JP2008209888A - 光学装置および投射型表示装置 - Google Patents

光学装置および投射型表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】簡単な構成で、投射映像の面内色均一性を向上させること。
【解決手段】本発明は、光源1から照射された光を複数の色(例えば、R(赤)、G(緑)、B(青))に分光するダイクロイックミラー4、6と、ダイクロイックミラー4、5を介して分光されたRGB各色の光を各々偏光する偏光手段と、偏光手段を介して偏光された複数の色のうち少なくとも1つについて光の波長成分をトリミングして対応するLCD9〜11へ導くトリミングフィルタF1〜F3とを備える光学装置において、トリミングフィルタF1〜F3のうち少なくとも1つが光軸に対して傾斜して配置されているものである。
【選択図】図1

Description

本発明は、光源から照射された光を複数の色(例えば、R(赤)、G(緑)、B(青))に分光して、各色に対応した光変調素子へ導く光学装置およびこの光学装置を用いた投射型表示装置に関する。
液晶プロジェクタ等の投射型表示装置は、光源から出射した光をR(赤)、G(緑)、B(青)の3原色に分光し、各色所定の経路で各々対応した光変調素子(液晶パネル等)に導いて変調を行い、合成プリズムで合成した後、投射光学系を介してスクリーン上に拡大投射している(例えば、特許文献1参照。)。
特開平10−133303号公報
しかしながら、このような投射型表示装置では、RGBの3原色に対応した光を光変調素子で変調し、合成する際、各色の光量バランスの均一性を確保しなければ投射映像の面内での色の均一性が低下してしまい、場所による色味の違いが映像に現れてしまう。
この面内での色の均一性の低下は、レンズやミラーにおける波長の角度依存性に起因することが多い。そこで、特許文献1に記載の発明では、光路に色純度補正フィルタを所定の角度で挿入し、色純度補正フィルタの角度依存性を利用した色純度補正を行うようにしている。しかし、このような色純度補正フィルタを光路内に挿入するためには、それに必要なスペースが必要であり、光学ユニットの小型化に対応できないという問題が生じる。また、ダイクロイックミラーに傾斜膜を形成することで角度依存性を抑制することも考えられるが、このような傾斜膜は成膜が困難である。
本発明はこのような課題を解決するために成されたものである。すなわち、本発明は、光源から照射された光を複数の色に分光する分光手段と、分光手段を介して分光された複数の色の光を各々偏光する偏光手段と、偏光手段を介して偏光された複数の色の光のうち少なくとも1つに対応した色の波長成分をトリミングして光変調素子へ導くトリミングフィルタとを備える光学装置において、トリミングフィルタのうち少なくとも1つが光軸に対して傾斜して配置されているものである。
具体的には、分光手段によって、光源から照射される光をR(赤)、G(緑)、B(青)に分光し、RGBのうち少なくとも1つに対応してトリミングフィルタを設ける。そして、そのトリミングフィルタのうち少なくとも1つを光軸に対して傾斜して配置する。
特に、本発明は、トリミングフィルタの光軸に対する傾斜の方向および角度として、光変調素子で変調した後の光の面内波長分布がより均一となる方向および角度に設定する。
このような本発明では、偏光手段から光変調素子へ偏光光を導くトリミングフィルタの入射角度依存性を利用して、その手前のレンズやミラーによる入射角度依存性を逆補正することができるようになる。
また、RGB各色の光のうちGに対応する光をリレーレンズ系に設定した場合、他の色より色差の角度依存性が高いGの光路長が長くなることから、Gに対応したトリミングフィルタの角度を傾斜させることで、より多くの逆補正効果を得ることができる。
ここで、リレーレンズ系とは、分光手段において、光源から入射される光の分光の開始点から各色に対応した光変調素子に至るまでの光路のうち、最も長い光路となる光学系のことをいう。
また、本発明は、光源と、この光源から照射された光を複数の色に分光して、各色に対応した光変調素子へ導く光学装置と、光学装置から各色に対応した光変調素子へ導かれ、各光変調素子で変調された光を合成する合成手段と、合成手段によって合成された光を投射する投射光学系とを備える投射型表示装置において、光学装置が、光源から照射された光を複数の色に分光する分光手段と、分光手段を介して分光された複数の色の光を各々偏光する偏光手段と、偏光手段を介して偏光された複数の色の光のうち少なくとも1に対応した色の波長成分をトリミングして光変調素子へ導くトリミングフィルタとを備えており、トリミングフィルタのうち少なくとも1つが光軸に対して傾斜して配置されているものである。
このような本発明では、偏光手段から光変調素子へ偏光光を導くトリミングフィルタの入射角度依存性を利用して、その手前のレンズやミラーによる入射角度依存性を逆補正することができるようになる。
また、本発明では、トリミングフィルタが、光軸に対する傾斜の角度を複数設定できるよう保持されているものでもある。例えば、0°と10°もしくは0°と14°といった角度を切り替えて設定できるよう、板金やバネによって保持されており、各角度でクリック感を伴い的確かつ簡単に角度を設定して固定できるようになっている。
したがって、このような本発明によれば、ダイクロイックミラーに傾斜膜を付ける必要なく、また、別途、色純度補正フィルタを光路内に設ける必要なく、映像の面内色均一性を高めることが可能となる。これにより、光学装置およびこれを用いた投射型表示装置の小型化および高画質化を図ることが可能となる。
以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。
図1は、本実施形態の光学装置を適用した投射型表示装置(3板式液晶プロジェクタ)の光学構成の一例を示す図である。また、図2は、本実施形態の光学装置を示す図である。すなわち、本実施形態の光学装置は、図1に示すような3板式液晶プロジェクタに適用され、図2に示す構成が主要部となっている。
図1において、3板式液晶プロジェクタは、図2に示す本実施形態の光学装置のほか、光源1、オプティカルインテグレータ2、PS変換素子3、LCD9〜11、クロスプリズム12および投射レンズ13を備えている。
この3板式液晶プロジェクタにおいて、光源1から出射された光束は、不図示のレンズ系により平行光束化され、UV−IRカットフィルタにより可視光線領域外の光束を遮光されて、オプティカルインテグレータ2に入射する。オプティカルインテグレータ2は、光源1からの光束に基づいて、複数の光源像から成る多光源を形成する。
このオプティカルインテグレータ2により形成された多光源からの光束は、PS変換素子3で偏光方向が設定された後、コンデンサレンズL11を経て本実施形態の光学装置へ入射する。
光学装置は、光源から照射された光をRGBの3原色に分光して、各色に対応した3つの光変調素子(例えば、液晶表示素子:LCD9〜11)へ導くもので、特に、本実施形態では、光源1から照射される光のRGBの波長成分を所定の範囲でトリミングしてLCD9〜11へ各々導くためのトリミングフィルタF1〜F3のうち、少なくとも1つが光軸に対して傾斜して配置されていることを特徴としている。
光学装置は、B(青)色の波長範囲の光束を反射するダイクロイックミラー4、R(赤)色の波長範囲の光束を反射するダイクロイックミラー5、B(青)色の波長範囲の光束を反射するミラー6、G(緑)色の波長範囲の光束を反射するミラー7、8および各色の光束を各対応するLCD9〜11に集光するコンデンサレンズL12、L14、L16およびリレーレンズL13、L15、コンデンサレンズL14からLCD9へ導くB(青)色光をトリミングするトリミングフィルタF1、コンデンサレンズL12からLCD10へ導くR(赤)色光をトリミングするトリミングフィルタF2、コンデンサレンズL16からLCD11へ導くG(緑)色光をトリミングするトリミングフィルタF3、LCD9とクロスプリズム12との間に配置される出射側偏光板F’1、LCD10とクロスプリズム12との間に配置される出射側偏光板F’2、LCD11とクロスプリズム12との間に配置される出射側偏光板F’3から構成される。
なお、図2では示されないが、トリミングフィルタF1〜F3はガラス板の一方面(コンデンサレンズ側)に形成されている。また、ガラス板の他方面(LCD側)には入射側偏光板が設けられ、これによりトリミングフィルタと入射側偏光板とが一部品として構成されている。
この光学装置において、先ず、コンデンサレンズL11を経た光は、ダイクロイックミラー4に入射する。ダイクロイックミラー4は、B(青)色の波長範囲の光束を反射してその他の波長範囲の光束を透過させる。ダイクロイックミラー4で反射されたB(青)色の波長範囲の光束は、反射ミラー6を経て、コンデンサレンズL14により、被照射面に配置されるLCD9を重畳して照明する。
ダイクロイックミラー4を透過した光束は、ダイクロイックミラー5に入射する。ダイクロイックミラー5は、R(赤)色の波長範囲の光束を反射してその他の波長範囲の光束を透過させる。ダイクロイックミラー5で反射されたR(赤)色の波長範囲の光束は、コンデンサレンズL12により、被照射面に配置されるLCD10を重畳して照明する。
ダイクロイックミラー5を透過したG(緑)色の波長範囲の光束は、リレーレンズL13,反射ミラー7,リレーレンズL15,反射ミラー8を経て、コンデンサレンズL16により、被照射面に配置されるLCD11を重畳して照明する。なお、このようにしてLCD9乃至11を照明するコンデンサ光学系は、入射瞳面が投射レンズ13の入射瞳面と共役関係にある。
LCD9,LCD10,LCD11では、B(青)色,R(赤)色,G(緑)色の波長範囲の光束がそれぞれの色の映像信号に応じて変調される。これらLCD9〜11で変調されたB(青)色,R(赤)色,G(緑)色の波長範囲の光束は、合成手段であるクロスプリズム12によって再び重ね合わされ、投射レンズ13に入射してスクリーンS上に拡大投影される。
なお、上記構成では、ダイクロイックミラー4でB(青)色の波長範囲の光束を反射し、ダイクロイックミラー5でR(赤)色の波長範囲の光束を反射するようにしているが、反対に、ダイクロイックミラー4でR(赤)色の波長範囲の光束を反射し、ダイクロイックミラー5でB(青)色の波長範囲の光束を反射するようにしてもよい。また、G(緑)をリレーレンズ系(分光手段であるダイクロイックミラー4による分光の開始点から各色に対応したLCD9〜11に至るまでの光路のうち、最も長い光路となる光学系)に設定しているが、G(緑)以外をリレーレンズ系にした構成でもよい。
このような光学装置の構成において、本実施形態では、RGB各色に対応したトリミングフィルタF1〜F3のうち少なくとも1つが光軸に対して傾斜して配置されることで、投射映像の面内色均一性向上を図る点に特徴がある。
図1、図2に示す例では、GおよびRに対応したトリミングフィルタF2、F3が光軸に対して傾斜しているが、必要に応じてBに対応したトリミングフィルタF1が光軸に対して傾斜していたり、またRGBいずれか1つ、もしくはいずれか2つのトリミングフィルタが傾斜していたりする構成でもよい。
このようにトリミングフィルタの光軸に対する角度を傾けるのは、トリミングフィルタの波長特性における入射角度依存性を利用して、その手前のレンズやミラーによる入射角度依存性を逆補正するためである。これにより、ダイクロイックミラーに傾斜膜を付けたり、別途、色純度補正フィルタを光路内に設けたりする必要なく、投射映像の面内色均一性を高めることが可能となる。
なお、トリミングフィルタF1〜F3の周辺、例えば、コンデンサレンズL12、L14、L16やLCD9〜11との間には、LCD9〜11やトリミングフィルタF1〜F3の発熱を防止するための空気を通すための空間が設けられていることから、トリミングフィルタF1〜F3を傾斜させるためのスペースはこの空間を利用することで確保できるようになる。
次に、トリミングフィルタの波長特性における入射角度依存性について説明する。図3は、トリミングフィルタへの光の入射角度γに対する半値波長移動量ΔHWを示す図で、角度依存性の高いR(赤)とG(緑)について示したものである。ここで、トリミングフィルタへの光の入射角度γは、図3下図に示すにように、トリミングフィルタが光軸に対して傾斜した配置された場合の光軸に対する光線入射角度αと、光軸に対するトリミングフィルタの傾きβとを加算したものである。
図3下図では光線の入射角度やトリミングフィルタの傾斜角度を強調して示しているが、一般にトリミングフィルタへ至るまでの光学系から最終段のコンデンサレンズを介して送られる光束では、光軸から離れるに従い入射角度が大きくなっていく。そして、図3上図に示すように、トリミングフィルタに対する光線の入射角度γが大きくなるほど、光の波長(半値波長)のずれが大きくなっていく。
図4は、波長に対する光量をトリミングフィルタの光軸に対する傾斜角度をパラメータとした図で、(a)はR(赤)に対応したトリミングフィルタ、(b)はG(緑)に対応したトリミングフィルタの例である。いずれの例でも、トリミングフィルタの傾斜角度が大きくなると、フィルタ特性が短波長側へシフトすることが分かる。
ここで、トリミングフィルタを光軸に対して傾斜させずに配置した場合、先に説明した光学系の特性によってトリミングフィルタの面内の位置によって光線の入射角度が異なることになる。これは、特にリレーレンズ系のような光路長が長くなる場合に顕著に現れるようになる。
特に、トリミングフィルタに対する光線の入射角度依存性の高いG(緑)色光をリレーレンズ系に設定した場合、光路長が他の色のレンズ系に比べて長くなることから、トリミングフィルタの面内での入射角度変化が非常に顕著となる。このような入射角度変化があることでトリミングフィルタの波長特性が面内でばらつき、ホワイトバランス等の悪影響による投射映像の色味の面内ばらつきを発生させる原因となる。
そこで、本実施形態では、トリミングフィルタの光軸に対する傾斜に応じた波長のシフト(図4参照)を利用して、光学系の特性で生じる入射光の面内角度変化による波長シフトでの画質のばらつきの抑制を図るべく、トリミングフィルタを傾斜させるようにしている。
つまり、トリミングフィルタの光軸に対する傾斜角度を設けても、入射光の面内での入射角度差は無くならないものの、入射光の面内での入射角度の分布が変わり、他の色との合成バランスの関係で、投射映像についての面内での色均一性を向上させることが可能となる。
このトリミングフィルタの光軸に対する傾斜の方向および角度は、光源1や各種光学系によって変わるため、光学セットに応じた方向および傾斜量を設定する。したがって、傾斜方向も光軸z方向に対して各直交するx、y方向の一方について傾斜させる場合や、両方について傾斜させる場合もある。
図5、図6は、トリミングフィルタの傾斜機構を説明する模式断面図である。なお、図5、図6では、R(赤)に対応したトリミングフィルタF2を例としているが、他の色に対応したトリミングフィルタであっても同様に適用可能である。
図5に示す傾斜機構は、トリミングフィルタF2の端部を板金によるクリップC1で固定し、このクリップC1の移動によって他端を支点としてトリミングフィルタF2を傾斜させるものである。図5(a)に示す例は、トリミングフィルタF2の傾斜角度が0°(光軸に対して直交)の場合である。クリップC1の先端には凸部が設けられており、ホルダーhにはこの凸部と対応する凹部が複数個設けられている。クリップC1はバネ性を有しており、このバネ性によってクリップC1の凸部がホルダーhの凹部に嵌合し、これによってクリップC1の位置が固定される。このクリップC1の位置によってトリミングフィルタF2の角度が設定されることになる。
図5(b)に示す例は、トリミングフィルタF2の傾斜角度が約10°の場合である。図5(a)に示す状態からトリミングフィルタF2の図中下端を支点として傾斜させると、トリミングフィルタF2を保持するクリップC1が図中横方向に移動し、クリップC1の凸部がホルダーhの別の凹部に入り込む状態となる。クリップC1の凸部がホルダーhの凹部から隣りの凹部に入り込む際、クリック感とともにその位置に固定され、この固定によってトリミングフィルタF2の角度が設定される。したがって、ホルダーhの凹部を複数個設けておくことで、その凹部の位置に対応してトリミングフィルタF2の角度を調整できることになる。
図6に示す傾斜機構は、トリミングフィルタF2の端部を樹脂製のクリップC2で固定し、このクリップC2の移動によって他端を支点としてトリミングフィルタF2を傾斜させるものである。図6(a)に示す例は、トリミングフィルタF2の傾斜角度が0°(光軸に対して直交)の場合である。クリップC2の側面には複数の凹凸が設けられており、ホルダーhにはこの凹凸と接触する突起部が設けられている。クリップC2の凹凸における凹部がホルダーhの突起と嵌合することでクリップC2の位置が固定され、トリミングフィルタF2の角度が設定されることになる。
図6(b)に示す例は、トリミングフィルタF2の傾斜角度が約14°の場合である。図6(a)に示す状態からトリミングフィルタF2の図中下端を支点として傾斜させると、トリミングフィルタF2を保持するクリップC2が図中横方向に移動し、クリップC2の側面に設けられた凹部にホルダーhの突起部が入り込む状態となる。クリップC2が移動してホルダーhの突起部がクリップC2の凹部から隣りの凹部に入り込む際、クリック感とともにその位置に固定され、この固定によってトリミングフィルタF2の角度が設定される。したがって、クリップC2の凹凸を複数個設けておくことで、その凹部の位置に対応してトリミングフィルタF2の角度を調整できることになる。
いずれの例においても、簡単な操作でトリミングフィルタF2の角度を調整することができ、クリック感とともに確実な角度固定を行うこともできる。トリミングフィルタF2の角度設定によって、上記のような投射映像についての面内色均一性を向上させることが可能となるとともに、複数の角度調整可能な機能にすることで、使用できるトリミングフィルタF2の半値規格を緩和でき、使用可能なフィルタが増えることから、フィルタの歩留まりを向上、さらには製品のコストダウンを図ることが可能となる。
図7は、本実施形態の光学装置を組み込んだ3板式液晶プロジェクタのユニット構成の例を示す模式図である。このユニット構成は、先に説明した3板式液晶プロジェクタの光源1から先、投射レンズ13の手前までの光学部品をユニット(1つの集約された部材)としたものである。
すなわち、ユニットは、オプティカルインテグレータ2、PS変換素子3、本実施形態の光学装置(ダイクロイックミラー4、5、ミラー6、7、8、コンデンサレンズL12、L14、L16、リレーレンズL13、L15およびトリミングフィルタF1〜F3等)、LCD9〜11、クロスプリズム12が1つのパッケージに組み込まれており、各種光学部品の位置合わせが完了したものとなっている。
したがって、3板式液晶プロジェクタを構成する際は、このユニットに光源1および投射レンズ13を取り付けることで容易に表示装置を構築することができる。例えば、投射レンズ13が取り付けられたハウジングHにこのユニットを取り付けるだけでユニットと投射レンズ13との光軸が設定され、光源1を装置筐体(図示せず)に配置することで3板式液晶プロジェクタを構成することができる。
このユニットでは、先に説明したトリミングフィルタF1〜F3のうちいずれか1つの光軸に対する傾斜角度を、ユニット筐体に設けられたトリミングフィルタF1〜F3の取り付け構造によって固定的に設定できるようになっている。つまり、ユニット筐体に設けられた取り付け枠にトリミングフィルタF1〜F3を固定するだけで、設計した傾斜を設けることができるようになる。
また、トリミングフィルタF1〜F3の光軸に対する傾斜を調整可能にしてもよい。例えば、ユニット筐体に対するトリミングフィルタF1〜F3の取り付け角度を調整できる機構を設けておくことで、光源1の変更等に対応したトリミングフィルタF1〜F3の角度調整を容易に行うことができるようになる。
上記のようなユニット構成を用いることで、設計者の意図する光源1や投射レンズ13を用いた表示装置を容易に構築でき、また、部品交換が必要な際も必要部分を簡単に付け替えることが可能となる。
なお、以上の例では、スクリーンSの前面に映像を投影するフロント式の液晶プロジェクタに本発明を適用している。しかし、本発明は、これに限らず、スクリーンSの背面に映像を投影して前面からその映像を見るリア式の液晶プロジェクタや、LCD以外の変調素子(例えば、DMD(Digital Micromirror Device)やGLV(Grating Light Valve))を用いたプロジェクタなど、変調素子を照明するコンデンサ光学系を有するあらゆる画像表示装置に適用することができる。
また、本実施形態で説明した光学装置におけるトリミングフィルタはR(赤)、G(緑)、B(青)の全てに対応して設けられているが、RGBのうち少なくとも1つに設けられているものでもよく、その設けられているトリミングフィルタのうち少なくとも1つについて光軸に対する傾斜を設けて配置する構成にすれば、本発明の作用効果を奏することができる。
例えば、ダイクロイックミラー4によってB(青)の分光および色純度を精度良く決定できる場合、B(青)に対応したトリミングフィルタF1を設ける必要はない。この場合、トリミングフィルタF1の代わりにサファイアガラス基板(片面に入射側偏光板が取り付けられているもの)を配置する。これによって入射側偏光板の冷却効果を高めることができる。
本実施形態の光学装置を適用した投射型表示装置(3板式液晶プロジェクタ)の光学構成の一例を示す図である。 本実施形態の光学装置の構成を示す図である。 トリミングフィルタへの光の入射角度γに対する半値波長移動量ΔHWを示す図である。 波長に対する光量をトリミングフィルタの光軸に対する傾斜角度をパラメータとした図である。 トランジスタの傾斜機構の例(その1)を説明する模式図である。 トランジスタの傾斜機構の例(その2)を説明する模式図である。 本実施形態の光学装置を組み込んだ3板式液晶プロジェクタのユニット構成の例を示す模式図である。
符号の説明
1…光源、2…オプティカルインテグレータ2…PS変換素子、4…ダイクロイックミラー、5…ダイクロイックミラー、6…ミラー、7…ミラー、8…ミラー、9…LCD、10…LCD、11…LCD、12…クロスプリズム、13…投射レンズ、F1…トリミングフィルタ、F2…トリミングフィルタ、F3…トリミングフィルタ、L11…コンデンサレンズ、L12…コンデンサレンズ、L13…リレーレンズ、L14…コンデンサレンズ、L15…リレーレンズ、L16…コンデンサレンズ、S…スクリーン

Claims (11)

  1. 光源から照射された光を複数の色に分光する分光手段と、
    前記分光手段を介して分光された複数の色の光を各々偏光する偏光手段と、
    前記偏光手段を介して偏光された複数の色の光のうち少なくとも1つに対応した色の波長成分をトリミングして光変調素子へ導くトリミングフィルタとを備える光学装置において、
    前記トリミングフィルタのうち少なくとも1つが光軸に対して傾斜して配置されている
    ことを特徴とする光学装置。
  2. 前記分光手段によって分光する複数の色は、R(赤)、G(緑)、B(青)である
    ことを特徴とする請求項1記載の光学装置。
  3. 前記分光手段によって分光する複数の色は、R(赤)、G(緑)、B(青)であり、
    前記トリミングフィルタは、前記複数の色のうちR(赤)、G(緑)に対応して設けられている
    ことを特徴とする請求項1記載の光学装置。
  4. 前記トリミングフィルタの前記光軸に対する傾斜の方向および角度は、前記光変調素子で変調した後の光の面内波長分布がより均一となる方向および角度に設定する
    ことを特徴とする請求項1記載の光学装置。
  5. 前記分光手段によって分光する複数の色は、R(赤)、G(緑)、B(青)であり、
    前記複数の色のうちG(緑)に対応する光をリレーレンズ系に設定する
    ことを特徴とする請求項1記載の光学装置。
  6. 光源と、
    前記光源から照射された光を複数の色に分光して、各色に対応した光変調素子へ導く光学装置と、
    前記光学装置から前記各色に対応した光変調素子へ導かれ、各光変調素子で変調された光を合成する合成手段と、
    前記合成手段によって合成された光を投射する投射光学系とを備える投射型表示装置において、
    前記光学装置は、
    前記光源から照射された光を複数の色に分光する分光手段と、
    前記分光手段を介して分光された複数の色の光を各々偏光する偏光手段と、
    前記偏光手段を介して偏光された複数の色の光のうち少なくとも1に対応した色の波長成分をトリミングして光変調素子へ導くトリミングフィルタとを備えており、
    前記トリミングフィルタのうち少なくとも1つが光軸に対して傾斜して配置されている
    ことを特徴とする投射型表示装置。
  7. 前記分光手段によって分光する複数の色は、R(赤)、G(緑)、B(青)であり、
    前記トリミングフィルタは、前記複数の色のうちR(赤)、G(緑)に対応して設けられている
    ことを特徴とする請求項6記載の投射型表示装置。
  8. 前記光源として高圧水銀ランプを用い、
    前記分光手段によってR(赤)、G(緑)、B(青)の色に分光して、そのうちR(赤)に対応するトリミングフィルタおよびG(緑)に対応するトリミングフィルタの各々を前記光軸に対して傾斜させる
    ことを特徴とする請求項6記載の投射型表示装置。
  9. 前記光源として高圧水銀ランプを用い、
    前記分光手段によってR(赤)、G(緑)、B(青)の色に分光して、そのうちG(緑)に対応する光をリレーレンズ系に設定する
    ことを特徴とする請求項6記載の投射型表示装置。
  10. 前記トリミングフィルタは、前記光軸に対する傾斜の角度が複数設定可能に保持されている
    ことを特徴とする請求項1記載の光学装置。
  11. 前記トリミングフィルタは、前記光軸に対する傾斜の角度が複数設定可能に保持されている
    ことを特徴とする請求項6記載の投射型表示装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017211567A (ja) * 2016-05-27 2017-11-30 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド 液晶表示装置、光源装置および光源装置の製造方法
WO2021121301A1 (zh) * 2019-12-20 2021-06-24 深圳光峰科技股份有限公司 一种光束校准设备、投影设备及光束校准方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5320661B2 (ja) * 2006-03-28 2013-10-23 セイコーエプソン株式会社 画像表示装置
JP2008209888A (ja) * 2007-01-31 2008-09-11 Sony Corp 光学装置および投射型表示装置
DK3078482T3 (da) * 2013-12-03 2019-08-12 Prismlab China Ltd Lyshærdende 3D printerenhed og billedbehandlingssystem dertil
JP6465594B2 (ja) 2014-09-03 2019-02-06 キヤノン株式会社 色分離合成系およびこれを用いた投射型表示装置
CN110082999B (zh) * 2018-01-26 2021-11-16 中强光电股份有限公司 投影机、光学引擎及画素偏移装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0534608A (ja) * 1991-08-01 1993-02-12 Asahi Optical Co Ltd 波長選択装置および画像合成投影装置の色調補正機構
JPH10133303A (ja) * 1996-10-31 1998-05-22 Sony Corp 映像投射装置
JP2000347287A (ja) * 1999-06-04 2000-12-15 Sanyo Electric Co Ltd 投写型映像表示装置
WO2002101457A1 (fr) * 2001-06-08 2002-12-19 Sony Corporation Dispositif d'eclairage et dispositif d'affichage d'images de type projection
JP2007065496A (ja) * 2005-09-01 2007-03-15 Seiko Epson Corp プロジェクタ

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11149061A (ja) * 1997-09-12 1999-06-02 Minolta Co Ltd 光源装置および照明装置
US7170665B2 (en) * 2002-07-24 2007-01-30 Olympus Corporation Optical unit provided with an actuator
JP4136217B2 (ja) * 1998-08-27 2008-08-20 キヤノン株式会社 投射型表示装置
JP2001092419A (ja) * 1999-09-22 2001-04-06 Canon Inc 表示装置
JP3453545B2 (ja) * 2000-04-04 2003-10-06 キヤノン株式会社 表示装置
US6553168B2 (en) * 2000-05-23 2003-04-22 Honeywell International Inc. Projection system utilizing fiber optic illumination
US7084931B2 (en) * 2000-08-28 2006-08-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Projection video device
JP2003015033A (ja) * 2001-06-28 2003-01-15 Minolta Co Ltd 投射光学系
US7347561B2 (en) * 2001-08-06 2008-03-25 Jds Uniphase Corporation Image display device
JP2003315650A (ja) * 2002-04-26 2003-11-06 Olympus Optical Co Ltd 光学装置
US6758565B1 (en) * 2003-03-20 2004-07-06 Eastman Kodak Company Projection apparatus using telecentric optics
US20070019179A1 (en) * 2004-01-16 2007-01-25 Damian Fiolka Polarization-modulating optical element
CN1910522B (zh) * 2004-01-16 2010-05-26 卡尔蔡司Smt股份公司 偏振调制光学元件
US8270077B2 (en) * 2004-01-16 2012-09-18 Carl Zeiss Smt Gmbh Polarization-modulating optical element
US7192141B2 (en) * 2004-02-24 2007-03-20 Barco N.V. Optical arrangement for non-inverting illumination system
JP4082369B2 (ja) * 2004-03-25 2008-04-30 セイコーエプソン株式会社 液晶ライトバルブを構成する射出側偏光板の温度上昇抑制
JP2008209888A (ja) * 2007-01-31 2008-09-11 Sony Corp 光学装置および投射型表示装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0534608A (ja) * 1991-08-01 1993-02-12 Asahi Optical Co Ltd 波長選択装置および画像合成投影装置の色調補正機構
JPH10133303A (ja) * 1996-10-31 1998-05-22 Sony Corp 映像投射装置
JP2000347287A (ja) * 1999-06-04 2000-12-15 Sanyo Electric Co Ltd 投写型映像表示装置
WO2002101457A1 (fr) * 2001-06-08 2002-12-19 Sony Corporation Dispositif d'eclairage et dispositif d'affichage d'images de type projection
JP2007065496A (ja) * 2005-09-01 2007-03-15 Seiko Epson Corp プロジェクタ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017211567A (ja) * 2016-05-27 2017-11-30 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド 液晶表示装置、光源装置および光源装置の製造方法
WO2021121301A1 (zh) * 2019-12-20 2021-06-24 深圳光峰科技股份有限公司 一种光束校准设备、投影设备及光束校准方法

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