TWI295735B - - Google Patents

Description

1295735、 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於透過複數個光調變元件調變來自光源之 光以顯示影像的裝置，特別是關於非常適合用於實現亮度 動態範圍及階度數之擴大的影像顯示裝置。 【先前技術】 L 年來 LCD(Liquid Crystal Display)、EL(Electro _ lUmmeScence)顯示器、電漿顯示器、cRT(Cath〇de Ray

Tube)杈影機等之電子顯示器裝置的晝質顯著改善，在解 析又色域方面，具有大致能與人類視覺特性匹敵之性能 的I置亦陸續實現 '然@，亮度動態範圍方面，其重現範 圍j在1〜1G2[mt]左右之範圍，且階度數-般為8位元。 2 f面’人類之視覺，-次能感覺之亮度動態範圍在10·2 = 且冗度辨別能力當以0.2[mt]換算成階度 數日rr相當於 12你； 止 哭脖晉夕— 。§經由此種視覺特性來看目前顯示 為衣直之絲員不畢彡梯Η主 丄 、、由於亮度動態範圍之狹窄程度很明 顯、加上陰影部或主# 4 ^ ^ ,,,,〆 σ之階度不足，因此對顯示影像之 真Κ感或魄力即會感到不足。 又電影或遊戲等所使用之CG(compu 使顯示資料具有接近 aphlcs) (以下㈣HDR(H^=視覺之亮度動態範圍或階度特性 繪之真實度的動向ynamlc Range)顯示資料）來追求描 之顯示ϋ裝置的性h為主流H由於顯*該影像 月匕+足，因此有無法充分發揮CG内容 5 1295735 原本具有之表現力的課題。 再者，次期0S(知作系統，〇perating System)預定採用 之16位元色空間，與目前之8位元色空間比較，動態範 圍或階度數皆呈飛躍式增加。因此，可想見對能充分發揮 16位色空間之高動態範圍、高階度電子顯示器裝置的要 求將越來越高。 顯示器裝置中，液晶投影機、或DLP(Digital Ught

Processing，商標）投影機等投射型顯示裝置（投影機）能進行 大畫面的顯示，在重現顯示影像之真實感或魄力上是非常 具效果的顯示器裝置。於此領域中，為解決上述問題，已 有一種如下所述之提案。 作為高動態範圍之顯示器裝置，例如有揭示於專利文 獻1之技術’其具備光源、用以調變光之全波長區域之古 度的第2調變元件、以及在光之波長區域中RGB三原色: 波長區域調變該波長區域之亮度的第】光調變元件，以第 2光調變元件調變來自光源之光以形成所欲亮度分布，使 其光學像成像於第！光調變元件之顯示面，再投射已進行 :次調變之光。第2光調變元件及第1光調變元件之各像 係根據從職顯示資料決定之第i控制值及第2控 :值來分別控制。作為光調變元件，例如有一種具有能獨 =制透射率之像素構造或分段構造、能控制二維透射率 刀布之透射型調變元件。作為其代表例係有—種液晶光 ^又，亦能使用反射型調變元件來代替透射型調變元件， 為其代表例係有-種DMD(Dlgltal心職咖以⑽） 6 .1295735 元件。 接著，考量使用暗顯示之透射率為〇·2%、亮顯示之透 射率為60%之光調變元件的情形。光調變元件單體，其亮 度動態範圍為60/ 0.2= 300。上述顯示器裝置，由於相當 於以光學方式串列配置亮度動態範圍為300之光調變元 件，因此能實現300x300= 90000之亮度動態範圍。又， 於階度數方面與此同等之想法亦可成立，藉由以光學方式 串列配置8位元階度之光調變元件，而能得到超過8位元 之階度特性。 【專利文獻1】特表2004- 523001號公報 【專利文獻2】特開2001 一 1〇〇689號公報 然而，一般而言，液晶光閥之像素開口部形狀並不且 有繞影像顯示面中^的旋轉對㈣n上 術中’當將光源、第1来^ — ㈣…生 _ 以艾兀件、成像光學機構、第2 ^:兀件配置於光轴上時，以成像光學機構形成之第i ㈣B件之光學像單位像素的開口部形狀、和第丨光巧 、交70件之早位像素的開口部形狀即不—致。 w 第1光調變元件射出之光的 ’由於從

J 4分，會在第2井哨掷i A 之開口部被遮蔽，因此產峰 龙-周^:兀件 屋生先利用效率降低之問靡 本發明為解決上述課題，其 喊。 光利用效率、得到鮮明p 〃 、 τ β么、—種能提升 ν像之影像顯示裝置及投影機。 【發明内容】 本發明係提供以下之方法 為達成上述目的 7 1295735 本發明之影像顯示裝置，係根據顯示 自光源的光以顯示影像，其特徵在於，具備： ' 枓调，末 元件，係調變從該光源射出之光；第1 1光調變 係與該第丨光調變元件串 先調變元件， 甲夕』配置於先路上，以調 光調變元件射出之光；該第1光調變元件之〜 開口部形狀與該第2光調變元件之 二立像素的 係相似。 篆素的開口部形狀 • 本發明之影像顯示裝置’由於第i光調 像素的開口部形狀與第2光調變元件之單 =早1立 形狀係相似，使射入第2光調變元件 素的開口― 光學像盥第2井喟树-丛 光调變元件的 ，像…先调…牛之開口部形狀大致_ 弟2先調變凡件被遮蔽之光束比率係較習知 於能使從第1光調變元件射出 據此，由 調變元件之開口部，因此能提升光利用效率全部通過第2光 ，二本發明之影像顯示裝置，最好係具備將該第i光 调.吏兀件之光學像成像於該第2光調變元弟1先 像光學機構。 又光面的成

本發明之影像顯示裝置，能確實謀求亮度、色 寻之均一化，使影像顯示品質良好。 D 又’猎由上述構成’關於第2光調 配置位置的容許誤差範圍亦可設得較寬，能 成之簡單化，減低製造成本。 、叹计或構 又本叙明之景> 像顯示裝置，並方i # 光學機構係一倒立成像機構；該第佳為，該成像 尤D周艾兀件相對該第 8 •1295735 1光調變元件之單位 學機構之倍率的大小 稱。 像素的開口部大小 ，且兩者配置成繞 ’係對應該成像光 光輕1 8 0。旋轉對 本發明之影像顯示裝置中，從光源 光調變元件被調變。又，由於成像光學機=先在弟1 倒立之：㈣之光學像在第2光調變元件之受光面為 。&此，即使從第丨光調變元件射出之光學 180 ’由於第2光調變元件之單位像 Π成像光學機構之倍率的大小，且第 光=變：件係配置成繞光们8。。旋轉對稱，因此從第丨 件射出之光不會在第2光調變元件之開口部被遮 :。亦即，即使使用倒立成像機構，由於從第1光調變元 射出之光束係大致全部通過第2光調變元件之開， 因此能提升光利用效率。 、，又，本發明之影像顯示裝置，其方式較佳為，該第1 光調變元件，#由分別調變不同色光之複數個光調變元件 構成，並具備用以合成在該複數個光調變元件調變之光的 刀色稜鏡；並使該第2光調變元件之開口部形狀，與用以 射出透射過該分色稜鏡之光的該光調變元件開口部形狀一 致。 y 本發明之影像顯示裝置中，由於使第2光調變元件之 開口部形狀’與用以射出透射過分色稜鏡之光的光調變元 件開口部形狀一致，且能以簡易之方法使開口部形狀一 致，因此能在防止裝置整體大型化的同時，因削減零件數 9 '1295735 而能謀求低成本化。 本發明之投影機，其特徵在於：具備上述影像顯示裝 置、以及用以投射從該影像顯示裝置射出之光的投射機 構。 本發明之投影機，係藉由投射機構來投影被影像顯示 敦置射出之影像。如上所述，影像顯示裝置，由於能在從 第1光調變元件射出之光不損失之狀態下使其從第2光調 % 變元件之開口部通過，因此能得到具高動態範圍之優異階 度特性的顯示影像。 【實施方式】 以下參照圖詳細說明本發明之影像顯示裝置及投影機 的實施形態。 (投影機之第1實施形態） 圖1，係顯示投射型液晶顯示裝置（投影機）PJ丨之主要 0 光學構成的圖。 投影機ΡΠ，具備影像顯示裝置與用以將從液晶光閥 1 00射入之光投射於螢幕120的投射透鏡（投射機構）丨丨〇所 構成，該影像顯示裝置，具備：光源1 〇 ;均一照明系統2〇， 係使從光源10射入之光的亮度分布均一化；色調變部2 5 (包 含作為第1光調變機構之藍色光用透射型液晶光閥60B，綠 色光用透射型液晶光閥60G，紅色光用透射型液晶光閥60r 的二個透射型液晶光閥），係分別調變從均一照明系統2 〇 射入之光的波長區域中RGB三原色亮度；中繼透鏡90， •1295735 25射入之光；作為第2調變機構之透 係調變從中繼透鏡90射入之光的全波 又，光源、10,係具備超高壓水銀燈或氣氣燈等所構成 u、以及將來自燈11之射出光反射、聚光的反射器

係中繼從色調變部 射型液晶光閥100， 長區域亮度。 之燈 12。 xyz正交座標系 xy平面，以從 之光的方向為z 此外，以下說明中，光學系統整體之 統，係以透射型液晶光閥100之像素面為 正父分色稜鏡80射出、朝向投射透鏡1 j〇 方向。 均一照明系統20，係包含由複眼透鏡等構成之第1，第 2透鏡陣列21，22、偏光調變元件23、聚光透鏡24所構成。 又，藉由以第1，第2透鏡陣列21，22使來自光源1〇之光 的亮度分布均一化，並藉由偏光轉換元件23使通過第丨，第 2透鏡陣列2 1，22之光偏光至色調變部能射入的偏光方向， 再以？κ光透鏡24聚集偏向之光而射出至色調變部25。此 外，偏光調變元件23，例如係以PBS陣列、1 / 2波長板 構成’用以將任意偏光轉換成特定直線偏光。 色調變部25，係包含作為光分離機構之兩片分色鏡3〇, 35、三片反射鏡（反射鏡36, 45, 46)、五片向場透鏡（透鏡41、 中繼透鏡42、平行化透鏡50B，50G，50R)、三個液晶光閥 60B，60G，60R、以及正交分色稜鏡80所構成。 分色鏡30, 35，係將來自光源10之光（白色光）分離（分 光）成紅（R)、綠（G)、藍（B)之RGB三原色光。分色鏡3〇， 11 .1295735 係於玻璃板等形成具有反射B光及G光、使R光透射之性 貪的分色膜者，對來自光源10之白色光，係反射該白色 光所含之B光及G光、並使R光透射。分色鏡35，係於 玻璃板等形成具有反射G光、使B光透射之性質的分色膜 者’透射過分色鏡30之G光及B光中，將G光反射使其 傳達至平行化透鏡50G，並使藍色光透射使其傳達至透鏡 41 〇 _ 中繼透鏡42，係使透鏡41附近之光（光強度分布）傳達 至平订化透鏡50B附近，透鏡41具有使光以良好效率射 入中繼透鏡42之功能。射入透鏡41之B光，在其強度分 布大致被保存之狀態下、且在幾乎沒有伴隨光損失之狀態 下傳達至在空間上分離的液晶光閥60B。 平行化透鏡50B，50G，50R所具有之功能，係使射入 所對應之液晶光閥60B，60G，60R的各色光大致平行，且 使透射過液晶光閥60B，60G，60R的光以良好效率射入中 鲁繼透鏡90 °又’在分色鏡30, 35分光之RGB三原色的光， 係透過上述反射鏡（反射鏡36，45，46)以及透鏡（透鏡41、 中繼透鏡42、平行化透鏡50B，50G，50R)而射入液晶光閥 60B，60G，60R 〇 液晶光閥60B，60G，60R係主動矩陣型液晶顯示元件， 其將TN型液晶’封入形成有矩陣狀像素電極及切換元件（用 以驅動該像素電極之薄膜電晶體元件或薄膜二極體等）之玻 祝基板與於全面形成有共通電極之玻璃基板間，且於外面 配置偏光板。 12 1295735 又，液晶光閥60B，60G，60R，係以電壓非施加狀態之 白/亮（透射）狀態、電壓施加狀態之黑/暗（非透射）狀態的 正常顯白模式、或與其相反之正常顯黑模式來驅動，根據 7賦予之控制值類比控制亮暗間的階度。液晶光闊6〇B， 係根據顯示影像資料來調變射入之B&，並射出包含光學 周又光。液日日光閥6 0 G，係根據顯示影像資料來調變 射入之G光，並射出包含光學像之調變光。液晶光閥60R， _系根據顯示影像資料來調變射入之R光，並射出包含光學 像之調變光。 正父分色稜鏡80，係貼合四個直角稜鏡之構造，於其 内P形成有截面X字形之反射B光的介電體多層膜（B光 反射分色膜81)及反射R光之介電體多層膜（R光反射分色 月吴82)。又，使來自液晶光閥60G之G光透射並折射來自 液晶光閥60R之R光與液晶光閥6〇]3之B光，將此等三 色光合成來形成彩色影像。 _ 中繼透鏡90，係將以正交分色稜鏡80合成之來自液 晶光閥60B，60G，60R的光學像（光強度分布）傳達至液晶光 閱2 1 00的顯示面上。又，由於本實施形態所使用之中繼 透鏡90係一倒立成像機構，因此從液晶光閥6〇B，6〇g，6〇R 射出、透過中繼透鏡90成像於液晶光閥100之像為倒立 像。又’本實施形態所使用之中繼透鏡90之倍率為約兩 倍。 又’如圖1所示，液晶光閥100與前述液晶光閥60B，60G, 60R同等構成，係根據顯示影像資料調變射入之光的全波 13 ' 1295735 長區域亮度，而將包含最終光學像之調變光射出至投射透 鏡 1 10。 透射型液晶光閥60B，60G，60R，100為液晶光閥，此等 像素構造，如圖2所示，分別配置有矩陣狀之複數個單位 象素6 1，1 0 1，各單位像素，係如係以鉻等之金屬材料構成 的格子狀遮光部61a，101a、與矩形狀開口部61M〇ib所構 成。藉由此等構成，能使射入液晶光閥液晶光閥6〇b，6〇g， 肇60R5l⑽之光束中、射入開口部^，丨㈣之光束直接透射， 而射入遮光部61a，101a之光束則被遮蔽。此外，圖示例中， 僅顯示四個單位像素6 1，1 〇 1。 遮光部61a，l〇la，除了週期排列有既定寬度之帶狀部 的迫光圖案膜（黑條紋膜、黑矩陣膜等）以外，係由像素配 線、TFT元件等形成。又，於開口部61b，1〇lb之一個角設 有遮光部61c，l〇lc。如此，遮光部61a，1〇la為非對稱形狀。 再者，液晶光閥60B，60G，60R之單位像素61的開口部 _ 61b形狀、與液晶光閥1〇〇之單位像素101的開口部1〇lb 形狀係相似。具體而言，由於中繼透鏡9〇之倍率為兩倍， 因此液晶光閥100之開口率l〇lb，係液晶光閥6〇b，6〇g，6〇r 之開口部61 b大致兩倍的大小、亦即相似比兩倍。 又，液晶光閥100，係以液晶光閥60B，60G，6〇R為基 準配置成繞光軸180°旋轉配置。亦即，係將液晶光閥6〇b， 60G，60R之A方向及B方向在液晶光閥6〇B，6〇G，6〇r分 別朝向+ y方向，+ χ方向配置，液晶光閥1〇〇中，係將液 晶光閥60B，60G，60R繞光軸180。旋轉，並分別以朝向一 y 14 1295735 方向，一 X方向之狀態分別配置。藉由如此配置，能使以 中繼透鏡90成像之液晶光閥60B，60G，60R的光學像與液 晶光閥100之開口部101b的形狀*一致。 投射透鏡110，係將形成於液晶光閥100之光學像投 射於螢幕120上以顯示彩色影像。 此處5液晶光閥60B，60G，60R及液晶光閥1〇〇皆係 調變透射光之強度，在包含對應其調變程度之光學像這點 雖為相同，但與後者之液晶光閥丨〇〇係調變全波長區之光 (白色光）不同地，前者之液晶光閥60B，60G，60R係調變被 为色鏡30，35(為光分離機構）分離之特定波長區域的光（r， G，B等之色光），在這方面兩者為相異。據此，將以液晶 光閥60B，60G，60R進行之光強度調變適當稱為色調變， 將以液晶光閥100進行之光強度調變適當稱為亮度調變， 以加以區分。 又’從相同觀點來看，以下說明中，有時會將將液晶 光閥60B，60G，60R稱為色調變光閥、將液晶光閥1〇〇稱 為亮度調變光閥來加以區別。 其次，說明投影機PJ1之整體光傳達的流程。來自光 源10之白色光，藉由分色鏡3〇, 35分離成紅色（R)、綠色 (G)、以及藍色（B)之三原色的光，並透過包含平行化透鏡 50B，50G，50R之透鏡及反射鏡，射入液晶光閥6〇B，6〇g， 60R。射入液晶光閥60B，6〇G，6〇R之各色光，根據對應各 波長區域之外部資料來進行色調變，而射出作為包含光學 像之調變光。來自液晶光閥60B，6〇G，6〇R之各調變光， 15 l295735 別射入正父分色稜鏡80，而在該處合成為一個光。 〃後在正父'刀色棱鏡80射出之光線，透過中繼透鏡 射入液晶光閥100。此時，在正交分色稜鏡8〇射出之 的光學像，藉由中繼透鏡90旋轉18〇。且擴大成兩倍， 而：液晶光閥100之開口部祕的形狀大致一致。射入 液晶光閥100之合成光，根據對應全波長區之外部資料來 ，行亮度調變。此時’在正交分_ 80射出並朝向液 晶光閥100之光，係大致全部通過液晶光間1〇〇之開口部 1 b接著，向投射透鏡11 〇射出作為包含最終光學像之 凋k光。然後，在投射透鏡i 1〇，使來自液晶光閥之 最終合成光投射於螢幕120上來顯示所欲影像。 如此，投影機PJ1，係使用以作為第i光調變元件之 液晶光閥60B，60G，60R來形成光學像（影像）的調變光，並 採用以作為第2光調變元件之液晶光閥1〇〇來形成最終顯 示影像的形態，透過串列配置之兩個光調變元件（色調變光 閥及亮度調變光閥），以兩階段影像形成過程調變來自光源 10之光。此外，關於影像形成過程，例如刊載於「Helge Seetzen, Lome A. Whitehead High Dynamic Range

Display Using Low and High Resolution Modulators”，SID

Symposium 2003,pp. 1450-1453 (2003)」。其結果，投影機 PJ1，能實現亮度動態範圍之放大與階度數之增大。 進一步地，投影機PJ1，具有控制投影機PJ1之顯示 控制裝置2。 圖3，係顯示控制裝置2之硬體構成的方塊圖。 16 •1295735 顯示控制裝置200，如圖3所示’具備：cpui7〇，係 根據控制程式進行運算及控制系統整體；r〇m172，係於 既定區域預先儲存有CPU 170之控制程式等；RAM174，係 用以儲存在從ROM 172等讀出之資料或cpui7〇之運算過 程中所需的運算結果；以及I/Fl78，係對外部裝置$行 資料輸出或輸入之媒介’此等構件，係藉由作為用以傳送 資料之訊號線的匯流排179而相互連接且能收送資料。

於1/ F1 78，連接有用以驅動亮度調變光閥及色調變 光閥之光閥驅動裝置180(作為外部裝置）、將資料或表等 儲存為㈣之記憶裝置182、以及用以連接於外部網路之 訊號線199。 記憶裝置182，係儲存有用以驅動亮度調變光闊及色 調變光閥之HDR顯示資料及控制值登記表。 本實施形態中’投影機PJ1，係根據來自外部之舰 影像訊號及RGB，以顯示控制裝置2控制液晶光閥咖，㈣ 嫩及液晶光閥刚的透射率，並將咖影像顯示於營幕 此處’腿顯示資料係—影像資料，其能實現以習知 之sRGB等之影像格式化無法實現的高亮度動態範圍，其 將像素值（顯不像素之亮声/進 一 Π儿度位準）儲存於影像之全像素。本 貝知死/悲中，作為HDR顯示資料，係採用

一 月7卞你休用於一個像素就RGB 二原色將顯示亮度位準之俊音 ☆ /、值儲存為}手動小數點值的格 式。例如’作為一個像辛 之值。 U像素之像素值’係儲存有(1·2,5.4,2·3) 17 1295735 又’ HDR影像資料，係拍攝高亮度動態範圍之hdr 影像’並根據所拍攝之hdr影像來生成。 此外’ HDR顯示資料之生成方法的詳細資料，例如刊 載於 a 知文獻「p E Debevec，J.Malik，，，Recovering High

Dynamic Range Radiance Maps from Photograohs55? Proceedings 〇f ACM SIGGRApH97 p 367 378(1997)」。 (比較例） _ 此處，作為說明本發明之投影機PJ1的比較例，係使 用具有如圖2所示之像素構造61，101的構件來作為習知之 構仏、亦即作為液晶光閥6〇B，6〇G，6〇R及液晶光閥丨⑽， 並如圖4(a)所示，朝向同一方向配置於光軸上。 當為此構成時，如圖4(b)所示，由於中繼透鏡為倒立 成像块構，因此成像於液晶光閥i⑽像素面之液晶光閥 60G，60R的開口部像即如虛線所示，由於與液晶光閥^⑻ 之開口部ioib的形狀不一致，因此射入液晶光閥i⑽之 光束一部分係被遮薇。承上所述，從光源10射出之光的 光利用效率即降低。 如上述說明，本實施形態之投影機PJ1，係能使在色 調變光閥60B，60G，60R之既定像素調變過一次的光，在 亮度調變光^ 100 4既定區域（像幻被適當地二次調變。 據此，與以往相較，能確實地得到既定品質的影像。 又，由於液晶光閥60B，60G，60R之開口部61b與液 晶光閥1〇〇之開口部101b的形狀係相似，而使液晶光閥6〇b， 0〇G，60R之開0像與液晶光目⑽ <開口形狀為大致一 18 -1295735 致，因此被遮光部101 a遮蔽之光束比率係較習知少。據此， 由於從液晶光閥60B，60G，60R射出之光束大致全部通過 液晶光閥1 〇〇的開口部1 〇 1 b，因此能提昇光利用效率。 此外’本發明之技術範圍並不限定於上述實施形態， 在不脫離本發明之要旨的範圍内，可施加各種變更。

例如，上述實施形態中，作為投影機PJ1，亦可不使 用中繼透鏡90。當為此構成時，如圖5所示，只要在液曰 光閥60B，60G，60R之位置，使用光調變元件群4〇r，4〇g，4〇b 來代替液晶光閥60B，60G，60R，l〇〇即可，該光調變元件群 40R，40G，40B，係由排列有能獨立控制透射率之矩陣狀複 數個像素的液晶光閥（亮度調變光閥）2〇〇R，2〇〇G，2〇〇B、以 及排列有能獨立控制透射率之矩陣狀複數個像素的液晶光 閥（色調變光閥）300R，300G，300B所構成。此外，圖5中， 係以紅色用光調變元件群40R為例來說明。 液晶光閥200R，係以偏光板2〇1、對向基板2〇2、對 向電極203、資料配線204、密封材2〇5、面板基板2〇6、 液晶207、以及微透鏡陣列2〇8構成。於面板基板2〇6之 入射側(來自光源1〇之光所射入之側），形成有與朝向各像 素之資料配線204相距既定間隔排列的像素電極、以及用 以將控制電壓施加於像素電極（未圖示）之可動元件（未圖 示），且對向電極203形成於對向基板加上。於面板基板 2〇6與對向基板搬之間充填有液晶2()7，藉由密封材2〇5 來密封液@ 207。於對向基板2G2之入射側接著有偏光板 2〇卜另-方面，於面板基板2〇6之出射側（來自光源^之 19 ‘1295735 所射出之側），接著有„ ;^朝向出射側之微透鏡陣列 3 05472號公報之製造方法來製造 。此夕卜，微透鏡陣列208，例如能以揭示於特開测 一 3 0 5 4 7 祿八名e —制4 ，丄a心

液晶光閥3嫩，係以偏光板3〇1、對向基才反3〇2、對 向電極303、資料配線3G4、密封材3()5、面板基板3〇6、 液晶307、以及偏光板311構成。於面板基板3〇6之入射 側’形成有與朝向各像素之資料配、線3〇4才目距既定間隔排 列的像素電極、以及用以將控制電壓施加於像素電極(未圖 不）之可動元件（未圖示），且對向電極3〇3形成於對向基板 302上。於面板基板3〇6與對向基板之間充填有液晶 3〇7,藉由密封材305來密封液晶3〇7。於對向基板3〇2 = 入射側接著有偏光板301。另一方面，於面板基板3〇6之 出射側接著有偏光板3 1 1。 攸均一照明系統2〇射出之光，係從圖5之左方（in之 )射入而藉由液晶光閥2 0 0 R被一次調變，使液晶光闊 2〇〇R之光學像透過微透鏡陣列2〇8傳達至液晶光閥3⑼r。 此時，液晶光閥200R之光學像，由於係被微透鏡陣列2〇8 聚光而成像於液晶光閥3〇〇R之像素面，因此能在抑制因 光之擴散等造成亮度減少的狀態下傳達至液晶光閥3〇〇R。 接著，藉由液晶光閥300R，使來自液晶光閥200r之光被 二次調變，並射出至圖5之右方（out之方向）而傳達至正交 分色稜鏡8 〇。 如此’藉由將色調變光閥3 0 0 R、微透鏡陣列2 〇 8、以 及tc度调變光閥2〇〇r重疊的構成，由於相較中繼透鏡9〇、 20 -1295735 微透鏡陣列為極小型，因此能將裝置整體作得較小型。 進一步地，由於微透鏡陣列挪之構成要素較中繼透鏡9〇 :’而組裝入裝置之位置誤差亦較少，因此能將亮度調變 光閥200R之光子像以較佳精度成像於色調變光閥之像素 面。又，由於亮度調變光閥、微透鏡陣列2〇8、以及色調 變光閥為緊貼，因此能更加抑制因光之擴散等造成的亮度 減少。據此’能提升顯示影像之亮度。

又，雖以具有非對稱開口部形狀之構件來作為液晶光 闊60B560G，60R，100進行了說明，但作為液晶光閥6〇b6〇g 60R，100之開口部61b，101b的形狀，亦可係對稱的形狀。 此時，液晶光閥60B，60G，60R之開口部61b形狀與液晶光 閥1 〇〇之開口部1 〇ib形狀的關係，藉由係對應中繼透鏡9〇 之倍率的關係，使從液晶光閥60B，60G，60R射出之光不會 在液晶光閥100之開口部l〇lb被遮蔽，因此能提升光利 用效率。 又，上述實施型態中，雖將中繼透鏡9〇之倍率作成兩 倍，但如圖6所示，中繼透鏡90，亦可係由相對孔徑光閘 91大致配置成對稱之前段透鏡群90a及後段透鏡群9〇b構 成的等倍成像透鏡。此時，考量液晶之視角特性最好是具 有兩側遠心特性。此種中繼透鏡90，係使前段透鏡群9〇a 之像側焦點位置、孔徑光閘91、以及後段透鏡群91b之物 體側焦點位置一致，且於前段透鏡群90a之物體側焦點位 置配置液晶光閥60B，60G，60R，於後段透鏡群9 lb之像體 側焦點位置配置液晶光閥1 〇〇。前段透鏡群90a及後段透 21 1295735 鏡群90b，係包含複數個凸透鏡及凹透鏡所構成。不過， 透鏡之形狀、大小、配置間隔及片數、遠心性、倍率等其 他透鏡特性，係能視所要求之特性作適當變更，並非限定 於圖6之例。 又，亦可根據中繼透鏡90之倍率，個別設計色調變液 晶光閥60B，60G，60R與亮度調變光閥ι〇〇，並配合各液晶 光閥之單位像素的開口部來構成。 瞻 ’又作為投影機PJ1之構成，雖係從光源10側依照液 晶光閥60B，60G，60R、中繼透鏡9〇、液晶光閥1〇〇之順序 進订凋，交的構成，但與此相反地，亦可係從光源1 〇側依 照液晶光閥100、中繼透鏡90、液晶光閥6〇b，6〇g，6〇r之 順序進行調變的構成，亦可得到同樣的效果。 又，上述實施形態，雖以三板式之投影機為例進行了 2明，但本發明亦能適用於單板式之投影機。此單板式投 影機，主要係以光源、均一照明系統、帛丨光調變元件、 _中、麕透鏡系統、第2光調變元件、以及投射透鏡所構成， 抓用白色光源作為光源時，於作為第1光調變元件或第2 光調變元件之液晶光閥設置有彩色濾光片。 又’雖以投射型顯示裝置為例進行了說明，但本發曰 亦此適用於直視型顯示裝置。此直視型顯示裝置，係直接 觀看在第2調變元件上調變之影像光。直視型顯 具有適合在明亮場所鑑賞之優點。 又’雖係對以色調變光閥進行色調變之光，古 變光閥進行A声坰嫩 > 描# y 免度調 史订儿度凋芰心構成，但並不限於此，亦 J 1糸對以 22 1295735 :度調變光閥進行亮度調變之光，以色調變光閥進行色調 變之構成。又，雖係使用亮度調變光閥及色調變光閥來對 光之党度進行兩階段調變，但並不限於此，亦能使用兩組 焭度調變光閥來對光之亮度進行兩階段調變。 又’上述實施形態中，雖使用射出白色光之單體光源 來作為光源10，並將該白色光分光成RGB三原色之光， 但並不限於此，亦可使用分別對應RGB三原色之射出紅色 •光的光源、射出藍色光之光源、以及射出綠色光之光源的 二個光源，去除用以分離白色光之機構的構成。 又，上述實施形態中，雖使用主動矩陣型液晶顯示元 件來作為液晶光閥60B，60G，60R，1〇〇，但並不限於此， 亦可使用被動矩陣型液晶顯示元件及分段型液晶顯示元件 來作為液晶光閥60B，60G，60R，1〇〇。主動矩陣型液晶顯 示’有能進行精密之階度顯示的優點，被動矩陣型液晶顯 示元件及分段型液晶顯示元件具有能以廉價製造之優點。 【圖式簡單說明】 圖1，係本發明之第1實施形態之投影機的概略圖。 圖2，係顯示圖1之液晶光閥之配置及形狀的立體圖。 圖3，係顯示本發明之第1實施形態之投影機所使用 之顯示控制裝置之硬體構成的方塊圖。 圖4，係顧示本發明之弟1貫施形態之投影機之液晶 光閥配置比較例的立體圖。 圖5，係顯示本發明之第1實施形態之投影機之色調 23 1295735 變光閥及亮度調變光閥之變形例的截面圖。 圖6，係顯示本發明之第1實施形態之投影機之中繼 透鏡之變形例的俯視圖。 【主要元件符號說明】 10 60B，60G，60R，300R 61,101 61b，101b 90 100,200R 110

PJ1 光源 透射型液晶光閥（第1調變元件） 單位像素 開口部 中繼透鏡（成像光學機構） 透射型液晶光閥（第2調變元件） 投射透鏡（投射機構） 投影機

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Claims (1)

1295735 . 十、申請專利範圍： l一種f彡像顯^置，係㈣ 光源的光以顯干#務^ /私貝抖凋邊來自 ^ ”、、員不衫像，其特徵在於，具備·· 第光凋又兀件，係調變從該光源射出之光·以 第2光調變元件，伟料莖U &先’以及 ., 係與δ亥弟1光調變元件串列配罟％ 光路上，以調變從呤楚 j配置於 ^ 艾攸4弟1光調變元件射出之光； δ亥弟1光調變元丰 光調變元件之像素㈣Π部形狀與該第2 之早位像素的開口部形狀係相似。 2.如申請專利範圍帛i項之影像顯示 該第1光調變元侔夕止風#丄 /、具備將 义兀件之先學像成像於該第2光調 光面的成像光學機構。 又 ' L如中請專利範圍第2項之影像顯示裳置，其中，該 成像光學機構係一倒立成像機構； / 的門該2光調h件相對該第1光調變元件之單位像素 的開口π大小，係對應該成像光學機構之倍率的大小，且 兩者配置成繞光軸i80。旋轉對稱。 4.如申請專利範圍第1 ^ ^ 乐主3項中任一項之影像顯示裝 、、中’該第1光調變元件’係由分別調變不同色光之 :數個光調變元件構成’並具備用以合成在該複數個光調 、交元件调變之光的分色稜鏡； 並使該第2光調變元件之開口部形狀，與用以射出透 射過該分色稜鏡之光的該光調變元件開口部形狀—致。 5 · —種投影機，其特徵在於： 具備申請專利範圍第…項中任一項之影像顯示裝 25 ^ 1295735 置、以及用以投射從該影像顯示裝置射出之光的投射機 構0 十一、圖式： 如次頁

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