JP2007093970A

JP2007093970A - 投写型映像表示装置

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Publication number: JP2007093970A
Application number: JP2005282891A
Authority: JP
Inventors: Ryuhei Amano; 隆平天野; Takashi Ikeda; 貴司池田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2005-09-28
Filing date: 2005-09-28
Publication date: 2007-04-12

Abstract

【目的】所望の色映像光の光量を増大させることができる投写型映像表示装置を提供する。
【構成】一つの投写系において、照明装置５１Ｒからの赤色光が液晶表示パネル１Ｒを透過して赤色映像光が生成され、照明装置５１Ｇ−１からの緑色光が緑色用の第１の液晶表示パネル１Ｇ−１を透過して第１緑色映像光が生成される。同様に、他の一つの投写系において、照明装置５１Ｂからの青色光が青色用の液晶表示パネル１Ｂを透過して青色映像光が生成され、照明装置５１Ｇ−２からの緑色光が緑色用の第２の液晶表示パネル１Ｇ−２を透過して第２緑色映像光が生成される。赤色映像光と第１緑色映像光は一方のダイクロイックプリズム２ＲＧによって合成されて一方の投写レンズ３によって投写される。同様に、青色映像光と第２緑色映像光は他方のダイクロイックプリズム２ＢＧによって合成されて他方の投写レンズ３によって投写される。
【選択図】図１

Description

この発明は、液晶プロジェクタなどの投写型映像表示装置に関する。

従来より、光の波長の相違を利用して光を合成する光学素子として、クロスダイクロイックプリズムが知られている。また、各色の映像光を合成して投写する投写型映像表示装置が知られている（特許文献１，特許文献２，特許文献３参照）。
特許第２８６７５９０号公報特許第２９０３８７６号公報特許第３１８０４９８号公報

前記クロスダイクロイックプリズムを用いた投写型映像表示装置として図１４に示す構成が考えられる。この投写型映像表示装置においては、液晶表示パネル１Ｒは赤色光を受けて赤色映像光を生成し、液晶表示パネル１Ｇは緑色光を受けて緑色映像光を生成し、液晶表示パネル１Ｂは青色光を受けて青色映像光を生成する。これら各色映像光はクロスダイクロイックプリズム２によって合成されてカラー映像光となる。このカラー映像光は投写レンズ３によって投写される（その他の構成要素についてはこの発明の実施形態で詳述される）。

ところで、ＬＥＤなどの固体光源を用いる投写型映像表示装置において、例えば緑色光など、特定の色光の光量が少ない或いは利用効率が低い場合がある（これについても、実施形態において更に説明する）。

なお、上記緑色光の光量を増大できる構成として、図１５に示す投写型映像表示装置が考えられる。かかる構成は、ロッドインテグレータ１２に代えてテーパ形状の傾斜角度が小さくされた或いは直方体形状を有するロッドインテグレータ１２０を備えるとともに、このロッドインテグレータ１２０の光入射面に緑色ＬＥＤ１１を二つ配置した構成である。しかしながら、かかる構成では、緑色光の入射光量が図１４の構成と比較して２倍になるとしても、ロッドインテグレータ１２０の光入射面が大きくなった分、ロッドインテグレータ１２０のテーパ角度は小さくなって分散角低減効果が小さくなるため、映像表示パネル１Ｇに入射される有効光（投写レンズ３で利用できる範囲内の分散角の光）は２倍には満たないことになる。

この発明は、上記の事情に鑑み、所望の色映像光の光量を増大させることができる投写型映像表示装置を提供することを目的とする。

この発明の投写型映像表示装置は、上記の課題を解決するために、第１色の映像光を生成する第１映像光生成手段と、第２色の映像光を生成する第２映像光生成手段と、第３色の映像光を２枚のライトバルブを用いて二つ生成する第３映像光生成手段と、前記第１色の映像光と前記第３色の映像光のうちの一つとを光の波長選択性を利用して合成する第１ダイクロイック合成手段と、前記第１ダイクロイック合成手段から出射される合成映像光を投写する第１投写手段と、前記第２色の映像光と前記第３色の映像光のうちの他の一つとを光の波長選択性を利用して合成する第２ダイクロイック合成手段と、前記第２ダイクロイック合成手段から出射される合成映像光を投写する第２投写手段と、を備えたことを特徴とする（以下、この項において第１構成という）。

上記の構成であれば、第１ダイクロイック合成手段及び第２ダイクロイック合成手段はそれぞれ二色の映像光を合成すれば足りることになり、クロスダイクロイックプリズムを用いる場合に生じる特定色光の両側波長帯での反射（カット）による特定色光の光利用効率低下を抑制しうる。

上記第１構成の投写型映像表示装置において、前記第３映像光生成手段は、各ライトバルブに第３色光をそれぞれ照射する二つの互いに独立した照明系を備えていてもよい。かかる構成において、各ダイクロイック合成手段は、前記第３色光を反射するように構成されていてもよい。

上記第１構成の投写型映像表示装置において、前記第３映像光生成手段は、第３色光を照射する一つの照明系と、前記照明系から照射された光を分光して各光を前記２枚のライトバルブにそれぞれ導く分光手段と、を備えていてもよい（以下、この項において第２構成という）。

第２構成の投写型映像表示装置において、前記分光手段は二つの偏光ビームスプリッター又は一つの偏光ビームスプリッターと反射部材とを備えて構成されたことを特徴とする。かかる構成において、位相差板を備えることで前記分光手段から出射された光の偏光方向を揃えるように構成されていてもよい。

或いは、第２構成の投写型映像表示装置において、前記分光手段はハーフミラーを備えて構成されていてもよい。

これら構成の投写型映像表示装置において、各映像光生成手段から出射される各色映像光が同じ偏光方向を有するように構成されていてもよい。

また、この発明の投写型映像表示装置は、所定偏光光である第１色の映像光を生成する第１映像光生成手段と、所定偏光光である第２色の映像光を生成する第２映像光生成手段と、所定偏光光である第３色の映像光を２枚のライトバルブを用いて二つ生成する第３映像光生成手段と、前記第１色の映像光と前記第３色の映像光のうちの一つとを光の偏光依存性を利用して合成する第１偏光光合成手段と、前記第１偏光光合成手段から出射される合成映像光を投写する第１投写手段と、前記第２色の映像光と前記第３色の映像光のうちの他の一つとを光の偏光依存性を利用して合成する第２偏光光合成手段と、前記第２偏光光合成手段から出射される合成映像光を投写する第２投写手段と、を備えたことを特徴とする（以下、この項において第３構成という）。

上記の構成であれば、ダイクロイックプリズムで生じる特定の色光カットは生じないことになり、第３色の映像光の光量を増大できる。

第３構成の投写型映像表示装置において、前記第３映像光生成手段は、各ライトバルブに第３色光をそれぞれ照射する二つの互いに独立した照明系を備えていてもよい。

或いは、第３構成の投写型映像表示装置において、前記第３映像光生成手段は、第３色光を照射する一つの照明系と、前記照明系から照射された光を分光して各光を前記２枚のライトバルブにそれぞれ導く分光手段と、を備えていてもよい（以下、この項において第４構成という）。

第４構成の投写型映像表示装置において、前記分光手段は二つの偏光ビームスプリッター又は一つの偏光ビームスプリッターと反射部材とを備えて構成されていてもよい。かかる構成において、位相差板を備えることで前記分光手段から出射された光の偏光方向を揃えるように構成されていてもよい。

或いは、第４構成の投写型映像表示装置において、前記分光手段はハーフミラーを備えて構成されていてもよい。

第３構成又はこれに従属する構成において、前記第１偏光光合成手段及び前記第２偏光光合成手段から出射される各二色の映像光の偏光方向が同じ方向となるように、各偏光光合成手段の光出射側に狭帯域位相差板を備えていてもよい。

また、この発明の投写型映像表示装置は、第１色の映像光を生成する第１映像光生成手段と、第２色の映像光を生成する第２映像光生成手段と、第３色の映像光を２枚のライトバルブを用いて二つ生成する第３映像光生成手段と、前記第１色の映像光と前記第３色の映像光のうちの一つとを合成する第１合成手段と、前記第１合成手段から出射される合成映像光を投写する第１投写手段と、前記第２色の映像光と前記第３色の映像光のうちの他の一つとを合成する第２合成手段と、前記第２合成手段から出射される合成映像光を投写する第２投写手段と、を備えたことを特徴とする（以下、この項において第５構成という）。前記第１合成手段及び第２合成手段は光の波長選択性や光の偏光依存性によって光を合成するものに限らない。また、前記第１合成手段は光の波長選択性によって光を合成し、第２合成手段は光の偏光依存性によって光を合成するものでもよい。逆に、前記第１合成手段は光の偏光依存性によって光を合成し、第２合成手段は光の波長選択性によって光を合成するものでもよい。

第５構成の投写型映像表示装置において、前記第３映像光生成手段は、各ライトバルブに第３色光をそれぞれ照射する二つの互いに独立した照明系を備えて成ることとしてもよい。また、第５構成の投写型映像表示装置において、前記第３映像光生成手段は、第３色光を照射する一つの照明系と、前記照明系から照射された光を分光して各光を前記２枚のライトバルブにそれぞれ導く分光手段と、を備えていてもよい。

これら構成において、第３色の映像光を二つ生成する前記第３映像光生成手段は、互いに画素間を補間しあう関係の二つの第３色の映像光を生成するようにしてもよい。また、これら構成の投写型映像表示装置において、前記第３色は緑色であってもよい。

この発明によれば、所望の色映像光の光量を増大させることができるという効果を奏する。

以下、この発明の実施形態の投写型映像表示装置を図１乃至図１３に基づいて説明していく。なお、説明の重複による冗長を避けるため、先述の図１４に示した投写型映像表示装置と同一の構成要素には同一の符号を付記している。

図１はこの実施形態の投写型映像表示装置の光学系を示した図である。この投写型映像表示装置は二つの投写系を有する。一つの投写系は２つの照明装置５１Ｒ，５１Ｇ−１と、液晶表示パネル１Ｒと、液晶表示パネル１Ｇ−１と、ダイクロイックプリズム（ダイクロイックミラーでもよい）２ＲＧと、投写レンズ３とを備える。他の一つの投写系は２つの照明装置５１Ｂ，５１Ｇ−２と、液晶表示パネル１Ｂと、液晶表示パネル１Ｇ−２と、ダイクロイックプリズム（ダイクロイックミラーでもよい）２ＢＧと、投写レンズ３とを備える。

各照明装置５１は、ＬＥＤ（発光ダイオード）１１と、テーパ型ロッドインテグレータ１２と、偏光変換装置１３と、直方体形状のロッドインテグレータ１５と、を備えて成る。

ＬＥＤ１１は、ＬＥＤチップ１１ａとヒートシンク（放熱板）１１ｂとから成る。照明装置５１ＲにおけるＬＥＤチップ１１ａは赤色光を出射し、照明装置５１Ｇ−１及び照明装置５１Ｇ−２におけるＬＥＤチップ１１ａは緑色光（全く同じ波長帯域でなくてもよい）を出射し、照明装置５１ＢにおけるＬＥＤチップ１１ａは青色光を出射する。

テーパ型ロッドインテグレータ１２は、光入射面よりも光出射面の方が大きくされたテーパ形状を有しており、前記ＬＥＤチップ１１ａから出射される光に存在する分散角分布を低分散角化する作用と、前記ＬＥＤチップ１１ａから出射される光に存在する照度分布の不均一を均一化する作用（光インテグレート作用）を有する。このテーパ型ロッドインテグレータ１２は、透明部材（透明ガラス等）或いは内面がミラーの中空部材からなる。

偏光変換装置１３は、ロッドインテグレータ１２の光出射面に対面する位置にＶ字状に誘電体多層膜（偏光分離膜）を有する。このＶ字状の誘電体多層膜の一方の面で反射されたＳ偏光光はその隣の反射面（或いは誘電体多層膜）によって反射され、同様に、前記Ｖ字状の誘電体多層膜の他方の面で反射されたＳ偏光光はその隣の反射面（或いは誘電体多層膜）によって反射される。誘電体多層膜を透過したＰ偏光光は位相差板（１／２λ板）によってＳ偏光光に変換される。勿論、光をＰ偏光光に揃えることもできる。

直方体形状のロッドインテグレータ１５は、透明部材（透明ガラス等）或いは内面がミラーの中空部材からなっており、内面で光を反射させることで光出射端面において光の照度分布を均一化する。ロッドインテグレータ１５の光出射端面は例えば方形状とされる。

一つの投写系において、照明装置５１Ｒから出射された赤色光が赤色用の液晶表示パネル１Ｒを透過することによって赤色映像光が生成され、照明装置５１Ｇ−１から出射された緑色光が緑色用の第１の液晶表示パネル１Ｇ−１を透過することによって第１緑色映像光が生成される。同様に、他の一つの投写系において、照明装置５１Ｂから出射された青色光が青色用の液晶表示パネル１Ｂを透過することによって青色映像光が生成され、照明装置５１Ｇ−２から出射された緑色光が緑色用の第２の液晶表示パネル１Ｇ−２を透過することによって第２緑色映像光が生成される（以下、特定の液晶表示パネルを示すこととしない場合には、単に符号”１”を用いる場合がある）。そして、赤色映像光と第１緑色映像光は一方のダイクロイックプリズム２ＲＧによって合成されて一方の投写レンズ３によって投写される。同様に、青色映像光と第２緑色映像光は他方のダイクロイックプリズム２ＢＧによって合成されて他方の投写レンズ３によって投写される。両投写レンズ３はその光軸を調整できるように可動に配置されていてもよい。また、両投写レンズ３の光軸を互いに平行とし、各液晶表示パネル１をその中心が各投写レンズ３の光軸に対して幾分シフトするように配置することで、投写レンズ３から所定距離にあるスクリーン（特に、リアプロジェクタ用の透過型スクリーン）に各映像光が投影されるようにしてもよい。

前記ダイクロイックプリズム２ＲＧは、緑色光を反射し赤色光を透過する。そして、ダイクロイックプリズム２ＢＧは、緑色光を反射し青色光を透過する。すなわち、緑色映像光は反射される。ここで、図１４や図１５に示したクロスダイクロイックプリズム２については、その第１のダイクロイック領域の特性（波長に対する反射特性）は図６の上段のごとく赤色波長帯の光を反射する特性となり、その第２のダイクロイック領域の特性（波長に対する反射特性）は図６の下段のごとく青色波長帯の光を反射する特性となる。このため、中間波長帯の緑色光は、図７に示すように、その両側波長の一部が反射（カット）され、緑色光の光利用効率は低くなってしまう。

これに対し、前記ダイクロイックプリズム２ＲＧ及びダイクロイックプリズム２ＢＧであれば、上述したような緑色光の両側波長の一部反射（カット）という作用が生じないため、緑色光の光利用効率が向上する。また、各緑色ＬＥＤから出射された光は、二つの照明装置５１Ｇ−１，５１Ｇ−２においてそれぞれがテーパ形状のロッドインテグレータ１２によって分散角が低減されるから、これによっても光量が増大する。すなわち、一つロッドインテグレータの光入射側に二つのＬＥＤを配置するのではなく、各緑色ＬＥＤに対してテーパ形状のロッドインテグレータ１２を適用することができる。これにより、図１５に示した投写型映像表示装置では、図１４に示した投写型映像表示装置との比較で映像表示パネル１Ｇに入射される有効光（投写レンズ３で利用できる範囲内の分散角の光）は２倍には満たないのに対し、図１の投写型映像表示装置であれば、図１４に示した投写型映像表示装置との比較で映像表示パネル１Ｇに入射される有効光はほぼ２倍となる。図１３には図１の構成の投写型映像表示装置と図１４の構成の投写型映像表示装置と図１５の構成の投写型映像表示装置とにおける角度成分と光量との関係（各分散角の光量の積分値）を示したグラフ（シミュレーション結果）を示している。なお、図１５に示した直方体形状又はテーパ角度が小さいロッドインテグレータ１２０及び複数の緑色ＬＥＤを照明装置５１Ｇ−１，５１Ｇ−２に適用することを排除するものではない。

なお、第１の液晶表示パネル１Ｇ−１と第２の液晶表示パネル１Ｇ−２との画素の位置関係が互いに補間される関係となるように両パネルを配置し、その画素関係に合った映像信号を各液晶表示パネル１Ｇ−１，１Ｇ−２に供給するようにしてもよい。これによれば、緑色映像についての解像度を高めることができる。また、二つの照明装置５１Ｇ−１，５１Ｇ−２におけるＬＥＤ１１を交互に時分割点灯させてもよい。また、偏光変換装置１３を備えない構成も採用しうる。これらの変形例については以下に示す他の構成の投写型映像表示装置においても適用できる。

図２はこの発明の投写型映像表示装置の他の例を示した説明図である。照明装置５１Ｒと照明装置５１Ｂはダイクロイックプリズム２ＧＲ及びダイクロイックプリズム２ＧＢを挟んで対向配置されている。

ダイクロイックプリズム２ＧＲの一つの光入射面に照明装置５１Ｒからの赤色光（液晶表示パネル１Ｒを経た赤色映像光）が入射され、ダイクロイックプリズム２ＧＢの一つの光入射面に照明装置５１Ｂからの青色光（液晶表示パネル１Ｂを経た青色映像光）が入射される。そして、前記ダイクロイックプリズム２ＧＲの他の一つの光入射面には液晶表示パネル１Ｇ−１が配置されており、前記ダイクロイックプリズム２ＧＢの他の一つの光入射面には液晶表示パネル１Ｇ−２が配置されている。

照明装置５１Ｇ−３は緑色光を出射する一つのＬＥＤ１１とテーパ形状のロッドインテグレータ１２Ａと直方体形状のロッドインテグレータ１５と偏光変換装置１６とを有する。偏光変換装置１６は前記ロッドインテグレータ１５を介して側面から入射された光を例えばＳ偏光光に揃える。この偏光変換装置１６は、偏光ビームスプリッタを二つ並べた構造、或いは一つの偏光ビームスプリッタと当該偏光ビームスプリッタを透過した光を反射する反射部材とを並べた構造を有する。そして、後段側に位置する偏光ビームスプリッタ又は反射部材の光出射側に位相差板（１／２λ板）１６ａを備えることでＳ偏光光に揃える。なお、二つの偏光ビームスプリッタの間、或いは一つの偏光ビームスプリッタと反射部材との間に前記位相差板を配置した構造を採用してもよい。

前記偏光変換装置１６における二つの偏光ビームスプリッタ或いは一つの偏光ビームスプリッタと反射部材はダイクロイックプリズム２ＧＲ，２ＧＢと略同じ大きさを有する。そして、この偏光変換装置１６から出射されたＳ偏光光は２枚の液晶表示パネル１Ｇ−１，１Ｇ−２を経てそれぞれ緑色映像光となり、これら緑色映像光はダイクロイックプリズム２ＧＲ，２ＧＢにそれぞれ入射する。ダイクロイックプリズム２ＧＲは、赤色映像光を反射し、緑色映像光を透過して各色映像光を投写レンズ３へと導く。また、ダイクロイックプリズム２ＧＢは、青色映像光を反射し、緑色映像光を透過して各色映像光を投写レンズ３へと導く。

上記の構成であれば、ダイクロイックプリズム２ＧＲ及びダイクロイックプリズム２ＧＢにおいて仮に緑色光の片側波長がそれぞれ一部反射（カット）されたとしても、図７に示したような両側波長の一部が全て反射（カット）されることにはならず、略半分が反射（カット）されることで済むからクロスダイクロイックプリズム２を用いる構造に比べて緑色光の光利用効率が向上する。また、偏光変換装置１３に比べて偏光変換装置１６を構成している光学要素の形状が大きいので、偏光変換装置１６を用いることでも緑色光の光利用効率が向上する。更に、ロッドインテグレータ１２Ａはロッドインテグレータ１２に比べてテーパ形状の傾斜角度を大きくできるため、より高い分散角低減効果が得られ、これによっても光利用効率が向上する。

図３はこの発明の投写型映像表示装置の他の例を示した説明図である。図２に示した投写型映像表示装置との相違点は、先述の照明装置５１Ｇ−３に代えて照明装置５１Ｇ−３′を備えている点である。前記照明装置５１Ｇ−３が偏光変換装置１６の側面から入射された光を分光したのに対し、この構成で用いる照明装置５１Ｇ−３′は偏光変換装置１６Ａの裏面側から入射された光を分光するとともにＳ偏光方向に揃えるようにしている。偏光変換装置１６Ａは前段側の偏光ビームスプリッターの光出射側に位相板１６ａを備えることで光をＳ偏光方向に揃える。

図４はこの発明の投写型映像表示装置の他の例を示した説明図である。図２に示した投写型映像表示装置との相違点は、照明装置５１Ｇ−３に代えて照明装置５１Ｇ−４を備えている点である。この照明装置５１Ｇ−４は偏光変換装置１３を備えるなど、照明装置５１Ｇ−１と同等の構成を有するが、横置き（照明装置５１Ｂと平行）に配置される。そして、ハーフミラー１７をダイクロイックプリズム２ＧＢに対して４５°傾けて対向配置し、ミラー１８をダイクロイックプリズム２ＧＲに対して４５°傾けて対向配置することで、前記照明装置５１Ｇ−４から出射された緑色光を分光してそれぞれダイクロイックプリズム２ＧＢ，２ＧＲに入射させるようにしている。

かかる構成においても、ダイクロイックプリズム２ＧＲ及びダイクロイックプリズム２ＧＢにおいて仮に緑色光の片側波長がそれぞれ一部反射（カット）されたとしても、図７に示したような両側波長の一部が全て反射（カット）されることにはならず、略半分が反射（カット）されることで済むからクロスダイクロイックプリズム２を用いる構造に比べて緑色光の光利用効率が向上する。

図５はこの発明の投写型映像表示装置の他の例を示した説明図である。図４に示した投写型映像表示装置との相違点は、照明装置５１Ｇ−４に代えて照明装置５１Ｇ−４′を備えている点である。先述の照明装置５１Ｇ−４がハーフミラー１７の右側から光に入射するのに対し、照明装置５１Ｇ−４′はハーフミラー１７の裏面側から光を入射する。また、照明装置５１Ｇ−４′は、偏光変換装置１３に代えて偏光変換装置１３′を備える。偏光変換装置１３′は偏光変換装置１６と同様の構成を有する。ＬＥＤ１１から出射された緑色光は、ロッドインテグレータ１２を経て偏光変換装置１３′の側面に入射され、この偏光変換装置１３′によってＳ偏光光に揃えられる。

図１乃至図５に示した投写型映像表示装置においては、各色用の液晶表示パネル１の全てにＳ偏光光を照射することとした。ここで、液晶表示パネルには、その入射側偏光板と出射側偏光板との光透過軸が直交する直交タイプと平行となる平行タイプとがある。どちらかのタイプに各色用の液晶表示パネル１を揃えることにより、各色映像光の偏光方向が揃うことになる。勿論、各色映像光の偏光方向を揃えないこととするようにしてもよく、この場合には、偏光変換装置１６における位相板や偏光変換装置１３′における位相板は不要である。また、両タイプを混在させたとしても、照明装置における出射光の偏光方向を所定の偏光方向とすることで、各色映像光の偏光方向を揃えることもできる。

図８はこの発明の投写型映像表示装置の他の例を示した説明図である。図１に示した投写型映像表示装置との相違点は、ダイクロイックプリズム２ＲＧ，２ＢＧに代えて偏光ビームスプリッター（偏光光合成手段）２１，２１を備えた点である。また、照明装置５１Ｇ−１，５１Ｇ−２においては、偏光変換装置１３に代えて、光をＰ偏光光に揃える偏光変換装置１３Ａを備えており、第１緑色映像光及び第２緑色映像光がＳ偏光光となるようにしている。赤色映像光及び青色映像光はＰ偏光光である。これにより、第１緑色映像光と赤色映像光とがその偏光依存性によって合成され、第２緑色映像光と青色映像光とがその偏光依存性によって合成される。かかる構成であれば、ダイクロイックプリズム２ＲＧ，２ＢＧに代えて偏光ビームスプリッター２１，２１を備えるから、ダイクロイックプリズムを用いる場合に生じる色光カットを回避して光の利用効率を向上することができる。

なお、図８に示す構成例では、所定波長帯の光のみについてその偏光方向を９０°変換する狭帯域位相差板２２Ａ，２２Ｂを偏光ビームスプリッター２１，２１の光出射側に備えている。狭帯域位相差板２２Ａ，２２Ｂは例えば緑色波長帯の光だけについてその偏光方向を９０°変換するものでもよい。或いは、狭帯域位相差板２２Ａは赤色波長帯の光だけその偏光方向を９０°変換し、狭帯域位相差板２２Ｂは青色波長帯の光だけその偏光方向を９０°変換することとしてもよい。勿論、各色映像光の偏光方向を揃える必要がない場合には、狭帯域位相差板を備えない構成を採用できる。以下の構成例でも同様である。

図９はこの発明の投写型映像表示装置の他の例を示した説明図である。図２に示した投写型映像表示装置との相違点は、ダイクロイックプリズム２ＧＲ，２ＧＢに代えて偏光ビームスプリッター２１，２１を備えた点である。また、照明装置５１Ｒ，５１Ｂにおいては、偏光変換装置１３に代えて、光をＰ偏光光に揃える偏光変換装置１３Ａを備えており、赤色映像光及び青色映像光がＳ偏光光となるようにしている。第１緑色映像光及び第２緑色色映像光はＰ偏光光である。これにより、第１緑色映像光と赤色映像光とがその偏光依存性によって合成され、第２緑色映像光と青色映像光とがその偏光依存性によって合成される。

図１０はこの発明の投写型映像表示装置の他の例を示した説明図である。図９に示した投写型映像表示装置との相違点は、先述の照明装置５１Ｇ−３に代えて照明装置５１Ｇ−３′を備えている点である。前記照明装置５１Ｇ−３が偏光変換装置１６の側面から入射された光を偏光依存性によって分光したのに対し、この構成で用いる照明装置５１Ｇ−３′は偏光変換装置１６Ａの裏面側から入射された光を偏光依存性によって分光するとともにＳ偏光方向に揃えるようにしている。偏光変換装置１６Ａは前段側の偏光ビームスプリッターの光出射側に位相板１６ａを備えることで光をＳ偏光方向に揃える。

図１１はこの発明の投写型映像表示装置の他の例を示した説明図である。図４に示した投写型映像表示装置との相違点は、ダイクロイックプリズム２ＧＲ，２ＧＢに代えて偏光ビームスプリッター２１，２１を備えた点である。また、照明装置５１Ｒ，５１Ｂにおいては、偏光変換装置１３に代えて、光をＰ偏光光に揃える偏光変換装置１３Ａを備えており、赤色映像光及び青色映像光がＳ偏光光となるようにしている。第１緑色映像光及び第２緑色色映像光はＰ偏光光である。これにより、第１緑色映像光と赤色映像光とがその偏光依存性によって合成され、第２緑色映像光と青色映像光とがその偏光依存性によって合成される。

図１２はこの発明の投写型映像表示装置の他の例を示した説明図である。図１１に示した投写型映像表示装置との相違点は、照明装置５１Ｇ−４に代えて照明装置５１Ｇ−４′を備えている点である。先述の照明装置５１Ｇ−４がハーフミラー１７の右側から光に入射するのに対し、照明装置５１Ｇ−４′はハーフミラー１７の裏面側から光を入射する。また、照明装置５１Ｇ−４′は、偏光変換装置１３に代えて偏光変換装置１３′を備える。偏光変換装置１３′は偏光変換装置１６と同様の構成を有する。ＬＥＤ１１から出射された緑色光は、ロッドインテグレータ１２を経て偏光変換装置１３′の側面に入射され、この偏光変換装置１３′によってＳ偏光光に揃えられる。

なお、以上の説明では、ホワイトバランスの観点から緑色光の光量が不足すると仮定して二つの緑色映像光を生成する構成としたが、これに限らず、他の色光の光量が不足するのであれば、当該不足する色光の映像光を生成するようにすればよい。

また、以上の説明では、二つの投写系において、第１緑色映像光と赤色映像光の合成と第２緑色映像光と青色映像光の合成の両方にダイクロイックプリズム（ダイクロイックミラーでもよい）を用いた構成例及び前記両方に偏光ビームスプリッターを用いた構成例を示したが、一つの投写系の色映像光合成にダイクロイックプリズム（ダイクロイックミラーでもよい）を用い、他の一つの投写系の色映像光合成に偏光ビームスプリッターを用いる構成も採用できる。また、これらダイクロイックプリズム（ダイクロイックミラーでもよい）や偏光ビームスプリッター以外に二つの映像光を合成する光学素子が提供されるならば、そのような光学素子を合成手段として用いて本願の投写型映像表示装置を構成することもできる。

この発明の実施形態の投写型映像表示装置を示した説明図である。この発明の実施形態の投写型映像表示装置の他の例を示した説明図である。この発明の実施形態の投写型映像表示装置の他の例を示した説明図である。この発明の実施形態の投写型映像表示装置の他の例を示した説明図である。この発明の実施形態の投写型映像表示装置の他の例を示した説明図である。クロスダイクロイックプリズムによる各色光の反射（カット）を説明する説明図である。クロスダイクロイックプリズムによる緑色光カットを説明する説明図である。この発明の実施形態の投写型映像表示装置を示した説明図である。この発明の実施形態の投写型映像表示装置の他の例を示した説明図である。この発明の実施形態の投写型映像表示装置の他の例を示した説明図である。この発明の実施形態の投写型映像表示装置の他の例を示した説明図である。この発明の実施形態の投写型映像表示装置の他の例を示した説明図である。光量の比較を示したグラフである。クロスダイクロイックプリズムを用いた投写型映像表示装置を示した参考図である。クロスダイクロイックプリズムを用いた投写型映像表示装置を示した参考図である。

符号の説明

１液晶表示パネル
２ＢＧ，２ＧＢ，２ＲＢ，２ＢＲダイクロイックプリズム
３投写レンズ
１１ＬＥＤ
１２，１２Ａテーパ型のロッドインテグレータ
１５直方体形状ロッドインテグレータ
２１偏光ビームスプリッター（偏光光合成手段）
５１照明装置

Claims

第１色の映像光を生成する第１映像光生成手段と、第２色の映像光を生成する第２映像光生成手段と、第３色の映像光を２枚のライトバルブを用いて二つ生成する第３映像光生成手段と、前記第１色の映像光と前記第３色の映像光のうちの一つとを光の波長選択性を利用して合成する第１ダイクロイック合成手段と、前記第１ダイクロイック合成手段から出射される合成映像光を投写する第１投写手段と、前記第２色の映像光と前記第３色の映像光のうちの他の一つとを光の波長選択性を利用して合成する第２ダイクロイック合成手段と、前記第２ダイクロイック合成手段から出射される合成映像光を投写する第２投写手段と、を備えたことを特徴とする投写型映像表示装置。
請求項１に記載の投写型映像表示装置において、前記第３映像光生成手段は、各ライトバルブに第３色光をそれぞれ照射する二つの互いに独立した照明系を備えて成ることを特徴とする投写型映像表示装置。
請求項２に記載の投写型映像表示装置において、各ダイクロイック合成手段は、前記第３色光を反射するように構成されていることを特徴とする投写型映像表示装置。
請求項１に記載の投写型映像表示装置において、前記第３映像光生成手段は、第３色光を照射する一つの照明系と、前記照明系から照射された光を分光して各光を前記２枚のライトバルブにそれぞれ導く分光手段と、を備えたことを特徴とする投写型映像表示装置。
請求項４に記載の投写型映像表示装置において、前記分光手段は二つの偏光ビームスプリッター又は一つの偏光ビームスプリッターと反射部材とを備えて構成されたことを特徴とする投写型映像表示装置。
請求項５に記載の投写型映像表示装置において、位相差板を備えることで前記分光手段から出射された光の偏光方向を揃えるように構成されたことを特徴とする投写型映像表示装置。
請求項４に記載の投写型映像表示装置において、前記分光手段はハーフミラーを備えて構成されたことを特徴とする投写型映像表示装置。
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の投写型映像表示装置において、各映像光生成手段から出射される各色映像光が同じ偏光方向を有するように構成されたことを特徴とする投写型映像表示装置。
所定偏光光である第１色の映像光を生成する第１映像光生成手段と、所定偏光光である第２色の映像光を生成する第２映像光生成手段と、所定偏光光である第３色の映像光を２枚のライトバルブを用いて二つ生成する第３映像光生成手段と、前記第１色の映像光と前記第３色の映像光のうちの一つとを光の偏光依存性を利用して合成する第１偏光光合成手段と、前記第１偏光光合成手段から出射される合成映像光を投写する第１投写手段と、前記第２色の映像光と前記第３色の映像光のうちの他の一つとを光の偏光依存性を利用して合成する第２偏光光合成手段と、前記第２偏光光合成手段から出射される合成映像光を投写する第２投写手段と、を備えたことを特徴とする投写型映像表示装置。
請求項９に記載の投写型映像表示装置において、前記第３映像光生成手段は、各ライトバルブに第３色光をそれぞれ照射する二つの互いに独立した照明系を備えて成ることを特徴とする投写型映像表示装置。
請求項９に記載の投写型映像表示装置において、前記第３映像光生成手段は、第３色光を照射する一つの照明系と、前記照明系から照射された光を分光して各光を前記２枚のライトバルブにそれぞれ導く分光手段と、を備えたことを特徴とする投写型映像表示装置。
請求項９に記載の投写型映像表示装置において、前記分光手段は二つの偏光ビームスプリッター又は一つの偏光ビームスプリッターと反射部材とを備えて構成されたことを特徴とする投写型映像表示装置。
請求項１２に記載の投写型映像表示装置において、位相差板を備えることで前記分光手段から出射された光の偏光方向を揃えるように構成されたことを特徴とする投写型映像表示装置。
請求項１１に記載の投写型映像表示装置において、前記分光手段はハーフミラーを備えて構成されたことを特徴とする投写型映像表示装置。
請求項８乃至請求項１３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１偏光光合成手段及び前記第２偏光光合成手段から出射される各二色の映像光の偏光方向が同じ方向となるように、各偏光光合成手段の光出射側に狭帯域位相差板を備えたことを特徴とする投写型映像表示装置。
第１色の映像光を生成する第１映像光生成手段と、第２色の映像光を生成する第２映像光生成手段と、第３色の映像光を２枚のライトバルブを用いて二つ生成する第３映像光生成手段と、前記第１色の映像光と前記第３色の映像光のうちの一つとを合成する第１合成手段と、前記第１合成手段から出射される合成映像光を投写する第１投写手段と、前記第２色の映像光と前記第３色の映像光のうちの他の一つとを合成する第２合成手段と、前記第２合成手段から出射される合成映像光を投写する第２投写手段と、を備えたことを特徴とする投写型映像表示装置。
請求項１６に記載の投写型映像表示装置において、前記第３映像光生成手段は、各ライトバルブに第３色光をそれぞれ照射する二つの互いに独立した照明系を備えて成ることを特徴とする投写型映像表示装置。
請求項１６に記載の投写型映像表示装置において、前記第３映像光生成手段は、第３色光を照射する一つの照明系と、前記照明系から照射された光を分光して各光を前記２枚のライトバルブにそれぞれ導く分光手段と、を備えたことを特徴とする投写型映像表示装置。
請求項１乃至請求項１８のいずれかに記載の投写型映像表示装置において、第３色の映像光を二つ生成する前記第３映像光生成手段は、互いに画素間を補間しあう関係の二つの第３色の映像光を生成することを特徴とする投写型映像表示装置。
請求項１乃至請求項１６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３色は緑色であることを特徴とする投写型映像表示装置。