JP6024289B2

JP6024289B2 - 投射型表示装置

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Publication number: JP6024289B2
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Authority: JP
Inventors: 寺田　昌弘; 昌弘寺田; 浩滋高原
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Filing date: 2012-08-27
Publication date: 2016-11-16
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Description

この発明は、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）等の反射型表示素子を備える投射型表示装置に関する。

デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）等の反射型表示素子を備える投射型表示装置では、色分解合成プリズムと内部全反射プリズム（ＴＩＲプリズム）とを組み合わせたプリズムユニットが使用される。

光照射手段からの照明光は、ＴＩＲプリズムを介して色分解合成プリズムに入射する。色分解合成プリズムは、照明光を青色光、赤色光、及び緑色光に分解して個々の反射型表示素子に入射させる。また、反射型表示素子で反射された光は、色分解合成プリズムで合成された後にＴＩＲプリズムを介して投影光学系に投影光として出射されるか、または、投影光学系から外れるように色分解合成プリズムから非投影光として出射される。

このような、構成を有する投射型表示装置は、特開２００８−２９２５４７号公報（特許文献１）、特開２００８−１１２００９号公報（特許文献２）、および、特開２００８−２５０１２２号公報（特許文献３）に開示されている。

特開２００８−２９２５４７号公報特開２００８−１１２００９号公報特開２００８−２５０１２２号公報

幅広い色再現性を達成するためには、単色性の優れたＲＧＢのレーザー光源を用いるとともに、水色光（シアン：波長４８０ｎｍ〜５２０ｎｍ）の光源を加えた４色（赤色光、緑色光、青色光、水色光）により、画像を形成することが必要である。

しかしながら反射型表示素子（ＤＭＤ）とダイクロイックコートとを有する色分解合成プリズムを用いた投射型表示装置においては、照明光の色分解と投影光の色合成を同一のプリズムで行うために、照明光と投影光でダイクロイックコートへの入射角度が異なることによるコート特性シフトの発生、入射角度自体が大きくなることで偏光によるコート特性の差が発生する課題があった。

したがって、本発明は上記課題を解決することにあり、幅広い色再現性を達成することを可能とする投射型表示装置を提供することにある。

この発明に基づいた投射型表示装置においては、６２０ｎｍ以上の波長を有する第１光、４７０ｎｍ以下の波長を有する第２光、４７０ｎｍを越え６２０ｎｍ未満の波長を有し、それぞれ異なる波長を有する第３光および第４光を有する照明光を照射する光照射手段と、第１反射型表示素子、第２反射型表示素子、および第３反射型表示素子と、上記光照射手段から照射された上記照明光を色分解し、色分解されたそれぞれの光を上記第１反射型表示素子、上記第２反射型表示素子、および上記第３反射型表示素子に出射するとともに、上記第１反射型表示素子、上記第２反射型表示素子、および上記第３反射型表示素子が反射したそれぞれの上記光を合成して、投影光を形成する色分解合成プリズムと、上記光照射手段と上記色分解合成プリズムとの間に配置され、上記光照射手段から照射された上記照明光を上記色分解合成プリズムに導くとともに、上記色分解合成プリズムで合成された上記投影光を投影光学系に出射する内部全反射プリズムと、上記光照射手段の上記照明光の照射タイミングに同期して、上記第１反射型表示素子、上記第２反射型表示素子、および上記第３反射型表示素子の動作制御を行なう同期制御手段とを備える。

上記色分解合成プリズムは、上記照明光から上記第１光を色分解して反射し、上記第１光を上記第１反射型表示素子に向けて入射させる第１ダイクロイックコート面を有する第１プリズムと、上記照明光から上記第２光を色分解して反射し、上記第２光を上記第２反射型表示素子に向けて入射させる第２ダイクロイックコート面を有する第２プリズムと、上記第３光および上記第４光を通過させ、上記第３光および上記第４光を上記第３反射型表示素子に向けて入射させる第３プリズムとを有する。上記色分解合成プリズムを平面視した場合に、上記第１ダイクロイックコート面の上記照明光の主光線に対する傾きが、上記第２ダイクロイックコート面の上記照明光の上記主光線に対する傾きよりも大きく設けられるとともに、上記第１プリズムは、全反射面を有し、上記全反射面は、上記照明光の上記主光線に直交するように設けられ、上記色分解合成プリズムを側面視した場合には、上記第３反射型表示素子への上記照明光の上記主光線は、上記投影光の主光線に対して傾斜して入射している。

上記同期制御手段は、上記第３反射型表示素子に入射する上記第３光および上記第４光を時分割で発光させる発光制御手段を含み、上記第３光および上記第４光の発光に同期して上記第３反射型表示素子の動作を制御する。

他の形態においては、上記光照射手段は、上記第１光として波長が６２０ｎｍ〜６６０ｎｍの赤色光を照射し、上記第２光として波長が４３０ｎｍ〜４７０ｎｍの青色光を照射し、上記第３光として、波長が５２０ｎｍ〜５６０ｎｍの緑色光を照射し、上記第４光として波長が４８０ｎｍ〜５２０ｎｍの水色光を照射する。

他の形態においては、上記発光制御手段は、上記緑色光と上記水色光とを時分割発光させる。

上記発光制御手段は、上記水色光の発光時間が、上記緑色光の発光時間よりも長くなるように制御する。

本発明によれば、幅広い色再現性を達成することを可能とする投射型表示装置を提供することを可能とする。

実施の形態における投射型表示装置に用いられるプリズムユニットの平面図である。実施の形態における投射型表示装置に用いられるプリズムユニットの正面図である。実施の形態における投射型表示装置に用いられるプリズムユニットの斜視図である。実施の形態における投射型表示装置の機能ブロック図である。実施の形態における投射型表示装置に用いられるプリズムユニットの詳細平面図である。実施の形態における投射型表示装置に用いられるプリズムユニットの詳細側面図である。第１ダイクロイックコート面および第２ダイクロイックコート面への主光線の水平方向傾きと鉛直方向傾きを示す図である。第１ダイクロイックコート面および第２ダイクロイックコート面への照明光および投影光に対するコート特性を示す第１の図である。第１ダイクロイックコート面および第２ダイクロイックコート面への照明光および投影光に対するコート特性を示す第２の図である。赤色光、青色光、および緑色光の３色で３００００ルーメンの白色照明光を得た場合と、赤色光、青色光、緑色光、および水色光の４色で３００００ルーメンの白色照明光を得た場合の、各色のルーメンを対比した図である。色再現性範囲を示す図である。本実施の形態における同期制御手段および発光制御手段における時分割制御を示す図である。本実施の形態における他の同期制御手段および発光制御手段における時分割制御を示す図である。

本発明に基づいた実施の形態における投射型表示装置について、以下、図を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。

（実施の形態１）
まず、図１から図３を参照して本実施の形態における投射型表示装置に用いられるプリズムユニット１００の基本的構成について説明する。図１は、プリズムユニット１００の平面図、図２は、プリズムユニットの正面図、図３は、プリズムユニットの斜視図である。なお、本明細書においては、説明の便宜上、図１から図３において、紙面に平行な平面を水平方向とし、紙面に垂直な方向を鉛直方向として説明する。

（プリズムユニット１００）
このプリズムユニット１００は、照明光ＩＬを、第１反射型表示素子１４、第２反射型表示素子１５、および第３反射型表示素子１６に導くための、内部全反射プリズム（ＴＩＲプリズム）７および色分解合成プリズム８を有する。本実施の形態におけるプリズムユニット１００は５ピースプリズムユニットである。

色分解合成プリズム８は、３個のプリズムブロック（第１プリズム８１、第２プリズム８２、および第３プリズム８３）を有し、ＴＩＲプリズム７は、２個のプリズムブロック（第４プリズム７Ａおよび第５プリズム７Ｂ）を有している。

ＴＩＲプリズム７は、略三角柱状の第４プリズム７Ａと略三角柱状の第５プリズム７Ｂを有している。各プリズムの斜面間にはエアギャップ層が設けられている。ＴＩＲプリズム７によって、第１反射型表示素子１４、第２反射型表示素子１５、および第３反射型表示素子１６に対する入力光と出力光との分離が行われる。第４プリズム７Ａは、後述する光照射手段３００の反射ミラー３７０から出射された照明光を、全反射面７１で全反射させ、プリズム端面７２から色分解合成プリズム８に向けて出射する。

色分解合成プリズム８は、ＴＩＲプリズム７に隣接して（図１において上側）配置されており、略三角柱状の第１プリズム８１、略三角柱状の第２プリズム８２、および略台形柱状の第３プリズム８３が組み合わされている。

第１プリズム８１は、ＴＩＲプリズム７のプリズム端面７２に対向する全反射面８１１、第２プリズム８２に対向する第１ダイクロイックコート面８１２、および、第１反射型表示素子１４が対向するプリズム端面８１３を有する。

第２プリズム８２は、第１ダイクロイックコート面８１２に対向する全反射面８２１、第３プリズム８３に対向する第２ダイクロイックコート面８２２、および、第２反射型表示素子１５が対向するプリズム端面８２３を有する。

第３プリズム８３は、第２ダイクロイックコート面８２２に対向するプリズム端面８３１と、第３反射型表示素子１６に対向するプリズム端面８３２とを有する。

第１プリズム８１の全反射面８１１および第２プリズム８２の全反射面８２１のうち第１プリズム８１の全反射面８１１と、ＴＩＲプリズム７のプリズム端面７２との間にはエアギャップ層ＡＧが設けられている。

第１反射型表示素子１４、第２反射型表示素子１５、および第３反射型表示素子１６は、それぞれが１画素に対応する多数のマイクロミラー（図示せず）を備える。個々のマイクロミラーの傾斜角度ないし姿勢は２つの状態に切換可能である。２つの状態のうちの一方の状態（オン状態）のマイクロミラーは、ＴＩＲプリズム７を介して、後述する投影光学系２００に向かう投影光となるように照明光を反射する。他方の状態（オフ状態）のマイクロミラーは、ＴＩＲプリズム７から外れた方向に向かう非投影光となるように照明光を反射する。

（投射型表示装置１）
図４を参照して、上記プリズムユニット１００を備える投射型表示装置１について説明する。なお、図４は、本実施の形態における投射型表示装置１の機能ブロック図である。

本実施の形態における投射型表示装置１は、上記プリズムユニット１００に照明光を照射する光照射手段３００と、上記プリズムユニット１００から出射される投影光を被投影対象物（スクリーン等）に投影するための投影光学系２００と、光照射手段３００の照明光の照射タイミングに同期して、第１反射型表示素子１４、第２反射型表示素子１５、および第３反射型表示素子１６の制御を行なう同期制御手段３８０とを備えている。

さらに、同期制御手段３８０は、第３反射型表示素子１６に入射する第３光および第４光を時分割で発光させる発光制御手段３９０を含み、第３光および第４光の発光に同期して第３反射型表示素子１６の動作を制御する。

（光照射手段３００）
本実施の形態における光照射手段３００は、６２０ｎｍ以上の波長を有する第１光、４７０ｎｍ以下の波長を有する第２光、４７０ｎｍを越え６２０ｎｍ未満の波長を有し、それぞれ異なる波長を有する第３光および第４光を有する照明光を照射する。

具体的には、第１光として波長が６２０ｎｍ〜６６０ｎｍの赤色光を照射する赤色レーザー光照射装置３０１、第２光として波長が４３０ｎｍ〜４７０ｎｍの青色光を照射する青色レーザー光照射装置３０２、第３光として波長が５２０ｎｍ〜５６０ｎｍの緑色光を照射する緑色レーザー光照射装置３０３、および、第４光として波長が４８０ｎｍ〜５２０ｎｍの水色光を照射する水色レーザー光照射装置３０４を有する。

本実施の形態では、赤色レーザー光照射装置３０１は、主波長が６４０ｎｍの赤色レーザー光を照射し、青色レーザー光照射装置３０２は、主波長が４５０ｎｍの青色レーザー光を照射し、緑色レーザー光照射装置３０３は、主波長が５３２ｎｍの緑色レーザー光を照射し、水色レーザー光照射装置３０４は、主波長が５００ｎｍの水色レーザー光を照射する。

波長が５３２ｎｍの緑色レーザー光と波長が５００ｎｍの水色レーザー光とは、偏光ビームスプリッタ３１０で合成され、波長が６４０ｎｍの赤色レーザー光と波長が４５０ｎｍの青色レーザー光とは、それぞれダイクロイックフィルター３２０により合成され、４色のレーザー光が合成された照明光が形成される。

４色のレーザー光が合成された照明光は、集光レンズ３３０、ファイバー３４０およびロッドインテグレータ３５０を通過し、所定の矩形に成形される。その後、所定の矩形に成形された照明光は、リレー光学系３６０を順次通過し、反射ミラー３７０により反射された照明光が、ＴＩＲプリズム７に出射される。なお、照明光は、ファイバー３４０を通過した後は無偏光となる。

次に、図５および図６を参照して、ＴＩＲプリズム７に出射された照明光について説明する。図５は、プリズムユニット１００の詳細平面図であり、図６は、プリズムユニット１００の詳細側面図である。

プリズムユニット１００において、第１プリズム８１の第１ダイクロイックコート面８１２には、６４０ｎｍ付近を主波長とする光を分離する第１ダイクロイックコート８１２Ｃが成膜され、第２プリズム８２の第２ダイクロイックコート面８２２には、４５０ｎｍ付近を主波長とする光を分離する第２ダイクロイックコート８２２Ｃが成膜されている。

一般的にダイクロイックコートへの光の入射角度が大きくなると偏光によるコート特性の差が大きくなるため、偏光に関係なく主波長の近いレーザー光を分離合成するためには、ダイクロイックコートの角度依存性が小さくなるように、屈折率の高い薄膜材料の組合せで層数を多く重ねる必要がある。

本実施の形態では、最も主波長の近い緑色レーザー光（第３光：５３２ｎｍ）および水色レーザー光（第４光：５００ｎｍ）を、同一の第３反射型表示素子１６に入射させ、その次に主波長の近い青色レーザー光（第２光：４５０ｎｍ）と水色レーザー光（第４光：５００ｎｍ）との分離合成においては、第２ダイクロイックコート面８２２への主光線の入射角度が小さくなるように配置することで、第２ダイクロイックコート８２２Ｃの膜厚（層数）を不必要に増やすことなく効率的に４つのレーザー光を分離合成することを可能としている。

具体的には、第１ダイクロイックコート面および第２ダイクロイックコート面への主光線の水平方向傾きが、平面視における第１プリズム８１の全反射面８１１を基準とした場合の、第１ダイクロイックコート面８１２の傾きは２８．５度（大きい角度）であり、第２ダイクロイックコート面８２２の傾きは、１１．２５度（小さい角度）である。

第１プリズム８１の全反射面８１１から入光した照明光は、第１ダイクロイックコート面８１２において、波長が６４０ｎｍの赤色レーザー光のみが反射する。光赤色レーザー光は、さらに全反射面８１１で全反射し、第１反射型表示素子１４に出射される。

赤色レーザー光が分離され、第１ダイクロイックコート面８１２を通過した照明光は、第２プリズム８２の全反射面８２１から入光し、第２ダイクロイックコート面８２２において、波長が４５０ｎｍの青色レーザー光のみが反射する。青色レーザー光は、全反射面８２１で全反射し、第２反射型表示素子１５に出射される。

赤色レーザー光および青色レーザー光が分離され第２ダイクロイックコート面８２２を通過した照明光は、第３プリズム８３の内部を通過し、第３反射型表示素子１６に出射される。

ここで、図７を参照して、第１ダイクロイックコート面および第２ダイクロイックコート面への主光線の水平方向傾きと鉛直方向傾きについて説明する。上記したように、平面視における第１プリズム８１の全反射面８１１を基準とした場合の、第１ダイクロイックコート面８１２の傾きは２８．５度であり、第２ダイクロイックコート面８２２の傾きは、１１．２５度である。

次に、プリズムユニット１００を側面（図６）から見た場合、第３反射型表示素子１６に照明光は投影光軸（ＨＬ）より鉛直方向に２６度傾いた角度で入射しており、プリズムの屈折率が１．５１６８（ＢＫ７）であるとすると、プリズムユニット１００内では投影光軸（ＨＬ）より鉛直方向に１６．８度傾くことになる。

このことから、照明光ＩＬの主光線および投影光ＨＬの主光線がプリズムユニット１００の内部から第１ダイクロイックコート面８１２および第２ダイクロイックコート面８２２ダイクロイックコート面へ実際に入射する角度は、水平方向と鉛直方向の合成角度により、図７に示すように第１ダイクロイックコート面８１２への最大入射角度は、３２．７°、第２ダイクロイックコート面８２２への最大入射角度は２０．１°となる。

よって、照明光の最大入射角度が大きくなる第１ダイクロイックコート面８１２でスペクトルの間隔が広く、分離が容易な６２０ｎｍ以上の光を分離し、その次に分離が容易な４７０ｎｍ以下の光を第２ダイクロイックコート面で分離するとよい。

ここで、図８および図９を参照して、第１ダイクロイックコート面８１２および第２ダイクロイックコート面８２２への照明光および投影光に対するコート特性について説明する。図８および図９は、第１ダイクロイックコート面および第２ダイクロイックコート面への照明光および投影光に対するコート特性を示す第１および第２の図である。

照明光から赤と青を分離し、また、合成する場合には、ダイクロイックコート面へ照明光と投影光とは分離している必要がある。赤色の照明光と投影光、および青色の照明光と投影光の４本の光において、本実施の形態では、ダイクロイックコート面への入射角度が大きい（２８．５度）第１ダイクロイックコート面８１２で赤色を分離し、ダイクロイックコート面への入射角度が小さい（１１．２５度）第２ダイクロイックコート面８２２で、青色を分離している。これは、図８に示すように、青色の照明光と投影光とのコート特性シフトの間隔が狭いため、ダイクロイックコート面への入射角度が小さい第２ダイクロイックコート面８２２で分離合成した方が良いからである。

逆に、図９に示すように、ダイクロイックコート面への入射角度が大きい（２８．５度）第１ダイクロイックコート面８１２で青色を分離し、ダイクロイックコート面への入射角度が小さい（１１．２５度）第２ダイクロイックコート面８２２で、赤色を分離しようとした場合には、青色の照明光と投影光とコート特性シフトの間隔が広がり、分離合成性能が低下する。

このように、照明光の最大入射角度が大きくなる第１ダイクロイックコート面８１２でスペクトルの間隔が広く、分離が容易な６２０ｎｍ以上の光である赤色光（第１光）を分離し、その次に分離が容易な４７０ｎｍ以下の光である青色光（第２光）を第２ダイクロイックコート面８２２で分離するとよい。

そこで、本実施の形態においては、上述したように、第１ダイクロイックコート面８１２において、波長が６４０ｎｍの赤色レーザー光のみを反射させて、第１反射型表示素子１４に出射し、第２ダイクロイックコート面８２２において、波長が４５０ｎｍの青色レーザー光のみを反射させて、第２反射型表示素子１５に出射している。

また、図１０および図１１を参照して、赤色光、青色光、および緑色光の３色に、水色光を用いた場合の効果について説明する。図１０は、赤色光、青色光、および緑色光の３色で３００００ルーメンの白色照明光を得た場合と、赤色光、青色光、緑色光、および水色光の４色で３００００ルーメンの白色照明光を得た場合の、各色のルーメンを対比した図、図１１は、色再現性範囲を示す図である。

図１０を参照して、赤色光、青色光、および緑色光の３色で３００００ルーメンの白色照明光を得る場合と、赤色光、青色光、緑色光、および水色光の４色で３００００ルーメンの白色照明光を得る場合とを比較すると、５３８３ルーメンの水色光を加えることで、赤色光、青色光、および緑色光の各ルーメンを低下させることができる。特に、スペックル（粗い面にレーザー光をあてた時に現れる斑点模様）が目立つ緑色光のルーメンを２２９５１ルーメンから、７３．３％の１６８２２ルーメンに低下させることができるため、スペックルの影響を効果的に低下させることができる。

また、図１１を参照して、赤色光、青色光、および緑色光の３色により得られる色再現性範囲に比べ、水色光を加えることで、図中のハッチングで示した領域に対して、色再現性を向上させることができる。

さらに、本実施の形態における投射型表示装置１においては、同期制御手段３８０を備え、この同期制御手段３８０は、発光制御手段３９０を含んでいる。以下、図１２および図１３を参照して、この同期制御手段３８０および発光制御手段３９０について説明する。なお、図１２は、本実施の形態における時分割制御を示す図であり、図１３は、本実施の形態における他の時分割制御を示す図である。

図１２を参照して、発光制御手段３９０により、第３反射型表示素子１６に入射した緑色レーザー光（第３光：５３２ｎｍ）と水色レーザー光光（第４光：５００ｎｍ）を時分割発光させ、同期制御手段３８０により光照射手段３００による照明光のタイミングと、第１反射型表示素子１４、第２反射型表示素子１５、および第３反射型表示素子１６の動作を同期させている。

図１２に示すように、白色光を得る場合には、第１反射型表示素子１４は、赤色レーザー光を投影光となるように反射させ、第２反射型表示素子１５は、青色レーザー光を投影光となるように反射させる。また、第３反射型表示素子１６は、緑色レーザー光と水色レーザー光とを時分割発光させる。これにより、赤色レーザー光、青色レーザー光、緑色レーザー光、および水色レーザー光の４色を用いた白色レーザー光を得ることができる。

また、緑色レーザー光のみを得る場合には、第１反射型表示素子１４および第２反射型表示素子１５は、ＴＩＲプリズム７から外れた方向に向かう非投影光となるように照明光を反射し（オフ状態）、第３反射型表示素子１６は、緑色レーザー光のみを時分割発光させる。

水色レーザー光のみを得る場合には、第１反射型表示素子１４および第２反射型表示素子１５は、ＴＩＲプリズム７から外れた方向に向かう非投影光となるように照明光を反射し（オフ状態）、第３反射型表示素子１６は、水色レーザー光のみを時分割発光させる。黄色レーザー光を得る場合には、第１反射型表示素子１４は、赤色光を投影光となるように反射させ、第３反射型表示素子１６は、緑色レーザー光のみを時分割発光させる。

このようにして、第３反射型表示素子１６に入射した緑色レーザー光と水色レーザー光を時分割発光させ、同期制御手段３８０により光照射手段３００による照明光のタイミングと、第１反射型表示素子１４、第２反射型表示素子１５、および第３反射型表示素子１６の動作を同期させることで、色再現性範囲を拡大させることができる。

なお、第１反射型表示素子１４、第２反射型表示素子１５、および第３反射型表示素子１６の駆動時間は、約５０００Ｈｚ程度である。反射型表示素子のマイクロミラーを、１秒間に最大で５０００回の割合でオン状態とオフ状態とを切り替えることで、反射する光により、被投影対象物（スクリーン等）に画像を作成する。

図１３に同期制御手段３８０および発光制御手段３９０を用いた他の時分割制御について説明する。図１２に示した、第３反射型表示素子１６の時分割制御においては、緑色レーザー光（５３２ｎｍ）と水色レーザー光（５００ｎｍ）との発光時間は同じであった。一方、図１３に示す時分割制御においては、水色レーザー光に比べて比視感度の高い緑色レーザー光の発光時間を短くし、水色レーザー光の発光時間を長くしている。

これにより、緑色レーザー光よりもレーザー光源出力の低い水色レーザー光のレーザー光源出力を調整することが可能となる。

以上、本実施の形態における投射型表示装置１によれば、スペクトルが近くダイクロイックコートでは分離が最も困難である緑色レーザー光と水色レーザー光とを分離せずに同一の反射型表示素子に入射させ時分割制御により、緑色レーザー光と水色レーザー光との個別反射および合成反射を可能としている。

また、赤色レーザー光、青色レーザー光、緑色レーザー光、および水色レーザー光の４色を用いた照明光のダイクロイックコート面におけるレーザー光の分解合成においては、ダイクロイックコート面への入射角度が大きく設けられた第１プリズム８１により赤色レーザー光を分離し、第１プリズム８１よりもダイクロイックコート面への入射角度が小さく設けられた第２プリズム８２により分離が困難な青色レーザー光と水色レーザー光とにおいて、青色レーザー光の分離を行なっている。

これにより、投射型表示装置１においては、既存のプリズムユニットを大きく変更することなく、赤色レーザー光、青色レーザー光、緑色レーザー光、および水色レーザー光の４色のレーザー光を分離合成して、幅広い色再現性の達成を可能とする。

なお、上記実施の形態においては、レーザー光を照射する光照射手段３００について説明しているが、光源はレーザー光に限定されない。光源として、たとえば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ等を用いることも可能である。また、用いる光源の種類によっては、カラーホイール等による色分離手段が必要になる場合がある。

また、上記投射型表示装置１においては、４色の光の分離合成について説明しているが、５色以上の光の分離合成において本発明の構成を適用することが可能である。たとえば、１つの反射型表示素子を用いて３色以上の光の時分割合成を行なう方法、複数の反射型表示素子を用いて、それぞれ２以上の光の時分割合成を行なう方法を採用することも可能である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１投射型表示装置、７１，８１１，８２１全反射面、７２，８１３，８２３，８３１，８３２プリズム端面、８１第１プリズム、８２第２プリズム、８３第３プリズム、１００プリズムユニット、２００投影光学系、３００光照射手段、３０１赤色レーザー光照射装置、３０２青色レーザー光照射装置、３０３緑色レーザー光照射装置、３０４水色レーザー光照射装置、３１０偏光ビームスプリッタ、３２０ダイクロイックフィルター、３３０集光レンズ、３４０ファイバー、３５０ロッドインテグレータ、３６０リレー光学系、３７０反射ミラー、３８０同期制御手段、３９０発光制御手段、８１２第１ダイクロイックコート面、８１２Ｃ第１ダイクロイックコート、８２２第２ダイクロイックコート面、８２２Ｃ第２ダイクロイックコート。

Claims

６２０ｎｍ以上の波長を有する第１光、４７０ｎｍ以下の波長を有する第２光、４７０ｎｍを越え６２０ｎｍ未満の波長を有し、それぞれ異なる波長を有する第３光および第４光を有する照明光を照射する光照射手段と、
第１反射型表示素子、第２反射型表示素子、および第３反射型表示素子と、
前記光照射手段から照射された前記照明光を色分解し、色分解されたそれぞれの光を前記第１反射型表示素子、前記第２反射型表示素子、および前記第３反射型表示素子に出射するとともに、前記第１反射型表示素子、前記第２反射型表示素子、および前記第３反射型表示素子が反射したそれぞれの前記光を合成して、投影光を形成する色分解合成プリズムと、
前記光照射手段と前記色分解合成プリズムとの間に配置され、前記光照射手段から照射された前記照明光を前記色分解合成プリズムに導くとともに、前記色分解合成プリズムで合成された前記投影光を投影光学系に出射する内部全反射プリズムと、
前記光照射手段の前記照明光の照射タイミングに同期して、前記第１反射型表示素子、前記第２反射型表示素子、および前記第３反射型表示素子の動作制御を行なう同期制御手段と、を備え、
前記色分解合成プリズムは、
前記照明光から前記第１光を色分解して反射し、前記第１光を前記第１反射型表示素子に向けて入射させる第１ダイクロイックコート面を有する第１プリズムと、
前記照明光から前記第２光を色分解して反射し、前記第２光を前記第２反射型表示素子に向けて入射させる第２ダイクロイックコート面を有する第２プリズムと、
前記第３光および前記第４光を通過させ、前記第３光および前記第４光を前記第３反射型表示素子に向けて入射させる第３プリズムと、を有し、
前記色分解合成プリズムを平面視した場合に、前記第１ダイクロイックコート面の前記照明光の主光線に対する傾きが、前記第２ダイクロイックコート面の前記照明光の前記主光線に対する傾きよりも大きく設けられるとともに、前記第１プリズムは、全反射面を有し、前記全反射面は、前記照明光の前記主光線に直交するように設けられ、
前記色分解合成プリズムを側面視した場合には、前記第３反射型表示素子への前記照明光の前記主光線は、前記投影光の主光線に対して傾斜して入射し、
前記同期制御手段は、
前記第３反射型表示素子に入射する前記第３光および前記第４光を時分割で発光させる発光制御手段を含み、前記第３光および前記第４光の発光に同期して前記第３反射型表示素子の動作を制御する、投射型表示装置。
前記光照射手段は、前記第１光として波長が６２０ｎｍ〜６６０ｎｍの赤色光を照射し、前記第２光として波長が４３０ｎｍ〜４７０ｎｍの青色光を照射し、前記第３光として、波長が５２０ｎｍ〜５６０ｎｍの緑色光を照射し、前記第４光として波長が４８０ｎｍ〜５２０ｎｍの水色光を照射する、請求項１に記載の投射型表示装置。
前記発光制御手段は、前記緑色光と前記水色光とを時分割発光させる、請求項２に記載の投射型表示装置。
前記発光制御手段は、前記水色光の発光時間が、前記緑色光の発光時間よりも長くなるように制御する、請求項３に記載の投射型表示装置。