントラストを向上させるようになっている。偏光板４６を透過した光の進行方向には、投射レンズ４８が配置されており、投射レンズ４８は、偏光板３８を透過してきた光、即ち反射型液晶パネル４２で形成された光学像（画像）を拡大して、図示しないスクリーンに投射するようになっている。

また、投射型映像表示装置１には、制御回路５０が備えられている。制御回路５０は、モータ２２、フォトインタラプタ２６、及びライトバルブ駆動回路４４等に接続されており、制御回路５０はフォトインタラプタ２６で検出した検出信号に基づいて、モータ２２、及び反射型液晶パネル４２を駆動させるライトバルブ駆動回路４４を制御し、カラーホイール１８で色分離された色光と反射型液晶パネル４２での変調との同期を制御するようになっている。また、さらに、投射型映像表示装置１には、モータ２２やライトバルブ駆動回路４４等に電力を供給する図示しない電源回路が備えられている。

以下において、反射型液晶パネル４２に照射される色光と色光を変調する画像データの同期関係について詳述する。なお、色分離光と変調との同期関係の説明を容易とするために、シアン色光透過ダイクロイックミラー１８Ｃおよびマゼンダ色光透過ダイクロイックミラー１８Ｍの色分離領域の区分境界に便宜的に符号を付与する。

図２に示すように、マゼンダ色光透過ダイクロイックミラー１８Ｍと赤色光透過ダイクロイックミラー１８Ｒの境界線を符号ａ１、緑色光透過ダイクロイックミラー１８Ｇとシアン色光透過ダイクロイックミラー１８Ｃの境界線を符号ｃ１、シアン色光透過ダイクロイックミラー１８Ｃと青色光透過ダイクロイックミラー１８Ｂの境界線を符号ｃ２、青色光透過ダイクロイックミラー１８Ｂとマゼンダ色光透過ダイクロイックミラー１８Ｍの境界線を符号ａ２とする。また、マゼンダ色光透過ダイクロイックミラー１８Ｍの中間線を符号ａ、シアン色光透過ダイクロイックミラー１８Ｃの中間線を符号ｃとする。

ここで、中間線ａにより２つに分割されたマゼンダ色光透過ダイクロイックミラー１８Ｍの領域をそれぞれ領域Ｍ１，Ｍ２とし、中間線ｃにより２つに分割されたシアン色光透過ダイクロイックミラー１８Ｃのそれぞれの領域をＣ１，Ｃ２とする。

図２に示すように、カラーホイール１８を矢印１８Ａの方向に回転させることにより、反射型液晶パネル４２に照射される色の順番は、Ｍ→Ｒ→Ｙ→Ｇ→Ｃ→Ｂ→Ｍ…の順に時間で入れ替わる。

メインダイクロイックミラーＲ，Ｙ，Ｇ，Ｂは、その色分離領域が大きいので、これらのメインダイクロイックミラーで色分離された色光であるＲ光，Ｙ光，Ｇ光，Ｂ光が占める反射型液晶パネル上に照射される時間は長くなり、ほぼＲ光，Ｙ光，Ｇ光，Ｂ光の光学像が重畳されたカラー画像となる。

これに対して、サブダイクロイックミラーＣ，Ｍは、メインダイクロイックミラーと比較して、その色分離領域が小さいので、それらのダイクロイックミラーで色分離された色光であるＣ光，Ｍ光が占める反射型液晶パネル上に照射される時間は短く、色光の光学像が前記カラー画像に与える影響は小さい。

このことを図４に示すｘｙ色度図を用いて説明する。なお、色域Ａ２は人間の眼が知覚できる色域である。

Ｃ光，Ｍ光は時間が短いがＹ光があるので、色再現範囲は、ほぼＲ光，Ｇ光，Ｂ光を頂点とする三角形の色域Ａ１にＹ光の頂点を加えた四辺形の色域Ａ３（つまり、メインダイクロイックミラーを透過する色光で構成される色域）となり、色域Ａ１よりＹ色の部分で多少広がる。

しかし、色の時間変化では、四辺形の色域Ａ３にＣ光，Ｍ光の頂点を加えた色域である多角形の色域Ａ４を、Ｍ光→Ｂ光→Ｃ光→Ｇ光→Ｙ光→Ｒ光→Ｍ光と隣接する色の順番で変化する。そのため、観察者から見て徐々に図示しないスクリーンに投射される色が変化することになる。従って、視覚疲労の原因となるカラーブレイク現象を軽減することができる。

そこで、本実施例では、上記考えに基づき、反射型液晶パネル４２に照射される色光（照射光）と反射型液晶パネル４２を変調する画像データとの同期関係を、図２、図５及び図６を用いて説明する。

図５は、カラーホイール１８から照射する光の色の変遷、及びそれに対応した反射型液晶パネル４２が変調する画像データの光の色の変遷を示しており、矢印１８Ａの示す方向に向かって時間が進行していくことを意味する。また、図５中に示す、Ｒ、Ｍ、Ｂ、Ｃ、Ｇ、Ｙは光の色を示し、a1、a2、c1、c2は、図２におけるカラーホイール１８に示した境界線を示し、a、cは、図２における中間線を示す。

上述したように、制御回路５０は、フォトインタラプタ２６の検出信号に基づいて、モータ及び２２ライトバルブ駆動回路４４を制御し、カラーホイール１８で色分離された色光と反射型液晶パネル４２での変調との同期を制御し、反射型液晶パネル４２に照射された色光の変調を行う。

即ち、反射型液晶パネル４２は、マゼンダ色光透過ダイクロイックミラー１８Ｍの領域１８Ｍ１を透過した色光、及び赤色光透過ダイクロイックミラー１８Ｒを透過した色光はＲ光に対応する画像データにより変調する。

また、反射型液晶パネル４２は、黄色光透過ダイクロイックミラー１８Ｂを透過した色光は、Ｙ光に対応する画像データにより変調する。

また、反射型液晶パネル４２は、緑色光透過ダイクロイックミラー１８Ｇを透過した色光、及びシアン色光透過ダイクロイックミラー１８Ｃの領域１８Ｃ１を透過した色光が照射される場合には、Ｇ光に対応する画像データにより変調する。

また、反射型液晶パネル４２は、シアン色光透過ダイクロイックミラー１８Ｃの領域１８Ｍ２を透過した色光、青色光透過ダイクロイックミラー１８Ｂを透過した色光及びマゼンダ色光透過ダイクロイックミラー１８Ｍの領域１８Ｍ２を透過した色光は、Ｂ光に対応する画像データにより変調する。

なお、図５に示した同期関係では、サブダイクロイックミラーを透過する色光に対応した変調信号（画像データ）の切り替えを、光スポットＬがサブダイクロイックミラーの中心線（ａ，ｃ）を通過する時に行うようにしたが、これに限定するものではない。混色の影響が小さければ、サブダイクロイックミラーの色分離領域内の任意の線上で切り替えてもよい。

また、サブダイクロイックミラーを透過する色光に対応した変調信号（画像データ）の切り替えは、図６に示すように、例えば、境界線ａ2と境界線ｃ1で切り替えるように、サブダイクロイックミラーの一方の境界で行うこととしてもよい。

次に、本実施の形態に係る投射型映像表示装置１の作用について説明する。

図示しない投射型映像表示装置１の電源を投入すると光源ユニット２から光が発せられ、偏光変換インテグレータ８に照射される。反射板１２の開口１２ａからロッドインテグレータ１０内に入射した光は、ロッドインテグレータ１０の側面で反射を繰り返しながら、または、開口１２ａから直接λ／４位相差板１４に向かって進行する。λ／４位相差板１４に照射された光は、その位相をλ／４ずらされた後、λ／４位相差板１４を透過して反射型偏光板１６に照射される。

反射型偏光板１６に照射された光のうち、所定の偏光方向の偏光を透過させ、それ以外の偏光方向の偏光を反射する。反射型偏光板１６で反射された偏光方向の偏光は、λ／４位相差板１４を透過した後に、ロッドインテグレータ１０内に入射し、ロッドインテグレータ１０の側面で反射されながら、または、直接反射板１２に向かって進行する。

反射板１２の反射面に照射された光は、再度、ロッドインテグレータ１０内を進行して、λ／４位相差板１４に照射され、λ／４位相差板１４を透過する。このように、一度反射型偏光板１６により反射された光は、λ／４位相差板１４を２回通過することになるので、その偏光方向が回転し、反射型偏光板１６を透過する偏光となる。

そして、反射型偏光板１６に照射され、反射型偏光板１６を透過する光は、カラーホイール１８に照射される。カラーホイール１８は、モータ２２により回転駆動しているため、
その光のうち照射されたダイクロイックミラーが透過させる（分離する）波長（色）の光は透過させる。そして、それ以外の波長（色）の光は反射し、反射された光は、偏光変換インテグレータ８内に入射し、反射板１２で反射された後、反射型偏光板１６を透過したした後に再度カラーホイール１８に照射される。

カラーホイール１８は、モータ２２により回転駆動しているため、先に照射されたダイクロイックミラーと異なる色光を透過させるダイクロイックミラーに照射された場合、その照射されたダイクロイックミラーを透過する波長帯域成分の色光は透過することとなる。

その際、カラーホイール１８に備えられているダイクロイックミラーは、ｘｙ色度図表において隣接する色の光の順に照射された光を透過する。カラーホイール１８を透過した光は、写像光学系３２を透過した後、偏光板３８を透過した後、偏光変換ビームスプリッタ４０に入射する。偏光変換ビームスプリッタ４０内に入射した光のうちＳ偏光は、偏光分離面４０ａにより反射された後に、反射型液晶パネル４２に照射される。

反射型液晶パネル４２とカラーホイール１８は、制御回路５０によりフォトインタラプタ２６で検出された検出信号に基づいて、図２及び図５に示すようにマゼンダ色光透過ダイクロイックミラー１８Ｍの１８Ｍ１の領域を透過した色光、及び赤色光透過ダイクロイックミラー１８Ｒを透過した色光が反射型液晶パネル４２に照射されると、Ｒ光に対応する画像データにより変調される。また、黄色光透過ダイクロイックミラー１８Ｂを透過した色光が反射型液晶パネル４２に照射されるとＹ光に対応する画像データにより変調される。

また、緑色光透過ダイクロイックミラー１８Ｇを透過した色光、及びシアン色光透過ダイクロイックミラー１８Ｃの１８Ｃ１の領域を透過した色光が反射型液晶パネル４２に照射されるとＧ光に対応する画像データにより変調される。

また、シアン色光透過ダイクロイックミラー１８Ｃの１８Ｃ２の領域を透過した色光、青色光透過ダイクロイックミラー１８Ｂを透過した色光及びマゼンダ色光透過ダイクロイックミラー１８Ｍの１８Ｍ２の領域を透過した色光が反射型液晶パネル４２に照射されるとＢ光に対応する画像データにより変調される。

そして、反射型液晶パネル４２で偏光状態をＰ偏光に変換されて反射された光の光学像（画像）は、偏光変換ビームスプリッタ４０を透過した後に偏光板４６に照射される。そして、偏光板３８を透過した後投射レンズに照射され、投射レンズ４８において拡大されて、図示しないスクリーンに照射される。スクリーン上には、時分割で反射型液晶パネル４２上に形成された各色光の光学像が投射され、残像効果によって、合成されたカラー光学像（カラー画像）が観察者に認識される。

以上のように、本実施の形態にかかる投射型映像表示装置１によれば、サブダイクロイックミラー１８Ｃ，２０Ｍを透過するＣ光とＭ光は、投射される時間が短いので、色再現範囲の拡張にはほとんど寄与せず、Ｇ光，Ｂ光，Ｒ光に対応した画像データで変調しても実用上支障がない。一方、色の変化ではカラーブレイク現象を軽減することができ、これにともなう視覚疲労を低減することが可能となる。

また、カラーホイール１８のダイクロイックミラーを色分離領域の大きいメインダイクロイックミラーと色分離領域の小さいサブダイクロイックミラーとで構成し、サブダイクロイックミラーを透過する色光を、対応する画像データで変調せず、隣接するメインダイクロイックミラーを透過する色光に対応した画像データで変調するので、カラーブレイク現象を低減することができる。

また、反射型液晶パネル４２の変調駆動をメインダイクロイックミラーのみに対応させているため、変調駆動する制御回路５０の回路構成を簡易なものとすることができるため、コストダウンを図ることができる。

また、本実施の形態に係る投射型映像表示装置１では、反射型液晶パネル４２の変調信号として、特許文献１のようにＲ光，Ｏ光，Ｙ光，ＹＧ光，Ｇ光，ＬＢ光，Ｂ光，Ｐ光に対応する８つの画像データを用いず、Ｒ光，Ｙ光，Ｇ光，Ｂ光に対応した４つの画像データを用いるので、一つの色光に対応した変調期間を長くすることができ、液晶の応答速度に配慮した設計が可能となる。これにともない、反射型液晶パネルは変調に十分応答でき、明るさの低下を少なくすることができる。

本実施の形態に係る単板式投射型映像表示装置の模式構成図である。 本実施の形態において用いられるカラーホイールの一例を示す構成図である。 本実施の形態において用いられるカラーホイールの他の一例を示す構成図である。 本実施の形態におけるｘｙ色度図を示す図である。 カラーホイールによる色分離光とライトバルブを変調する画像データとの関係を説明する図である。 カラーホイールによる色分離光とライトバルブを変調する画像データとの関係を説明する図である。

符号の説明

１…投射型映像表示装置、２…光源ユニット、４…光源、６…リフレクタ、８…偏光変換インテグレータ、１０…ロッドインテグレータ、１２…反射板、１２ａ…開口、１４…λ／４位相差板、１６…反射型偏光板、１８…カラーホイール、１８Ｒ…赤色光透過ダイクロイックミラー、１８Ｙ…黄色光透過ダイクロイックミラー、１８Ｇ…緑色光透過ダイクロイックミラー、１８Ｃ…シアン光透過ダイクロイックミラー、１８Ｂ…青色光透過ダイクロイックミラー、１８Ｍ…マゼンダ光透過ダイクロイックミラー、２０…カラーホイール、２２…モータ、２４…中心軸、２６…フォトインタラプタ、２８…発光部、３０…受光部、３２…写像光学系、３４，３６…リレーレンズ、３８…偏光板、４０…偏光変換ビームスプリッタ、４０ａ…偏光分離面、４２…反射型液晶パネル、４４…ライトバルブ駆動回路、４６…偏光板、４８…投射レンズ、５０…制御回路

Claims (7)

1. 光源と、
   前記光源から出射された光が照射される光導波路と、
   前記光源から出射された光を所定の方向に揃える偏光変換素子と、
   前記光源から出射された光を所望の色光に分離する複数のメインフィルタと、前記メインフィルタにおいて分離される光とｘｙ色度図表において隣り合っている光を分離するサブフィルタを備えた回転型色分離素子と、
   前記回転型色分離素子によって分離された複数の色光を映像データにより変調する映像表示素子と、
   前記サブフィルタが隣接する前記メインフィルタによって分離された色光の色の画像データを前記映像表示素子に出力して前記サブフィルタによって分離された色光を変調させる駆動回路と、
   を備えることを特徴とする投射型映像表示装置。
2. 前記駆動回路は、前記サブフィルタが周方向において隣接するいずれか一方のメインフィルタによって分離された色光の色の画像データを前記映像表示素子に出力して前記サブフィルタによって分離した色光を変調させることを特徴とする請求項１に記載の投射型映像表示装置。
3. 前記駆動回路は、
   前記サブフィルタの回転方向側の領域に隣接するメインフィルタによって分離された色光の色の画像データを前記映像表示素子に出力して前記サブフィルタの回転方向側の領域で分離された色光を変調させ、
   前記回転方向と反対方向側の領域に隣接するメインフィルタによって分離された色光の色の画像データを前記映像表示素子に出力して前記サブフィルタの回転方向と反対方向側の領域で分離された色光を変調させることを特徴とする請求項１に記載の投射型映像表示装置。
4. 前記回転型色分離素子は、メインフィルタとして、赤色光透過フィルタ、緑色光透過フィルタ、及び青色光透過フィルタを備えているとともに、サブフィルタとして、シアン色光透過フィルタ又はマゼンダ色光透過フィルタの少なくとも一方を備えていることを特徴とする請求項１に記載の投射型映像表示装置。
5. 前記回転型色分離素子は、メインフィルタとして、赤色光透過フィルタ、緑色光透過フィルタ、青色光過フィルタ及び黄色光透過フィルタを備えているとともに、サブフィルタとして、シアン色光透過フィルタ又はマゼンダ色光透過フィルタの少なくとも一方を備えていることを特徴とする請求項１に記載の投射型映像表示装置。
6. 光源と、
   前記光源から出射された光を所定の偏光に揃えるとともに、前記光の光量分布を一様化するための手段である偏光変換インテグレータと、
   前記光源から出射された光から原色の色光を分離する複数のメインダイクロイックミラーと、前記メインダイクロイックミラーが周方向の両側に前記メインダイクロイックミラーが隣接するように配置されているとともに、両隣に配置されたメインダイクロイックミラーにおいて分離される光の色とｘｙ色度図表において隣り合っている色の光を分離するサブダイクロイックミラーと、を備える前記メインダイクロイックミラー及び前記サブダイクロイックミラーに垂直な軸の周りに回転する機構を有するカラーホイールと、
   前記サブダイクロイックミラーと隣接する前記メインダイクロイックミラーにより分離された色光の色の画像データを前記映像表示素子に出力して前記サブダイクロイックミラーによって分離された色光を変調させる駆動回路と、
   を備えることを特徴とする投射型映像表示装置。
7. 光源と、
   前記光源から出射された光を所定の偏光に揃えるとともに、前記光の光量分布を一様化するための手段である偏光変換インテグレータと、
   前記偏光変換インテグレータから出射された光から所定の色光を分離する複数のメインダイクロイックミラーと、前記メインダイクロイックミラーが周方向の両側に前記メインダイクロイックミラーが隣接するように配置されているとともに、両隣に配置されたメインダイクロイックミラーにおいて分離される光の色とｘｙ色度図表において隣り合っている色の光を分離するサブダイクロイックミラーと、を備える前記メインダイクロイックミラー及び前記サブダイクロイックミラーに垂直な軸の周りに回転する機構を有する回転型色分離ユニットと、
   前記回転型色分離ユニットにおいて分離された色光を映像データにより変調する映像表示素子と、
   前記サブダイクロイックミラーが隣接する前記メインダイクロイックミラーによって分離された色光の色の画像データを前記映像表示素子に出力して前記サブダイクロイックミラーによって分離された色光を変調させる駆動回路と、
   を備えることを特徴とする投射型映像表示装置。
   

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