JP4984427B2 - Projection-type image display device - Google Patents
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Description
本発明は、映像表示素子を使用して、スクリーン上に映像を投影する投射装置、例えば、液晶プロジェクタ装置や、反射式映像表示プロジェクタ装置、投射型リアプロジェクションテレビ等の光学ユニット、投射型映像表示装置に係わり、色分離ユニットにより分離した色光を、映像表示素子上に走査する技術に関する。 The present invention relates to a projection apparatus that projects an image on a screen using an image display element, for example, an optical unit such as a liquid crystal projector apparatus, a reflective image display projector apparatus, a projection type rear projection television, or a projection type image display. The present invention relates to a technique for scanning color light separated by a color separation unit on an image display element.
従来、白色光源からの光をインテグレータ手段、偏光ビームスプリッタ（Polarization Beam Splitter：以下ＰＢＳ）、コリメータレンズを通過させた後、複数のダイクロイックミラーを使用して短冊形状（帯状）のＲ光、Ｂ光及びＧ光に分離し、分離された各色光をそれぞれ回転多面体を用いて光路を変えて、ライトバルブ（映像表示素子）のそれぞれ異なった場所に同時に照射し、かつ、各色光の短冊形状の照射領域の場所を順次ライトバルブ（映像表示素子）上で一定方向に移動（「走査」または「スクロ−ル」ともいう）させるようにした単板式の投射型映像表示装置が、例えば特許文献１から特許文献３で知られている。
Conventionally, light from a white light source passes through an integrator means, a polarization beam splitter (hereinafter referred to as PBS), and a collimator lens, and then a plurality of dichroic mirrors are used to form strip-shaped (band-shaped) R light and B light. And G light, and each separated color light is irradiated to different places of the light valve (image display element) at the same time by changing the optical path using a rotating polyhedron, and the strip light of each color light is irradiated. A single-plate projection type video display device in which the location of a region is sequentially moved in a fixed direction on a light valve (video display element) (also referred to as “scanning” or “scroll”) is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-122867. It is known from
特許文献１においては、回転多面体を用いた投射型表示装置が開示されている。この特許文献１は、ＲＧＢに色分離した各光路に、走査手段としての回転多面体を配置した構成となっている。
In
次に、特許文献２においては、色分離ユニットとしてカラープリズムを用いた投射型表示装置が開示されている。この特許文献２は、走査手段としてのレンズアレイホイールを回転駆動する手段を配置した構成となっている。
Next,
また、特許文献３においても、回転多面体を用いた投射型表示装置が開示されている。この特許文献３は、ＲＢＧに色分離した各色光を、単板の映像表示素子上に走査する構成となっている。特許文献３は分離した３色を１個の回転多面体で同時に走査する方式であり、特許文献１は分離した３色を各色光に対応したそれぞれの光路上に配置された計３個の回転多面体で個々に走査する方式である。
回転多面体を用いた投射型画像表示装置の小型化、コストダウンを考慮すると、複数の回転多面体を用いるより、一つの回転多面体で構成するのが好ましい。この意味では、例えば特許文献３の技術は好適に用いることができる。しかし、特許文献３では、色分離手段から回転多面体までの光路と、回転多面体からライトバルブまでの光路が独立しており、小型化を図る上で更なる工夫が必要である。
In consideration of downsizing and cost reduction of the projection-type image display device using the rotating polyhedron, it is preferable to use a single rotating polyhedron rather than using a plurality of rotating polyhedrons. In this sense, for example, the technique of
また、これら投射型画像表示装置においては、分離した色別の周辺光量比を考慮していない。 Further, these projection type image display devices do not consider the peripheral light amount ratio for each separated color.
本発明は、周辺光量比を考慮した投写型映像表示装置または色分離ユニットを提供することを目的とする。または、小型化を考慮した投射型映像表示装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a projection display apparatus or a color separation unit in consideration of the peripheral light amount ratio. Alternatively, it is an object to provide a projection-type image display device in consideration of miniaturization.
本発明の投射型映像表示装置または色分離ユニットは、白色光源から入射した白色光を複数の色光に分離する色分離ユニットにおいて、映像表示素子に分離した色光を走査させる走査手段の走査方向に分離した色光を出射する出射面を配置し、少なくとも一色の色光に関し、出射面の中心から両側から出射する。 The projection-type image display device or color separation unit according to the present invention is a color separation unit that separates white light incident from a white light source into a plurality of color lights, and separates it in the scanning direction of a scanning unit that scans the separated color light on the image display element. An emission surface for emitting the colored light is disposed, and at least one color light is emitted from both sides from the center of the emission surface.
もしくは、本発明の投射型映像表示装置の色分離ユニットは、白色光源から入射した白色光から分離した少なくとも一色の色光に関し、走査手段に色光を写像する写像光学系の光学軸を中心にして両側から出射する。 Alternatively, the color separation unit of the projection display apparatus of the present invention relates to at least one color light separated from the white light incident from the white light source, and has both sides around the optical axis of the mapping optical system that maps the color light to the scanning means. Exits from.
もしくは、本発明の色分離ユニットは、入射光を分離する色の数よりも多いカラーバーを出射面から出射する。または、少なくとも一色については複数のカラーバーとして出射する色分離ユニットである。 Alternatively, the color separation unit of the present invention emits more color bars from the exit surface than the number of colors that separate incident light. Alternatively, the color separation unit emits a plurality of color bars for at least one color.
もしくは、本発明の投射型液晶表示装置又は色分離ユニットは、入射光から複数色の色光に分離し、分離した各々の色光を出力する出射面を、両端を同じ色光が分離する出射面を配置して第１の方向に並べて有する。 Alternatively, the projection type liquid crystal display device or the color separation unit of the present invention separates the incident light into a plurality of color lights, and arranges an emission surface for outputting each separated color light, and an emission surface for separating the same color light at both ends. And arranged side by side in the first direction.
映像表示装置または色分離ユニットにおいて周辺光量比を改善することが可能である。または、映像表示装置の小型化を実現することが可能である。 The peripheral light amount ratio can be improved in the video display device or the color separation unit. Alternatively, it is possible to reduce the size of the video display device.
以下、図面を用いて本発明の形態について説明する。まず、図１から図１１を用いて、本発明の一形態について説明する。なお、各図において、共通な機能を有する要素には同一な符号を付して示し、一度述べたものについては、その重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In each figure, elements having a common function are indicated by the same reference numerals, and those that have been described once will not be described repeatedly.
図１は、第一の実施の形態である走査式投射型映像表示装置の構成図である。以下の説明では、説明を容易にするために、各部において、光学軸方向をＺ軸方向とし、光学軸に直交する平面をＸＹ平面とし、図１紙面に垂直な方向をＹ軸方向（例えば紙面裏から紙面表に向かう方向）と定めるものとする。また、光学軸そのものは、Ｚ軸と一致させる（（ｘ,ｙ,ｚ）＝（０,０,±Ｚ））。このように、便宜上光学系の光路が直線的に表示されているものとして説明する。 FIG. 1 is a configuration diagram of a scanning projection type video display apparatus according to the first embodiment. In the following description, for ease of explanation, in each part, the optical axis direction is the Z-axis direction, the plane orthogonal to the optical axis is the XY plane, and the direction perpendicular to the plane of FIG. The direction from the back to the front of the page). The optical axis itself is made to coincide with the Z axis ((x, y, z) = (0, 0, ± Z)). As described above, description will be made assuming that the optical path of the optical system is displayed linearly for convenience.
図１の走査式投射型映像表示装置は、光学ユニット１、色分離ユニット２ａ、第１ＰＢＳ５１、回転多面体４、第２ＰＢＳ５２、映像表示素子６、投射レンズ７、その他各種レンズ、偏光板、ミラー等を有する。
1 includes an
光源ユニット１は、白色光を出射し、ハロゲン化ランプ等の光源１１とリフレクタ１２（この図では楕円リフレクタを採用）を有する。リフレクタ１２が楕円の場合、光源１１は楕円の第１焦点位置近傍に配置される。リフレクタ１２は、光源１１から出射される略白色の光束を、第２焦点位置近傍に配置されている色分離ユニット２aの入射面に集光し、入射する。
The
図１の色分離ユニット２ａは、偏光変換素子２１、ライトパイプ２４、カラープリズム２５aを有する。偏光変換素子２１は、リフレクタが集光した光源ユニット１からの光束の偏光方向を所定偏光方向に揃える。偏光変換素子２１は偏光分離プリズム２１１と１／２波長板２１２から実現される。ライトパイプ２４は、出射側方向に断面積が次第に大きくなるインテグレータ素子を用いている。なお、図２に示す直方体を用いてよい。カラープリズム２５aは、ライトパイプ２４からの光をＹ軸方向（図１紙面に垂直な方向）に配列された短冊形状（帯状）の異なる色光（例えばＲ光，Ｇ光，Ｂ光の３色）に分離する色分離素子の一例である。以下、短冊形状（帯状）の色光を「カラーバー」と称する。なお、カラープリズム２５aの詳細については、図２を用いて後述する。
The
色分離ユニット２aに入射した光束は、最初に、偏光変換素子２１で所定の偏光方向（ここではＳ偏光とする）に揃えられる。すなわち、偏光分離プリズム２１１で自然光がＰ偏光とＳ偏光に分離され、一方の偏光、図１ではＰ偏光の出射面に配置された１／２波長板２１２により、偏光状態がＳ偏光に揃えられる。次に、Ｓ偏光に揃えられた光束は、ライトパイプ２４で内面反射を繰り返すことで、光量分布の一様化が図られる。最後に、偏光状態が揃えられ、光量分布の一様化が図られた白色光は、カラープリズム２５aによりＹ軸方向に配列された３色の色光（例えばＲ、Ｇ、Ｂ光）のカラーバーに分離され出射する。カラーバーのうち、少なくとも１色の色光は複数本となっている。カラープリズム２５a自体は、先に説明した特許文献３に記載されているものである。
The light beam incident on the
カラープリズム２５aで分離された３色の色光（偏光状態はＳ偏光）のカラーバーは、縮小光学系３１、光路折り曲げミラー３２を介して、第１ＰＢＳ５１に入射する。第１ＰＢＳ５１に入射したＳ偏光の光束（カラーバー）は、偏光分離面で反射し、回転多面体４に向かう。第１ＰＢＳ５１が出射したＳ偏光の光束は、１／４波長板８２を通過することで、円偏光に変換され、縮小光学系３３を介して回転多面体４に入射する。その過程で、カラープリズム２５aの出射面に形成された３つの色光のカラーバーは、回転多面体４の手前の空間に縮小光学系３１、３３によって写像され、空間像（図示せず）が形成される。
The color bars of the three color lights (polarization state is S-polarized light) separated by the
空間像は、回転中心軸を光学軸（Ｚ軸）方向に直交するＸ軸方向に持つ回転多面体４の表面の反射面４１で反射し、光路を折り返す。１／４波長板８２を再び通過することで、円偏光はＰ偏光に変換され、第１ＰＢＳ５１を透過する。第１ＰＢＳ５１を透過した光束は、１／２波長板８３によりＳ偏光に変換される。そして、第２ＰＢＳ５２に入射したＳ偏光の光束は、偏光分離面で反射し、映像表示素子６に入射する。この過程により、回転多面体４の手前の空間に形成された空間像から、回転多面体４の反射面４１で鏡面像（図示せず）が形成され、さらにこの鏡面像が拡大光学系３３（ここでは光線方向が逆となるので拡大光学系として機能する）で拡大されて映像表示素子６上に写像される。
The aerial image is reflected by the reflecting
映像表示素子６の各画素で反射する光線は、各画素がＯＮの場合は、偏光状態がＰ偏光に変換されるので、今度は、第２ＰＢＳ５２を透過し投射レンズ７でスクリーン（図示せず）等に拡大投射される。また、各画素がＯＦＦの場合は、偏光状態がＳ偏光のままなので、再び、第２ＰＢＳ５２の偏光面で反射し、光束はスクリーン等に拡大投射されない。
The light beam reflected by each pixel of the
なお、図１において、偏光板８１は、色分離ユニット２ａでＳ偏光に揃えられた光束に対して、Ｐ偏光の光線を遮光して第１ＰＢＳへの入射光の偏光状態の純度を改善するもので、偏光板８４は第２ＰＢＳ５２を透過するＳ偏光を低減してコントラストを改善するものである。
In FIG. 1, a
ここで、カラープリズムの色分離作用と、色分離後の周辺光量比について、図１７乃至図２６を用いて説明する。 Here, the color separation effect of the color prism and the peripheral light amount ratio after color separation will be described with reference to FIGS.
図１７を用いて、色分離素子のカラープリズムの色分離作用を説明する。本出願人は、色分離素子から回転多面体までの光路と、回転多面体からライトバルブまでの光路を光路分岐手段（例えばＰＢＳ）で切替え、互いの光路が一部共通とする単板式の小型走査式投射型映像表示装置を特願２００４−３３２０４３号として提案済みである。図１７では、特願２００４−３３２０４３号で本出願人が開示している色分離素子２dを用いて説明を行う。なお図１７では、色分離ユニット２ｄを構成する偏光分離プリズムと１／２波長板を有する偏光変換素子の図示を省略している。
The color separation action of the color prism of the color separation element will be described with reference to FIG. The present applicant switches the optical path from the color separation element to the rotating polyhedron and the optical path from the rotating polyhedron to the light valve by an optical path branching means (for example, PBS), and a single-plate type small scanning type in which the optical paths are partially shared. A projection-type image display device has been proposed as Japanese Patent Application No. 2004-332043. In FIG. 17, description will be made using the
図１７において、第１カラープリズム２５１ｄのダイクロイック面は、ライトパイプ２４で光量分布の一様化が行われた白色光のうち、特定の波長域内の第１の色光を透過させ、他の波長域の光束（第２の色光と第３の色光）を反射することで、第１の色光を分離する。次に、第２カラープリズム２５２ｄのダイクロイック面は、第２の波長域の色光を反射し、他の波長域の光束（第３の色光）を透過することで、第２の色光を分離する。第３カラープリズム２５３ｄのダイクロイック面は、第３の波長域の光を反射し、第３の色光として分離される。なお、第１の色光と、第２の色光と、第３の色光の間の波長域で不要な光束を別の手段でカットすることにより、第３カラープリズム２５３ｄのダイクロイック面は全反射ミラーに置換することもできる。以上述べたカラープリズム２５ｄの色分離作用により、Ｙ軸方向に配列された３つの色光のカラーバーがカラープリズム２５ｄの出射面Ｓ２５ｄから出射する。
In FIG. 17, the dichroic surface of the
次に、上記したカラープリズム２５ｄの出射面に形成される３つの色光のカラーバー（物体）の空間像と、図１における回転多面体４の反射面４１による鏡面像と、映像表示素子６上の写像との関係について、図１８を参照して説明する。図１８は、回転多面体４の反射面４１の近傍に写像した空間像と、走査空間像（鏡面像）の関係を模式的に示した図である。なお、回転多面体４の走査作用については、同図を用いて後述する。
Next, the spatial image of the color bars (objects) of the three color lights formed on the emission surface of the
図１８において、カラープリズム２５ｄの出射面に形成されたカラーバーの像（縮小像、図示せず）は、第１の光学系としての縮小光学系３１、３３、光路折り曲げミラー３２、さらに第１ＰＢＳ５１を経由して、回転多面体４の手前の空間に空間像２８０として形成される。回転多面体４の反射面４１により空間像２８０の鏡面像２９０が反射面４１の裏側に形成されるが、回転多面体４が回転することで反射面４１も回転し入射角度が変化するので、鏡面像２９０は移動（走査）して走査空間像となる。さらに、第２の光学系としての拡大光学系３３（縮小光学系の一部を兼用）と第２ＰＢＳ５２により、走査空間像の拡大像が映像表示素子６上に形成される。最後に、映像表示素子６で変調作用を受けたカラー映像は投射装置としての投射レンズ７により、スクリーン等の投射面に拡大投射される。
In FIG. 18, an image (reduced image, not shown) of the color bar formed on the exit surface of the
上記説明では、第１の光学系として縮小光学系を、第２の光学系として拡大光学系を用いた例について説明したが、第１の光学系を拡大光学系とし、第２の光学系を縮小光学系とする組合せでも写像関係上は問題ない。ただし、縮小光学系と拡大光学系の組合せとすることで、回転多面体４の反射面４１の近傍にできる空間像を小さくできるので、その結果、回転多面体４を小さくすることが可能である。
In the above description, the example in which the reduction optical system is used as the first optical system and the enlargement optical system is used as the second optical system has been described. However, the first optical system is used as the enlargement optical system, and the second optical system is used as the second optical system. There is no problem in the mapping relationship even when the reduction optical system is combined. However, by combining the reduction optical system and the enlargement optical system, the spatial image that can be formed in the vicinity of the
次に、走査作用について説明する。 Next, the scanning action will be described.
引き続き、図１８において、光学軸上の光線に対する走査量の説明である。反射面４１を光学軸１００に対して垂直に配置した場合は、物体と鏡面像の関係だけに着目すれば良い。図１８において、反射面４１の手前に形成された空間像は、空間像から反射面４１までの距離Ａと同じ距離で、反射面４１の裏側に鏡面像が形成される。反射面の法線が光学軸１００に対してなす角度がθの場合、光学軸上の光線は光学軸に対して角度２θで反射する。このとき反射光線は、図１８の点線で示した鏡面像の箇所から出射した光線と等価となる。従って、この反射面４１の角度を連続して変えることで、鏡面像からの出射位置を連続して変えることが可能となる。これが、走査作用の原理である。先に説明したθとＡを用いて、走査空間像（鏡面像）での位置Ｙは、数１で定まる。
（数１）
Ｙ＝Ａ・ｔａｎ２θ
次に、図１９を用いて光学軸上の光線Ｌ４０１と光学軸外の光線Ｌ４０２での走査作用について説明する。なお、ここでは、回転多面体４が回転１２面体であるものとする。
Next, in FIG. 18, the scanning amount for the light beam on the optical axis will be described. When the reflecting
(Equation 1)
Y = A · tan2θ
Next, the scanning action of the light beam L401 on the optical axis and the light beam L402 off the optical axis will be described with reference to FIG. Here, it is assumed that the
図１９において、光学軸１００上に回転１２面体の相隣接する面の稜線が位置する場合の回転１２面体４０１を点線で示す。また、反射面４１が光学軸１００に垂直となる位置、すなわち反射面４１の法線が光学軸１００となす角度が０度の場合の回転１２面体４０２を実線で示す。
In FIG. 19, the rotation dodecahedron 401 in the case where ridge lines of adjacent surfaces of the rotation dodecahedron are located on the
光学軸１００上の光線Ｌ４０１に対して反射面４１の法線がなす角度が最大となるのは、光線Ｌ４０１が回転１２面体４０１の相隣接する面の稜線近傍に入射する場合、すなわち点線で示した回転１２面体４０１の反射面４１に反射する場合である。実線で示した反射面４１の位置を基準（回転角度０度）とすると、点線で示した回転１２面体４０１の反射面４１の法線と光学軸がなす角度、または回転１２面体４０１の回転角度は±１５度＝{（３６０÷１２）／２}となり、従って、最大反射角度は２倍で±３０度（走査範囲：−３０度〜３０度）となる。
The angle formed by the normal line of the reflecting
ところで、図１９に示す光学軸外の光線Ｌ４０２は、光線はY軸方向に関して高さＨで回転１２面体に入射するので、光線Ｌ４０１と同じ±３０度の最大反射角度では、光線Ｌ４０１と同じ範囲を走査できない。仮に、光学軸外の光線Ｌ４０２に対しては、図１９に示すように、回転１２面体４０２の光学軸上に位置する反射面の隣接した反射面（反射ミラー）側で光線が反射するものとすると、回転角度が３０度（隣接した反射ミラーなので）となる。最大反射角度は２倍で６０度となり、また、回転１２面体４０２の光学軸上にある反射面側で反射した場合には回転角度が０度なので、反射角度は０度となる。従って走査範囲が０度〜６０度となり、光線Ｌ４０１と同じ範囲の走査が可能となる。 By the way, since the light beam L402 outside the optical axis shown in FIG. 19 is incident on the rotating dodecahedron at a height H in the Y-axis direction, the same range as the light beam L401 at the same maximum reflection angle of ± 30 degrees as the light beam L401. Cannot be scanned. Assuming that the light beam L402 outside the optical axis is reflected on the reflection surface (reflection mirror) side adjacent to the reflection surface located on the optical axis of the rotating dodecahedron 402, as shown in FIG. Then, the rotation angle becomes 30 degrees (because it is an adjacent reflection mirror). The maximum reflection angle is doubled to 60 degrees, and when reflected on the reflection surface side on the optical axis of the rotating dodecahedron 402, since the rotation angle is 0 degrees, the reflection angle is 0 degrees. Therefore, the scanning range is 0 degree to 60 degrees, and the same range as the light beam L401 can be scanned.
次に、図２０から図２６を用いて、出願人が新たに気付いた上記走査方式での課題について説明する。 Next, a problem with the above-described scanning method newly noticed by the applicant will be described with reference to FIGS.
図２０と図２１は、光学軸外の光線での走査位置と反射角度の関係を模式的に示した図である。図２０では入射光線Ｌ４０３と同じ側（光学軸１００に対して）の走査空間像部２９０１を走査しており、図示の如く反射面の回転角度及び反射角度が小さくなる。一方で、図２１では入射光線Ｌ４０３と反対側（光学軸１００に対して）の走査空間像部２９０２を走査しており、図示の如く反射面の回転角度及び反射角度が大きくなる。即ち、Y軸方向に関して光学軸からはずれる光線の走査においては、走査範囲の一方での反射角度が小さく、逆の走査箇所では反射角度が大きいという非対称な関係にある。
20 and 21 are diagrams schematically showing the relationship between the scanning position and the reflection angle with a light beam outside the optical axis. In FIG. 20, the scanning
図２２に、３つの色光に色分離されたカラーバーの空間像の各色光の中心位置（Ｙ軸方向の座標：１．２８５ｍｍ、０ｍｍ、−１．２８５ｍｍ）から出射した光線が、回転多面体４の回転角度に対して走査空間像（鏡面像）形成する範囲を示す。なお、図２２で、縦軸は走査範囲（単位：％）を示しており、±５０％の範囲が、元の空間像の大きさに相当する。つまり、走査範囲は元の空間像の大きさで規格化されている。この規格化されたＹ座標を以下小文字のｙで表すものとする。また、横軸は反射面の回転角度（単位：度）を示し、反射面が光学軸に対して垂直である場合に反射面の回転角度を０度としている。
In FIG. 22, a light beam emitted from the center position of each color light (coordinates in the Y-axis direction: 1.285 mm, 0 mm, −1.285 mm) of the spatial image of the color bar separated into three color lights is the
図２２において、０ｍｍの光線（光学軸上の光線）に対しては、回転角度に対する走査範囲が対称になっているが、それ以外の光線（±１．２８５ｍｍ）の光線に対しては、走査範囲に対して回転角度が、それぞれ片寄った値になっている。すなわち、＋Ｙ軸領域の光線においては−の回転角度よりとなり、−Ｙ軸領域の光線においては、＋の回転角度よりとなっている。 In FIG. 22, the scanning range with respect to the rotation angle is symmetric with respect to 0 mm light (light on the optical axis), but scanning is performed with respect to other light (± 1.285 mm). The rotation angle with respect to the range is offset. That is, for the light beam in the + Y-axis region, the rotation angle is-, and for the light beam in the -Y-axis region, the rotation angle is +.
上記の「走査作用の説明」において記述したように、走査範囲は数式１で求めることができる。ところで、回転多面体４は通常、一定の角速度で回転するので、Ｙをθで微分することで光量比を求めることができる。即ち、同じΔθに対して、ΔＹが大きい場合は、速い速度で走査されるので、単位時間あたりの光量が小さく、逆に、ΔＹが小さい場合は、単位時間あたりの光量が大きくなる。
As described in “Explanation of scanning action” above, the scanning range can be obtained by
数式２は、数式１のＹをθで微分すると得られる。上述したように逆数を取ることで光量となるが、θ＝０のときの値で割って規格化すると数式３となる。
（数２）
ΔＹ／Δθ＝２Ａ／ｃｏｓ２２θ
（数３）
光束量比＝ｃｏｓ２２θ
図２３（１）は数式３をプロットした図であり、横軸は規格化された走査空間像位置座標ｙ、縦軸は光量比である。また、図２３（２）は実際に照明計算をした結果で、縦軸は映像表示素子上での相対光強度、横軸は映像表示素子上でのＹ軸座標である。図１９から明らかなように、回転角度が大きいと、所定の走査範囲を走査していても周辺光量比が減少してしまう。
(Equation 2)
ΔY / Δθ = 2A / cos 2 2θ
(Equation 3)
Light flux ratio = cos 2 2θ
FIG. 23 (1) is a diagram in which
そこで、図１７のカラープリズム２５ｄからの第１の色光、第２の色光、第３の色光の出射光についての照明計算の結果を図２４、図２５、図２６に示す。これらの結果から、カラープリズム２５dが映像表示素子６上にどのような光量分布を形成するかがわかる。
FIG. 24, FIG. 25, and FIG. 26 show the results of the illumination calculation for the emitted light of the first color light, the second color light, and the third color light from the
図２４は、第１の色光による映像表示素子６上での光量分布を表した図である。図２４（１）は映像表示素子６上でのカラーバーの位置を示す図である。図２４（２）は、映像表示素子６上での光量分布を等高線表示した図である。図２４（３）は映像表示素子６上での光量分布を映像表示素子６のＸ軸（Ｙ＝０ｍ）と映像表示素子６の上下端（Ｙ＝±５ｍｍ）を含む平面で切断した断面図である。図２４（４）は映像表示素子６上での光量分布を映像表示素子６のＹ軸（Ｘ＝０ｍｍ）と映像表示素子６の左右端（Ｘ＝±８．９ｍｍ）を含む平面で切断した断面図である。なお、以下図２５、２６等においても、（２）〜（４）は各々（１）図に示すプリズムの位置での計算結果およびそれらの断面図を示したものである。
FIG. 24 is a diagram showing a light amount distribution on the
図２４（１）において、符号３−１は３分割されたカラーバーの１番目を意味する。第１のカラーバー３−１は光学軸１００に対してＹ軸の＋（プラス）側（以下、「Ｙ＋側」と記す）にある。なお、光学軸に対してＹ軸の逆側を「Ｙ−側」と記す。図２４（３）においても同様に、光学軸中心（Ｘ−Ｙ座標の原点に対してＸ座標の＋側を「Ｘ＋側」、Ｘ座標の−側を「Ｘ−側」と記す。図１の投射型映像表示装置では、一旦、第１の光学系としての縮小光学系で像が反転し、さらに、第２の光学系としての拡大光学系により像が再び反転する。従って、図２４（４）において、Ｙ＋側にあるプリズムによって分離された第１の色光については、第１の色光のカラーバー３−１があるＹ＋側で回転角度θが小さく、光量分布もＹ＋側が大きくなる。逆に、回転角度θが大きくなるＹ−側では、光量分布が小さくなる。
In FIG. 24A, reference numeral 3-1 denotes the first color bar divided into three. The first color bar 3-1 is on the + (plus) side (hereinafter referred to as “Y + side”) of the Y axis with respect to the
図２５は、第２の色光による映像表示素子６上の光量分布を表した図である。同図において、符号３−２は３分割したカラーバーの２番目を意味する。第２の色光の場合は、カラーバーの中央付近に光学軸があるので、光量分布もＹ＋側とＹ−側で対称になっている。
FIG. 25 is a diagram showing a light amount distribution on the
最後に、図２６は、第３の色光による映像表示素子６上の光量分布を表した図である。同図において、符号３−３は３分割したカラーバーの３番目を意味する。第３の色光の場合は、カラーバーが光学軸１００に対し、ちょうど第１の色光の対称となる位置にあるので、光量分布も第１の色光と逆に、Ｙ＋側が小さく、Ｙ−側が大きくなる。
Finally, FIG. 26 is a diagram showing a light amount distribution on the
このように、回転多面体による走査方式においてカラーバーを３分割した場合には、所定の範囲を走査していても、回転角度が大きいと、Ｙ軸に関して＋領域と−領域で光量の減少に違いが生じてしまい、光量比に劣化が生じる。この現象は、回転多面体による反射光を入射光側に反射させる上記した走査式投射型映像表示装置に限定されるものではなく、特許文献１や特許文献３のように、入射光と反射光の光路が異なる走査式投射型映像表示装置においても生じてしまう。
As described above, when the color bar is divided into three in the scanning method using the rotating polyhedron, even if the predetermined range is scanned, if the rotation angle is large, there is a difference in light amount reduction between the + region and the − region with respect to the Y axis. Will occur, and the light quantity ratio will deteriorate. This phenomenon is not limited to the above-described scanning projection type image display device that reflects the reflected light from the rotating polyhedron toward the incident light side, and as in
図２は、このような周辺光量比の劣化パターンの特徴に着目し、分割数を３分割から６分割に増加した色分離ユニット２ａの一例である。
FIG. 2 shows an example of the
色分離ユニット２ａにおける色光の配置方法等の詳細については後述するが、まず、分割したカラーバーの各々の領域における照明結果を図３乃至図８に示す。この照明結果から第１の領域から第６の領域の出射光が、映像表示素子６上にどのような光量分布を形成するかがわかる。第１の領域から第６の領域と記述したのは、第１の領域から第６の領域の中に同じ波長域の色光があるので、混乱を避けるために、色光ではなく領域として記述している。また、図３から図８において、符号６−ｉは映像表示素子６上での６分割されたカラーバーの第ｉの領域を示す。但し、ｉは１乃至６のいずれかの整数である。
The details of the color light arrangement method and the like in the
図３乃至図８においても、カラーバーの３分割の結果と同様に、Ｙ＋側に配置した第１の色光から第３の色光では周辺光量比はＹ＋側が大きく、逆に、Ｙ−側に配置した第４の色光から第６の色光では周辺光量比はＹ−側が大きくなる。特に、Ｙ＋の端の領域にあたる第１の色光と、Ｙ−の端の領域に当たる第６の色光においてその傾向は顕著である。 3 to 8, similarly to the result of dividing the color bar into three, in the first to third color lights arranged on the Y + side, the peripheral light amount ratio is large on the Y + side, and conversely, arranged on the Y− side. In the fourth to sixth color lights, the peripheral light amount ratio increases on the Y-side. In particular, the tendency is remarkable in the first color light corresponding to the Y + end region and the sixth color light corresponding to the Y− end region.
各々の領域での特徴を踏まえ、分割したカラーバーに対する色光の配置を行ったものが、図２の色分離ユニット２aである。図２は、本実施の形態による色分離ユニットのＹＺ断面図である。図２は、本実施の形態による色分離ユニット２ａのＹＺ断面図である。なお、図２において、偏光変換素子２１の図示を省略している。
The
図２において、ライトパイプ２４に入射した光束は光量の一様化作用を受けた後で、カラープリズム２５ａに入射する。カラープリズム２５ａは、Ｙ軸方向に略４５度傾斜した複数の色分離膜２５１ａ，２５２ａ，２５３ａが所定間隔でＹ軸方向に６層に積層されたプリズムであり、光学軸１００に対して前記色分離膜２５１ａ、２５２ａ、２５３ａが対称（詳細に述べるならば光学軸１００を含むＸＺ平面に対して対称）に配置されている。光学軸１００は、図１における第一の写像光学系の光学軸である。または、Ｙ軸方向（すなわち、図１の多面反射体による走査方向）に配置された色分離膜２５１ａ，２５２ａ，２５３ａ等が、その配置の中心を挟んで、Ｙ軸方向の両側に配置されている。このように、図２紙面で光学軸１００に対して、Ｙ＋側では光学軸側から順に偏光分離膜２５３ａ、２５２ａ、２５１ａと配置されており、Ｙ−側では光学軸側から順に偏光分離膜２５３ａ、２５２ａ、２５１ａと配置されている。そして、Ｙ＋側とＹ−側では色分離膜のＹ軸方向に対する傾斜が９０度異なっている。つまり、色分離膜はＹ＋側では光学軸（Ｚ軸）に対して略４５度、Ｙ−側では略−４５度傾斜している。
In FIG. 2, the light beam incident on the
第３の色分離膜２５３ａは第３の色光（第３の波長域）のみを透過しそれ以外の色光（それ以外の波長域）を反射する色分離膜である。第２の色分離膜２５２ａは第２の色光（第２の波長域）の色光を反射しそれ以外の色光（それ以外の波長域）を透過する色分離膜である。第１の色分離膜２５１ａは、第１の色光（第１の波長域）の色光を反射しそれ以外の色光（それ以外の波長域）を透過する色分離膜である。
The third
カラープリズム２５ａが上記のように構成されているので、ライトパイプ２４からカラープリズム２５ａに入射した白色の光束のうち、第３の色分離膜２５３ａにより、第３の色光が透過して出射し、それ以外の色光は、それぞれＹ＋側（以下、単に「上」と記す）あるいはＹ−側（以下、単に「下」と記す）に反射される。上（下）に反射された光束は、第２の色分離膜２５２ａにより、第２の色光の色光のみが反射して出射し、それ以外の色光は透過する。第２の色分離膜２５２ａを透過した色光のうち、第１の色分離膜２５１ａにより、第１の色光は反射して出射し、それ以外の色光は透過する。なお、第１の色分離膜２５１ａを反射ミラーで構成し、第２の色分離膜２５２ａを透過した残光を反射する構成としてもよい。
Since the
このように、図２の光分離ユニット２aでは、６分割した第１番目と第６番目に第１の色光を配置し、第２番目と第５番目に第２の色光を配置し、そして、第３番目と第４番目に第３の色光を配置している。または、光学軸１００を通る第３の色光を出射する出射面を中心に、両側（±Ｙ軸方向）に第２の色光を出射する出射面、第１の色光を出射する出射面を配置している。このような配置により、光学軸１００に対して対称に第３の色光と、第２の色光と、第１の色光とを分離して色分離ユニット２ａから出射することができる。
In this way, in the
図２の色分離ユニット２ａを用いた投射型映像表示装置での映像表示素子６での光量分布について図９から図１１を用いて説明する。
The light quantity distribution in the
図９は、第１番目と第６番目に配置した二つのカラーバーによる光量分布である。カラーバーとして、Ｙ＋側とＹ−側にそれぞれカラーバー６−１，６−６を配置することで、Ｙ軸方向の光量分布が対称となり、図２４の場合に比べ、光量分布における周辺光量比を改善することができる。 FIG. 9 shows a light amount distribution by two color bars arranged first and sixth. By arranging the color bars 6-1 and 6-6 on the Y + side and the Y− side as the color bars, the light amount distribution in the Y-axis direction is symmetric, and the peripheral light amount ratio in the light amount distribution compared to the case of FIG. Can be improved.
図１０は、第２番目と第５番目に配置した二つのカラーバーによる光量分布である。カラーバー６−２，６−５をＹ＋側とＹ−側にそれぞれ配置することで、光量分布における周辺光量比の改善が可能である。同様に、図２４の光量分布と比べればその改善効果は顕著であることが分かる。 FIG. 10 is a light amount distribution by two color bars arranged at the second and fifth positions. By arranging the color bars 6-2 and 6-5 on the Y + side and the Y− side, respectively, it is possible to improve the peripheral light amount ratio in the light amount distribution. Similarly, it can be seen that the improvement effect is remarkable as compared with the light amount distribution of FIG.
最後に図１１は、上から第３番目と第４番目に配置したカラーバーによる光量分布である。６分割の第３番目と第４番目は、３分割での第２番目即ち、図２５と等価になる。図２５は３分割で唯一、Ｙ＋側とＹ−側にカラーバーを配置できていた色光の光量分布であり、図１７の光分離ユニット２dにおいては、周辺光量比が一番良かったものである。即ち、３分割した光分離ユニット２dにおいて一番良かった領域の周辺光量比が、本実施の形態では一番悪い周辺光量比になったわけである。
Finally, FIG. 11 shows the light amount distribution by the color bars arranged third and fourth from the top. The third and fourth of the six divisions are equivalent to the second of the three divisions, that is, FIG. FIG. 25 is a light amount distribution of color light in which color bars can be arranged on the Y + side and the Y− side only in three divisions. In the
カラーバーの１周期当たりの色の順番は、第１の色光、第２の色光、第３の色光、第２の色光、第１の色光であり、その繰り返しとなる。従って、映像表示素子６を駆動する制御回路では、５回の色の制御をする必要があるように思えるが、最初の第１の色光と最後の第１の色光は、走査上はちょうど隣り合った配置関係となるので、映像表示素子６を駆動する制御回路では、４回の色の制御を行えば良いという効果が得られる。その構成を図２７に示す。
The order of the colors per cycle of the color bar is the first color light, the second color light, the third color light, the second color light, and the first color light, which are repeated. Accordingly, it seems that the control circuit for driving the
図２７は、図１７の光分離ユニット２dにおける映像表示素子６を駆動する際の色制御の切替えクロックのタイムチャートを示す。同様に図２８は、図２の光分離ユニット２aにおけるタイムチャートを示す。
FIG. 27 shows a time chart of the color control switching clock when driving the
図２７（１）は、映像表示素子６上の３分割された領域の１つに対する横軸に制御回路の駆動時間を、縦軸に色別の駆動信号の出力を示す。映像表示素子６の垂直走査を行うために必要な時間を回路制御の１周期とする。図１７の光分離素子を扱う場合、カラーバーが１周する周期（スクロール１周期分）と回路制御の１周期を同じタイミングで実行させている。映像表示素子一画面において、スクロールを３回実行する。図２７（２）は、画面上の色光の変化を示す。例えば、図２７（２）の上部領域に着目すると、回路制御１周期分でＲ⇒Ｂ⇒Ｇの順番で３回の切替えが行われ、１画面全体に対して３色全ての信号で駆動されることになる。
FIG. 27A shows the drive time of the control circuit on the horizontal axis and the output of drive signals for each color on the vertical axis for one of the three divided regions on the
図２８（１）は、図２の光分離ユニット２aを用いた場合の映像表示素子６の駆動を示す図である。光分離分離ユニット２aは出力面が６分割された領域から、例えばＹ軸上からＧ⇒Ｂ⇒Ｒ⇒Ｒ⇒Ｂ⇒Ｇの配置の色光が出力される。カラーバー１周期において、例えば映像表示素子６の一番上の領域では、図２８(２)に示すように、Ｇ⇒Ｂ⇒Ｒ⇒Ｂ⇒Ｇの順で４回の切替えが行われる。しかしながら本実施の形態では、図２７（１）と異なり、カラーバー１周期と、回路制御１周期をずらして行う構成である。
FIG. 28A is a diagram showing driving of the
例えば図２の色分離ユニット２aの場合、ユニットの両端が同じ第１の色光である。映像表示素子６として例えば液晶素子を用いた場合、色光の駆動を切替えた場合、制御応答に所定時間が必要となる。即ち、一端の第１のカラーバーで駆動を一旦ＯＦＦにすると、もう一方の端で駆動をＯＮにするまでの時間、液晶での十分な反射性能が得られない。従って、色の切替え制御が少ないほど処理速度を向上させることができる。このような液晶素子の特徴を踏まえ、図２のように両端が同色のカラーバーの配置し、両端のカラーバーに対して１つの駆動サイクルに含まれるように、回路制御の周期をカラーバーの周期に対してずらしている。このような構成によって、回路制御１周期における色切替えの回数を少なし、全体としての制御時間の増加をある程度抑制しつつ、周辺光量比を改善するというトレードオフを実現している。
For example, in the case of the
次に、第２の実施の形態について、図１２を用いて説明する。図１２は図１に適用する色分離ユニット２ａに代えて、色分離ユニット２ｂを用いたものである。従って、写像関係、偏光作用、走査作用は本実施の形態においても、図２に同じであり、その重複する詳細な説明を省略し、以下では、本形態の特徴である色分離ユニットでの色分離作用について、説明する。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12 uses a
図１２において、色分離ユニット２ｂは、偏光変換素子２１（図示省略）と、ライトパイプ２４と、ライトパイプ２４の入射側端面に設けられ、光学的な穴の開いた入射開口２３１、および入射開口２３１以外の領域に対応して設けられた全反射ミラー２３２を有する入射開口板２３と、ライトパイプ２４の出射側端面に設けられ、ライトパイプ２４からの光をＹ軸方向に配列された６つの短冊形状（帯状）の異なる色光のカラーバーに分離する色分離素子であるダイクロイックミラー２６ｂを有する。
In FIG. 12, the
ダイクロイックミラー２６ｂは、光学軸（Ｚ軸）１００に対して対称に、かつ光学軸側から順に配置された第３のダイクロイックミラー２６３ｂと、第２のダイクロイックミラー２６２ｂと、第１のダイクロイックミラー２６１ｂとで構成される。
The
第３のダイクロイックミラー２６３ｂは、第３の色光（第３の波長域）のみを透過しそれ以外の色光（それ以外の波長域）を反射させ、第２のダイクロイックミラー２６２ｂは、第２の色光（第２の波長域）のみを透過しそれ以外の色光（それ以外の波長域）を反射させ、第１のダイクロイックミラー２６１ｂは、第１の色光（第１の波長域）のみを透過しそれ以外の色光（それ以外の波長域）を反射させるダイクロイックミラーである。
The third
ライトパイプ２４の入射側端面に配置された入射開口板２３の全反射ミラー２３２は、ダイクロイックミラー２６ｂで反射された光束を再びライトパイプ２４の出射側に反射するものである。
The
次に、色分離ユニット２ｂの機能について説明する。偏光変換素子２１（図１２での図示省略）で所定偏光方向に揃えられた後、入射開口板２３の入射開口２３１を介してライトパイプ２４に入射した光束は光量の一様化作用を受けた後で、ダイクロイックミラー２６ｂに入射する。ダイクロイックミラー２６ｂを構成する第１のダイクロイックミラー２６１ｂでは、入射した白色光束のうち第１の色光のみを透過して出射し、それ以外の色光を反射する。また、第２のダイクロイックミラー２６２ｂでは、入射した白色光束のうち第２の色光のみを透過して出射し、それ以外の色光を反射する。同様に、第３のダイクロイックミラー２６３ｂでは、入射した白色光束のうち第３の色光のみを透過して出射し、それ以外の色光を反射する。
Next, the function of the
ところで、本実施の形態においては、ライトパイプ２４の入射側端面には、光学的な入射開口２３１と全反射面２３２を有する入射開口板２３を配置している。従って、上記ダイクロイックミラー２６１ｂからダイクロイックミラー２６３ｂで反射され、ライトパイプ２４の入射側端面に戻った光束の大部分（面積比分）は、再び全反射ミラー２３２で反射される。以下、この繰り返しとなり、ライトパイプ２４に入射した大部分の光束が色分離ユニット２ｂから出射することになる。このように、色分離ユニット２ｂは、ダイクロイックミラー２６ｂで反射された光をリサイクルすることで光利用効率を向上させることができる。
By the way, in the present embodiment, the
第１の色光から第３の色光の出射位置は、色分離ユニット２aと同様に、光学軸１００に対して対称となるように配置している。従って、色分離ユニット２ｂを用いた投射型映像表示装置における映像表示素子６での光量分布は、色分離ユニット２ａを用いた投射型映像表示装置での光量分布と同様の結果となる。また、色分離ユニット２aの場合と同様に、３分割で一番良かった周辺光量比が、図１７の例での一番悪い周辺光量比にとなる。
The emission positions of the first color light to the third color light are arranged so as to be symmetric with respect to the
また、映像表示素子６を駆動する制御回路では、５回の色の制御をする必要があるように思えるが、最初の第１の色光と最後の第１の色光は、走査上はちょうど隣り合った配置関係となるので、映像表示素子６を駆動する制御回路では、４回の色の制御を行えば良い。
Also, in the control circuit for driving the
次に、図１３を用いて、色分離ユニットの他の実施の形態について説明する。 Next, another embodiment of the color separation unit will be described with reference to FIG.
図１３の色分離ユニット２cは、図１２の実施の形態と基本的な構成は同じである。但し色分離ユニット２cは、６分割の第１番目と第６番目に第１の色光を配置し、第２番目と第３番目に第２の色光を配置し、そして、第４番目と第５番目に第３の色光を配置している。
The
色分離ユニット２ｃを用いた投射型映像表示装置での映像表示素子６での光量分布について図１４から図１６を用いて説明する。
The light quantity distribution in the
図１４は、第１番目と第６番目に配置したカラーバー６−１，６−６による光量分布である。カラーバーをＹ＋側とＹ−側にそれぞれ配置することで、光量分布における周辺光量比を改善することができる。図２０の光量分布と比べればその改善効果は顕著であることが分かる。 FIG. 14 is a light amount distribution by the color bars 6-1 and 6-6 arranged first and sixth. By arranging the color bars on the Y + side and the Y− side, the peripheral light amount ratio in the light amount distribution can be improved. It can be seen that the improvement effect is remarkable as compared with the light amount distribution of FIG.
また、図１５は、第２番目と第３番目に配置したカラーバーによる光量分布である。カラーバー６−２，６−３をＹ＋側のみに配置しているので大きな改善効果はないが、図２４の光量分布と比べれば改善効果は得られている。これは、図２０での回転角度に比べて、図１０の回転角度を小さくできた効果である。 FIG. 15 is a light amount distribution by the second and third color bars. Since the color bars 6-2 and 6-3 are arranged only on the Y + side, there is no significant improvement effect, but an improvement effect is obtained as compared with the light amount distribution of FIG. This is an effect that the rotation angle in FIG. 10 can be made smaller than the rotation angle in FIG.
最後に、図１６は、第４番目と第５番目に配置したカラーバーによる光量分布である。カラーバー６−４，６−５をＹ−側のみに配置しているので大きな改善効果はないが、図２４の光量分布と比べれば改善効果は得られている。図１５と同様に、図２４での回転角度に比べて、図１６の回転角度を小さくできた効果である。 Finally, FIG. 16 shows the light amount distribution by the color bars arranged in the fourth and fifth. Since the color bars 6-4 and 6-5 are arranged only on the Y-side, there is no significant improvement effect, but an improvement effect is obtained as compared with the light amount distribution of FIG. As in FIG. 15, the rotation angle in FIG. 16 can be made smaller than the rotation angle in FIG.
また、カラーバーの１周期当たりの色の順番は、第１の色光、第２の色光、第３の色光、第１の色光であり、その繰り返しとなる。従って、映像表示素子６を駆動する制御回路では、４回の色の制御をする必要があるように思えるが、最初の第１の色光と最後の第１の色光は、走査上はちょうど隣り合った配置関係となるので、映像表示素子６を駆動する制御回路では、３回の色の制御を行えば良い。即ち、図１７の３分割の場合と同じ色の制御で良いという効果がある。
Further, the order of the colors per period of the color bar is the first color light, the second color light, the third color light, and the first color light, which are repeated. Therefore, it seems that the control circuit for driving the
次に、上記図２の光分離ユニット２aの他の色光配置例を説明する。図２９〜図３１、また図３２、３３の配置例では、各々色光の配置を光学軸対称とならない配置としている。前者にでは、光学軸を挟んで±Ｙ軸方向に各々３種類の色光を配置している点では図２の例と同様であるが、配置順がＹ軸上から順に、第１の色光、第２の色光、第３の色光、第１の色光、第２の色光、第３の色光としている。図２９は、第１の色光についてのラスタ性能図であり、図３０は、第２の色光のラスタ性能図、図３１は、第３の色光のラスタ性能図である。
Next, another color light arrangement example of the
図３２、３３は、色配置をＹ軸上から順に、第１の色光、第２の色光、第３の色光、第３の色光、第１の色光、第２の色光とした場合の、ラスタ性能図であり、具体的には図３２は第１の色光のラスタ性能図、図３３は第２の色光のラスタ性能図である。なお、第３のラスタ性能図については、図１１と同様のため省略する。 32 and 33 are rasters in the case where the color arrangement is the first color light, the second color light, the third color light, the third color light, the first color light, and the second color light in order from the Y axis. Specifically, FIG. 32 is a raster performance diagram of the first color light, and FIG. 33 is a raster performance diagram of the second color light. The third raster performance diagram is the same as FIG.
図２４乃至２６と比較すると、両者の色配置とも、周辺光量比が向上していることがわかる。特に後者の色配置においては、図２の色配置に近い改善を図ることが可能である。これは、色配置が、図２９乃至３１の配置と比較すると、光学軸に対し略対称の配置となっているからである。このように光学軸に対しＹ軸方向に関して対称に近い色配置にするほど、回転角度を小さくすることができ、さらには周辺光量比を改善することが可能となる。 Compared with FIGS. 24 to 26, it can be seen that the peripheral light quantity ratio is improved in both color arrangements. Particularly in the latter color arrangement, it is possible to achieve an improvement close to the color arrangement in FIG. This is because the color arrangement is substantially symmetrical with respect to the optical axis as compared with the arrangements of FIGS. Thus, the closer the color arrangement is to the symmetry with respect to the Y-axis direction with respect to the optical axis, the smaller the rotation angle and the more the peripheral light quantity ratio can be improved.
以上のように各実施の形態について説明したが、本発明は下記の観点から捉えることも可能である。
白色光源と、該白色光源の出射光から映像信号に応じた光学像を形成する映像表示素子と、該白色光源から放射される可視光束を複数の色光に分離する色分離ユニットと、該色分離ユニットの出射面から出射された各複数色の光を該映像表示素子上で移動（走査）させる走査手段と、該色分離ユニットにより分離したカラーバーを該走査手段の近傍に写像する第１の写像光学系と、該走査手段により走査されたカラーバーを該映像表示素子に写像する第２の写像光学系と、該映像表示素子から出射された光をカラー映像として投射する投射装置を備えた投射型映像表示装置において、該色分離ユニットは、該色分離ユニットの出射面から出射する複数の色光、または複数の色光の少なくとも一部、あるいは、複数の色光の一つを、該第１の写像光学系の光学軸を挟んでそれぞれ両側に配置したことを特徴とする投射型映像表示装置。
Each embodiment has been described above, but the present invention can also be understood from the following viewpoints.
A white light source, an image display element that forms an optical image according to an image signal from light emitted from the white light source, a color separation unit that separates a visible light beam emitted from the white light source into a plurality of color lights, and the color separation Scanning means for moving (scanning) each of the plurality of colors of light emitted from the exit surface of the unit on the image display element, and a first color image for mapping the color bar separated by the color separation unit in the vicinity of the scanning means A mapping optical system; a second mapping optical system that maps the color bar scanned by the scanning unit onto the image display element; and a projection device that projects light emitted from the image display element as a color image. In the projection display apparatus, the color separation unit receives a plurality of color lights emitted from an emission surface of the color separation unit, at least a part of the plurality of color lights, or one of the plurality of color lights. Copy Projection type image display apparatus characterized by being arranged on both sides respectively across the optical axis of the optical system.
１…光源ユニット、１１…光源、１２…リフレクタ、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ…色分離ユニット、２１…偏光変換素子、２１１…偏光分離プリズム、２１２…１／２波長板、２３…入射開口板、２３１…入射開口、２３２…全反射ミラー、２４…ライトパイプ、２５…カラープリズム、２６…ダイクロイックミラー、３１、３３…縮小光学系、３２…光路折り曲げミラー、３３…拡大光学系（光路共通化による兼用）、４…回転多面体、５１…第１ＰＢＳ、５２…第２ＰＢＳ、６…映像表示素子、７…投射レンズ、８１…偏光板、８２…１／４波長板、８３…１／２波長板、８４…偏光板、１００…光学軸、２８０…空間像、２９０…鏡面像（走査空間像）
DESCRIPTION OF
Claims (7)
白色光源と、
前記白色光源が出射した白色光を、複数の色光として第一の方向に並べて出射する出射面を有し、当該複数の色光の少なくとも一色の色光について、当該第一の方向に対し、当該白色光の光軸を含まず、当該光軸を挟んで両側から出射する色分離ユニットと、
前記出射面から出射された前記複数の色光の各々を前記映像表示素子上に前記第一の方向で走査する走査手段を備える、投射型映像表示装置。 A projection-type image display device having an image display element and a projection device that projects an optical image formed by the image display element as a color image,
A white light source,
White light the white light source is emitted, side by side in a first direction as a plurality of color lights have a emission surface that emits, for at least one color of a color light of the plurality of color light beams, with respect to the first direction, the white light A color separation unit that does not include the optical axis and emits from both sides across the optical axis ;
It comprises scanning means you scanned in the first direction each of the emitted plurality of colored light from the emitting surface on the image display element, a projection type image display apparatus.
前記走査手段は、前記写像光学系により写像された複数の色光を走査し、
前記映像表示素子は、走査された複数の色光から映像信号に応じた光学像を形成する、請求項１記載の投射型映像表示装置。 A mapping optical system that maps a plurality of colored lights emitted from the emission surface ;
The scanning means scans a plurality of color lights mapped by the mapping optical system ,
The projection image display device according to claim 1, wherein the image display element forms an optical image corresponding to an image signal from a plurality of scanned color lights .
当該複数の出射面の各々は、前記第一の方向に並べて配置されている、請求項１又は２記載の投射型映像表示装置。 The exit surface is larger than the number of the emitted color light, and emits each of the plurality of color lights,
Each of the said several output surface is a projection type video display apparatus of Claim 1 or 2 arrange | positioned along with said 1st direction.
Priority Applications (1)
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