JP2009133999A - 画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像表示装置は、画像形成装置11、コリメート光学系12及び光学装置20を備えており、光学装置20は、導光板21、第1光学部材30、及び、第2光学部材40を備えており、画像形成装置11の中心から最も離れた所に位置する画素から出射され、コリメート光学系12の画像形成装置側節点を通過する光のコリメート光学系12への入射角度をθ1とし、画像形成装置11の中心に位置する画素から出射され、コリメート光学系12の画像形成装置側節点を通過する光の導光板への入射角をθ2としたとき、θ2>θ1を満足する。
【選択図】 図1
Description
(A)2次元マトリクス状に配列された複数の画素を備えた画像形成装置、
(B)画像形成装置の画素から出射された光を平行光とするコリメート光学系、及び、
(C)コリメート光学系にて進行方位の異なる複数の平行光とされた光が入射され、導光され、出射される光学装置、
を備えた画像表示装置であって、
光学装置は、
(a)入射された光が内部を全反射により伝播した後、出射される導光板、
(b)導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を反射又は回折させる第1光学部材、及び、
(c)導光板の内部を全反射により伝播した光を導光板から出射させる第2光学部材、
を備えている。
画像形成装置−Aは、
(α)青色を発光する第1発光素子が2次元マトリクス状に配列された第1発光パネルから成る第1画像形成装置、
(β)緑色を発光する第2発光素子が2次元マトリクス状に配列された第2発光パネルから成る第2画像形成装置、及び、
(γ)赤色を発光する第3発光素子が2次元マトリクス状に配列された第3発光パネルから成る第3画像形成装置、並びに、
(δ)第1画像形成装置、第2画像形成装置及び第3画像形成装置から出射された光を1本の光路に纏めるための手段(例えば、ダイクロイック・プリズムであり、以下の説明においても同様である)、
を備えており、
第1発光素子、第2発光素子及び第3発光素子のそれぞれの発光/非発光状態を制御する。
画像形成装置−Bは、
(α)青色を発光する第1発光素子が2次元マトリクス状に配列された第1発光パネル、及び、第1発光パネルから出射された出射光の通過/非通過を制御するための青色光通過制御装置(ライト・バルブ)から成る第1画像形成装置、
(β)緑色を発光する第2発光素子が2次元マトリクス状に配列された第2発光パネル、及び、第2発光パネルから出射された出射光の通過/非通過を制御するための緑色光通過制御装置(ライト・バルブ)から成る第2画像形成装置、
(γ)赤色を発光する第3発光素子が2次元マトリクス状に配列された第3発光パネル、及び、第3発光パネルから出射された出射光の通過/非通過を制御するための赤色光通過制御装置(ライト・バルブ)から成る第3画像形成装置、並びに、
(δ)青色光通過制御装置、緑色光通過制御装置及び赤色光通過制御装置を通過した光を1本の光路に纏めるための手段を備えており、
光通過制御装置(ライト・バルブ)によってこれらの第1発光パネル、第2発光パネル及び第3発光パネルから出射された出射光の通過/非通過を制御することで画像を表示する。
画像形成装置−Cも、フィールドシーケンシャル方式のカラー表示の画像形成装置であり、
(α)青色を発光する第1発光素子が2次元マトリクス状に配列された第1発光パネルから成る第1画像形成装置、
(β)緑色を発光する第2発光素子が2次元マトリクス状に配列された第2発光パネルから成る第2画像形成装置、及び、
(γ)赤色を発光する第3発光素子が2次元マトリクス状に配列された第3発光パネルから成る第3画像形成装置、並びに、
(δ)第1画像形成装置、第2画像形成装置及び第3画像形成装置のそれぞれから出射された光を1本の光路に纏めるための手段、更には、
(ε)1本の光路に纏めるための手段から出射された光の通過/非通過を制御するための光通過制御装置(ライト・バルブ)、
を備えており、
光通過制御装置によってこれらの発光パネルから出射された出射光の通過/非通過を制御することで画像を表示する。
画像形成装置−Dは、2次元マトリクス状に配列された発光素子ユニットからの出射光の通過/非通過を制御するための光通過制御装置(ライト・バルブ)を備えており、発光素子ユニットにおける第1発光素子、第2発光素子及び第3発光素子のそれぞれの発光/非発光状態を時分割制御し、更に、光通過制御装置によって第1発光素子、第2発光素子及び第3発光素子から出射された出射光の通過/非通過を制御することで画像を表示する、フィールドシーケンシャル方式のカラー表示の画像形成装置である。
(A)2次元マトリクス状に配列された複数の画素を備えた画像形成装置11、
(B)画像形成装置11の画素から出射された光を平行光とするコリメート光学系12、及び、
(C)コリメート光学系12にて進行方位の異なる複数の平行光とされた光が入射され、導光され、出射される光学装置20、
を備えている。そして、光学装置20は、
(a)入射された光(より具体的には、進行方位の異なる複数の平行光束から成る平行光束群)が内部を全反射により伝播した後、出射される導光板21、
(b)導光板21に入射された光(平行光束群)が導光板21の内部で全反射されるように、導光板21に入射された光(平行光束群)を反射又は回折させる(実施例1にあっては、具体的には反射させる)第1光学部材30、及び、
(c)導光板21の内部を全反射により伝播した光(平行光束群)を導光板21から出射させる(より具体的には、平行光束群のまま出射させる)第2光学部材40、
を備えている。尚、導光板21から出射された光は、観察者(画像観察者)の瞳13の位置(瞳位置)に入射する。
θ1=8度
θ2=10度
とした。ここで、実施例1の画像表示装置10にあっては、近端部画素光線LtPXがYi軸と交わる角度は鋭角である。ここで、近端部画素光線LtPXとは、画像形成装置11の中心(具体的には、実施例1にあっては、液晶表示装置51の中心)から最も離れた所に位置する画素(より具体的には、実施例1にあっては、画像形成装置11の中心からYi軸に相当する軸上において最も離れた所に位置する画素)であって、第2光学部材40に近い側に位置する画素から出射され、コリメート光学系12の前側節点を通過する光である。具体的には、この角度は、[90−(θ2+θ1)]度である。また、中心光CLは、XiYi平面に対して光学的に平行であり、且つ、XiZi平面に対して角度θ2にて交わっている。即ち、中心光CLは、第2光学部材40に近い側から鋭角の角度をもって導光板21に入射する。尚、実施例1あるいは後述する実施例2、実施例3にあっては、近端部画素光線LtPX、中心光CL、及び、後述する遠端部画素光線LtFHは、XiYi平面に含まれるとしているが、これに限定するものではない。即ち、近端部画素光線LtPX、中心光CL、及び、遠端部画素光線LtFTは、XiYi平面に含まれていない場合もある。そして、この場合には、角度θ1,θ2を立体角として取り扱えばよい。
(α)赤色を発光する赤色発光素子301Rが2次元マトリクス状に配列された赤色発光パネル311R、
(β)緑色を発光する緑色発光素子301Gが2次元マトリクス状に配列された緑色発光パネル311G、及び、
(γ)青色を発光する青色発光素子301Bが2次元マトリクス状に配列された青色発光パネル311B、並びに、
(δ)赤色発光パネル311R、緑色発光パネル311G及び青色発光パネル311Bから出射された光を1本の光路に纏めるための手段(例えば、ダイクロイック・プリズム303)、
を備えており、
赤色発光素子301R、緑色発光素子301G及び青色発光素子301Bのそれぞれの発光/非発光状態を制御するカラー表示の画像形成装置とすることもできる。この画像形成装置から出射された光も、コリメート光学系12,212を介して導光板21に入射される。尚、参照番号312は、発光素子から出射された光を集光するためのマイクロレンズである。
Claims (11)
- (A)2次元マトリクス状に配列された複数の画素を備えた画像形成装置、
(B)画像形成装置の画素から出射された光を平行光とするコリメート光学系、及び、
(C)コリメート光学系にて進行方位の異なる複数の平行光とされた光が入射され、導光され、出射される光学装置、
を備えた画像表示装置であって、
光学装置は、
(a)入射された光が内部を全反射により伝播した後、出射される導光板、
(b)導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を反射又は回折させる第1光学部材、及び、
(c)導光板の内部を全反射により伝播した光を導光板から出射させる第2光学部材、
を備えており、
画像形成装置の中心から最も離れた所に位置する画素から出射され、コリメート光学系の画像形成装置側節点を通過する光のコリメート光学系への入射角度をθ1とし、画像形成装置の中心に位置する画素から出射され、コリメート光学系の画像形成装置側節点を通過する光の導光板への入射角をθ2としたとき、θ2>θ1を満足することを特徴とする画像表示装置。 - コリメート光学系の光軸は、光学的に、画像形成装置の中心を通過することを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。
- コリメート光学系の光軸は、第1光学部材の中心を通過する導光板の光入射面における法線と平行であり、
コリメート光学系の光軸は、光学的に、画像形成装置の中心から外れた位置を通過することを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。 - 画像形成装置は、反射型空間光変調装置、及び、光源から成ることを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。
- 反射型空間光変調装置は、液晶表示装置、及び、光源からの光の一部を反射して液晶表示装置へと導き、且つ、液晶表示装置によって反射された光の一部を通過させてコリメート光学系へと導く偏光ビームスプリッターから成ることを特徴とする請求項4に記載の画像表示装置。
- (A)2次元マトリクス状に配列された複数の画素を備えた画像形成装置、
(B)画像形成装置の画素から出射された光を平行光とするコリメート光学系、及び、
(C)コリメート光学系にて進行方位の異なる複数の平行光とされた光が入射され、導光され、出射される光学装置、
を備えた画像表示装置であって、
光学装置は、
(a)入射された光が内部を全反射により伝播した後、出射される導光板、
(b)導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を反射又は回折させる第1光学部材、及び、
(c)導光板の内部を全反射により伝播した光を導光板から出射させる第2光学部材、
を備えており、
画像形成装置の如何なる画素から出射され、コリメート光学系を通過する平行光であっても、該平行光が入射する導光板の光入射面の法線と平行でないことを特徴とする画像表示装置。 - 画像形成装置の如何なる画素から出射され、コリメート光学系を通過し、導光板の光入射面によって一部が反射された平行光であっても、画像形成装置に入射しないことを特徴とする請求項6に記載の画像表示装置。
- コリメート光学系の光軸は、光学的に、画像形成装置の中心を通過することを特徴とする請求項6に記載の画像表示装置。
- コリメート光学系の光軸は、第1光学部材の中心を通過する導光板の光入射面における法線と平行であり、
コリメート光学系の光軸は、光学的に、画像形成装置の中心から外れた位置を通過することを特徴とする請求項6に記載の画像表示装置。 - 画像形成装置は、反射型空間光変調装置、及び、光源から成ることを特徴とする請求項6に記載の画像表示装置。
- 反射型空間光変調装置は、液晶表示装置、及び、光源からの光の一部を反射して液晶表示装置へと導き、且つ、液晶表示装置によって反射された光の一部を通過させてコリメート光学系へと導く偏光ビームスプリッターから成ることを特徴とする請求項10に記載の画像表示装置。
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