WO2016152323A1 - 投射型表示装置及び画像表示方法 - Google Patents

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WO2016152323A1
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英明 川浦
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    • H04N9/3141—Constructional details thereof

Definitions

  • the present disclosure relates to a projection display device and an image display method.
  • High-quality projection display devices are required to support brightness, richness of gradation, and high frame rate as functions for expressing the high image quality.
  • a single-plate projector that can be manufactured at low cost, it is difficult to realize these functions, and a phenomenon called color braking exists in principle, and it is difficult to improve image quality. Therefore, as a high-quality type projector, a three-plate type projector that uses a red display light valve device, a green display light valve device, and a blue display light valve device one by one is generally used (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2008-2008). 185873).
  • a three-plate projector requires three light valve devices and three driver ICs for driving each light valve device, which increases manufacturing cost, size (chassis dimensions), and consumption. There is a problem of increased power. Moreover, many steps are required for assembling the three light valve devices, and high accuracy is required.
  • an object of the present disclosure is to avoid problems such as an increase in manufacturing cost, an increase in size, and an increase in power consumption, and requires high assembly accuracy without requiring many steps for assembly.
  • An object of the present invention is to provide a projection type display device having a structure and a structure having no image and an image display method.
  • a projection display device of the present disclosure is provided.
  • light source Light valve device, An illumination optical system for causing each of different color lights from the light source to enter different areas of the light valve device; and A projection optical system that combines images of different colors from different areas of the light valve device into one image; It has.
  • an image display method of the present disclosure includes: The image signal is color-separated to generate a plurality of color-separated image signals, In each of the plurality of regions of the light valve device, an image based on each color separation image signal is formed, Images formed in a plurality of regions of the light valve device are combined into one image.
  • one light valve device is divided into a plurality of regions, and images of different colors are formed in each of the divided regions, and these different color images are combined into one image.
  • an image based on a color separation image signal obtained by color separation of an image signal is formed in each of a plurality of regions of one light valve device, and these images are formed.
  • problems such as an increase in manufacturing cost, an increase in size, and an increase in power consumption of the projection display device can be avoided, and many processes are not required for assembly, and high assembly accuracy is required. There is nothing to do.
  • the effects described in the present specification are merely examples and are not limited, and may have additional effects.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a projection display device according to the first embodiment.
  • 2A, 2 ⁇ / b> B, and 2 ⁇ / b> C are a schematic side view of a main part of the projection display device according to the first embodiment, a schematic front view of the light valve device, and the first embodiment. It is a typical top view of the principal part of a projection type display apparatus.
  • FIG. 3 is a schematic perspective perspective view of a main part of the projection display apparatus according to the first embodiment.
  • FIGS. 4A and 4B are conceptual diagrams of an image control circuit in the projection display apparatus according to the first embodiment and the conventional three-plate projection display apparatus.
  • the image display method of the present disclosure is: light source, Light valve device, An illumination optical system for causing each of different color lights from the light source to enter different areas of the light valve device; and A projection optical system that combines images of different colors from different areas of the light valve device into one image;
  • An image display method using a projection display device comprising: The image signal is color-separated to generate a plurality of color-separated image signals, Each of light of different colors from the light source is incident on different regions of the light valve device via the illumination optical system, and an image based on each color separation image signal is formed in each of the plurality of regions of the light valve device, Images formed in a plurality of regions of the light valve device are combined into one image via a projection optical system.
  • the image display method of the present disclosure is not limited to
  • Projection-type display device of the present disclosure or projection-type display device in an image display method using the projection-type display device of the present disclosure (hereinafter, these projection-type display devices are collectively referred to as “projection-type display device of the present disclosure.
  • the different regions of the light valve device may be configured with three regions, although not limited thereto.
  • a red image, a green image, and a blue image can be formed in three different areas of the light valve device, respectively, and further, other than the three different areas of the light valve device. This area can be configured to display black.
  • the light valve device has 4096 ⁇ 2160 pixels, and each of the different regions of the light valve device may be composed of 1920 ⁇ 1080 pixels. Further, in these forms including such a configuration, the light valve device may be configured by a reflective liquid crystal light valve device. Furthermore, in the projection display apparatus and the like of the present disclosure including these forms and configurations, the illumination optical system can be configured to include one polarization beam splitter.
  • the projection optical system is a prism combining optical system, specifically, one cross prism (more specifically, for example, four A cross dichroic prism (combining a plurality of optical paths into a single optical path, which is manufactured so that a triangular prism is bonded and the bonded surface is a reflective dichroic mirror) can be provided.
  • the projection optical system may further include a polarization conversion optical system for adjusting the polarization state of red, green, and blue light as necessary.
  • the projection display device and the like of the present disclosure including the preferred embodiment and configuration described above include an image control circuit that supplies an image signal to each of different regions of the light valve device. be able to.
  • the light source can be configured by three types of light emitting elements (for example, a semiconductor laser element and a light emitting diode) that emit red, green, and blue, a xenon lamp, and a high-pressure mercury lamp. (Including an ultra-high pressure mercury lamp), a metal halide lamp, and a light emitting element that emits white light (for example, a light emitting diode).
  • a semiconductor laser element and a light emitting diode that emit red, green, and blue
  • a xenon lamp a high-pressure mercury lamp.
  • a high-pressure mercury lamp Including an ultra-high pressure mercury lamp), a metal halide lamp, and a light emitting element that emits white light (for example, a light emitting diode).
  • a color separation optical system specifically, for example, a dichroic mirror formed by forming a dielectric multilayer film on a glass plate
  • a xenon lamp a high-pressure mercury lamp
  • What is necessary is just to isolate
  • the illumination optical system includes one polarization beam splitter.
  • an integrator such as a fly-eye integrator or a rod integrator, a polarization conversion optical system, a polarization conversion integrator optical system, a dichroic mirror, a condenser It can also be set as the structure provided with various lens systems, such as a lens. Furthermore, a microlens array may be provided as necessary.
  • a light valve device also called a spatial light modulator or light valve, is a device that controls optical characteristics (for example, light reflectance, light transmittance, etc.) at each spatial position in a two-dimensional plane, and is input to the light valve device.
  • the writing of the signal (image signal) can be performed based on, for example, an electric address method.
  • the reflective liquid crystal light valve device can be specifically composed of LCOS (Liquid Crystal Crystal On Silicon) or HTPS (High Temperature Polycrystalline Silicon). It can also be configured from a TFT-driven reflective liquid crystal light valve device.
  • the light valve device is not limited to this, and can also be composed of a transmissive liquid crystal light valve device (specifically, for example, an HTPS-TFT drive transmissive liquid crystal light valve device).
  • the light valve device can be constituted by, for example, a digital micromirror using MEMS technology.
  • the images combined (combined) by the projection optical system are projected onto a screen via a projection lens provided in the projection optical system.
  • Example 1 relates to a projection display device and an image display method of the present disclosure.
  • FIG. 1 shows a conceptual diagram of the projection display device of Example 1
  • FIG. 2A shows a schematic side view of the main part of the projection display device
  • FIG. 2B shows a schematic front view of the light valve device shown in FIG.
  • a schematic perspective view is shown in FIG.
  • the projection display device of Example 1 is Light source 10, Light valve device 30, An illumination optical system 20 that makes each light of a different color from the light source 10 enter a different region of the light valve device 30, and A projection optical system 40 that combines images of different colors from different regions of the light valve device 30 into one image; It has.
  • the different areas of the light valve device 30 are composed of three areas 30R, 30G, and 30B. Specifically, a red image, a green image, and a blue image are formed in three different regions 30R, 30G, and 30B of the light valve device 30, respectively.
  • FIG. 2B shows a state where an image indicating the letter “A” is formed.
  • a region for forming a red image is called a red image forming region 30R
  • a region for forming a green image is called a green image forming region 30G
  • a region for forming a blue image is called a blue image forming region 30B.
  • the areas other than the three different areas 30R, 30G, and 30B of the light valve device 30 display black.
  • An area for displaying a black image (a so-called black matrix area) is referred to as an area BM.
  • the light valve device 30 is composed of a reflective liquid crystal light valve device, more specifically LCOS.
  • the light valve device 30 has 4096 ⁇ 2160 pixels, and each of the different regions 30R, 30G, and 30B of the light valve device 30 is composed of 1920 ⁇ 1080 pixels. That is, a so-called “4K” LCOS can be used to display a full high-definition image, and an image display with a resolution equivalent to that of a conventional full-high-definition three-plate projection display device can be performed.
  • the illumination optical system 20 includes one polarization beam splitter PBS.
  • the projection optical system 40 includes a prism combining optical system, specifically, one cross prism (more specifically, a cross dichroic prism 41), and mirrors 42R and 42B.
  • a polarization conversion optical system (specifically, a half-wave plate) for adjusting the polarization state of red and blue light as necessary on the light incident side or light emitting side of the mirrors 42R and 42B. May be provided.
  • the light source 10 includes, but is not limited to, three types of light emitting elements (for example, light emitting diodes) that emit red, green, and blue.
  • the images combined (synthesized) by the projection optical system 40 are projected onto a screen (not shown) via a projection lens (not shown) provided in the projection optical system 40.
  • the projection display device includes an image control circuit 50 that supplies an image signal to each of the different regions 30R, 30G, and 30B of the light valve device 30.
  • FIG. 4B shows a conceptual diagram of an image control circuit in a conventional three-plate projection display device.
  • light from the light source 10 enters one polarization beam splitter PBS provided in the illumination optical system 20.
  • the polarization beam splitter PBS the p-polarized light passes through the polarization beam splitter PBS.
  • the s-polarized light is reflected by the polarization beam splitter PBS and travels to the light valve device 30.
  • the light that collides with the light valve device 30 and is reflected by the light valve device 30 becomes p-polarized light.
  • the light is reflected by the mirrors 42R and 42B and travels to the cross dichroic prism 41 constituting the projection optical system 40. .
  • a polarization conversion optical system (specifically, a half-wave plate) for adjusting the polarization state of red and blue light is provided
  • s-polarized red light and blue light are provided.
  • red light (red image), green light (green image), and blue light (blue image) are combined by the cross dichroic prism 41 and combined into one image.
  • the combined images are projected onto a screen (not shown) through a projection lens (not shown) provided in the projection optical system 40.
  • an external image signal (see R data, G data, and B data in FIG. 4) is color-separated by the integrated circuit IC, and a plurality of color-separated images are obtained.
  • a signal (color-separated image signal) is generated.
  • the plurality of color-separated image signals are sent to the RGB driving driver, a red image forming area (red image forming area) 30R, a green image forming area (green image forming area) 30G, and a blue image.
  • a drive signal for driving each of the regions (blue image forming regions) 30B forming the image is generated based on the color separation image signal and sent to the regions 30R, 30G, and 30B.
  • three color separation image signals are processed in a band of one channel.
  • each of the light of different colors from the light source 10 is incident on the different regions 30R, 30G, 30B of the light valve device 30 via the illumination optical system 20, while the plurality of regions 30R, 30G of the light valve device 30 are made.
  • 30B images based on the respective color separation image signals are formed.
  • the images formed based on the respective color separation image signals in each of the plurality of regions 30R, 30G, and 30B of the light valve device 30 are combined into one image via the projection optical system 40, and the projection optical system 40 Projection is performed on a screen (not shown) through a projection lens (not shown).
  • the manufacturing cost is increased, the size of the projection display device is increased, and the power consumption is increased.
  • parts / members other than the light valve device are difficult to downsize in order to maintain their characteristics, and thus it is difficult to downsize the entire projection display device.
  • it is necessary to assemble the three light valve devices and one cross dichroic prism with precise alignment and as the pixel size decreases, the assembly cost increases and the assembly difficulty increases.
  • the cooling system becomes complicated, large, and power consumption increases.
  • the projection type display device it is only necessary to include one light valve device 30 and one RGB driving driver, so that the manufacturing cost can be reduced, the optical parts and the optical members can be downsized, It is possible to reduce the number of optical components and optical members, reduce the size of the drive substrate, reduce the overall size of the projection display device, and reduce power consumption.
  • one light valve device and one cross dichroic prism need only be accurately aligned and assembled, even if the pixel size is reduced, there is no increase in assembly cost and difficulty in assembly. That is, when the horizontal direction of the light valve device is set to the X direction and the vertical direction is set to the Y direction, there is no problem of misalignment with respect to rotation around the Z axis.
  • liquid crystal alignment disorder region when pixels having different luminances are adjacent to each other, a liquid crystal alignment disorder region called disclination may occur.
  • the location of the alignment disorder region may vary depending on the layout of the optical member.
  • the liquid crystal alignment disorder region may be colored. Therefore, in order to suppress coloring due to disclination, it may be necessary to produce two types of liquid crystal light valve devices having different alignment directions of liquid crystal molecules.
  • a single light valve device 30 forms a red image, a green image, and a blue image. However, the image quality deteriorates due to the configuration of the projection optical system 40. Since the portions can be easily matched, it is possible to suppress coloring.
  • one light valve device is divided into a plurality of regions, and images of different colors are formed in the divided regions. Are combined into one image.
  • an image based on a color separation image signal obtained by color separation of an image signal is formed in each of a plurality of regions of one light valve device, and these images are formed.
  • the projection type display apparatus and image display method of this indication were demonstrated based on the preferable Example, the projection type display apparatus and image display method of this indication are not limited to an Example. Needless to say, the configuration and structure of the projection display device described in the embodiments can be changed as appropriate.
  • this indication can also take the following structures.
  • ⁇ Projection display apparatus >> light source, Light valve device, An illumination optical system for causing each of different color lights from the light source to enter different areas of the light valve device; and A projection optical system that combines images of different colors from different areas of the light valve device into one image; Projection type display device.
  • the projection display device according to [A01] in which different regions of the light valve device are configured by three regions.
  • the projection display device according to [A02] in which a red image, a green image, and a blue image are formed in three different regions of the light valve device, respectively.
  • [A04] The projection display device according to [A03], in which a region other than the three different regions of the light valve device displays black.
  • the light valve device has 4096 ⁇ 2160 pixels, Each of the different areas of the light valve device is the projection display device according to any one of [A02] to [A04], which includes 1920 ⁇ 1080 pixels.
  • [A07] The projection optical display device according to any one of [A01] to [A06], wherein the illumination optical system includes one polarization beam splitter.
  • the projection optical system according to any one of [A01] to [A07], wherein the projection optical system includes one cross prism.
  • the projection display device according to any one of [A01] to [A08], which includes an image control circuit that supplies an image signal to each of different regions of the light valve device.
  • Image display method >> The image signal is color-separated to generate a plurality of color-separated image signals, In each of the plurality of regions of the light valve device, an image based on each color separation image signal is formed, An image display method for combining images formed in a plurality of regions of a light valve device into one image.
  • Image display method >> light source, Light valve device, An illumination optical system for causing each of different color lights from the light source to enter different areas of the light valve device; and A projection optical system that combines images of different colors from different areas of the light valve device into one image;
  • An image display method using a projection display device comprising: The image signal is color-separated to generate a plurality of color-separated image signals, Each of light of different colors from the light source is incident on different regions of the light valve device via the illumination optical system, and an image based on each color separation image signal is formed in each of the plurality of regions of the light valve device, An image display method for combining images formed in a plurality of regions of a light valve device into one image via a projection optical system.
  • [C02] The image display method according to [C01], in which different regions of the light valve device are configured by three regions.
  • [C03] The image display method according to [C02], in which a red image, a green image, and a blue image are formed in three different regions of the light valve device, respectively.
  • [C04] The image display method according to [C03], in which a region other than the three different regions of the light valve device is displayed in black.
  • the light valve device has 4096 ⁇ 2160 pixels, Each of the different regions of the light valve device is the image display method according to any one of [C02] to [C04], which includes 1920 ⁇ 1080 pixels.
  • [C06] The image display method according to any one of [C02] to [C05], in which the light valve device includes a reflective liquid crystal light valve device.
  • the illumination optical system includes one polarization beam splitter.
  • the projection optical system includes one cross prism.
  • SYMBOLS 10 Light source, 20 ... Illumination optical system, PBS ... Polarizing beam splitter, 30 ... Light valve apparatus, 30R, 30G, 30B ... Different area

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Abstract

本発明は、製造コストの増加、サイズの増大、消費電力の増大といった問題を回避することができ、組み立てに多くの工程を要すること無く、しかも、高い組立精度が要求されることの無い構成、構造の投射型表示装置、及び、画像表示方法を提供することを目的とする。本発明の投射型表示装置は、光源（１０）、ライトバルブ装置（３０）、光源からの異なる色の光のそれぞれを、ライトバルブ装置の異なる領域（３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ）に入射させる照明光学系（２０）、及び、ライトバルブ装置の異なる領域からの異なる色の画像を１つの画像に纏める投写光学系（４０）を備えている。

Description

投射型表示装置及び画像表示方法
　本開示は、投射型表示装置及び画像表示方法に関する。
　高画質タイプの投射型表示装置（プロジェクター）は、その高画質を表現するための機能として、明るさ、階調の豊富さ、ハイフレームレートへの対応が要求される。安価に製作できる単板式プロジェクターでは、これらの機能の実現が難しい上、カラーブレーキングという現象が原理的に存在し、高画質化が困難である。従って、高画質タイプのプロジェクターとして、赤色表示のライトバルブ装置、緑色表示のライトバルブ装置及び青色表示のライトバルブ装置を１枚ずつ使用する３板式プロジェクターが一般的である（例えば、特開２００８－１８５８７３参照）。
特開２００８－１８５８７３
　しかしながら、３板式プロジェクターには、３枚のライトバルブ装置、各ライトバルブ装置を駆動するための３つの駆動用ドライバＩＣが必要とされ、製造コストの増加、サイズ（筐体寸法）の増大、消費電力の増大といった問題がある。また、３枚のライトバルブ装置の組み立てに多くの工程を要するし、高い精度が要求される。
　従って、本開示の目的は、製造コストの増加、サイズの増大、消費電力の増大といった問題を回避することができ、組み立てに多くの工程を要すること無く、しかも、高い組立精度が要求されることの無い構成、構造の投射型表示装置、及び、画像表示方法を提供することにある。
　上記の目的を達成するための本開示の投射型表示装置は、
　光源、
　ライトバルブ装置、
　光源からの異なる色の光のそれぞれを、ライトバルブ装置の異なる領域に入射させる照明光学系、及び、
　ライトバルブ装置の異なる領域からの異なる色の画像を１つの画像に纏める投写光学系、
を備えている。
　上記の目的を達成するための本開示の画像表示方法は、
　画像信号を色分解して複数の色分解画像信号を生成し、
　ライトバルブ装置の複数の領域のそれぞれにおいて、それぞれの色分解画像信号に基づく画像を形成し、
　ライトバルブ装置の複数の領域において形成された画像を１つの画像に纏める。
　本開示の投射型表示装置にあっては、１つのライトバルブ装置が複数の領域に分割され、各分割された領域において異なる色の画像を形成し、これらの異なる色の画像を１つの画像に纏める。また、本開示の画像表示方法にあっては、１つのライトバルブ装置の複数の領域のそれぞれにおいて、画像信号を色分解して得られた色分解画像信号に基づく画像を形成し、これらの画像を１つの画像に纏める。それ故、投射型表示装置の製造コストの増加、サイズの増大、消費電力の増大といった問題を回避することができるし、組み立てに多くの工程を要することが無く、しかも、高い組立精度が要求されることも無い。尚、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また、付加的な効果があってもよい。
図１は、実施例１の投射型表示装置の概念図である。 図２の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、実施例１の投射型表示装置の要部の模式的な側面図、ライトバルブ装置の模式的な正面図、及び、実施例１の投射型表示装置の要部の模式的な上面図である。 図３は、実施例１の投射型表示装置の要部の模式的な斜視透視図である。 図４Ａ及び図４Ｂは、実施例１の投射型表示装置及び従来の３板式投射型表示装置における画像制御回路の概念図である。
　以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本開示の投射型表示装置及び画像表示方法、全般に関する説明
２．実施例１（本開示の投射型表示装置及び画像表示方法）
３．その他
〈本開示の投射型表示装置及び画像表示方法、全般に関する説明〉
　本開示の画像表示方法にあっては、本開示の投射型表示装置を用いることが好ましい。即ち、本開示の投射型表示装置を用いた本開示の画像表示方法は、
　光源、
　ライトバルブ装置、
　光源からの異なる色の光のそれぞれを、ライトバルブ装置の異なる領域に入射させる照明光学系、及び、
　ライトバルブ装置の異なる領域からの異なる色の画像を１つの画像に纏める投写光学系、
を備えた投射型表示装置を用いた画像表示方法であって、
　画像信号を色分解して複数の色分解画像信号を生成し、
　光源からの異なる色の光のそれぞれを照明光学系を介してライトバルブ装置の異なる領域に入射させ、ライトバルブ装置の複数の領域のそれぞれにおいて、それぞれの色分解画像信号に基づく画像を形成し、
　ライトバルブ装置の複数の領域において形成された画像を投写光学系を介して１つの画像に纏める。但し、本開示の画像表示方法は、このような本開示の投射型表示装置を用いる方法に限定するものではない。
　本開示の投射型表示装置、あるいは、本開示の投射型表示装置を用いた画像表示方法における投射型表示装置（以下、これらの投射型表示装置を総称して、『本開示の投射型表示装置等』と呼ぶ）において、限定するものではないが、ライトバルブ装置の異なる領域は、３つの領域から構成されている形態とすることができる。そして、この場合、ライトバルブ装置の３つの異なる領域において、それぞれ、赤色の画像、緑色の画像及び青色の画像を形成する形態とすることができ、更には、ライトバルブ装置の３つの異なる領域以外の領域は、黒色を表示する形態とすることができる。
　そして、これらの形態において、ライトバルブ装置は４０９６×２１６０の画素を有し、ライトバルブ装置の異なる領域のそれぞれは１９２０×１０８０の画素から成る構成とすることができる。また、このような構成を含むこれらの形態において、ライトバルブ装置は、反射型液晶ライトバルブ装置から成る構成とすることができる。更には、これらの形態、構成を含む本開示の投射型表示装置等において、照明光学系は１つの偏光ビームスプリッターを備えている構成とすることができる。更には、これらの形態、構成を含む本開示の投射型表示装置等において、投写光学系は、プリズム合成光学系、具体的には、１つのクロスプリズム（より具体的には、例えば、４つの三角柱プリズムが貼り合わされ、貼り合わせ面が反射ダイクロイックミラーとなるように作製された、複数の光路を単一光路に合成するクロスダイクロイックプリズム）を備えている構成とすることができる。投写光学系には、必要に応じて、更に、赤色、緑色、青色の光の偏光状態を調整するための偏光変換光学系が備えられていてもよい。
　更には、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本開示の投射型表示装置等にあっては、ライトバルブ装置の異なる領域のそれぞれに画像信号を供給する画像制御回路を備えている形態とすることができる。
　本開示の投射型表示装置等において、光源は、赤色、緑色、青色を出射する３種類の発光素子（例えば、半導体レーザ素子や発光ダイオード）から構成することができるし、キセノンランプや高圧水銀ランプ（超高圧水銀ランプを含む）、メタルハライドランプ、白色を発光する発光素子（例えば、発光ダイオード）から構成することができる。後者の場合、照明光学系に備えられた色分離光学系（具体的には、例えば、ガラス板上に誘電体多層膜を形成して成るダイクロイックミラー）を用いて、キセノンランプや高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、白色を発光する発光素子から出射された光から、赤色、緑色及び青色を分離すればよい。
　照明光学系は、上述したとおり、１つの偏光ビームスプリッターを備えているが、その他、場合によっては、フライアイインテグレータやロッドインテグレータといったインテグレータ、偏光変換光学系、偏光変換インテグレータ光学系、ダイクロイックミラー、コンデンサレンズ等の各種レンズ系を備えている構成とすることもできる。更には、必要に応じて、マイクロレンズアレイが備えられていてもよい。
　空間光変調装置あるいは光弁とも呼ばれるライトバルブ装置は、２次元面内の各空間位置における光学特性（例えば、光反射率や光透過率等）を制御する装置であり、ライトバルブ装置への入力信号（画像信号）の書き込みは、例えば、電気アドレス方式に基づき行うことができる。ライトバルブ装置を反射型液晶ライトバルブ装置から構成する場合、反射型液晶ライトバルブ装置は、具体的には、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）から構成することができるし、ＨＴＰＳ（High Temperature Polycrystalline Silicon）－ＴＦＴ駆動の反射型液晶ライトバルブ装置から構成することもできる。但し、ライトバルブ装置は、これに限定するものではなく、透過型液晶ライトバルブ装置（具体的には、例えば、ＨＴＰＳ－ＴＦＴ駆動の透過型液晶ライトバルブ装置）から構成することもできる。あるいは又、ライトバルブ装置を、例えば、ＭＥＭＳ技術を応用したデジタルマイクロミラーから構成することもできる。
　投写光学系によって１つに纏められた（合成された）画像は、投写光学系に備えられた投影レンズを介してスクリーンに投影される。
　実施例１は、本開示の投射型表示装置及び画像表示方法に関する。実施例１の投射型表示装置の概念図を図１に示し、投射型表示装置の要部の模式的な側面図を図２の（Ａ）に示し、模式的な上面図を図２の（Ｃ）に示し、ライトバルブ装置の模式的な正面図を図２の（Ｂ）に示す。また、模式的な斜視透視図を図３に示す。
　実施例１の投射型表示装置は、
　光源１０、
　ライトバルブ装置３０、
　光源１０からの異なる色の光のそれぞれを、ライトバルブ装置３０の異なる領域に入射させる照明光学系２０、及び、
　ライトバルブ装置３０の異なる領域からの異なる色の画像を１つの画像に纏める投写光学系４０、
を備えている。
　ここで、ライトバルブ装置３０の異なる領域は、３つの領域３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂから構成されている。具体的には、ライトバルブ装置３０の３つの異なる領域３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂにおいて、それぞれ、赤色の画像、緑色の画像及び青色の画像を形成する。図２の（Ｂ）においては、文字「Ａ」を示す画像が形成されている状態を示す。赤色の画像を形成する領域を赤色画像形成領域３０Ｒ、緑色の画像を形成する領域を緑色画像形成領域３０Ｇ、青色の画像を形成する領域を青色画像形成領域３０Ｂと呼ぶ。色及び輝度が異なる点を除き同じ画像が、赤色画像形成領域３０Ｒ、緑色画像形成領域３０Ｇ及び青色画像形成領域３０Ｂに形成される。また、ライトバルブ装置３０の３つの異なる領域３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ以外の領域は、黒色を表示する。この黒色の画像を表示する領域（所謂、ブラックマトリクス領域）を領域ＢＭと呼ぶ。ライトバルブ装置３０は、反射型液晶ライトバルブ装置、より具体的には、ＬＣＯＳから構成されている。そして、ライトバルブ装置３０は４０９６×２１６０の画素を有し、ライトバルブ装置３０の異なる領域３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのそれぞれは１９２０×１０８０の画素から成る。即ち、所謂「４Ｋ」用のＬＣＯＳを使用して、フルハイビジョンの画像を表示することが可能となり、従来のフルハイビジョンの３板式投射型表示装置と同等の解像度の画像表示を行うことができる。
　照明光学系２０は１つの偏光ビームスプリッターＰＢＳを備えている。また、投写光学系４０は、プリズム合成光学系、具体的には、１つのクロスプリズム（より具体的には、クロスダイクロイックプリズム４１）、及び、ミラー４２Ｒ，４２Ｂを備えている。尚、ミラー４２Ｒ，４２Ｂの光入射側あるいは光出射側に、必要に応じて、赤色及び青色の光の偏光状態を調整するための偏光変換光学系（具体的には、１／２波長板）が備えられていてもよい。
　光源１０は、限定するものではないが、赤色、緑色、青色を出射する３種類の発光素子（例えば、発光ダイオード）から構成されている。また、投写光学系４０によって１つに纏められた（合成された）画像は、投写光学系４０に備えられた投影レンズ（図示せず）を介してスクリーン（図示せず）に投影される。
　また、図４Ａに概念図を示すように、実施例１の投射型表示装置は、ライトバルブ装置３０の異なる領域３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのそれぞれに画像信号を供給する画像制御回路５０を備えている。尚、図４Ｂには、従来の３板式投射型表示装置における画像制御回路の概念図を示す。
　実施例１の投射型表示装置にあっては、光源１０からの光が、照明光学系２０に備えられた１つの偏光ビームスプリッターＰＢＳに入射する。偏光ビームスプリッターＰＢＳにあっては、ｐ偏光の光は偏光ビームスプリッターＰＢＳを通過する。一方、ｓ偏光の光は偏光ビームスプリッターＰＢＳで反射され、ライトバルブ装置３０へと向かう。ライトバルブ装置３０に衝突し、ライトバルブ装置３０によって反射された光はｐ偏光の光となり、光路によっては、ミラー４２Ｒ，４２Ｂで反射され、投写光学系４０を構成するクロスダイクロイックプリズム４１へと向かう。尚、赤色及び青色の光の偏光状態を調整するための偏光変換光学系（具体的には、１／２波長板）が備えられている場合には、ｓ偏光の赤色の光及び青色の光がクロスダイクロイックプリズム４１へと向かう。そして、赤色の光（赤色の画像）、緑色の光（緑色の画像）及び青色の光（青色の画像）がクロスダイクロイックプリズム４１で合成され、１つの画像に纏められる。この１つに纏められた画像は、投写光学系４０に備えられた投影レンズ（図示せず）を介してスクリーン（図示せず）に投影される。
　即ち、画像制御回路５０にあっては、外部からの画像信号（図４におけるＲ用データ、Ｇ用データ、Ｂ用データを参照）を、集積回路ＩＣによって色分解して、複数の色分解画像信号（色分解された画像信号）を生成する。この複数の色分解画像信号は、ＲＧＢ駆動用ドライバに送られ、赤色の画像を形成する領域（赤色画像形成領域）３０Ｒ、緑色の画像を形成する領域（緑色画像形成領域）３０Ｇ、青色の画像を形成する領域（青色画像形成領域）３０Ｂのそれぞれを駆動するための駆動信号が色分解画像信号に基づき生成され、各領域３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂに送られる。即ち、１チャンネルの帯域で、３つの色分解画像信号の処理を行う。このように、光源１０からの異なる色の光のそれぞれを照明光学系２０を介してライトバルブ装置３０の異なる領域３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂに入射させる一方、ライトバルブ装置３０の複数の領域３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのそれぞれにおいてそれぞれの色分解画像信号に基づく画像を形成する。そして、ライトバルブ装置３０の複数の領域３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのそれぞれにおいてそれぞれの色分解画像信号に基づき形成された画像を、投写光学系４０を介して１つの画像に纏め、投写光学系４０に備えられた投影レンズ（図示せず）を介してスクリーン（図示せず）に投影する。
　ところで、従来の３板式投射型表示装置にあっては、図４Ｂに示すように、３枚のライトバルブ装置及び３つの駆動用ドライバが必要とされ、また、ライトバルブ装置のサイズをカバーする各種光学部材（照明光学系や投写光学系を構成する各種光学部材）が、各ライトバルブ装置に必要とされる。その結果、製造コストの増加、投射型表示装置の大きさの増加、消費電力の増加を招いている。尚、ライトバルブ装置以外の部品・部材にあっては、特性維持のため、小型化が困難であるが故に、投射型表示装置全体の小型化は困難である。しかも、３枚のライトバルブ装置と１つのクロスダイクロイックプリズムとを精確に位置合わせして組み立てる必要があり、画素サイズが小さくなるほど、組立コストの増加、組立難度の上昇を招いている。しかも、３枚のライトバルブ装置及び３つの駆動用ドライバが存在するので、冷却システムの複雑化、大型化、消費電力の増大を招く。
　一方、実施例１の投射型表示装置にあっては、１枚のライトバルブ装置３０、１つのＲＧＢ駆動用ドライバを備えればよいので、製造コストの低減、光学部品や光学部材の小型化、光学部品や光学部材の点数の削減、駆動基板の小型化、投射型表示装置全体の小型化、消費電力の低減を図ることができる。しかも、１枚のライトバルブ装置と１つのクロスダイクロイックプリズムとを精確に位置合わせして組み立てればよいので、画素サイズが小さくなっても、組立コストの増加、組立難度の上昇を招くことが無い。即ち、ライトバルブ装置の水平方向をＸ方向、垂直方向をＹ方向としたとき、Ｚ軸周りの回転に関する位置合わせズレが問題となることがないし、Ｘ方向、Ｙ方向の位置合わせズレは、画像信号処理を行うことで（具体的には、例えば、Ｘ方向やＹ方向へ所望の画素数分だけ、画像を移動させるように画像信号処理を行うことで）、調整することが可能である。しかも、１枚のライトバルブ装置及び１つの駆動用ドライバを備えればよいので、発熱量の低減を図ることができ、冷却システムの簡素化、小型化、消費電力の低減を図ることができる。即ち、冷却ダクトの削減、冷却用ファンの数の削減、空気流量の低減等を図ることができる。しかも、静穏化を図ることもできる。
　また、液晶ライトバルブ装置にあっては、輝度の異なる画素が隣接した状態となった場合、ディスクリネーションという液晶配向乱れ領域が生じ得る。配向乱れ領域は、光学部材のレイアウトにより発生場所が異なることがあり、この場合、液晶配向乱れ領域に色付きが発生することがある。そのため、ディスクリネーションに起因した色付き抑制のために、液晶分子の配向方向が異なる２種類の液晶ライトバルブ装置を作製することが必要とされる場合がある。一方、実施例１の投射型表示装置にあっては、１枚のライトバルブ装置３０によって赤色の画像、緑色の画像及び青色の画像を形成するが、投写光学系４０のような構成により画質低下部分を一致させることが容易にできるため、色付き抑制が可能である。
　以上のとおり、実施例１の投射型表示装置にあっては、１つのライトバルブ装置が複数の領域に分割され、各分割された領域において異なる色の画像を形成し、これらの異なる色の画像を１つの画像に纏める。また、本開示の画像表示方法にあっては、１つのライトバルブ装置の複数の領域のそれぞれにおいて、画像信号を色分解して得られた色分解画像信号に基づく画像を形成し、これらの画像を１つの画像に纏める。それ故、投射型表示装置のサイズの増大、消費電力の増大等の問題の回避や、組み立て工程の削減、高い組立精度が要求され難いことによる製造コスト増加を回避することができる。また、３板式投射型表示装置のように３枚のライトバルブ装置のマッチングを取る必要が無いし、色温度のバラツキを考慮する必要も無い。
　以上、本開示の投射型表示装置及び画像表示方法を好ましい実施例に基づき説明したが、本開示の投射型表示装置及び画像表示方法は実施例に限定されるものではない。実施例において説明した投射型表示装置の構成、構造を、適宜、変更することができることは云うまでもない。
　尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
［Ａ０１］《投射型表示装置》
　光源、
　ライトバルブ装置、
　光源からの異なる色の光のそれぞれを、ライトバルブ装置の異なる領域に入射させる照明光学系、及び、
　ライトバルブ装置の異なる領域からの異なる色の画像を１つの画像に纏める投写光学系、
を備えた投射型表示装置。
［Ａ０２］ライトバルブ装置の異なる領域は、３つの領域から構成されている［Ａ０１］に記載の投射型表示装置。
［Ａ０３］ライトバルブ装置の３つの異なる領域において、それぞれ、赤色の画像、緑色の画像及び青色の画像を形成する［Ａ０２］に記載の投射型表示装置。
［Ａ０４］ライトバルブ装置の３つの異なる領域以外の領域は、黒色を表示する［Ａ０３］に記載の投射型表示装置。
［Ａ０５］ライトバルブ装置は、４０９６×２１６０の画素を有し、
　ライトバルブ装置の異なる領域のそれぞれは、１９２０×１０８０の画素から成る［Ａ０２］乃至［Ａ０４］のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
［Ａ０６］ライトバルブ装置は、反射型液晶ライトバルブ装置から成る［Ａ０２］乃至［Ａ０５］のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
［Ａ０７］照明光学系は、１つの偏光ビームスプリッターを備えている［Ａ０１］乃至［Ａ０６］のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
［Ａ０８］投写光学系は、１つのクロスプリズムを備えている［Ａ０１］乃至［Ａ０７］のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
［Ａ０９］ライトバルブ装置の異なる領域のそれぞれに画像信号を供給する画像制御回路を備えている［Ａ０１］乃至［Ａ０８］のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
［Ｂ０１］《画像表示方法》
　画像信号を色分解して複数の色分解画像信号を生成し、
　ライトバルブ装置の複数の領域のそれぞれにおいて、それぞれの色分解画像信号に基づく画像を形成し、
　ライトバルブ装置の複数の領域において形成された画像を１つの画像に纏める画像表示方法。
［Ｃ０１］《画像表示方法》
　光源、
　ライトバルブ装置、
　光源からの異なる色の光のそれぞれを、ライトバルブ装置の異なる領域に入射させる照明光学系、及び、
　ライトバルブ装置の異なる領域からの異なる色の画像を１つの画像に纏める投写光学系、
を備えた投射型表示装置を用いた画像表示方法であって、
　画像信号を色分解して複数の色分解画像信号を生成し、
　光源からの異なる色の光のそれぞれを照明光学系を介してライトバルブ装置の異なる領域に入射させ、ライトバルブ装置の複数の領域のそれぞれにおいて、それぞれの色分解画像信号に基づく画像を形成し、
　ライトバルブ装置の複数の領域において形成された画像を投写光学系を介して１つの画像に纏める画像表示方法。
［Ｃ０２］ライトバルブ装置の異なる領域は、３つの領域から構成されている［Ｃ０１］に記載の画像表示方法。
［Ｃ０３］ライトバルブ装置の３つの異なる領域において、それぞれ、赤色の画像、緑色の画像及び青色の画像を形成する［Ｃ０２］に記載の画像表示方法。
［Ｃ０４］ライトバルブ装置の３つの異なる領域以外の領域は、黒色を表示する［Ｃ０３］に記載の画像表示方法。
［Ｃ０５］ライトバルブ装置は、４０９６×２１６０の画素を有し、
　ライトバルブ装置の異なる領域のそれぞれは、１９２０×１０８０の画素から成る［Ｃ０２］乃至［Ｃ０４］のいずれか１項に記載の画像表示方法。
［Ｃ０６］ライトバルブ装置は、反射型液晶ライトバルブ装置から成る［Ｃ０２］乃至［Ｃ０５］のいずれか１項に記載の画像表示方法。
［Ｃ０７］照明光学系は、１つの偏光ビームスプリッターを備えている［Ｃ０１］乃至［Ｃ０６］のいずれか１項に記載の画像表示方法。
［Ｃ０８］投写光学系は、１つのクロスプリズムを備えている［Ｃ０１］乃至［Ｃ０７］のいずれか１項に記載の画像表示方法。
［Ｃ０９］ライトバルブ装置の異なる領域のそれぞれに画像信号を供給する画像制御回路を備えている［Ｃ０１］乃至［Ｃ０８］のいずれか１項に記載の画像表示方法。
１０・・・光源、２０・・・照明光学系、ＰＢＳ・・・偏光ビームスプリッター、３０・・・ライトバルブ装置、３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ・・・ライトバルブ装置の異なる領域、ＢＭ・・・黒色の画像を表示する領域、４０・・・投写光学系、４１・・・クロスダイクロイックプリズム、４２Ｒ，４２Ｂ・・・ミラー、５０・・・画像制御回路、ＩＣ・・・集積回路

Claims (10)

  1. 　光源、
    　ライトバルブ装置、
    　光源からの異なる色の光のそれぞれを、ライトバルブ装置の異なる領域に入射させる照明光学系、及び、
    　ライトバルブ装置の異なる領域からの異なる色の画像を１つの画像に纏める投写光学系、
    を備えた投射型表示装置。
  2. 　ライトバルブ装置の異なる領域は、３つの領域から構成されている請求項１に記載の投射型表示装置。
  3. 　ライトバルブ装置の３つの異なる領域において、それぞれ、赤色の画像、緑色の画像及び青色の画像を形成する請求項２に記載の投射型表示装置。
  4. 　ライトバルブ装置の３つの異なる領域以外の領域は、黒色を表示する請求項３に記載の投射型表示装置。
  5. 　ライトバルブ装置は、４０９６×２１６０の画素を有し、
    　ライトバルブ装置の異なる領域のそれぞれは、１９２０×１０８０の画素から成る請求項２に記載の投射型表示装置。
  6. 　ライトバルブ装置は、反射型液晶ライトバルブ装置から成る請求項２に記載の投射型表示装置。
  7. 　照明光学系は、１つの偏光ビームスプリッターを備えている請求項１に記載の投射型表示装置。
  8. 　投写光学系は、１つのクロスプリズムを備えている請求項１に記載の投射型表示装置。
  9. 　ライトバルブ装置の異なる領域のそれぞれに画像信号を供給する画像制御回路を備えている請求項１に記載の投射型表示装置。
  10. 　画像信号を色分解して複数の色分解画像信号を生成し、
    　ライトバルブ装置の複数の領域のそれぞれにおいて、それぞれの色分解画像信号に基づく画像を形成し、
    　ライトバルブ装置の複数の領域において形成された画像を１つの画像に纏める画像表示方法。
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