JP2007034114A - 光学ユニット及びそれを用いた投射型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
投射型映像表示装置において、明るい高画質のスクロール映像を表示可能な投射型映像表示技術を提供する。
【解決手段】
偏光変換色分離系が、マスクの光透過領域により、分離した各色光のうち、映像表示素子内の画素の配列方向と略平行な領域を透過するものに限定して映像表示素子面に混色のないカラーバーを形成し、各色光のうち該光透過領域を透過しないものは、該マスクの光反射領域において反射し、さらに折り返して該マスクの光透過領域側に戻し、該光透過領域を透過させてカラーバー形成に利用する構成とする。
【選択図】 図２（ｂ）

Description

本発明は、光源側からの光を映像表示素子に照射し、映像信号に基づき変調して光学像を形成する投射型映像表示装置に係り、特に、映像表示素子上で複数の色光を所定方向に移動（スクロール）可能な投射型映像表示技術に関する。

本発明に関連した従来技術としては、例えば、特開２００１−３３７２８６号公報（特許文献１）に記載されたものがある。該公報には、単板式画像表示技術において、カラー表示を行うに当り、ライトバルブの高解像度維持と光利用率の向上化のために、光源からの色光を各色光毎の集光光学系で回転多面鏡（回転多面反射体）に導き、該回転多面鏡で走査を行い、走査光学系によりライトバルブに最適化照明を行うとした構成が記載されている。

特開２００１−３３７２８６号公報

上記特許文献１記載の技術を含め、従来技術においては一般に、液晶パネル等の映像表示素子上に色光によって形成されるカラーバーが、部品寸法のばらつきや組立て誤差などに起因して傾く結果、表示映像に混色が生じ易い。また、該混色部の光をカットした場合には光の利用率が低下し、映像の明るさ低下、装置の消費電力の増大、光源の大型化などの原因となる。図６は、映像表示素子２３の面上に形成されるカラーバー２０１ｅが傾いている状態を示す。赤色光のカラーバー２０１ｅ_Ｒ、青色光のカラーバー２１０ｅ_Ｂ、緑色光のカラーバー２０１ｅ_Ｇのそれぞれが、映像表示素子２３の面２３ｓに対して傾く結果、各カラーバーが映像表示素子内の画素の配列方向と交差することになり、該交差した領域イ、ロそれぞれに該当する映像の部分が混色状態となる。すなわち、領域イでは、赤色光と青色光との混色状態となり、領域ロでは、青色光と緑色光との混色状態となり、映像品質を低下させる。
本発明の課題点は、上記従来技術の状況に鑑み、映像表示素子上で複数の色光を所定方向に移動（スクロール）可能な投射型映像表示技術において、表示映像の混色を抑えるとともに、光の利用率の低下も抑えられるようにすることである。
本発明の目的は、かかる課題点を解決し、明るい高画質のスクロール映像が得られる投射型映像表示技術を提供することにある。

上記課題点を解決するために、本発明では、映像表示素子上で複数の色光を所定方向に移動（スクロール）可能な投射型映像表示技術として、光源側から出射された光を偏光変換し色分離する偏光変換色分離系が、分離した各色光のうちの一部を、映像表示素子内の画素の配列方向と略平行な光透過領域で透過させるとともに、各色光のうち該光透過領域を透過しないものの一部または全部を、該光透過領域に隣接して形成した光反射領域において反射する遮蔽手段と、該遮蔽手段で反射された各色光をさらに反射して該遮蔽手段側に戻し、光透過領域を透過する上記光と併せ該光透過領域を透過可能にする反射手段とを備え、該光透過領域を透過させることで混色を防ぎ、光反射領域で反射した光も反射手段で反射し光透過領域を透過させて映像表示に利用する構成とする。

本発明によれば、投射型映像表示技術において、表示映像の混色と、光の利用率低下とをともに抑えることができ、明るい高画質のスクロール映像が得られる。

以下、本発明の実施形態につき、図面を用いて説明する。
図１〜図５は、本発明の一実施形態の説明図である。図１は、実施形態としての投射型映像表示装置の構成例図、図２は、図１の装置の偏光変換色分離部の構成例図、図３は、図２の偏光変換色分離部に用いる遮蔽手段としてのマスクの構成例図、図４は、図３のマスクによる光遮蔽の説明図、図５は、図４のマスクの光透過領域及び光反射領域の説明図である。本実施形態では、偏光変換色分離部における色分離手段としてカラープリズムを用いるとする。

図１において、１１は光源としてのランプ、１２は、楕円面、放物面または非球面の反射面を有し光源１１の光を所定の方向に反射するリフレクタ、１３は、光源１１側から出射された光を偏光変換し色分離する偏光変換色分離部、１３１は、偏光変換色分離部１３における光入射部、１３２は、偏光変換色分離部１３において光源側から出射された光を偏光変換し偏光方向を揃えて所定のＰ偏光光を形成する偏光変換手段としての偏光変換部、１３３は、光の強度分布を均一化するためのロッドレンズ部、１３４は、入射光を赤、緑、青の各色光に分離する色分離手段としてのカラープリズム、１３５は、遮蔽手段としてのマスク、１４、１６、２０は集光用レンズ、１５は全反射ミラー、１７は１／２波長位相差板、２５は、光の偏光方向を揃える偏光板、１８、２４はそれぞれ偏光ビームスプリッタ、１８ａ、２４ａはそれぞれ、偏光ビームスプリッタ１８、２４内において、Ｓ偏光光を反射しＰ偏光光を透過する検光膜、１９は１／４波長位相差板、２１は、中心軸周りに回転しながら該中心軸周りの複数の反射面で順に、上記色分離された光を映像表示素子側に反射するポリゴンミラー等の回転多面反射体、２７は、回転多面反射体２１をその中心軸周りに回転駆動するモータ、２２は１／２波長位相差板、２３は、照射された光を映像信号に基づき変調して光学像を形成する反射型液晶パネル等の映像表示素子、２６は、光学像を拡大投射する投射レンズユニット、３０は、モータ２７を回転駆動するとともに、映像信号に基づき映像表示素子２３を駆動する駆動回路である。

光入射部１３１は、入射光を偏光変換部１３２側に取入れる孔を有し、該孔の周囲の平面部に、マスク１３５側で反射されて戻ってくる戻り光を再び反射する反射手段としての反射面を有する。偏光変換手段としての偏光変換部１３２は、例えば偏光ビームスプリッタと１／２波長位相差板から成り、光入射部１３１側からの光をＰ偏光光とＳ偏光光とに分離後、該両偏光光のうちいずれか一方の偏光光の偏光方向を回転させて他方の偏光光に揃える。ロッドレンズ部１３３は、該偏光光が入射され、該入射光を、棒状体の内壁面にて全反射を繰り返させながら該棒状体の中を進行させ、該偏光光の強度分布を略均一にした状態でカラープリズム１３４側に出射する。カラープリズム１３４は、ダイクロイック反射膜を備え、所定の色光を透過、あるいは反射することにより、ロッドレンズ部１３３から出射された白色光の所定の偏光光またはその偏光方向を回転させた偏光光を、赤、緑、青の各色光に色分離して、それぞれを所定の異なった位置から遮蔽手段としてのマスク１３５側に出射する。マスク１３５は、映像表示素子２３内の画素の配列方向と略平行に形成され入射光を透過する光透過領域と、該光透過領域に隣接して形成された光反射領域とを有し、カラープリズム１３４側から出射された各色光毎にそのうちの一部を、上記光透過領域において透過させるとともに、上記出射された各色光のうち該光透過領域を透過しない各色光の一部または全部を上記光反射領域において反射する構成を有する。光反射領域は例えば、光透過領域の周囲に形成される。１／２波長位相差板１７は、偏光ビームスプリッタ１８に入射する光の偏光方向を回転させ、偏光板２５は、偏光ビームスプリッタ２４を透過した光学像に混入した不要偏光光を除去する。回転多面反射体２１は、その中心軸周りに環状に連なる複数の反射面が構成され、モータ２７により上記中心軸周りに所定速度で回転され、その複数の反射面は、上記中心軸周りに回転しながら順に、上記集光レンズ２０から入射される色分離された色光を反射する。

回転多面反射体２１の反射面で反射された円偏光光の各色光は集光レンズ２０を通り、１／４波長位相差板１９で偏光方向を回転されて例えばＰ偏光光となり、偏光ビームスプリッタ１８を透過し、１／２波長位相差板２２で偏光方向を回転されて例えばＳ偏光光になり、偏光ビームスプリッタ２４に入射され、その検光膜２４ａで反射され、反射型の映像表示素子２３に照射される。該映像表示素子２４に照射された各色光は、回転多面反射体２１の回転でその複数の反射面が順次切替わることにより、該映像表示素子２３上で所定方向に移動（スクロール）する。ランプ１１から投射レンズユニット２６に至る光学系は、投射型映像表示装置における光学ユニットを構成している。

上記構成において、ランプ１１から出た光（白色光）は、楕円面または放物面または非球面のリフレクタ１２にて反射集光された状態で出射され、偏光変換色分離部１３に入射される。偏光変換色分離部１３内では、光入射部１３１の孔（図示なし）から入射され、偏光変換部１３２で偏光変換されて偏光方向を揃えられ所定の偏光光とされる。該偏光光は、ロッドレンズ部１３３で光の強度分布を均一化され、カラープリズム１３４に入射される。カラープリズム１３４に入射した偏光光は、赤、緑、青の各色光に分離され、マスク１３５側に出射される。マスク１３５では、色光毎にその光透過領域を透過した光が偏光変換色分離部１３の外部に出射されるが、光反射領域で反射された光は、偏光変換色分離部１３内を、カラープリズム１３４、ロッドレンズ部１３３、偏光変換部１３２を経て、光入射部１３１側に戻り、該光入射部１３１では、上記孔の周囲の平面部に形成された反射手段としての反射面で反射される。該反射面で反射された光は、再び、偏光変換部１３２、ロッドレンズ部１３３、カラープリズム１３４を経て、マスク１３５の光透過領域、または、光透過領域及び光反射領域に入射される。光透過領域に入射された光は該領域を通って偏光変換色分離部１３の外部に出射される。光反射領域に入射された光は再び反射されて光入射部１３１の反射面側に向かう。マスク１３５の光透過領域を通った光例えばＳ偏光光は偏光変換色分離部１３の外部に出射され、集光レンズ１４を通り、全反射ミラー１５で反射されて光路方向を変更し、集光レンズ１６及び１／２波長位相差板１７を通って偏光ビームスプリッタ１８に入射する。偏光ビームスプリッタ１８では検光膜１８ａで反射されて光路方向を変更し、１／４波長位相差板１９で円偏光光に変換され回転多面反射体２１の反射面に入射する。該回転多面反射体２１では、各色光は、該回転多面反射体２１の回転により該回転多面反射体２１に設けられた複数の反射面で反射され出射される。回転多面反射体２１で反射された各色光（円偏光光）は、１／４波長位相差板１９を経て、Ｐ偏光光となり、偏光ビームスプリッタ１８に入射する。偏光ビームスプリッタ１８では検光膜１８ａを透過する。偏光ビームスプリッタ１８から出射した各色光（Ｐ偏光光）は、さらに、１／２波長位相差板２２で偏光方向を回転されてＳ偏光光となる。該Ｓ偏光光の色光は、偏光ビームスプリッタ２４に入射する。偏光ビームスプリッタ２４では検光膜２４ａで反射されて光路方向を変更し、反射型の映像表示素子２３に入射する。

反射型の映像表示素子２４は、映像信号に基づき駆動回路３０で駆動され、上記入射された赤色光、緑色光及び青色光それぞれを該映像信号に対応して変調し、再び、偏光ビームスプリッタ２４側に出射する。該偏光光は映像信号に対応した赤色光、緑色光及び青色光それぞれの光学像を形成している。偏光ビームスプリッタ２４では、映像表示素子２３側から入射される赤色光、緑色光、青色光それぞれのＰ偏光光が検光膜２４ａを透過しＰ偏光光の光学像として、偏光板２５を介して投射レンズユニット２６側へ出射する。投射レンズユニット２６は、入射した光を拡大投射してスクリーン上等に上記映像信号に応じた映像を映し出す。
以下、説明中で用いる図１の構成要素には、図１の場合と同じ符号を付して用いる。

図２は、図１の装置の偏光変換色分離部１３の構成例図である。（ａ）はＹ軸方向平面図、（ｂ）はＸ軸方向側面図である。
図２（ａ）において、１３２Ａは、偏光変換部１３２を構成する偏光ビームスプリッタ、１３２Ｂは１／２波長位相差板、１３２Ａａ、１３２Ａｂはそれぞれ、偏光ビームスプリッタ１３２Ａの検光膜、２００ｉ_１〜２００ｉ_４はそれぞれ白色光の偏光光である。また、図２（ｂ）において、１３１ａは、光入射部１３１において入射光を取入れるための孔、１３１ｂは、光入射部１３１において孔１３１ａの周囲の平面部に形成された反射手段としての反射面、１３４_Ｒは、カラープリズム１３４において赤色光を透過させて分離する分離面、１３４_Ｂは、同じくカラープリズム１３４において青色光を反射して分離する分離面、１３４_Ｇは、同じくカラープリズム１３４において緑色光を反射して分離する分離面、１３５ａは、マスク１３５において映像表示素子２３内の画素の配列方向と略平行に形成され赤色光を透過させる光透過領域、１３５ｂは、同じくマスク１３５において映像表示素子２３内の画素の配列方向と略平行に形成され青色光を透過させる光透過領域、１３５ｃは、同じくマスク１３５において映像表示素子２３内の画素の配列方向と略平行に形成され緑色光を透過させる光透過領域、１３５ｄは、マスク１３５において光透過領域１３５ａ、１３５ｂ、１３５ｃの周囲に形成された光反射領域、２００ｉ_５は、カラープリズム１３４に入射する偏光光、２００ｅ_Ｒは、マスク１３５の光透過領域１３５ａから出射される赤色光の偏光光、２００ｅ_Ｂは、マスク１３５の光透過領域１３５ｂから出射される青色光の偏光光、２００ｅ_Ｇは、マスク１３５の光透過領域１３５ｃから出射される緑色光の偏光光、２００ｒ_Ｒは、マスク１３５の光反射領域１３５ｄで反射された赤色光、２００ｒ_Ｂは、マスク１３５の光反射領域１３５ｄで反射された青色光、２００ｒ_Ｇは、マスク１３５の光反射領域１３５ｄで反射された緑色光である。

図２の構成において、光源１１から出射された光（白色光）が、光入射部１３１の孔１３１ａを通って、偏光変換部１３２に入射される。該偏光変換部１３２では、例えば白色光のうちのＰ偏光光成分２００ｉ_１が偏光ビームスプリッタ１３２Ａの検光膜１３２Ａａを透過し、Ｓ偏光光成分２００ｉ_２は、該検光膜１３２Ａａで反射された後さらに検光膜１３２Ａｂで反射され（２００ｉ_３）、１／２波長位相差板１３２Ｂで偏光方向を回転されてＰ偏光光２００ｉ_４に変換され、上記の検光膜１３２Ａａを透過したＰ偏光光成分２００ｉ_１とともに、ロッドレンズ部１３３側に出射される。すなわち、偏光変換部１３２では、光入射部１３１から入射した白色光が、偏光ビームスプリッタ１３２Ａと１／２波長位相差板１３２Ｂとにより偏光方向を揃えられＰ偏光光とされて出射される。ロッドレンズ部１３３に入射されたＰ偏光光（２００ｉ_１＋２００ｉ_４）は、該ロッドレンズ部１３３の棒状体の内壁面にて全反射を繰り返しながら該棒状体の中を進行し、該Ｐ偏光光の強度分布が略均一にされたＰ偏光光２００ｉ_５としてカラープリズム１３４側に出射される。ここで、カラープリズム１３４においては、偏光変換部１３２の入射面（入射光線と反射光線とで形成される面）がＸＺ面であるため、偏光方向がＸＺ面に垂直な光がＰ偏光光、平行な光がＳ偏光光となる。すなわち、図２（ａ）におけるＰ偏光（ＸＺ面に垂直）は図２（ｂ）においてはＳ偏光光となる。

カラープリズム１３４に入射したＳ偏光光は、分離面１３４_Ｒで赤色光のＳ偏光光が透過されて分離され、青色光＋緑色光のＳ偏光光は反射される。反射された青色光＋緑色光のＳ偏光光は、分離面１３４_Ｂに入射し、該分離面１３４_Ｂで青色光のＳ偏光光が反射されて分離され、緑色光のＳ偏光光は該分離面１３４_Ｂを透過し分離面１３４_Ｇに入射する。該分離面１３４_Ｇで該緑色光のＳ偏光光は反射される。このように、カラープリズム１３４で、分離面１３４_Ｒ、分離面１３４_Ｂ、分離面１３４_Ｇにより分離された各色光はマスク１３５に入射される。

マスク１３５において、マスク１３５に入射した赤色光のＳ偏光光は、光透過領域１３５ａと光反射領域１３５ｄとにわたって照射される。光透過領域１３５ａに照射された分の赤色光のＳ偏光光は、該光透過領域１３５ａを通って次段の集光用レンズ１４側に出射される。該光透過領域１３５ａを通過した光は、映像表示素子２３に対し、該映像表示素子２３の画素の配列方向と交差しない状態で照射される。一方、光反射領域１３５ｄ_１に照射された光は、該光反射領域１３５ｄで反射され、反射光２００ｒ_Ｒとして、ロッドレンズ部１３３、偏光変換部１３２を経て、光入射部１３１の反射面１３１ｂに入射される。反射面１３１ｂに入射された光（赤色光）は、該反射面１３１ｂで反射され、偏光変換部１３２、ロッドレンズ部１３３、カラープリズム１３４を経て、マスク１３５に入射される。マスク１３５に入射された赤色光の全部または一部が光透過領域１３５ａを通り、上記もともと該光透過領域１３５ａを通った赤色光とともに、映像表示素子２３に対し、該映像表示素子２３の画素の配列方向と交差しない状態で照射される。

また、マスク１３５に入射した青色光のＳ偏光光は、光透過領域１３５ｂと光反射領域１３５ｄとにわたって照射される。光透過領域１３５ｂに照射された分の青色光のＳ偏光光は、該光透過領域１３５ｂを通って次段の集光用レンズ１４側に出射される。該光透過領域１３５ｂを通過した光も、映像表示素子２３に対し、該映像表示素子２３の画素の配列方向と交差しない状態で照射される。一方、光反射領域１３５ｄに照射された光は、該光反射領域１３５ｄで反射され、反射光２００ｒ_Ｂとして、ロッドレンズ部１３３、偏光変換部１３２を経て、光入射部１３１の反射面１３１ｂに入射される。反射面１３１ｂに入射された光（青色光）は、該反射面１３１ｂで反射され、偏光変換部１３２、ロッドレンズ部１３３、カラープリズム１３４を経て、マスク１３５に入射される。マスク１３５に入射された青色光の全部または一部が光透過領域１３５ｂを通り、上記もともと該光透過領域１３５ｂを通った青色光とともに、映像表示素子２３に対し、該映像表示素子２３の画素の配列方向と交差しない状態で照射される。

緑色光についても同様で、マスク１３５に入射した緑色光のＳ偏光光は、光透過領域１３５ｃと光反射領域１３５ｄとにわたって照射される。光透過領域１３５ｃに照射された分の緑色光のＳ偏光光は、該光透過領域１３５ｃを通って次段の集光用レンズ１４側に出射される。該光透過領域１３５ｃを通過した光も、映像表示素子２３に対し、該映像表示素子２３の画素の配列方向と交差しない状態で照射される。一方、光反射領域１３５ｄに照射された光は、該光反射領域１３５ｄで反射され、反射光２００ｒ_Ｇとして、ロッドレンズ部１３３、偏光変換部１３２を経て、光入射部１３１の反射面１３１ｃに入射される。反射面１３１ｃに入射された光（緑色光）は、該反射面１３１ｃで反射され、偏光変換部１３２、ロッドレンズ部１３３、カラープリズム１３４を経て、マスク１３５に入射される。マスク１３５に入射された緑色光の全部または一部が光透過領域１３５ｃを通り、上記もともと該光透過領域１３５ｃを通った緑色光とともに、映像表示素子２３に対し、該映像表示素子２３の画素の配列方向と交差しない状態で照射される。

図３は、図２の偏光変換色分離部１３に用いるマスク１３５の構成例図である。（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
図３のマスク１３５において、赤色光を通す光透過領域１３５ａ、青色光を通す光透過領域１３５ｂ、緑色光を通す光透過領域１３５ｃはそれぞれ、通過（透過）する光の映像表示素子２３内における照射領域が、該映像表示素子２３内の画素の配列方向と略平行になるように形成される。また、該各光透過領域は、互いに、略同寸法かつ略平行な領域として形成される。

図４は、マスク１３５による光遮蔽の説明図である。（ａ）は、カラープリズム１３４から出射される色光を示し、（ｂ）は、マスク１３５の平面構成を示し、（ｃ）は、マスク１３５による色光の遮蔽状態を示す。
図４（ａ）において、２００ｅは、カラープリズム１３４から出射される赤、青、緑の色光、２００ｅ_Ｒ０は赤色光、２００ｅ_Ｂ０は青色光、２００ｅ_Ｇ０は緑色光、θは、色光２００ｅの領域の映像表示素子２３の面に対する傾き角である。（ａ）に示す傾斜状態の色光２００ｅを、（ｂ）に示すマスク１３５により遮蔽することで、（ｃ）に示す色光２００ｅ_Ｒ、２００ｅ_Ｂ、２００ｅ_Ｇの各領域が形成される。色光２００ｅ_Ｒ、２００ｅ_Ｂ、２００ｅ_Ｇはそれぞれ、映像表示素子２３内における照射領域が、該映像表示素子２３内の画素の配列方向と略平行になり、該画素の配列方向と交差しないため混色を発生しない。

図５は、マスク１３５の光透過領域及び光反射領域の説明図である。
図５において、１３５ｄ_１は、光反射領域１３５ｄにおいて赤色光を反射する部分、１３５ｄ_２は、光反射領域１３５ｄにおいて青色光を反射する部分、１３５ｄ_３は、光反射領域１３５ｄにおいて緑色光を反射する部分である。カラープリズム１３４側からマスク１３５に入射した赤色光は、該マスク１３５の光透過領域１３５ａと光反射領域１３５ｄとに照射され、光透過領域１３５ａに照射された分は該光透過領域１３５ａを通って集光用レンズ１４側に出射され、光反射領域１３５ｄに照射された分は該光反射領域１３５ｄの反射面の部分１３５ｄ_１で反射され、光入射部１３１側に戻され、該光入射部１３１側で反射されて再びマスク１３５側に入射され、その一部または全部が光透過領域１３５ａを通過するようにされる。カラープリズム１３４側からマスク１３５に入射した青色光は、該マスク１３５の光透過領域１３５ｂと光反射領域１３５ｄとに照射され、光透過領域１３５ｂに照射された分は該光透過領域１３５ｂを通って集光用レンズ１４側に出射され、光反射領域１３５ｄに照射された分は該光反射領域１３５ｄの反射面の部分１３５ｄ_２で反射され、光入射部１３１側に戻され、該光入射部１３１側で反射されて再びマスク１３５側に入射され、その一部または全部が光透過領域１３５ｂを通過するようにされる。同様に、カラープリズム１３４側からマスク１３５に入射した緑色光は、該マスク１３５の光透過領域１３５ｃと光反射領域１３５ｄとに照射され、光透過領域１３５ｃに照射された分は該光透過領域１３５ｃを通って集光用レンズ１４側に出射され、光反射領域１３５ｄに照射された分は該光反射領域１３５ｄの反射面の部分１３５ｄ_３で反射され、光入射部１３１側に戻され、該光入射部１３１側で反射されて再びマスク１３５側に入射され、その一部または全部が光透過領域１３５ｃを通過するようにされる。

上記実施例によれば、偏光変換色分離部１３におけるマスク１３５に光透過領域１３５ａ、１３５ｂ、１３５ｃを設け、透過させる各色光を、映像表示素子２３内における照射領域が、該映像表示素子２３内の画素の配列方向と略平行になり、該画素の配列方向と交差しない範囲のものに制限しているため、混色を防ぎ、高画質の映像を表示することができる。また、マスク１３５に光反射領域１３５ｄを設け、該光反射領域１３５ｄで反射した光を光入射部１３１の反射手段で反射してマスク１３５側に戻し、光透過領域１３５ａ、１３５ｂ、１３５ｃを透過させて映像表示に利用するため、光の利用率の低下を抑えることができ、消費電力の増大や光源の大型化を抑えた状態で明るい映像を表示することができる。

なお、上記説明した実施形態では、偏光変換色分離部１３における色分離手段としてカラープリズム１３４を用いる構成としたが、本発明はこれに限定されず、色分離手段として、例えばダイクロイックフィルタを用いてもよい。この場合には、例えば、赤色光を反射し青色光＋緑色光を透過させるダイクロイック膜、緑色光を反射し青色光を透過させるダイクロイック膜、青色光を透過させるダイクロイック膜を順にプリズム中に配列し、赤、緑、青の各色光を分離して出射させる構成とする。また、上記実施形態では、色分離の順番を、赤、青、緑としたが、本発明はこれに限定されず、例えば赤、緑、青の順としてもよい。また、上記実施形態では、マスク１３５の光反射領域１３５ｄで反射した光を、光入射部１３１に設けた反射手段で反射しマスク１３５側に戻す構成としたが、反射手段は、光入射部１３１以外の位置に設けてもよい。さらにまた、上記実施形態においては、偏光変換色分離部１３にロッドレンズ部１３３を用いて光の強度分布を均一化する構成としたが、該ロッドレンズ部１３３に替えて筒状のライトパイプを用い、偏光光を、該ライトパイプの筒状体の内壁で全反射を繰り返させながら該筒状体の中を進行させ、光の強度分布を均一化する構成としてもよい。

本発明の実施形態としての投射型映像表示装置の構成例図である。 図１の装置における偏光変換色分離部の平面構成例図である。 図１の装置における偏光変換色分離部の側面構成例図である。 図２の偏光変換色分離部に用いるマスクの構成例図である。 図３のマスクによる光遮蔽の説明図である。 図４のマスクの光透過領域及び光反射領域の説明図である。 本発明の課題点の説明図である。

符号の説明

１１…ランプ、
１２…リフレクタ、
１３…偏光変換色分離部、
１４、１６、２０…集光用レンズ、
１５…全反射ミラー、
１７、２２…１／２波長位相差板、
１８、２４…偏光ビームスプリッタ、
１９…１／４波長位相差板、
２１…回転多面反射体、
２３…映像表示素子、
２５…偏光板、
２６…投射レンズユニット、
２７…モータ、
３０…駆動回路、
１３１…光入射部、
１３２…偏光変換部、
１３３…ロッドレンズ部、
１３４…カラープリズム、
１３５…マスク。

Claims (5)

1. 光源側からの光を映像表示素子に照射し映像信号に基づき変調して光学像を形成する投射型映像表示装置用の光学ユニットであって、
   上記光源側から出射された光を偏光変換し偏光方向を揃えて所定の偏光光を形成する偏光変換手段と、
   上記偏光光を少なくとも赤、緑、青の各色光に分離して出射する色分離手段と、
   上記出射された各色光のうちの一部を、上記映像表示素子内の画素の配列方向と略平行な光透過領域において透過させるとともに、上記出射された各色光のうち上記光透過領域を透過しない各色光の一部または全部を、該光透過領域に隣接して形成された光反射領域において反射する遮蔽手段と、
   上記遮蔽手段で反射された各色光を反射して上記遮蔽手段側に戻し、上記光透過領域を透過する光と併せ該光透過領域を透過可能にする反射手段と、
   を備え、上記遮蔽手段から出射された色光を上記映像表示素子に照射して光学像を形成し、色合成して投射する構成としたことを特徴とする光学ユニット。
2. 光源側からの光を映像表示素子に照射し映像信号に基づき変調して光学像を形成する投射型映像表示装置であって、
   上記光源側から出射された光を偏光変換して偏光方向を揃えて所定の偏光光を形成する偏光変換手段と、
   上記偏光光を少なくとも赤、緑、青の各色光に分離して出射する色分離手段と、
   上記出射された各色光毎にそのうちの一部を、上記映像表示素子内の画素の配列方向と略平行な光透過領域において透過させるとともに、上記出射された各色光のうち上記光透過領域を透過しない各色光の一部または全部を、該光透過領域に隣接して形成された光反射領域において反射する遮蔽手段と、
   上記遮蔽手段で反射されて戻った各色光を再び反射して上記遮蔽手段側に戻し、上記光透過領域を透過する光と併せ該光透過領域を透過可能にする反射手段と、
   中心軸周りに複数の反射面を有し、該中心軸周りに回転しながら該複数の反射面で順に、上記遮蔽手段から出射された光を上記映像表示素子側に反射する回転多面反射体と、
   上記遮蔽手段から出射された光を上記回転多面反射体側に反射するとともに、上記映像表示素子で形成された各色光の光学像を投射レンズユニット側に導く偏光ビームスプリッタと、
   上記回転多面反射体を中心軸周りに回転駆動するモータと、
   上記映像表示素子を映像信号に基づき駆動するとともに、上記モータを駆動する駆動回路と、
   を備え、上記回転多面反射体から上記映像表示素子に照射される各色光が、該回転多面反射体の回転に基づく上記反射面の切替わりにより、該映像表示素子上で所定方向に移動する構成としたことを特徴とする投射型映像表示装置。
3. 上記反射手段は、上記色分離手段側に入射光を取入れる孔の周囲の平面部に形成された構成である請求項２に記載の投射型映像表示装置。
4. 上記遮蔽手段は、上記光反射領域が上記光透過領域の周囲に形成された構成である請求項２に記載の投射型映像表示装置。
5. 上記偏光変換手段の後段側または前段側には入射光を壁面で繰り返し反射するロッドレンズまたはライトパイプが配された構成である請求項２に記載の投射型映像表示装置。
   

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