JP2008165086A - Projection image display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体光源を用いた投射型画像表示装置に関する。 The present invention relates to a projection type image display apparatus using a semiconductor light source.
従来、光源からの光により空間変調素子を照明し、この空間変調素子を経た光を投射レンズによってスクリーン上に投射することにより、画像表示を行う投射型画像表示装置が提案されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been proposed a projection type image display apparatus that displays an image by illuminating a spatial modulation element with light from a light source and projecting the light that has passed through the spatial modulation element onto a screen by a projection lens.
このような投射型画像表示装置として、第1の色の光(例えば、赤色)により照明される第1の空間変調素子と、第2の色の光(例えば、緑色)により照明される第2の空間変調素子と、第3の色の光(例えば、青色)により照明される第3の空間変調素子とを備え、これら各空間変調素子を経た光を色合成光学系により合成し、一の投射レンズによってスクリーンに投射するようにした装置(いわゆる単眼投射方式の投射型画像表示装置)が提案されている。 As such a projection-type image display device, a first spatial modulation element that is illuminated by light of a first color (for example, red) and a second that is illuminated by light of a second color (for example, green). And a third spatial modulation element illuminated by light of a third color (for example, blue), and the light passing through each of the spatial modulation elements is synthesized by a color synthesis optical system, An apparatus (so-called monocular projection type projection image display apparatus) that projects onto a screen by a projection lens has been proposed.
また、特許文献1には、白色光源からの光を色分解光学系によって色分解し、色分解された第1乃至第3の色(赤色、緑色、青色)の光を第1乃至第3の空間変調素子に対応させて各空間変調素子を照明し、これら各空間変調素子を経た光を、各空間変調素子に対応された3本の投射レンズによってスクリーンに投射し、スクリーン上で色合成するようにした装置(いわゆる3眼投射方式の投射型画像表示装置)が記載されている。
In
ところで、前述の単眼投射方式の投射型画像表示装置においては、各空間変調素子と投射レンズとの間に色合成光学系を配置しなければならないため、投射レンズのバックフォーカスを十分に長いものとする必要がある。そのため、投射レンズの短焦点化や小型化が困難であり、装置構成の大型化や製造コストの高騰が招来されることとなる。 By the way, in the above-described projection type image display apparatus of the monocular projection system, since the color synthesis optical system must be disposed between each spatial modulation element and the projection lens, the back focus of the projection lens is sufficiently long. There is a need to. For this reason, it is difficult to reduce the focal length and size of the projection lens, leading to an increase in the size of the apparatus and an increase in manufacturing cost.
また、色合成光学系は、例えば、クロスダイクロイックプリズムの如きプリズムを備えて構成されており、その特性は、入射光の入射角度の影響を受ける。そのため、投射レンズは、テレセントリックに近い瞳位置を持つことが必要であり、投射レンズの後群が大径化し、装置構成の大型化や製造コストの高騰が招来される。 In addition, the color synthesis optical system includes a prism such as a cross dichroic prism, and its characteristics are affected by the incident angle of incident light. Therefore, it is necessary for the projection lens to have a pupil position close to telecentricity, and the rear group of the projection lens becomes large, resulting in an increase in the size of the apparatus and an increase in manufacturing cost.
さらに、投射レンズにおいては、色収差の補正を広帯域に亘って行わなければならず、異常分散硝子の使用をする必要が生ずるなど、硝材コストの高騰化が招来される虞がある。 Further, in the projection lens, correction of chromatic aberration must be performed over a wide band, and there is a possibility that the cost of the glass material will increase due to the necessity of using anomalous dispersion glass.
さらに、色合成光学系のクロスダイクロイックプリズム等は、空間光変調素子の表面に平行な面を有しているため、この面での反射光により、黒表示におけるコントラストの低下(黒レベルの上昇)が生ずる虞がある。 Furthermore, since the cross dichroic prism of the color synthesis optical system has a surface parallel to the surface of the spatial light modulator, the reflected light on this surface reduces the contrast in black display (increases the black level). May occur.
そして、前述の3眼投射方式の投射型画像表示装置においては、白色光源からの光を色分解する色分解光学系を有することにより、異なる色の画像を投射する投射レンズ間の距離が大きくなり、視点移動に伴って、スクリーン上でカラーシフトが生ずる虞がある。 And in the above-mentioned projection type image display apparatus of the three-eye projection system, the distance between the projection lenses for projecting images of different colors is increased by having the color separation optical system that separates the light from the white light source. A color shift may occur on the screen as the viewpoint is moved.
また、色分解光学系において、各色の光の光路長を同一にする必要があるため、各色用の投射レンズの配置に自由度が少なく、また、各色用の投射レンズの投射倍率調整やレジストレーション調整について制約が大きいという問題がある。 In addition, in the color separation optical system, it is necessary to make the optical path length of each color light the same, so there is less freedom in the arrangement of the projection lens for each color, and the projection magnification adjustment and registration of the projection lens for each color There is a problem that restrictions on adjustment are large.
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、3眼投射方式を用いた投射型画像表示装置であって、投射レンズの短焦点化、小型化及び硝材コストの低廉化を図りつつ、投射レンズ間の距離が短縮され、スクリーン上でカラーシフトが防止され、かつ、高コントラスト比の画像表示を実現するとともに、黒表示におけるコントラストの低下が防止され、さらに、レジストレーション性能の向上が図られた投射型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 is a projection type image display apparatus using a three-lens projection method, in which the projection lens is shortened in focus, downsized, and the glass material cost is low. The distance between the projection lenses is shortened, color shift is prevented on the screen, high contrast ratio image display is realized, and contrast reduction in black display is prevented. It is an object of the present invention to provide a projection type image display device with improved performance.
さらに、本発明は、非球面反射鏡によって光路を折り曲げることによって装置構成の薄型化、小型化を実現しつつ、各投射レンズを最適化することによって画像歪を低減させた投射型画像表示装置を提供することを目的とする。 Furthermore, the present invention provides a projection-type image display device in which image distortion is reduced by optimizing each projection lens while realizing a thinner and smaller device configuration by bending the optical path with an aspherical reflecting mirror. The purpose is to provide.
前述の課題を解決し、前記目的を達成するため、本発明に係る投射型画像表示装置は、以下のいずれか一の構成を有するものである。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a projection-type image display apparatus according to the present invention has any one of the following configurations.
〔構成1〕
3原色のうちの第1の色の光を発する第1の半導体光源とこの第1の半導体光源からの光により照明される第1の空間光変調素子とこの第1の空間光変調素子を経て第1のワイヤグリッド反射型偏光板により反射された光をスクリーンに投射する第1の投射レンズとを有する第1の投射ユニットと、3原色のうちの第2の色の光を発する第2の半導体光源とこの第2の半導体光源からの光により照明される第2の空間光変調素子とこの第2の空間光変調素子を経て第2のワイヤグリッド反射型偏光板により反射された光をスクリーンに投射する第2の投射レンズとを有する第2の投射ユニットと、3原色のうちの第3の色の光を発する第3の半導体光源とこの第3の半導体光源からの光により照明される第3の空間光変調素子とこの第3の空間光変調素子を経て第3のワイヤグリッド反射型偏光板により反射された光をスクリーンに投射する第3の投射レンズとを有する第3の投射ユニットとを備え、各投射ユニットは、それぞれの光軸が他の二の投射ユニットの光軸からの距離が略等しい距離となる位置に配置されており、スクリーン上において、各色の画像を合成してカラー画像を表示することを特徴とするものである。
[Configuration 1]
A first semiconductor light source that emits light of the first color among the three primary colors, a first spatial light modulator that is illuminated by light from the first semiconductor light source, and the first spatial light modulator. A first projection unit having a first projection lens that projects light reflected by the first wire grid reflective polarizing plate onto a screen; and a second that emits light of a second color of the three primary colors. A light source reflected by the second wire grid reflective polarizing plate through the semiconductor light source, the second spatial light modulation element illuminated by the light from the second semiconductor light source, and the second spatial light modulation element is screened Illuminated by a second projection unit having a second projection lens for projecting to the third semiconductor light source, a third semiconductor light source that emits light of the third color among the three primary colors, and light from the third semiconductor light source Third spatial light modulator and this third sky A third projection unit having a third projection lens for projecting the light reflected by the third wire grid reflective polarizing plate through the light modulation element onto the screen, and each projection unit has a respective optical axis. Are arranged at positions where the distances from the optical axes of the other two projection units are substantially equal, and the color images are displayed on the screen by combining the images of the respective colors. .
〔構成2〕
構成1を有する投射型画像表示装置において、各投射ユニットが投射する光を反射してスクリーンに導く非球面反射鏡を備え、各投射ユニットにおける投射レンズは、非球面反射鏡において生ずる画像歪を補償する非球面レンズを有することを特徴とするものである。
[Configuration 2]
The projection type image display apparatus having the
〔構成3〕
構成1を有する投射型画像表示装置において、各投射ユニットにおける投射レンズは、光軸を折曲させる折曲構造を有し、各投射レンズは、光軸を折曲させる角度が互いに異なっており、スクリーンに対する相対位置の違いによって生ずる画像歪を補償する非球面レンズを有することを特徴とするものである。
[Configuration 3]
In the projection type image display apparatus having the
〔構成4〕
構成1乃至構成3のいずれか一を有する投射型画像表示装置において、各投射ユニットにおける半導体光源は、LEDであることを特徴とするものである。
[Configuration 4]
In the projection type image display apparatus having any one of
〔構成5〕
構成1乃至構成4のいずれか一を有する投射型画像表示装置において、各投射ユニットにおける空間光変調素子は、反射型空間光変調素子であることを特徴とするものである。
[Configuration 5]
In the projection type image display apparatus having any one of
構成1を有する本発明に係る投射型画像表示装置においては、光軸が他の二の投射ユニットの光軸からの距離が略等しい距離となる位置に配置され、スクリーン上において各色の画像を合成してカラー画像を表示する各投射ユニットは、空間光変調素子を経てワイヤグリッド反射型偏光板により反射された半導体光源からの光をスクリーンに投射するので、色合成光学系が存在せず、各投射レンズのバックフォーカスを短くすることができ、各投射レンズの小型化及び低コスト化を図ることができる。また、この投射型画像表示装置においては、ワイヤグリッド反射型偏光板が入射光の入射角に影響されにくい特性を有していることから、各投射レンズを非テレセントリックな構成とすることができ、各投射レンズの小型化及び低コスト化を図ることができる。
In the projection type image display apparatus according to the present invention having the
また、この投射型画像表示装置においては、各投射レンズ間の距離を短縮することができ、装置構成の小型化を図ることができ、装置の配置の自由度が向上されるとともに、レジストレーション性能の向上を図ることができる。 In this projection type image display apparatus, the distance between the projection lenses can be shortened, the apparatus configuration can be reduced, the degree of freedom in arrangement of the apparatus is improved, and the registration performance Can be improved.
さらに、この投射型画像表示装置においては、高コントラスト比の画像表示を行うことができ、空間光変調素子に対して平行な白色入射面が存在しないことから、黒表示におけるコントラストの低下を防止することができる。 Further, in this projection type image display device, it is possible to display an image with a high contrast ratio, and since there is no white incident surface parallel to the spatial light modulation element, a reduction in contrast in black display is prevented. be able to.
構成2を有する本発明に係る投射型画像表示装置においては、各投射ユニットにおける投射レンズは、各投射ユニットが投射する光を反射してスクリーンに導く非球面反射鏡において生ずる画像歪を補償する非球面レンズを有するので、装置構成を薄型化、小型化しつつ、画像歪を防止して、良好な画像表示を行うことができる。
In the projection type image display apparatus according to the present invention having the
構成3を有する本発明に係る投射型画像表示装置においては、各投射ユニットにおける投射レンズは、光軸を折曲させる折曲構造を有し、各投射レンズは、光軸を折曲させる角度が互いに異なっており、スクリーンに対する相対位置の違いによって生ずる画像歪を補償する非球面レンズを有するので、装置構成を薄型化、小型化しつつ、画像歪を防止して、良好な画像表示を行うことができる。 In the projection type image display apparatus according to the present invention having the configuration 3, the projection lens in each projection unit has a folding structure that bends the optical axis, and each projection lens has an angle that causes the optical axis to be bent. Different from each other and having an aspherical lens that compensates for image distortion caused by the difference in relative position with respect to the screen, it is possible to prevent image distortion and to display a good image while reducing the thickness and size of the apparatus. it can.
構成4を有する本発明に係る投射型画像表示装置においては、各投射ユニットにおける半導体光源は、LEDであるので、良好な色再現性を有する画像表示を行うことができる。 In the projection type image display apparatus according to the present invention having the configuration 4, since the semiconductor light source in each projection unit is an LED, it is possible to perform image display with good color reproducibility.
構成5を有する本発明に係る投射型画像表示装置においては、各投射ユニットにおける空間光変調素子は、反射型空間光変調素子であるので、装置構成の小型化を図りつつ、良好な画像表示を行うことができる。 In the projection type image display apparatus according to the present invention having the configuration 5, since the spatial light modulation element in each projection unit is a reflection type spatial light modulation element, a good image display can be achieved while reducing the size of the apparatus configuration. It can be carried out.
すなわち、本発明は、3眼投射方式を用いた投射型画像表示装置であって、投射レンズの短焦点化、小型化及び硝材コストの低廉化を図りつつ、投射レンズ間の距離が短縮され、スクリーン上でカラーシフトが防止され、かつ、高コントラスト比の画像表示を実現するとともに、黒表示におけるコントラストの低下が防止され、さらに、レジストレーション性能の向上が図られた投射型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 a projection-type image display device using a three-lens projection method, the distance between the projection lenses is shortened while shortening the focus of the projection lens, reducing the size and reducing the glass material cost, Providing a projection-type image display device that prevents color shift on the screen and displays an image with a high contrast ratio, prevents a decrease in contrast in black display, and improves registration performance Is something that can be done.
さらに、本発明は、非球面反射鏡によって光路を折り曲げることによって装置構成の小型化を実現しつつ、各投射レンズを最適化することによって画像歪を低減させた投射型画像表示装置を提供することができるものである。 Furthermore, the present invention provides a projection-type image display device in which image distortion is reduced by optimizing each projection lens while realizing downsizing of the device configuration by bending the optical path with an aspherical reflecting mirror. It is something that can be done.
以下、本発明に係る投射型画像表示装置について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, a projection type image display device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
〔投射型画像表示装置の第1の実施の形態〕
図1は、本発明に係る投射型画像表示装置の第1の実施の形態における構成を示す正面図である。
[First Embodiment of Projection Type Image Display Device]
FIG. 1 is a front view showing the configuration of the projection type image display apparatus according to the first embodiment of the present invention.
本発明に係る投射型画像表示装置は、図1に示すように、第1乃至第3の投射ユニット1,2,3を有する3眼投射方式の投射型画像表示装置である。これら投射ユニット1,2,3は、それぞれが異なる色の画像をスクリーン101に投射し、このスクリーン101上において、各色の画像を合成してカラー画像を表示する。
As shown in FIG. 1, the projection type image display device according to the present invention is a three-eye projection type image display device having first to
これら投射ユニット1,2,3のそれぞれは、光軸が他の二の投射ユニットの光軸からの距離が略等しい距離となる位置に配置されている。すなわち、第1の投射ユニット1の瞳位置から、第2の投射ユニット2の瞳位置までの距離a及び第3の投射ユニット3の瞳位置までの距離bは略等しく、第2の投射ユニット2の瞳位置から、第1の投射ユニット1の瞳位置までの距離a及び第3の投射ユニット3の瞳位置までの距離cは略等しく、第3の投射ユニット3の瞳位置から、第1の投射ユニット1の瞳位置までの距離b及び第2の投射ユニット2の瞳位置までの距離cは略等しくなっている。したがって、投射ユニット1,2,3は、それぞれの瞳位置が三角形の各頂点に位置する状態に配置されている。
Each of these
また、各投射ユニット1,2,3のそれぞれの位置については、一の投射ユニットの瞳位置から他の二の投射ユニットの瞳位置間を結ぶ線に対して降ろした垂線の長さが、当該他の二の投射ユニットの瞳位置間の距離よりも短くなっていることが好ましい。
In addition, for each position of each
図2は、本発明に係る投射型画像表示装置を構成する投射ユニットの構成を示す側面図である。 FIG. 2 is a side view showing a configuration of a projection unit constituting the projection type image display device according to the present invention.
第1の投射ユニット1は、図2に示すように、3原色のうちの第1の色の光、例えば、赤色(R)を発する半導体光源4Rと、この半導体光源4Rからの光により照明される空間光変調素子5Rと、この空間光変調素子5Rを経てワイヤグリッド反射型偏光板6Rにより反射された光をスクリーンに投射する投射レンズ7Rとを有する。
As shown in FIG. 2, the
同様に、第2の投射ユニット2は、図2に示すように、3原色のうちの第2の色の光、例えば、緑色(G)を発する半導体光源4Gと、この半導体光源4Gからの光により照明される空間光変調素子5Gと、この空間光変調素子5Gを経てワイヤグリッド反射型偏光板6Gにより反射された光をスクリーンに投射する投射レンズ7Gとを有する。
Similarly, as shown in FIG. 2, the
同様に、第3の投射ユニット3は、図2に示すように、3原色のうちの第3の色の光、例えば、青色(B)を発する半導体光源4Bと、この半導体光源4Bからの光により照明される空間光変調素子5Bと、この空間光変調素子5Bを経てワイヤグリッド反射型偏光板6Bにより反射された光をスクリーンに投射する投射レンズ7Bとを有する。
Similarly, as shown in FIG. 2, the third projection unit 3 includes a
各投射ユニット1,2,3における半導体光源4R,4G,4Bとしては、半導体レーザやLED等の発光波長の帯域の狭い光源であり、特に、LEDであることが望ましい。また、各投射ユニット1,2,3における空間光変調素子5R,5G,5Bは、反射型空間光変調素子であることが望ましい。
The
各投射ユニット1,2,3においては、半導体光源4R,4G,4Bから射出された照明光は、照明光学系8R,8G,8Bを経て、光軸に対して傾斜されて設置されたワイヤグリッド(Wire Grid)反射型偏光板6R,6G,6Bに入射される。照明光学系8R,8G,8Bは、ライトパイプ、または、ライトトンネルなどのインテグレータを有して構成され、照明光の照度分布を均一化する機能を有し、また、偏光方向を揃える機能を有している。この照明光学系8R,8G,8Bにおけるライトパイプ、または、ライトトンネルは、射出側の開口が広くなっているテーパ形状とすることが望ましい。
In each of the
ワイヤグリッド反射型偏光板6R,6G,6Bに入射された照明光は、このワイヤグリッド反射型偏光板6R,6G,6Bに対してP偏光となされており、このワイヤグリッド反射型偏光板6R,6G,6Bを透過する。
The illumination light incident on the wire grid reflection
ワイヤグリッド反射型偏光板6R,6G,6Bを透過した照明光は、図示しないフィールドレンズに入射し、主光線が平行に近い照明光に変換される。この照明光は、空間光変調素子5R,5G,5Bに入射され、この空間光変調素子5R,5G,5Bに供給されている画像信号に応じて偏光変調される。空間光変調素子5R,5G,5Bが反射型空間光変調素子である場合、変調された照明光は、空間光変調素子5R,5G,5Bの画素電極上で反射される。
The illumination light transmitted through the wire grid reflection
空間光変調素子5R,5G,5Bを経た照明光、すなわち、変調光は、フィールドレンズに再度入射し、投射レンズ7R,7G,7Bの瞳位置に向かって収斂され、ワイヤグリッド反射型偏光板6R,6G,6Bに戻る。このワイヤグリッド反射型偏光板6R,6G,6Bにおいて、変調光は、ワイヤグリッド反射型偏光板6R,6G,6Bに対してS偏光となされており、このワイヤグリッド反射型偏光板6R,6G,6Bによって反射されて、投射レンズ7R,7G,7Bに向かう。
The illumination light that has passed through the spatial
投射レンズ7R,7G,7Bに入射された変調光は、この投射レンズ7R,7G,7Bにより、スクリーン101上に結像される。
The modulated light incident on the
この投射型画像表示装置において、スクリーン101上において表示画像が合成されるためには、各投射ユニット1,2,3を配置し、各投射ユニット1,2,3において、所定の投射距離に対応して、空間光変調素子5R,5G,5Bをシフト調整する。所定の投射距離は、この投射型画像表示装置において、最も短い投射距離であることが望ましい。
In this projection type image display apparatus, in order to synthesize a display image on the
次に、各投射ユニット1,2,3の投射レンズ7R,7G,7Bの倍率誤差を補正するために、各投射レンズ7R,7G,7B内に設けた焦点距離微調整機構により、または、投射レンズ7R,7G,7B全体を前後移動させることによって、投射倍率を調整する。したがって、投射レンズ7R,7G,7Bには、焦点距離微調整機構を設けておくことが望ましい。
Next, in order to correct the magnification error of the
さらに、必要な投射距離に対応して、各投射ユニット1,2,3の全体をシフト調整することにより、スクリーン101上において画像合成を行う。したがって、各投射ユニット1,2,3は、投射距離に応じてスクリーン101上での画像合成を行うための調整機構により支持されていることが望ましい。また、このとき、投射レンズ7R,7G,7Bに設けられているフォーカス機構を調整することにより、フォーカシング調整を行う。
Furthermore, image synthesis is performed on the
このようにして、スクリーン101上において、各投射ユニット1,2,3が表示する画像が合成される。
In this way, the images displayed by the
なお、この投射型画像表示装置において、第1の投射ユニット1の投射レンズ7Rを、第2及び第3の投射ユニット2,3側の部分を直線状にカットした形状とし、また、第2の投射ユニット2の投射レンズ7Gを、第1及び第3の投射ユニット1,3側の部分を直線状にカットした形状とし、さらに、第3の投射ユニット3の投射レンズ7Bを、第1及び第2の投射ユニット1,2側の部分を直線状にカットした形状としておくことにより、これら投射レンズ7R,7G,7B間の距離(軸間距離)をより一層短くすることができる。
In this projection type image display device, the
〔投射型画像表示装置の第2の実施の形態〕
図3は、本発明に係る投射型画像表示装置の第2の実施の形態における構成を示す側面図である。
[Second Embodiment of Projection Type Image Display Device]
FIG. 3 is a side view showing the configuration of the projection type image display apparatus according to the second embodiment of the present invention.
この実施の形態における投射型画像表示装置は、前述の第1の実施の形態における投射型画像表示装置において、図3に示すように、各投射ユニット1,2,3が投射する光を反射してスクリーン101に導く非球面反射鏡9を設けたものである。各投射ユニット1,2,3の構成は、前述の第1の実施の形態におけるものと同様である。ただし、この投射型画像表示装置においては、各投射ユニット1,2,3における投射レンズ7R,7G,7Bは、非球面反射鏡9において生ずる画像歪を補償する非球面レンズを有するものとなっている。これら投射レンズ7R,7G,7Bにおける画像歪の補正は、その投射ユニット1,2,3が投射する変調光の色ごとに最適化されたものとなっている。
As shown in FIG. 3, the projection type image display apparatus in this embodiment reflects the light projected by each
この投射型画像表示装置においては、各投射ユニット1,2,3の投射レンズ7R,7G,7Bから射出された変調光は、非球面反射鏡9に入射され、この非球面反射鏡9に反射されることによって、スクリーン101上で画像合成される。なお、非球面反射鏡9は、凸面鏡であっても凹面鏡であってもよい。
In this projection type image display device, the modulated light emitted from the
非球面反射鏡9の表面では、各投射ユニット1,2,3からの変調光は、反射位置が異なるため、入射角も異なる。そのため、例えば、第2の投射ユニット2に対して最適化した非球面反射鏡9に対しては、他の第1及び第3の投射ユニット1,3からの変調光については、画像歪が生ずる。そこで、第1及び第3の投射ユニット1,3の投射レンズ7R,7Bが有する非球面レンズは、第2の投射ユニット2とは異なる歪曲収差を補正するべく、最適化されたものとなっている。
On the surface of the aspherical reflecting
この投射型画像表示装置においても、スクリーン101上において表示画像が合成されるためには、各投射ユニット1,2,3及び非球面反射鏡9を配置し、各投射ユニット1,2,3において、所定の投射距離に対応して、空間光変調素子5R,5G,5Bをシフト調整する。所定の投射距離は、この投射型画像表示装置において、最も短い投射距離であることが望ましい。
Also in this projection type image display device, in order to synthesize a display image on the
次に、各投射ユニット1,2,3の投射レンズ7R,7G,7Bの倍率誤差を補正するために、各投射レンズ7R,7G,7B内に設けた焦点距離微調整機構により、または、投射レンズ7R,7G,7B全体を前後移動させることによって、投射倍率を調整する。したがって、投射レンズ7R,7G,7Bには、焦点距離微調整機構を設けておくことが望ましい。
Next, in order to correct the magnification error of the
さらに、必要な投射距離に対応して、各投射ユニット1,2,3の全体をシフト調整することにより、スクリーン101上において画像合成を行う。したがって、各投射ユニット1,2,3は、投射距離に応じてスクリーン101上での画像合成を行うための調整機構により支持されていることが望ましい。また、このとき、投射レンズ7R,7G,7Bに設けられているフォーカス機構を調整することにより、フォーカシング調整を行う。
Furthermore, image synthesis is performed on the
このようにして、スクリーン101上において、各投射ユニット1,2,3が表示する画像が合成される。
In this way, the images displayed by the
〔投射型画像表示装置の第3の実施の形態〕
図4は、本発明に係る投射型画像表示装置の第3の実施の形態における構成を示す側面図である。
[Third Embodiment of Projection Type Image Display Device]
FIG. 4 is a side view showing the configuration of the projection type image display apparatus according to the third embodiment of the present invention.
この実施の形態における投射型画像表示装置は、前述の第1の実施の形態における投射型画像表示装置において、図4に示すように、各投射ユニット1,2,3の投射レンズ7R,7G,7Bが光軸の折曲構造を有するものとするとともに、これら投射ユニット1,2,3が投射する光を反射してスクリーン101に導く反射鏡9を設けたものである。
The projection type image display apparatus according to this embodiment is the same as the projection type image display apparatus according to the first embodiment described above, as shown in FIG. 7B has a bent structure of the optical axis, and is provided with a reflecting
各投射ユニット1,2,3の構成は、投射レンズ7R,7G,7Bを除いて、前述の第1の実施の形態におけるものと同様である。そして、この投射型画像表示装置においては、各投射ユニット1,2,3における投射レンズ7R,7G,7Bは、鏡筒内に、光軸の折曲されるためのミラーやプリズムなどからなる折曲構造を有している。この投射レンズ7R,7G,7Bに入射された変調光は、スクリーン101上において合成されるように、各投射レンズ7R,7G,7Bごとに定められた所定の角度だけ折曲されて射出される。
The configurations of the
また、各投射レンズ7R,7G,7Bは、スクリーン101に対する相対位置の違い及びスクリーン101に対する変調光の入射角度の違いに応じて画像歪を補償する非球面レンズを有するものとなっている。すなわち、これら投射レンズ7R,7G,7Bにおける画像歪の補正は、その投射ユニット1,2,3が投射する変調光の色ごとに最適化されたものとなっている。
Each of the
この投射型画像表示装置においては、各投射ユニット1,2,3の投射レンズ7R,7G,7Bから折曲されて射出された変調光は、反射鏡9に入射され、この反射鏡9に反射されることによって、スクリーン101上で画像合成される。なお、反射鏡9は、非球面の凸面鏡や凹面鏡としてもよい。
In this projection type image display device, the modulated light that is bent and emitted from the
スクリーン101においては、各投射ユニット1,2,3からの変調光は、スクリーン101と各投射ユニット1,2,3との相対位置が異なるため、入射角も異なる。そのため、例えば、第2の投射ユニット2に対して最適化した表示画像に対しては、他の第1及び第3の投射ユニット1,3からの変調光については、画像歪が生ずる。そこで、第1及び第3の投射ユニット1,3の投射レンズ7R,7Bが有する非球面レンズは、第2の投射ユニット2とは異なる歪曲収差を補正するべく、最適化されたものとなっている。
In the
この投射型画像表示装置においても、スクリーン101上において表示画像が合成されるためには、各投射ユニット1,2,3及び反射鏡9を配置し、各投射ユニット1,2,3において、所定の投射距離に対応して、空間光変調素子5R,5G,5Bをシフト調整する。所定の投射距離は、この投射型画像表示装置において、最も短い投射距離であることが望ましい。
Also in this projection type image display apparatus, in order to synthesize a display image on the
次に、各投射ユニット1,2,3の投射レンズ7R,7G,7Bの倍率誤差を補正するために、各投射レンズ7R,7G,7B内に設けた焦点距離微調整機構により、または、投射レンズ7R,7G,7B全体を移動させることによって、投射倍率を調整する。したがって、投射レンズ7R,7G,7Bには、焦点距離微調整機構を設けておくことが望ましい。
Next, in order to correct the magnification error of the
さらに、必要な投射距離に対応して、各投射ユニット1,2,3の全体をシフト調整することにより、スクリーン101上において画像合成を行う。したがって、各投射ユニット1,2,3は、投射距離に応じてスクリーン101上での画像合成を行うための調整機構により支持されていることが望ましい。また、このとき、投射レンズ7R,7G,7Bに設けられているフォーカス機構を調整することにより、フォーカシング調整を行う。
Furthermore, image synthesis is performed on the
このようにして、スクリーン101上において、各投射ユニット1,2,3が表示する画像が合成される。
In this way, the images displayed by the
1 第1の投射ユニット
2 第2の投射ユニット
3 第3の投射ユニット
4R 半導体光源(R)
4G 半導体光源(G)
4B 半導体光源(B)
5R 空間変調素子(R)
5G 空間変調素子(G)
5B 空間変調素子(B)
6R ワイヤグリッド反射型偏光板(R)
6G ワイヤグリッド反射型偏光板(G)
6B ワイヤグリッド反射型偏光板(B)
7R 投射レンズ(R)
7G 投射レンズ(G)
7B 投射レンズ(B)
9 非球面反射鏡、反射鏡
DESCRIPTION OF
4G Semiconductor light source (G)
4B Semiconductor light source (B)
5R Spatial modulation element (R)
5G Spatial Modulator (G)
5B Spatial modulation element (B)
6R Wire grid reflective polarizing plate (R)
6G Wire grid reflection type polarizing plate (G)
6B Wire grid reflection type polarizing plate (B)
7R Projection lens (R)
7G projection lens (G)
7B Projection lens (B)
9 Aspherical reflectors, reflectors
Claims (5)
3原色のうちの第2の色の光を発する第2の半導体光源と、この第2の半導体光源からの光により照明される第2の空間光変調素子と、この第2の空間光変調素子を経て第2のワイヤグリッド反射型偏光板により反射された光をスクリーンに投射する第2の投射レンズとを有する第2の投射ユニットと、
3原色のうちの第3の色の光を発する第3の半導体光源と、この第3の半導体光源からの光により照明される第3の空間光変調素子と、この第3の空間光変調素子を経て第3のワイヤグリッド反射型偏光板により反射された光をスクリーンに投射する第3の投射レンズとを有する第3の投射ユニットと
を備え、
前記各投射ユニットは、それぞれの光軸が他の二の投射ユニットの光軸からの距離が略等しい距離となる位置に配置されており、前記スクリーン上において、各色の画像を合成してカラー画像を表示する
ことを特徴とする投射型画像表示装置。 A first semiconductor light source that emits light of the first color among the three primary colors, a first spatial light modulator that is illuminated by light from the first semiconductor light source, and the first spatial light modulator A first projection unit having a first projection lens that projects the light reflected by the first wire grid reflective polarizing plate through the screen onto the screen;
A second semiconductor light source that emits light of the second color among the three primary colors, a second spatial light modulator that is illuminated by light from the second semiconductor light source, and the second spatial light modulator A second projection unit having a second projection lens that projects the light reflected by the second wire grid reflective polarizing plate through the screen onto the screen;
A third semiconductor light source that emits light of the third color among the three primary colors, a third spatial light modulator that is illuminated by light from the third semiconductor light source, and the third spatial light modulator A third projection unit having a third projection lens for projecting the light reflected by the third wire grid reflective polarizer through the screen onto the screen,
Each of the projection units is disposed at a position where each optical axis is a distance that is substantially equal to the optical axis of the other two projection units, and a color image is obtained by combining the images of the respective colors on the screen. Projection type image display device characterized by displaying.
前記各投射ユニットにおける投射レンズは、前記非球面反射鏡において生ずる画像歪を補償する非球面レンズを有する
ことを特徴とする請求項1記載の投射型画像表示装置。 An aspheric reflector that reflects the light projected by each projection unit and guides it to the screen;
The projection type image display apparatus according to claim 1, wherein the projection lens in each projection unit includes an aspheric lens that compensates for image distortion generated in the aspheric reflecting mirror.
前記各投射レンズは、光軸を折曲させる角度が互いに異なっており、前記スクリーンに対する相対位置の違いによって生ずる画像歪を補償する非球面レンズを有する
ことを特徴とする請求項1記載の投射型画像表示装置。 The projection lens in each projection unit has a bending structure that bends the optical axis,
2. The projection type according to claim 1, wherein each projection lens has an aspheric lens that compensates for image distortion caused by a difference in relative position with respect to the screen, and has different angles for bending the optical axis. Image display device.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一に記載の投射型画像表示装置。 4. The projection type image display device according to claim 1, wherein the semiconductor light source in each projection unit is an LED. 5.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一に記載の投射型画像表示装置。 The projection type image display device according to any one of claims 1 to 4, wherein the spatial light modulation element in each projection unit is a reflective spatial light modulation element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006356869A JP2008165086A (en) | 2006-12-29 | 2006-12-29 | Projection image display device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010266482A (en) * | 2009-05-12 | 2010-11-25 | Hitachi Ltd | Projection board device, and translucent screen used for the same |
JP2010281932A (en) * | 2009-06-03 | 2010-12-16 | Seiko Epson Corp | Projector |
CN104142605A (en) * | 2014-07-14 | 2014-11-12 | 深圳雅图数字视频技术有限公司 | Projector |
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2006
- 2006-12-29 JP JP2006356869A patent/JP2008165086A/en active Pending
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