JP2010237696A - 投写型映像表示装置 - Google Patents
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Abstract
4色以上の光を利用する場合であっても、装置全体のコスト上昇を抑制することを可能とする投写型映像表示装置を提供する。
【解決手段】
光源10と、光源が発する光を変調する光変調素子30R、G、Bと、光源が発する光を赤成分光と緑成分光と青成分光とに分割して光変調素子へ導く導光手段321と、光変調素子によって変調された光を投写する投写手段110と、を備えた投写型映像表示装置120であって、導光手段は、緑成分光を反射すると共に緑成分光よりも波長が長い他の色成分光を透過して合成する光学素子323を含み、光変調素子には、緑成分光と共に他の色成分光が合成されて入射し、他の色成分光は、第2色成分光と共に変調される。
【選択図】 図9
Description
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、4色以上の光を利用する場合であっても、装置全体のコスト上昇を抑制することを可能とする投写型映像表示装置を提供することを目的とする。
(投写型映像表示装置の概略)
以下において、第1実施形態に係る投写型映像表示装置の概略について、図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係る投写型映像表示装置100の概略を示す図である。
以下において、第1実施形態に係る照明ユニットの概略構成について、図面を参照しながら説明する。図2は、第1実施形態に係る照明ユニット120の概略構成を示す図である。図2では、光源10が発する光を均質化するフライアイレンズ、光源10が発する光の偏光方向を揃えるPBS(Polarized Beam Splitter)などが省略されていることに留意すべきである。
ここで、黄成分光は、図3に示すように、赤成分光、緑成分光及び青成分光が再現可能な色範囲(RGB色再現範囲)外の色を再現可能な光である。3色の光を利用する投写型映像表示装置では、黄成分光は色分離の過程で除かれる光である。
一方で、液晶パネル30Yeは、赤用入力信号、緑用入力信号及び青用入力信号に基づいて算出される寄与度に応じて制御される変調量(黄用信号)に応じて黄成分光を変調する。なお、液晶パネル30Yeの光入射側及び光出射側の少なくとも一方に偏光板(不図示)が設けられていてもよい。
また、液晶パネル30Yeの解像度は、液晶パネル30R、液晶パネル30G及び液晶パネル30Bの解像度と同じであってもよい。
(1−1)位相差板50が設けられていないケース
黄成分光をオフにする場合には、液晶パネル30Yeに電圧を印加しない。これによって、液晶パネル30Yeが黄成分光の偏光方向を回転させるため、黄成分光の偏光方向が赤成分光の偏光方向と異なることになる。すなわち、液晶パネル30Rの入射側に設けられた偏光板によって黄成分光が遮光される。
黄成分光をオフにする場合には、液晶パネル30Yeに電圧を印加する。これによって、位相差板50が黄成分光の偏光方向を回転させた後に、液晶パネル30Yeが黄成分光の偏光方向を回転させないため、黄成分光の偏光方向が赤成分光の偏光方向と異なることになる。すなわち、液晶パネル30Rの入射側に設けられた偏光板によって黄成分光が遮光される。
(2−1)位相差板50が設けられていないケース
黄成分光をオフにする場合には、液晶パネル30Yeに電圧を印加する。これによって、液晶パネル30Yeが黄成分光の偏光方向を回転させるため、黄成分光の偏光方向が赤成分光の偏光方向と異なることになる。すなわち、液晶パネル30Rの入射側に設けられた偏光板によって黄成分光が遮光される。
黄成分光をオフにする場合には、液晶パネル30Yeに電圧を印加しない。これによって、位相差板50が黄成分光の偏光方向を回転させた後に、液晶パネル30Yeが黄成分光の偏光方向を回転させないため、黄成分光の偏光方向が赤成分光の偏光方向と異なることになる。すなわち、液晶パネル30Rの入射側に設けられた偏光板によって黄成分光が遮光される。
ここで、表1は、上述した電圧の印加状態と偏光の回転との関係を示す表である。
以下において、第1実施形態に係る投写型映像表示装置の機能について、図面を参照しながら説明する。図5は、第1実施形態に係る投写型映像表示装置100の機能を示すブロック図である。
第1実施形態に係る投写型映像表示装置100によれば、液晶パネル30Yeから出射された黄成分光(第4色成分光)が、液晶パネル30Rに入射する。すなわち、黄成分光は、赤成分光に重畳されてクロスダイクロイックキューブ60に供給される。従って、赤成分光、緑成分光及び青成分光に加えて、黄成分光を利用する場合であっても、クロスダイクロイックキューブ60に入射する光は3種類(赤成分光及び黄成分光を含む光、緑成分光及び青成分光)である。この結果、投写レンズユニット110の設計を変更する必要がなく、装置全体のコスト上昇を抑制することができる。
第1実施形態に係る投写型映像表示装置100によれば、黄用信号(液晶パネル30Yeの変調量)が、赤用入力信号、緑用入力信号及び青用入力信号に基づいて制御されるため、スクリーン200上に投写される映像の色バランスを崩すことなく、映像の輝度向上を適切に図ることができる。
以下において、第2実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下においては、上述した第1実施形態と第2実施形態との相違点について主として説明する。
具体的には、上述した第1実施形態では、位相差板50は、液晶パネル30Yeに入射する前の黄成分光の光路上に設けられる。これに対して、第2実施形態では、位相差板50は、液晶パネル30Yeから出射した後の黄成分光の光路上に設けられる。
以下において、第2実施形態に係る照明ユニットの概略構成について、図面を参照しながら説明する。図7は、第2実施形態に係る照明ユニット120の概略構成を示す図である。なお、図7では、上述した図2と同様の構成について同様の符号を付していることに留意すべきである。
ここで、赤成分光と偏光方向が揃っていた黄成分光の偏光方向が液晶パネル30Yeによって90°回転されて、黄成分光が液晶パネル30Yeから出射される場合には、位相差板50は、黄成分光の偏光方向を90°回転させる。このように、液晶パネル30Yeによって偏光方向が90°回転された黄成分光の偏光方向を位相差板50がさらに90°回転させる。すなわち、位相差板50は、黄成分光の偏光方向を元の偏光方向に戻して、赤成分光、緑成分光及び青成分光の偏光方向に黄成分光の偏光方向を揃える。
以下において、第3実施形態について図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第1実施形態と第3実施形態との相違点について主として説明する。
具体的には、上述した第1実施形態では、液晶パネル30Yeから出射した黄成分光は、液晶パネル30Rに入射する。これに対して、第2実施形態では、液晶パネル30Yeから出射した黄成分光は、液晶パネル30G(特定の光変調素子)に入射する。
以下において、第3実施形態に係る照明ユニットの概略構成について、図面を参照しながら説明する。図8は、第3実施形態に係る照明ユニット120の概略構成を示す図である。なお、図8では、図2と同様の構成について同様の符号を付していることに留意すべきである。
第3実施形態に係る投写型映像表示装置100によれば、黄成分光が、緑成分光に重畳されてクロスダイクロイックキューブ60に供給される。従って、比視感度を考慮した色バランスを崩すことなく、映像の輝度向上を適切に図ることができる。ここで、人間が緑色と感じる色範囲は、人間が赤色や青色と感じる色範囲よりも広いことに留意すべきである。従って、黄成分光が緑成分光に重畳されても、比視感度を考慮した色バランスが崩れにくい。
以下において、第4実施形態について図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第3実施形態と第4実施形態との相違点について主として説明する。具体的には、上述した第3実施形態と第4実施形態とでは、各色成分光の分離及び合成の方法が異なっている。
以下において、第4実施形態に係る照明ユニットの概略構成について、図面を参照しながら説明する。図9は、第4実施形態に係る照明ユニット120の概略構成を示す図である。なお、図9では、上述した図8と同様の構成について同様の符号を付していることに留意すべきである。
第4実施形態に係る投写型映像表示装置100によれば、照明ユニット120は、3板式の投写型映像表示装置の構成として一般的な構成に、ミラー326〜ミラー328、液晶パネル30Ye及び位相差板50を加えた構成を有する。すなわち、3板型の投写型映像表示装置の構成と近い構成を用いることが可能であるため、照明ユニット120の光学的な設計負荷を軽減することができる。
以下において、第5実施形態について図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第4実施形態と第5実施形態との相違点について主として説明する。具体的には、上述した第4実施形態と第5実施形態とでは、各色成分光の分離及び合成の方法が異なっている。
以下において、第5実施形態に係る照明ユニットの概略構成について、図面を参照しながら説明する。図10は、第5実施形態に係る照明ユニット120の概略構成を示す図である。なお、図10では、上述した図9と同様の構成について同様の符号を付していることに留意すべきである。
第5実施形態に係る投写型映像表示装置100によれば、ミラー324及びミラー326に代えてクロスダイクロイックミラー61が用いられるため、第4実施形態に比べて、照明ユニット120の小型化を図ることができる。
以下において、第6実施形態について図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第4実施形態と第6実施形態との相違点について主として説明する。具体的には、上述した第4実施形態では、黄成分光を変調する液晶パネル(液晶パネル30Ye)として透過型液晶パネルが用いられる。これに対して、第6実施形態では、黄成分光を変調する液晶パネルとして反射型液晶パネル(LCOS)が用いられる。
以下において、第6実施形態に係る照明ユニットの概略構成について、図面を参照しながら説明する。図11は、第6実施形態に係る照明ユニット120の概略構成を示す図である。なお、図11では、上述した図9と同様の構成について同様の符号を付していることに留意すべきである。
照明ユニット120は、複数のレンズ群(レンズ241〜レンズ244、レンズ281〜レンズ283)を有する。
以下において、第7実施形態について図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第4実施形態と第7実施形態との相違点について主として説明する。
以下において、第7実施形態に係る照明ユニットの概略構成について、図面を参照しながら説明する。図12は、第7実施形態に係る照明ユニット120の概略構成を示す図である。なお、図12では、上述した図9と同様の構成について同様の符号を付していることに留意すべきである。また、第7実施形態では、光源10が発する光は、ミラー321に入射する前においてS偏光に揃えられていることに留意すべきである。
第7実施形態に係る投写型映像表示装置100によれば、赤成分光と黄成分光とを分離する光学素子は、色成分光の偏光方向に応じて各色成分光を分離する偏光分離素子424である。これによって、色成分光の波長帯に応じて各色成分光を分離するダイクロイックミラーを用いるケースに比べて、赤成分光の色純度を容易に高めることができ、色ムラが生じることを抑制することができる。
以下において、第8実施形態について図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第7実施形態と第8実施形態との相違点について主として説明する。
以下において、第8実施形態に係る照明ユニットの概略構成について、図面を参照しながら説明する。図13は、第8実施形態に係る照明ユニット120の概略構成を示す図である。なお、図13では、上述した図12と同様の構成について同様の符号を付していることに留意すべきである。
第8実施形態に係る投写型映像表示装置100によれば、赤成分光に重畳される迷光(S偏光の黄成分光)及び黄成分光に重畳される迷光(P偏光の赤成分光)は、カラーフィルタ521及びカラーフィルタ522によってカットされる。従って、赤成分光及び黄成分光の色純度を高めることができる。
以下において、第9実施形態について図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第7実施形態と第9実施形態との相違点について主として説明する。
具体的には、第9実施形態では、ミラー323で分離された黄成分光の光路上に設けられたレンズの数が第7実施形態と異なる。また、液晶パネル30Ye及び偏光回転素子510が設けられる位置について詳述する。
以下において、第9実施形態に係る照明ユニットの概略構成について、図面を参照しながら説明する。図14は、第9実施形態に係る照明ユニット120の概略構成を示す図である。なお、図14では、上述した図12と同様の構成について同様の符号を付していることに留意すべきである。
第9実施形態に係る投写型映像表示装置100によれば、偏光回転素子510は、黄成分光が略結像する位置(像面)に設けられており、液晶パネル30Yeは、偏光回転素子510から出射された黄成分光が再び略結像する位置(像面)に設けられている。すなわち、液晶パネル30Ye及び偏光回転素子510は、黄成分光の分散角が小さくなり、面内照度分布が均一になる位置に設けられている。従って、液晶パネル30Ye及び偏光回転素子510の小型化を図ることができる。
以下において、第10実施形態について図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した各実施形態と第10実施形態との相違点について主として説明する。
以下において、第10実施形態における光変調素子の構成について、図面を参照しながら説明する。図16(a)及び図16(b)は、第10実施形態に係る液晶パネル30Gの構成を示す図である。
液晶本体31Gは、偏光板32Gを透過した色成分光の偏光方向を回転させることによって色成分光を変調する。
第10実施形態に係る投写型映像表示装置100によれば、緑成分光をOFFにするケースにおいて、偏光板33Gで緑成分光が遮光され、黄成分光をOFFにするケースにおいて、偏光板32Gで黄成分光が遮光される。
以下において、第11実施形態について図面を参照しながら説明する。第11実施形態では、上述した液晶パネル30の構成について詳述する。
以下において、第11実施形態における光変調素子の構成について、図面を参照しながら説明する。図17は、第11実施形態における液晶パネル30(特に、液晶パネル30Yeや液晶パネル31Ye)の構成を示す図である。なお、図17は、液晶パネル30の光入射面(又は、光出射面)側から液晶パネル30を見た図である。
第11実施形態に係る液晶パネル30によれば、液晶パネル30の厚み方向に透明電極132を引き回すことが好ましくないケース、すなわち、光入射面(光出射面)内において透明電極132を引き回すことが好ましいケースにおいて、透明電極132が設けられるスペースを効率的に小さくすることができる。すなわち、液晶パネル30において各セグメント131が占める割合が高くなり、各セグメント131による変調の効果を十分に得ることができる。
以下において、黄成分光の利用について図面を参照しながら説明する。図18は、上述した光源10(UHPランプ)が発する光について説明するための図である。ここで、光量は、光源10から発せられる光のエネルギーと比視感度との積によって導出される。
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
Claims (5)
- 光源と、前記光源が発する光を変調する光変調素子と、前記光源が発する光を第1色成分光と第2色成分光と第3色成分光とに分割して前記光変調素子へ導く導光手段と、前記光変調素子によって変調された光を投写する投写手段と、を備えた投写型映像表示装置であって、
前記光変調素子には、前記第2色成分光と共に他の色成分光が合成されて入射し、
前記他の色成分光は、前記第2色成分光と共に変調されることを特徴とする投写型映像表示装置。 - 請求項1記載の投写型映像表示装置において、
前記第2色成分光と共に前記他の色成分光が合成されて前記光変調素子に入射する第1の状態と、
前記第2色成分光と前記他の色成分光とを合成させずに前記光変調素子に入射する第2の状態と、を有することを特徴とする投写型映像表示装置。 - 請求項1または2記載の投写型映像表示装置において、
前記導光手段は、前記光源からの光を波長によって選択的に透過または反射する光学素子を含み、
前記光学素子を透過または反射した光の光束は、再び前記光学素子に入射するときに、略等しい位置を透過または反射することを特徴とする投写型映像表示装置。 - 請求項1乃至3のいずれかに記載の投写型映像表示装置において、
前記第2色成分光は緑成分光であり、
前記他の色成分光は、前記第2色成分光よりも波長が長い色成分光であることを特徴とする投写型映像表示装置。 - 光源と、前記光源が発する光を変調する光変調素子と、前記光源が発する光を赤成分光と緑成分光と青成分光とに分割して前記光変調素子へ導く導光手段と、前記光変調素子によって変調された光を投写する投写手段と、を備えた投写型映像表示装置であって、
前記導光手段は、前記緑成分光を反射すると共に前記緑成分光よりも波長が長い他の色成分光を透過して合成する光学素子を含み、
前記光変調素子には、前記緑成分光と共に前記他の色成分光が合成されて入射し、
前記他の色成分光は、前記第2色成分光と共に変調されることを特徴とする投写型映像表示装置。
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