JP7478994B2

JP7478994B2 - Projection type image display device

Info

Publication number: JP7478994B2
Application number: JP2020042120A
Authority: JP
Inventors: 成多山岸; 知洋室田
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2020-03-11
Filing date: 2020-03-11
Publication date: 2024-05-08
Anticipated expiration: 2040-03-11
Also published as: JP2021144119A

Description

本開示は、プリズムを介して画像が投写される投写型画像表示装置に関する。 This disclosure relates to a projection-type image display device in which an image is projected through a prism.

従来より、プリズムを介して画像を投写する投写型画像表示装置が知られている。例えば、特許文献１に記載の投写型画像表示装置の場合、エアギャップによって構成された内部全反射面を備える内部全反射プリズムを備える。 Projection-type image display devices that project images through a prism have been known for some time. For example, the projection-type image display device described in Patent Document 1 includes an internal total reflection prism that has an internal total reflection surface formed by an air gap.

また、特許文献１に記載された投写型画像表示装置は、内部全反射プリズムを冷却するために、そのプリズムに取り付けられた放熱フィンと、放熱フィンに向かって送風するファンとを有する。これにより、プリズムの熱変形による画像品質の劣化が抑制されている。 The projection type image display device described in Patent Document 1 also has heat dissipation fins attached to the internal total reflection prism to cool the prism, and a fan that blows air toward the heat dissipation fins. This prevents deterioration of image quality due to thermal deformation of the prism.

特開２０１７－２１２２３号公報JP 2017-21223 A

ところで、近年、投写型画像表示装置において、光源の高出力化が進んでいる。そのため、プリズムの熱変形による画像品質の劣化をさらに抑制することが求められている。 In recent years, the output of light sources in projection-type image display devices has been increasing. This has created a need to further reduce the degradation of image quality caused by thermal deformation of the prism.

そこで、本開示は、プリズムを介して画像を投写する投写型画像表示装置において、プリズムの熱変形による画像品質の劣化を抑制することを課題とする。 Therefore, the objective of this disclosure is to suppress deterioration of image quality caused by thermal deformation of a prism in a projection-type image display device that projects an image through a prism.

上述の課題を解決するために、本開示の一態様によれば、
光源と、
前記光源からの照明光を画像光として反射する反射型画像素子と、
前記反射型画像素子からの画像光を投写する投写レンズと、
エアギャップによって構成された内部全反射面を備え、前記内部全反射面によって前記光源からの照明光を前記反射型画像素子に向かって反射し、前記反射型画像素子からの画像光を前記内部全反射面が透過して前記投写レンズに出射する、内部全反射プリズムと、
前記内部全反射プリズムに設けられ、プリズム内温度が一様になるように保温する保温デバイスと、を有する、投写型画像表示装置が提供される。 In order to solve the above-mentioned problems, according to one aspect of the present disclosure,
A light source;
a reflective image element that reflects illumination light from the light source as image light;
a projection lens that projects image light from the reflective image element;
an internal total reflection prism including an internal total reflection surface formed by an air gap, the internal total reflection surface reflecting illumination light from the light source toward the reflective image element, and the internal total reflection surface transmitting image light from the reflective image element to emit the image light to the projection lens;
and a heat retention device provided in the internal total reflection prism for maintaining a uniform temperature inside the prism.

また、本開示の別の態様によれば、
光源と、
前記光源からの照明光を画像光として反射する第１、第２、および第３の反射型画像素子と、
前記第１、第２、および第３の複数の反射型画像素子それぞれからの画像光を投写する投写レンズと、
前記光源からの照明光を波長が異なる複数の光に分解して前記第１、第２、および第３の反射型画像素子に向かって出射し、前記第１、第２、および第３の反射型画像素子それぞれからの画像光を合成して出射する分解合成プリズムと、
エアギャップによって構成された内部全反射面を備え、前記内部全反射面によって前記光源からの照明光を前記分解合成プリズムに向かって反射し、前記分解合成プリズムから出射された合成済みの画像光を前記内部全反射面が透過して前記投写レンズに出射する内部全反射プリズムと、
前記分解合成プリズムおよび前記内部全反射プリズムの少なくとも一方に、プリズム内温度が一様になるように保温する保温デバイスと、を有する、投写型画像表示装置が提供される。 According to another aspect of the present disclosure,
A light source;
first, second and third reflective image elements that reflect illumination light from the light source as image light;
a projection lens that projects image light from each of the first, second, and third plurality of reflective image elements;
a splitting/combining prism that splits the illumination light from the light source into a plurality of lights having different wavelengths and outputs the split lights toward the first, second, and third reflective image elements, and combines and outputs the image lights from the first, second, and third reflective image elements;
an internal total reflection prism having an internal total reflection surface formed by an air gap, the internal total reflection surface reflecting illumination light from the light source toward the splitting/combining prism, and the internal total reflection surface transmitting the combined image light output from the splitting/combining prism to the projection lens;
There is provided a projection type image display device having a heat retention device for retaining heat in at least one of the splitting/combining prism and the internal total reflection prism so that the temperature inside the prism is uniform.

本開示によれば、プリズムを介して画像を投写する投写型画像表示装置において、プリズムの熱変形による画像品質の劣化を抑制することができる。 According to the present disclosure, in a projection-type image display device that projects an image through a prism, it is possible to suppress deterioration of image quality caused by thermal deformation of the prism.

本開示の実施の形態１に係る投写型画像表示装置の構成を示す概略図FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a projection-type image display device according to a first embodiment of the present disclosure. 蛍光体ホイールの斜視図Perspective view of phosphor wheel 画像生成ユニットの構成を示す概略図Schematic diagram showing the configuration of an image generation unit 画像生成ユニットの右前方斜視図Right front perspective view of the image generating unit 画像生成ユニットの左前方斜視図Left front perspective view of the image generating unit 光が透過中の画像生成ユニットの側面図Side view of the image generating unit with light passing through it 光が透過中の画像生成ユニットの上面図Top view of the image generating unit with light passing through it プリズムの熱変形が生じている状態の画像生成ユニットの側面図A side view of the image generating unit in a state where thermal deformation of the prism occurs プリズムの熱変形が生じている状態の画像生成ユニットの上面図Top view of the image generating unit when thermal deformation of the prism occurs 投写画像の品質劣化を起こす熱変形を抑制する原理を説明するための図A diagram for explaining the principle of suppressing thermal deformation that causes quality degradation of a projected image. 本開示の実施の形態２に係る投写型画像表示装置の概略的構成図1 is a schematic configuration diagram of a projection type image display device according to a second embodiment of the present disclosure; 内部全反射プリズムの斜視図Perspective view of a total internal reflection prism

本開示の一態様に係る投写型画像表示装置は、光源と、前記光源からの照明光を画像光として反射する反射型画像素子と、前記反射型画像素子からの画像光を投写する投写レンズと、エアギャップによって構成された内部全反射面を備え、前記内部全反射面によって前記光源からの照明光を前記反射型画像素子に向かって反射し、前記反射型画像素子からの画像光を前記内部全反射面が透過して前記投写レンズに出射する、内部全反射プリズムと、前記内部全反射プリズムに設けられ、プリズム内温度が一様になるように保温する保温デバイスと、を有する。 A projection type image display device according to one aspect of the present disclosure includes a light source, a reflective imaging element that reflects illumination light from the light source as image light, a projection lens that projects the image light from the reflective imaging element, an internal total reflection prism that has an internal total reflection surface formed by an air gap, reflects illumination light from the light source toward the reflective imaging element by the internal total reflection surface, and transmits image light from the reflective imaging element through the internal total reflection surface and emits it to the projection lens, and a heat retention device that is provided in the internal total reflection prism and maintains the temperature inside the prism uniform.

このような態様によれば、プリズムを介して画像を投写する投写型画像表示装置において、プリズムの熱変形による画像品質の劣化を抑制することができる。 According to this aspect, in a projection type image display device that projects an image through a prism, it is possible to suppress deterioration of image quality due to thermal deformation of the prism.

例えば、前記内部全反射プリズムが、前記照明光を反射し且つ前記画像光が透過する側面を備える三角柱状の第１のプリズムと、前記第１のプリズムの側面との間に前記エアギャップを形成する側面を備える三角柱状の第２のプリズムと、から構成され、前記第１のプリズムの両端面それぞれに、前記保温デバイスが設けられてもよい。 For example, the internal total reflection prism may be composed of a first triangular prism having a side that reflects the illumination light and transmits the image light, and a second triangular prism having a side that forms the air gap between the side of the first prism and the side of the first prism, and the heat retention device may be provided on each of the two end faces of the first prism.

例えば、前記第２のプリズムの両端面それぞれに、前記保温デバイスが設けられてもよい。 For example, the heat retention device may be provided on each of the two end faces of the second prism.

本開示の別態様に係る投写型画像表示装置は、光源と、前記光源からの照明光を画像光として反射する第１、第２、および第３の反射型画像素子と、前記第１、第２、および第３の複数の反射型画像素子それぞれからの画像光を投写する投写レンズと、前記光源からの照明光を波長が異なる複数の光に分解して前記第１、第２、および第３の反射型画像素子に向かって出射し、前記第１、第２、および第３の反射型画像素子それぞれからの画像光を合成して出射する分解合成プリズムと、エアギャップによって構成された内部全反射面を備え、前記内部全反射面によって前記光源からの照明光を前記分解合成プリズムに向かって反射し、前記分解合成プリズムから出射された合成済みの画像光を前記内部全反射面が透過して前記投写レンズに出射する内部全反射プリズムと、前記分解合成プリズムおよび前記内部全反射プリズムの少なくとも一方に、プリズム内温度が一様になるように保温する保温デバイスと、を有する。 A projection type image display device according to another aspect of the present disclosure includes a light source, first, second, and third reflective image elements that reflect illumination light from the light source as image light, a projection lens that projects the image light from each of the first, second, and third reflective image elements, a decomposition/combination prism that decomposes the illumination light from the light source into multiple lights with different wavelengths and emits them toward the first, second, and third reflective image elements, and combines and emits the image light from each of the first, second, and third reflective image elements, an internal total reflection prism that has an internal total reflection surface formed by an air gap, reflects the illumination light from the light source toward the decomposition/combination prism by the internal total reflection surface, and transmits the combined image light emitted from the decomposition/combination prism through the internal total reflection surface and emits it to the projection lens, and a heat retention device that keeps at least one of the decomposition/combination prism and the internal total reflection prism warm so that the temperature inside the prism is uniform.

例えば、前記分解合成プリズムが、前記内部全反射プリズムに対向する第１の側面、前記第１の反射型画像素子に対向する第２の側面、および第３の側面を備える三角柱状の第３のプリズムと、前記第３のプリズムの第３の側面に対向する第１の側面、前記第２の反射型画像素子に対向する第２の側面、および第３の側面を備える三角柱状の第４のプリズムと、前記第４のプリズムの第３の側面に対向する第１の側面、および前記第３の反射型画像素子に対向する第２の側面を備える台形柱状の第５のプリズムと、から構成され、前記第３のプリズムの第１の側面における前記第１のプリズムに対向する部分を除く部分に、前記保温デバイスが設けられてもよい。 For example, the decomposition/combination prism may be composed of a third triangular prism having a first side facing the total internal reflection prism, a second side facing the first reflective imaging element, and a third side, a fourth triangular prism having a first side facing the third side of the third prism, a second side facing the second reflective imaging element, and a third side, and a fifth trapezoidal prism having a first side facing the third side of the fourth prism, and a second side facing the third reflective imaging element, and the heat retention device may be provided on a portion of the first side of the third prism excluding the portion facing the first prism.

例えば、前記保温デバイスが、プリズム表面に接触する熱伝導部材と、前記熱伝導部材を加熱するヒータとを含んでもよい。 For example, the heat retention device may include a heat conductive member in contact with the prism surface and a heater that heats the heat conductive member.

例えば、投写型画像表示装置は、プリズム表面温度を検出する温度センサと、前記温度センサの検出温度に基づいて、前記ヒータの加熱出力を制御する制御部と、を有してもよい。 For example, the projection type image display device may have a temperature sensor that detects the prism surface temperature, and a control unit that controls the heating output of the heater based on the temperature detected by the temperature sensor.

例えば、投写型画像表示装置は、前記反射型画像素子に入力される画像信号の平均画像レベルに基づいて、前記ヒータの加熱出力を制御する制御部を有してもよい。 For example, the projection image display device may have a control unit that controls the heating output of the heater based on the average image level of the image signal input to the reflective image element.

例えば、投写型画像表示装置は、前記光源からの照明光の強度に基づいて、前記ヒータの加熱出力を制御する制御部を有してもよい。 For example, the projection type image display device may have a control unit that controls the heating output of the heater based on the intensity of the illumination light from the light source.

例えば、前記保温デバイスが、断熱材を含んでもよい。 For example, the heat retention device may include an insulating material.

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 The following describes an embodiment of the present disclosure with reference to the drawings.

（実施の形態１）
図１は、本開示の実施の形態１に係る投写型画像表示装置の構成の概略図である。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram of a configuration of a projection-type image display device according to a first embodiment of the present disclosure.

図１に示すように、本実施の形態１に係る投写型画像表示装置１０は、概略、照明光を発生させる照明装置１２と、照明光を画像光に変換する画像生成ユニット１４と、画像光を、例えばスクリーンに投写する投写レンズ１６とから構成される。 As shown in FIG. 1, the projection type image display device 10 according to the first embodiment is generally composed of an illumination device 12 that generates illumination light, an image generation unit 14 that converts the illumination light into image light, and a projection lens 16 that projects the image light onto, for example, a screen.

本実施の形態１の場合、照明装置１２は、例えば、青色レーザダイオードとコリメートレンズとから構成される第１および第２の光源２０Ａ、２０Ｂを備える。また、照明装置１２は、第１および第２の光源２０Ａ、２０Ｂそれぞれから出射された光を画像生成ユニット１４に導光する複数の光学要素を備える。これらの光学要素を、光の伝播とともに説明する。 In the case of the first embodiment, the illumination device 12 includes first and second light sources 20A and 20B each composed of a blue laser diode and a collimating lens. The illumination device 12 also includes a number of optical elements that guide the light emitted from the first and second light sources 20A and 20B to the image generating unit 14. These optical elements will be described together with the propagation of light.

第１および第２の光源２０Ａ、２０Ｂそれぞれから出射された光は、開口を備えるミラー２２に向かって進む。第１の光源２０Ａからの光は、一部がミラー２２の開口を通過してレンズ２４に集光し、残りがミラー２２に反射されてレンズ２６に集光する。第２の光源２０Ｂからの光は、一部がミラー２２の開口を通過してレンズ２６に集光し、残りがミラー２２に反射されてレンズ２４に集光する。なお、レンズ２４に比べてレンズ２６に向かう光の光量が大きくなるように、ミラー２２の開口が設計されている。 The light emitted from each of the first and second light sources 20A and 20B travels toward the mirror 22, which has an opening. A portion of the light from the first light source 20A passes through the opening of the mirror 22 and is focused on the lens 24, and the remainder is reflected by the mirror 22 and is focused on the lens 26. A portion of the light from the second light source 20B passes through the opening of the mirror 22 and is focused on the lens 26, and the remainder is reflected by the mirror 22 and is focused on the lens 24. The opening of the mirror 22 is designed so that the amount of light heading toward the lens 26 is greater than that toward the lens 24.

ミラー２２からレンズ２４に向かう青色光（実線）は、そのレンズ２４を透過した後、ミラー２８で反射され、拡散板３０近傍に集光される。拡散板３０を通過した青色光は、コンデンサレンズ３２によって略平行光にされ、ダイクロイックミラー３４に入射する。このダイクロイックミラー３４は、青色光を透過し、青色光以外の光は反射する。ダイクロイックミラー３４を透過した青色光は、レンズ３６、ミラー３８、レンズ４０を介して、矩形状断面を備えるロッドインテグレータ４２の入射面に集光する。 The blue light (solid line) traveling from mirror 22 toward lens 24 passes through lens 24, is reflected by mirror 28, and is focused near diffuser 30. The blue light that passes through diffuser 30 is converted into approximately parallel light by condenser lens 32 and enters dichroic mirror 34. This dichroic mirror 34 transmits blue light and reflects light other than blue light. The blue light that passes through dichroic mirror 34 passes through lens 36, mirror 38, and lens 40 and is focused on the entrance surface of rod integrator 42, which has a rectangular cross section.

一方、ミラー２２からレンズ２６に向かう青色光（破線）は、ミラー４４を挟んでアフォーカル系を構成するレンズ２６とレンズ４６とによって収束されて拡散板４８に入射する。拡散板４８によって拡散された青色光は、ダイクロイックミラー３４を透過した後、コンデンサレンズ５０、５２を介して、モータ５４によって回転されている蛍光体ホイール５６に入射する。 On the other hand, blue light (dashed line) traveling from mirror 22 toward lens 26 is converged by lenses 26 and 46, which sandwich mirror 44 and form an afocal system, and enters diffuser plate 48. The blue light diffused by diffuser plate 48 passes through dichroic mirror 34, then passes through condenser lenses 50 and 52 and enters phosphor wheel 56, which is rotated by motor 54.

図２は、蛍光体ホイールの斜視図である。 Figure 2 is a perspective view of a phosphor wheel.

図２に示すように、蛍光体ホイール５６は、円盤状の本体５６ａと、その表面に設けられた反射層５６ｂと、その反射層５６ｂ上に設けられた円環状の蛍光体５６ｃとを備える。蛍光体５６ｃは、例えばセラミック蛍光体である。反射層５６ｂは、蛍光体５６ｃからの蛍光光を反射する。 As shown in FIG. 2, the phosphor wheel 56 includes a disk-shaped main body 56a, a reflective layer 56b provided on the surface of the main body 56a, and an annular phosphor 56c provided on the reflective layer 56b. The phosphor 56c is, for example, a ceramic phosphor. The reflective layer 56b reflects the fluorescent light from the phosphor 56c.

蛍光体５６ｃに入射した青色光は、黄色光に変換され、反射層５６ｂに反射される。反射層５６ｂに反射された黄色光（二点鎖線）は、コンデンサレンズ５２、コンデンサレンズ５０を透過し、ダイクロイックミラー３４に反射される。ダイクロイックミラー３４に反射された黄色光は、レンズ３６、ミラー３８、レンズ４０を介して、矩形開口を備えるロッドインテグレータ４２の入射面に集光する。 The blue light incident on phosphor 56c is converted to yellow light and reflected by reflective layer 56b. The yellow light (dashed two-dot line) reflected by reflective layer 56b passes through condenser lens 52 and condenser lens 50 and is reflected by dichroic mirror 34. The yellow light reflected by dichroic mirror 34 passes through lens 36, mirror 38, and lens 40 and is focused on the entrance surface of rod integrator 42, which has a rectangular opening.

ロッドインテグレータ４２に入射した青色光（実線）と黄色光（二点鎖線）が重畳され、白色光が生成される。白色光は、リレーレンズ５８，６０を透過し、ミラー６２に反射される。ミラー６２に反射された白色光は、照明装置１２の照明光Ｌｉとして、フィールドレンズ６４を透過し、画像生成ユニット１４（その内部全反射プリズム）に入射する。 The blue light (solid line) and yellow light (dashed two-dot line) incident on the rod integrator 42 are superimposed to generate white light. The white light passes through relay lenses 58 and 60 and is reflected by mirror 62. The white light reflected by mirror 62 passes through field lens 64 as illumination light Li of lighting device 12 and is incident on image generation unit 14 (its internal total reflection prism).

画像生成ユニット１４は、内部全反射プリズム７０と、分解合成プリズム７２と、３つの反射型画像素子７４Ｒ、７４Ｇ、７４Ｂとを有する。 The image generating unit 14 has an internal total reflection prism 70, a splitting/combining prism 72, and three reflective image elements 74R, 74G, and 74B.

図３は、画像生成ユニットの構成を示す概略図である。 Figure 3 is a schematic diagram showing the configuration of the image generation unit.

図３に示すように、内部全反射プリズム７０は、エアギャップ７０ａによって構成された内部全反射面を備える。内部全反射プリズム７０は、その内部全反射面で照明装置１２からの照明光Ｌｉを分解合成プリズム７２に向かって反射する。 As shown in FIG. 3, the internal total reflection prism 70 has an internal total reflection surface formed by an air gap 70a. The internal total reflection prism 70 reflects the illumination light Li from the illumination device 12 toward the light splitting/combining prism 72 at the internal total reflection surface.

具体的には、本実施の形態１の場合、内部全反射プリズム７０は、第１および第２のプリズム８０、８２から構成されている。第１および第２のプリズム８０、８２は、実質的に三角柱形状を備えるプリズムであって、例えばガラス材料から作製されている。第１のプリズム８０と第２のプリズム８２との間に、数μｍのエアギャップ７０ａが形成されている。 Specifically, in the case of the first embodiment, the internal total reflection prism 70 is composed of a first and a second prism 80, 82. The first and second prisms 80, 82 are prisms having a substantially triangular prism shape, and are made of, for example, a glass material. An air gap 70a of several μm is formed between the first prism 80 and the second prism 82.

第１のプリズム８０は、照明装置１２からの照明光Ｌｉが入射する側面８０ａと、入射した照明光Ｌｉを反射する側面８０ｂと、反射した照明光Ｌｉが透過し、分解合成プリズム７２に対向する側面８０ｃとを備える。 The first prism 80 has a side 80a on which the illumination light Li from the lighting device 12 is incident, a side 80b that reflects the incident illumination light Li, and a side 80c through which the reflected illumination light Li passes and which faces the decomposition/combination prism 72.

第２のプリズム８２は、第１のプリズム８０の側面８０ｂに対して平行に間隔をあけて対向することによってエアギャップ７０ａを形成する側面８２ａと、投写レンズ１６に対して対向する側面８２ｂとを備える。第１のプリズム８０の側面８０ｂと第２のプリズム８２の側面８２ａは、例えば、光が透過する部分以外の部分で接着剤を介して互いに接着されることにより、エアギャップ７０ａを形成する。 The second prism 82 has a side 82a that faces the side 80b of the first prism 80 in parallel with a space therebetween to form an air gap 70a, and a side 82b that faces the projection lens 16. The side 80b of the first prism 80 and the side 82a of the second prism 82 are bonded to each other with an adhesive, for example, in areas other than the areas through which light passes, to form the air gap 70a.

分解合成プリズム７２は、内部全反射プリズム７０によって反射された照明光Ｌｉを、波長が異なる複数の光に分解して複数の反射型画像素子７４Ｒ、７４Ｇ、７４Ｂに向かって出射する。また、分解合成プリズム７２は、反射型画像素子７４Ｒ、７４Ｇ、７４Ｂそれぞれからの反射光を合成して内部全反射プリズム７０に向かって出射する。 The decomposition/combination prism 72 decomposes the illumination light Li reflected by the internal total reflection prism 70 into multiple lights with different wavelengths and emits them toward the multiple reflective image elements 74R, 74G, and 74B. The decomposition/combination prism 72 also combines the reflected light from each of the reflective image elements 74R, 74G, and 74B and emits it toward the internal total reflection prism 70.

具体的には、分解合成プリズム７２は、照明光Ｌｉを赤色光、緑色光、および青色光に分解し、赤色光を反射型画像素子７４Ｒに向かって出射し、緑色光を反射型画像素子７４Ｇに向かって出射し、青色光を反射型画像素子７４Ｂに向かって出射する。 Specifically, the decomposition/synthesis prism 72 decomposes the illumination light Li into red light, green light, and blue light, and emits the red light toward the reflective image element 74R, the green light toward the reflective image element 74G, and the blue light toward the reflective image element 74B.

そのために、本実施の形態１の場合、分解合成プリズム７２は、第３、第４、および第５のプリズム８４、８６、８８から構成されている。第３および第４のプリズム８４、８６は、実質的に三角柱形状を備えるプリズムであって、例えばガラス材料から作製されている。第５のプリズム８８は、実質的に台形柱形状を備えるプリズムであって、例えばガラス材料から作製されている。 To this end, in the case of the first embodiment, the splitting/combining prism 72 is composed of third, fourth, and fifth prisms 84, 86, and 88. The third and fourth prisms 84 and 86 are prisms that have a substantially triangular prism shape and are made, for example, from a glass material. The fifth prism 88 is a prism that has a substantially trapezoidal prism shape and is made, for example, from a glass material.

第３のプリズム８４は、内部全反射プリズム７０における第１のプリズム８０の側面８０ｃに対向する第１の側面８４ａと、反射型画像素子７４Ｂと対向する第２の側面８４ｂと、第３の側面８４ｃとを備える。第３の側面８４ｃは、青色光を反射し、それ以外の色の光を透過する青色反射ダイクロイックミラー面である。 The third prism 84 has a first side 84a that faces the side 80c of the first prism 80 in the internal total reflection prism 70, a second side 84b that faces the reflective image element 74B, and a third side 84c. The third side 84c is a blue-reflecting dichroic mirror surface that reflects blue light and transmits light of other colors.

第４のプリズム８６は、第３のプリズム８４の第３の側面８４ｃに対向する第１の側面８６ａと、反射型画像素子７４Ｒに対向する第２の側面８６ｂと、第３の側面８６ｃとを備える。第３の側面８６ｃは、赤色光を反射し、それ以外の色の光を透過する赤色反射ダイクロイックミラー面である。 The fourth prism 86 has a first side 86a facing the third side 84c of the third prism 84, a second side 86b facing the reflective image element 74R, and a third side 86c. The third side 86c is a red-reflecting dichroic mirror surface that reflects red light and transmits light of other colors.

第５のプリズム８８は、第４のプリズム８６の第３の側面８６ｃに対向する第１の側面８８ａと、反射型画像素子７４Ｇに対向する第２の側面８８ｂとを備える。第５のプリズム８８において、第１の側面８８ａは、第２の側面８８ｂの反対側に位置する。 The fifth prism 88 has a first side 88a facing the third side 86c of the fourth prism 86 and a second side 88b facing the reflective image element 74G. In the fifth prism 88, the first side 88a is located opposite the second side 88b.

なお、第３、第４、および第５のプリズム８４、８６、８８は、例えば、光が透過する部分以外の表面の部分で接着剤を介して互いに接着されることにより、一つの分解合成プリズム７２を構成している。 The third, fourth, and fifth prisms 84, 86, and 88 are bonded together, for example, via adhesive at the surface portions other than the portions through which light passes, to form a single decomposition/combination prism 72.

反射型画像素子７４Ｒ、７４Ｇ、および７４Ｂそれぞれは、ＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）であって、分解合成プリズム７２からの赤色光、緑色光、および青色光が入射される。 Each of the reflective image elements 74R, 74G, and 74B is a DMD (digital mirror device), and the red light, green light, and blue light from the splitting/combining prism 72 are incident on them.

ＤＭＤは、マトリックス配置された複数のマイクロミラー（図示せず）を備える。各マイクロミラーは、入射した光を第１の方向または第２の方向のいずれか一方に選択的に反射するために、その姿勢が二者択一的に変更可能である。第１の方向への反射光は、ＯＮ光と呼ばれ、第２の方向への反射光は、ＯＦＦ光と呼ばれる。本実施の形態１の場合、ＯＮ光は、分解合成プリズム７２に対してゼロ度の入射角度で入射する。このような複数のマイクロミラーの一部からのＯＮ光が、投写レンズ１６を介してスクリーンなどに投写されることにより、そのスクリーン上に画像が表示される。一方、ＯＦＦ光は、投写レンズ１６に到達せず、スクリーン上に投写されない。 The DMD comprises a number of micromirrors (not shown) arranged in a matrix. Each micromirror can change its position to selectively reflect incident light in either a first direction or a second direction. Light reflected in the first direction is called ON light, and light reflected in the second direction is called OFF light. In the case of the first embodiment, the ON light is incident on the splitting/combining prism 72 at an incident angle of zero degrees. The ON light from some of these multiple micromirrors is projected onto a screen or the like via the projection lens 16, and an image is displayed on the screen. On the other hand, the OFF light does not reach the projection lens 16 and is not projected onto the screen.

反射型画像素子７４Ｒ、７４Ｇ、および７４Ｂそれぞれは、投写型画像表示装置１０の制御部（図示せず）から赤色画像、緑色画像、および青色画像のデータを受け取る。制御部は、例えばＣＰＵと、そのＣＰＵに様々な制御を実行させるためのプログラムを記憶する記憶装置を含んでいる。そのデータに基づいて、反射型画像素子７４Ｒ、７４Ｇ、および７４Ｂそれぞれは、入射した赤色光、緑色光、および青色光を赤色画像光Ｌｐｒ、青色画像光Ｌｐｂ、および緑色画像光Ｌｐｇに変換して分解合成プリズム７２に向かって反射する。 Reflective image elements 74R, 74G, and 74B each receive red, green, and blue image data from a control unit (not shown) of projection image display device 10. The control unit includes, for example, a CPU and a storage device that stores programs for causing the CPU to execute various controls. Based on the data, reflective image elements 74R, 74G, and 74B each convert the incident red light, green light, and blue light into red image light Lpr, blue image light Lpb, and green image light Lpg, and reflect them toward splitting/combining prism 72.

このような画像生成ユニット１４によれば、内部全反射プリズム７０における第１のプリズム８０の側面８０ａに入射した照明光Ｌｉは、第１のプリズム８０の側面８０ｂ（内部全反射面）に反射される。その反射された照明光Ｌｉは、第１のプリズム８０の側面８０ｃから出射し、分解合成プリズム７２の第３のプリズム８４の第１の側面８４ａに入射する。 With this image generating unit 14, the illumination light Li incident on the side surface 80a of the first prism 80 in the internal total reflection prism 70 is reflected by the side surface 80b (internal total reflection surface) of the first prism 80. The reflected illumination light Li exits from the side surface 80c of the first prism 80 and is incident on the first side surface 84a of the third prism 84 of the splitting/combining prism 72.

第３のプリズム８４に入射した照明光Ｌｉは、第３の側面８４ｃ（ダイクロイックミラー面）に到達し、その中の青色光が反射型画像素子７４Ｂに向かうように反射される。青色光以外の色の光は、第３の側面８４ｃから出射し、第４のプリズム８６の第１の側面８６ａに入射する。 The illumination light Li incident on the third prism 84 reaches the third side surface 84c (dichroic mirror surface), and the blue light therein is reflected toward the reflective image element 74B. Light of colors other than blue exits from the third side surface 84c and enters the first side surface 86a of the fourth prism 86.

第４のプリズム８６に入射した、青色光が取り除かれた光は、第３の側面８６ｃ（ダイヤクロイックミラー面）に到達し、その中の赤色光が反射型画像素子７４Ｒに向かうように反射される。赤色光以外の色の光、すなわち緑色光は、第３の側面８６ｃから出射し、第５のプリズム８８の第１の側面８８ａに入射する。 The light from which the blue light has been removed that enters the fourth prism 86 reaches the third side surface 86c (diachroic mirror surface), and the red light therein is reflected toward the reflective image element 74R. Light of a color other than red, i.e., green light, exits from the third side surface 86c and enters the first side surface 88a of the fifth prism 88.

第５のプリズム８８に入射した緑色光は、第２の側面８８ｂから出射し、反射型画像素子７４Ｇによって反射される、すなわち緑色画像光Ｌｐｇに変換される。緑色画像光Ｌｐｇは、第１の側面８８ａから出射し、第４のプリズム８６に入射する。 The green light incident on the fifth prism 88 exits from the second side 88b and is reflected by the reflective image element 74G, that is, converted into green image light Lpg. The green image light Lpg exits from the first side 88a and enters the fourth prism 86.

第４のプリズム８６に入射した緑色画像光Ｌｐｇは、反射型画像素子７４Ｒからの赤色画像光Ｌｐｒと合成される。その合成画像光は、第１の側面８６ａから出射して第３のプリズム８４に入射する。 The green image light Lpg incident on the fourth prism 86 is combined with the red image light Lpr from the reflective image element 74R. The combined image light exits from the first side surface 86a and enters the third prism 84.

第３のプリズム８４に入射した緑色画像光Ｌｐｇと赤色画像光Ｌｐｒの合成画像光は、反射型画像素子７４Ｂからの青色画像光Ｌｐｂと合成される。その合成画像光、すなわちフルカラーの画像光Ｌｐは、第１の側面８４ａから出射して内部全反射プリズム７０に入射する。 The combined image light of the green image light Lpg and the red image light Lpr that enters the third prism 84 is combined with the blue image light Lpb from the reflective imaging element 74B. The combined image light, i.e., the full-color image light Lp, exits from the first side surface 84a and enters the internal total reflection prism 70.

内部全反射プリズム７０の第１のプリズム８０に入射したフルカラーの画像光Ｌｐは、側面８０ｂ（内部全反射面）を透過し、第２のプリズム８２に入射する。そして、第２のプリズム８２に入射したフルカラーの画像光Ｌｐは、側面８２ｂから出射し、投写レンズ１６によってスクリーンに拡大投写される。 The full-color image light Lp incident on the first prism 80 of the internal total reflection prism 70 passes through the side surface 80b (the internal total reflection surface) and enters the second prism 82. The full-color image light Lp incident on the second prism 82 then exits from the side surface 82b and is enlarged and projected onto the screen by the projection lens 16.

ここまでは、本実施の形態１に係る投写型画像表示装置１０の全体構成について説明してきた。ここからは、本実施の形態１のさらなる特徴について説明する。 So far, we have explained the overall configuration of the projection-type image display device 10 according to the first embodiment. From here on, we will explain further features of the first embodiment.

図４は、画像生成ユニットの右前方斜視図である。また、図５は、画像生成ユニットの左前方斜視図である。なお、図１および図３は概略図であるため、図１および図３に示す画像生成ユニット１４における複数の第１～第５のプリズム８０～８８のレイアウトは、図４および図５に示すレイアウトとは異なる。 Figure 4 is a right front perspective view of the image generating unit. Also, Figure 5 is a left front perspective view of the image generating unit. Note that since Figures 1 and 3 are schematic views, the layout of the first to fifth prisms 80-88 in the image generating unit 14 shown in Figures 1 and 3 differs from the layout shown in Figures 4 and 5.

本実施の形態１に係る投写型画像表示装置１０における画像生成ユニット１４は、内部全反射プリズム７０に設けられ、そのプリズム内温度が一様になるように加熱するヒータ９０と、分解合成プリズム７２に設けられ、そのプリズム内温度が一様になるように加熱するヒータ９２とを有する。 The image generating unit 14 in the projection type image display device 10 according to the first embodiment has a heater 90 provided in the internal total reflection prism 70, which heats the prism so that the temperature inside the prism is uniform, and a heater 92 provided in the splitting/combining prism 72, which heats the prism so that the temperature inside the prism is uniform.

ヒータ９０および９２は、プリズム内温度を一様に高温状態で保つための保温デバイスである。ヒータ９０および９２は、プリズム表面に接着剤を介して貼り付けられたアルミニウムや銅などの導電性に優れた材料から作製された薄板状の熱伝導部材９４を介して内部全反射プリズム７０および分解合成プリズム７２に設けられている。熱伝導部材９４は、ヒータ９０、９２のからの熱をプリズムの広範囲に伝達するスプレッダとして機能する。 The heaters 90 and 92 are heat retention devices for keeping the temperature inside the prism uniformly high. The heaters 90 and 92 are attached to the internal total reflection prism 70 and the splitting/combining prism 72 via a thin heat conductive member 94 made of a highly conductive material such as aluminum or copper, which is attached to the prism surface with an adhesive. The heat conductive member 94 functions as a spreader that transfers heat from the heaters 90 and 92 over a wide area of the prism.

本実施の形態１の場合、ヒータ９０は、内部全反射プリズム７０における第１および第２のプリズム８０、８２の両方に設けられている。具体的には、ヒータ９０は、第１のプリズム８０の三角形状の両端面８０ｄそれぞれに設けられている。また、ヒータ９０は、第２のプリズム８２の三角形状の両端面８２ｃそれぞれに設けられている。 In the case of the first embodiment, the heater 90 is provided on both the first and second prisms 80, 82 of the internal total reflection prism 70. Specifically, the heater 90 is provided on each of the triangular end faces 80d of the first prism 80. In addition, the heater 90 is provided on each of the triangular end faces 82c of the second prism 82.

また、本実施の形態１の場合、ヒータ９２は、分解合成プリズム７２における第３のプリズム８４に設けられている。具体的には、ヒータ９２は、第３のプリズム８４の第１の側面８４ａにおける第１のプリズム８０に対向する部分を除く部分に設けられている。 In the case of the first embodiment, the heater 92 is provided on the third prism 84 in the splitting/combining prism 72. Specifically, the heater 92 is provided on the first side 84a of the third prism 84 except for the portion facing the first prism 80.

このようなヒータ９０、９２を用いて内部全反射プリズム７０と分解合成プリズム７２とを保温する理由について説明する。 The reason for using such heaters 90, 92 to keep the internal total reflection prism 70 and the splitting/combining prism 72 warm will be explained below.

図６Ａおよび図６Ｂは、光が透過中の画像生成ユニットの上面図および側面図である。図６Ａは照明光Ｌｉと画像光Ｌｐとを示し、図６Ｂは、赤色画像光Ｌｐｒ、緑色画像光Ｌｐｇ、青色画像光Ｌｐｂ、およびこれらの合成である画像光Ｌｐ、すなわちＯＮ光を示している。 6A and 6B are top and side views of the image generating unit while light is being transmitted. FIG. 6A shows illumination light Li and image light Lp, and FIG. 6B shows red image light Lpr, green image light Lpg, blue image light Lpb, and the combination of these, image light Lp, i.e., ON light.

図６Ａおよび図６Ｂに示すように、投写型画像表示装置１０が画像を表示しているとき（画像光Ｌｐが投写されているとき）、光が通過するプリズムの部分は、温度が上昇する。 As shown in Figures 6A and 6B, when the projection-type image display device 10 is displaying an image (when the image light Lp is projected), the temperature rises in the part of the prism through which the light passes.

本実施の形態１の場合、特に、光量が相対的に大きい照明光Ｌｉと画像光Ｌｐとが通過する内部全反射プリズム７０における第１のプリズム８０の部分（クロスハッチング部分）が、光をより多く吸収して他の部分に比べて大きく発熱する。また、分解合成プリズム７２においては、三色の光、すなわち三色の光に分解される前の照明光Ｌｉと、赤色画像光Ｌｐｒ、緑色画像光Ｌｐｇ、および青色画像光Ｌｐｂを合成してなる画像光Ｌｐとが通過する第３のプリズム８４の部分（クロスハッチング部分）が、光をより多く吸収して他の部分に比べて大きく発熱する。それにより、光を吸収して発熱したプリズムの部分が熱膨張し、その結果としてそのプリズムが熱変形する。 In the case of the first embodiment, in particular, the portion (cross-hatched portion) of the first prism 80 in the internal total reflection prism 70 through which the illumination light Li and image light Lp, which have relatively large amounts of light, pass absorbs more light and generates more heat than other portions. Also, in the decomposition/combination prism 72, the portion (cross-hatched portion) of the third prism 84 through which the three-color light, i.e., the illumination light Li before being decomposed into the three-color light, and the image light Lp obtained by combining the red image light Lpr, the green image light Lpg, and the blue image light Lpb, pass absorbs more light and generates more heat than other portions. As a result, the portion of the prism that absorbs the light and generates heat thermally expands, and as a result, the prism is thermally deformed.

図７Ａは、プリズムの熱変形が生じている状態の画像生成ユニットの側面図である。また、図７Ｂは、プリズムの熱変形が生じている状態の画像生成ユニットの上面図である。 Figure 7A is a side view of the image generating unit when thermal deformation of the prism occurs. Figure 7B is a top view of the image generating unit when thermal deformation of the prism occurs.

図７Ａに示すように、照明光Ｌｉと画像光Ｌｐとが通過する内部全反射プリズム７０における第１のプリズム８０の部分（クロスハッチング部分）が熱膨張すると、その熱膨張部分に近い第１のプリズム８０の側面８０ｂの部分が、外側に膨らむように熱変形する。このような第１のプリズム８０の局所的に大きい熱変形により、側面８０ｂの一部分が、第２のプリズム８２の側面８２ａに接触する可能性がある。この接触によってエアギャップ７０ａの一部分が実質的に消滅すると、その一部分に到達した照明光Ｌｉの一部Ｌｉ’が、反射することなく透過する。その結果、スクリーン上に投影された画像の一部分が暗い、画像の一部が欠けているなどの、投写画像の品質劣化が生じる。 As shown in FIG. 7A, when a portion (cross-hatched portion) of the first prism 80 in the internal total reflection prism 70 through which the illumination light Li and the image light Lp pass expands thermally, a portion of the side surface 80b of the first prism 80 close to the thermally expanded portion thermally deforms so as to bulge outward. Such a locally large thermal deformation of the first prism 80 may cause a portion of the side surface 80b to come into contact with the side surface 82a of the second prism 82. When a portion of the air gap 70a is substantially eliminated by this contact, a portion Li' of the illumination light Li that reaches that portion is transmitted without being reflected. As a result, the quality of the projected image is degraded, such as a portion of the image projected on the screen being dark or a portion of the image being missing.

また、図７Ｂに示すように、三色の光が通過する分解合成プリズム７２における第３のプリズム８４の部分（クロスハッチング部分）が熱膨張すると、その熱膨張部分に近い第３のプリズム８４の第１の側面８４ａの部分および第３の側面８４ｃの部分が外側に膨らむように熱変形する。この第１の側面８４ａおよび第３の側面８４ｃは、反射型画像素子７４Ｂから反射された青色画像光Ｌｐｂの反射面として機能する。このような第３のプリズム８４の局所的に大きい熱変形により、反射型画像素子７４Ｂから反射された青色画像光Ｌｐｂの第１の側面８４ａでの反射位置と第３の側面８４ｃでの反射位置とがずれる可能性がある（局所的な熱変形が生じる前に比べて）。その結果、青色画像光Ｌｐｂがピントずれの状態でスクリーンに投写される、または青色画像光Ｌｐｂが赤色画像光Ｌｐｒと緑色画像光Ｌｐｇに対してずれて重なるなどの、投写画像の品質劣化が生じる。 Also, as shown in FIG. 7B, when the portion (cross-hatched portion) of the third prism 84 in the splitting/combining prism 72 through which the three colors of light pass expands thermally, the first side 84a and the third side 84c of the third prism 84 close to the thermally expanded portion are thermally deformed so as to bulge outward. The first side 84a and the third side 84c function as reflecting surfaces for the blue image light Lpb reflected from the reflective imaging element 74B. Due to such a large localized thermal deformation of the third prism 84, the reflection position of the blue image light Lpb reflected from the reflective imaging element 74B on the first side 84a and the reflection position on the third side 84c may shift (compared to before the localized thermal deformation occurs). As a result, the quality of the projected image may deteriorate, such as the blue image light Lpb being projected onto the screen in a defocused state, or the blue image light Lpb being shifted and overlapping with the red image light Lpr and the green image light Lpg.

このようなプリズムの局所的に大きい熱変形による投写画像の品質劣化を抑制するために、発明者は、プリズム内の部分の違いによる温度差、すなわちプリズム内の温度勾配を小さくすることを考えた。特に、プリズム全体を一様に高温状態に保つことを考えた。 To prevent deterioration in the quality of projected images caused by such large localized thermal deformation of the prism, the inventors considered reducing the temperature difference due to different parts of the prism, i.e., the temperature gradient within the prism. In particular, they considered keeping the entire prism at a uniformly high temperature.

図８は、投写画像の品質劣化を起こす熱変形を抑制する原理を説明するための図である。 Figure 8 is a diagram to explain the principle of suppressing thermal deformation that causes quality degradation of the projected image.

図８に示すように、２つのプリズム１００、１０２があって、その間に内部全反射面となるエアギャップ１０４が形成されているシンプルな光学系モデルを用いて投写画像の品質劣化を起こす熱変形を抑制する原理を説明する。図８における左図に示すように、光Ｌが通過するプリズム１００の部分がまだ高温状態でないとき、プリズム１００に入射した光Ｌは、エアギャップ１０４で反射される。 As shown in Figure 8, the principle of suppressing thermal deformation that causes deterioration in the quality of a projected image is explained using a simple optical system model in which there are two prisms 100, 102 with an air gap 104 formed between them that acts as a total internal reflection surface. As shown in the left diagram in Figure 8, when the part of the prism 100 through which the light L passes is not yet at a high temperature, the light L that enters the prism 100 is reflected by the air gap 104.

図８における中央図に示すように、光Ｌがプリズム１００に入射されて時間が経過すると、光Ｌが通過する部分（クロスハッチング部分）が高温状態になって熱膨張する。それにより、エアギャップ１０４を構成するプリズム１００の表面の一部分がプリズム１０２に向かって大きく熱変形してそのプリズム１０２に接触する。その結果、光Ｌは、エアギャップ１０４で反射されることなく、プリズム１０２に入射する。 As shown in the center diagram in FIG. 8, when light L is incident on prism 100 and time passes, the portion through which light L passes (cross-hatched portion) becomes hot and thermally expands. As a result, a portion of the surface of prism 100 that constitutes air gap 104 undergoes significant thermal deformation toward prism 102 and comes into contact with prism 102. As a result, light L is incident on prism 102 without being reflected by air gap 104.

そこで、図８における右図に示すように、光Ｌが通過して高温状態の部分以外の部分、すなわち低温状態のプリズム１００の両端部分をヒータ１０６によって加熱する。それにより、プリズム１００内の部分の違いによる温度差、すなわち温度勾配を小さくし、プリズム１００全体を一様に高温状態で保ち、そして、局所的に大きい熱変形を抑制する。その結果、投写画像の品質劣化を招く、すなわちエアギャップの消滅や反射面の局所的な変形を引き起こす、プリズム１００の局所的に大きい熱変形の発生を抑制することができる。 As shown in the right diagram of Figure 8, therefore, the portions other than the portion where light L passes and is in a high temperature state, i.e., both ends of the prism 100 in a low temperature state, are heated by heaters 106. This reduces the temperature difference due to different portions of the prism 100, i.e., the temperature gradient, and keeps the entire prism 100 in a uniformly high temperature state, thereby suppressing large localized thermal deformation. As a result, it is possible to suppress the occurrence of large localized thermal deformation of the prism 100, which leads to deterioration in the quality of the projected image, i.e., the disappearance of the air gap and localized deformation of the reflective surface.

本実施の形態１の場合、図４および図５に示すように、ヒータ９０は、照明光Ｌｉと画像光Ｌｐとが通過する内部全反射プリズム７０における第１のプリズム８０の部分を挟むように、第１のプリズム８０の両端面８０ｄそれぞれに設けられている。これにより、第１のプリズム８０全体が一様に高温状態で保たれる。その結果、第１のプリズム８０の側面８０ｂが局所的に大きく変形して第２のプリズム８２に接触すること、すなわちエアギャップ７０ａが部分的に消滅することが抑制される。 In the case of the present embodiment 1, as shown in Figures 4 and 5, the heaters 90 are provided on both end faces 80d of the first prism 80 so as to sandwich the portion of the first prism 80 in the internal total reflection prism 70 through which the illumination light Li and the image light Lp pass. This keeps the entire first prism 80 at a uniformly high temperature. As a result, the side surface 80b of the first prism 80 is prevented from being significantly deformed locally and coming into contact with the second prism 82, i.e., the air gap 70a is prevented from being partially eliminated.

また、画像光Ｌｐが通過する内部全反射プリズム７０における第２のプリズム８２の部分を挟むように、第２のプリズム８２の両端面８２ｃそれぞれに設けられている。これにより、第２のプリズム８２全体が一様に高温状態で保たれる。その結果、第２のプリズム８２の側面８２ａが局所的に大きく変形して第１のプリズム８０に接触すること、すなわちエアギャップ７０ａが部分的に消滅することが抑制される。 The air gaps 70a are provided on both end faces 82c of the second prism 82 so as to sandwich the portion of the second prism 82 in the internal total reflection prism 70 through which the image light Lp passes. This keeps the entire second prism 82 at a uniformly high temperature. As a result, the side face 82a of the second prism 82 is prevented from being significantly deformed locally and coming into contact with the first prism 80, i.e., the air gap 70a is prevented from being partially eliminated.

さらに、三色の光が通過する分解合成プリズム７２における第３のプリズム８４の部分に近い第１の側面８４ａに、ヒータ９２が設けられている。これにより、第３のプリズム８４全体が一様に高温状態で保たれる。その結果、反射型画像素子７４Ｂから反射された青色画像光Ｌｐｂの第１の側面８４ａおよび第３の側面８４ｃ上の反射位置のずれが抑制される。 Furthermore, a heater 92 is provided on the first side 84a near the portion of the third prism 84 in the splitting/combining prism 72 through which the three colors of light pass. This keeps the entire third prism 84 at a uniformly high temperature. As a result, deviation in the reflection position of the blue image light Lpb reflected from the reflective image element 74B on the first side 84a and the third side 84c is suppressed.

なお、図４および図５に示すように、本実施の形態１の場合、ヒータ９０、９２による加熱出力は、プリズム表面温度を検出する温度センサ９６の検出温度に基づいて制御される。 As shown in Figures 4 and 5, in the present embodiment 1, the heating output from the heaters 90 and 92 is controlled based on the temperature detected by the temperature sensor 96 that detects the prism surface temperature.

図４および図５に示すように、温度センサ９６は、ヒータ９０、９２近傍、具体的には熱伝導部材９４に取り付けられている。これにより、温度センサ９６は、熱伝導部材９４を介してプリズム表面温度を検出する。温度センサ９６は、検出温度に対応する信号を投写型画像表示装置１０の制御部に送信し、制御部はその信号に基づく制御信号をヒータ９０、９２に出力する。 As shown in Figures 4 and 5, the temperature sensor 96 is attached near the heaters 90 and 92, specifically to the heat conductive member 94. This allows the temperature sensor 96 to detect the prism surface temperature via the heat conductive member 94. The temperature sensor 96 transmits a signal corresponding to the detected temperature to the control unit of the projection type image display device 10, and the control unit outputs a control signal based on that signal to the heaters 90 and 92.

例えば、光が通過するプリズムの内部の温度は、直接的に測定することはできないが、照明装置１２の照明光Ｌｉの強度（すなわち光源２０Ａ、２０Ｂの出力レベル）、反射型画像素子７４Ｒ、７４Ｇ、７４Ｂに入力される画像データのＡＰＬ（平均画像レベル）などに基づいて推定することができる。例えば、光源２０Ａ、２０Ｂの出力レベルが高いほど、またその高い出力レベルの出力時間が長いほど、光が通過するプリズムの内部分の温度は高くなる。さらに、画像データのＡＰＬが高いほど、そのＡＰＬが高い画像の表示時間（投写時間）が長いほど、光が通過するプリズムの内部の温度は高くなる。 For example, the temperature inside the prism through which the light passes cannot be measured directly, but can be estimated based on the intensity of the illumination light Li from the lighting device 12 (i.e., the output level of the light sources 20A and 20B), the APL (average image level) of the image data input to the reflective imaging elements 74R, 74G, and 74B, and the like. For example, the higher the output level of the light sources 20A and 20B and the longer the output time of that high output level, the higher the temperature of the interior of the prism through which the light passes. Furthermore, the higher the APL of the image data and the longer the display time (projection time) of an image with that high APL, the higher the temperature inside the prism through which the light passes.

また、光が通過するプリズムの内部の温度と、温度センサ９６が取り付けられたプリズム表面の温度との対応関係は、実験的にまたはシミュレーションによって得ることができる。しがたって、温度センサ９６の検出温度に基づいてヒータ９０、９２の加熱出力を制御することにより、ヒータ９０、９２は、過剰に加熱することなく、投写画像の品質劣化が抑制するように、すなわちプリズムの局所的に大きい熱変形が抑制されるように適切にプリズムを加熱することができる。例えば、温度センサ９６の検出温度（すなわち光が通過するプリズムの内部の温度）が低い場合には、ヒータ９０、９２の加熱出力を減少する、および／または加熱時間を減少する。また例えば、温度センサ９６の検出温度（すなわち光が通過するプリズム内部の温度）が高い場合には、ヒータ９０、９２の加熱出力を増加する、および／または加熱時間を増加する。 The correspondence between the temperature inside the prism through which the light passes and the temperature of the prism surface to which the temperature sensor 96 is attached can be obtained experimentally or by simulation. Therefore, by controlling the heating output of the heaters 90, 92 based on the temperature detected by the temperature sensor 96, the heaters 90, 92 can heat the prism appropriately without excessive heating so as to suppress deterioration in the quality of the projected image, i.e., to suppress large localized thermal deformation of the prism. For example, when the temperature detected by the temperature sensor 96 (i.e., the temperature inside the prism through which the light passes) is low, the heating output of the heaters 90, 92 is reduced and/or the heating time is reduced. Also, for example, when the temperature detected by the temperature sensor 96 (i.e., the temperature inside the prism through which the light passes) is high, the heating output of the heaters 90, 92 is increased and/or the heating time is increased.

温度センサを用いることなく、照明装置１２の照明光Ｌｉの強度および画像データのＡＰＬの少なくとも一方に基づいて、光が通過するプリズムの内部の温度を推定し、その推定結果に基づいてヒータ９０、９２を制御することも可能である。照明光Ｌｉの強度が低い状態で維持されている場合、および／またはＡＰＬが低い画像が投写され続ける場合、ヒータ９０、９２の加熱出力を減少する、および／または加熱時間を減少する。また例えば、照明光Ｌｉの強度が高い状態で維持されている場合、および／またはＡＰＬが高い画像が投写され続ける場合、ヒータ９０、９２の加熱出力を増加する、および／または加熱時間を増加する。 It is also possible to estimate the temperature inside the prism through which the light passes based on at least one of the intensity of the illumination light Li of the lighting device 12 and the APL of the image data without using a temperature sensor, and to control the heaters 90, 92 based on the estimation result. If the intensity of the illumination light Li is maintained at a low state and/or if an image with a low APL continues to be projected, the heating output of the heaters 90, 92 is reduced and/or the heating time is reduced. Also, for example, if the intensity of the illumination light Li is maintained at a high state and/or if an image with a high APL continues to be projected, the heating output of the heaters 90, 92 is increased and/or the heating time is increased.

なお、ヒータ９０、９２と、熱伝導部材９４と、温度センサ９６は、光が通過しないプリズム表面に設けられる。当然ながら、これらは、投写レンズ１６に最終的には到達する反射型画像素子７４Ｒ、７４Ｇ、７４Ｂからの赤色画像光Ｌｐｒ、緑色画像光Ｌｐｇ、青色画像光Ｌｐｂ（すなちＯＮ光）が通過しないプリズム表面に設けられる。また、これらは、反射型画像素子７４Ｒ、７４Ｇ、７４ＢからのＯＦＦ光が通過しないプリズム表面に設けられる。さもなくば、ＯＦＦ光が熱伝導部材９４などによって反射され、内部全反射プリズム７０や分解合成プリズム７２内に迷光が発生しうる。 The heaters 90 and 92, the heat conductive member 94, and the temperature sensor 96 are provided on a prism surface that does not allow light to pass through. Naturally, these are provided on a prism surface that does not allow the red image light Lpr, the green image light Lpg, and the blue image light Lpb (i.e., ON light) from the reflective image elements 74R, 74G, and 74B, which ultimately reach the projection lens 16, to pass through. Also, these are provided on a prism surface that does not allow the OFF light from the reflective image elements 74R, 74G, and 74B to pass through. Otherwise, the OFF light may be reflected by the heat conductive member 94 or the like, causing stray light to occur within the internal total reflection prism 70 or the splitting/combining prism 72.

以上のような本実施の形態１によれば、プリズムを介して画像を投写する投写型画像表示装置において、プリズムの熱変形による画像品質の劣化を抑制することができる。 According to the present embodiment 1 as described above, in a projection type image display device that projects an image through a prism, it is possible to suppress deterioration of image quality due to thermal deformation of the prism.

（実施の形態２）
本実施の形態２に係る投写型画像表示装置は、上述の実施の形態１に係る投写型画像表示装置１０と異なる構成で、フルカラーの画像を投写する。 (Embodiment 2)
The projection type image display device according to the second embodiment has a different configuration from the projection type image display device 10 according to the first embodiment described above, and projects a full-color image.

図９は、本開示の実施の形態２に係る投写型画像表示装置の構成の概略図である。 Figure 9 is a schematic diagram of the configuration of a projection-type image display device according to embodiment 2 of the present disclosure.

図９に示すように、本実施の形態２に係る投写型画像表示装置２１０は、概略、照明光を発生させる照明装置２１２と、照明光を画像光に変換する画像生成ユニット２１４と、画像光を、例えばスクリーンに投写する投写レンズ２１６とから構成される。 As shown in FIG. 9, the projection type image display device 210 according to the second embodiment is generally composed of an illumination device 212 that generates illumination light, an image generation unit 214 that converts the illumination light into image light, and a projection lens 216 that projects the image light onto, for example, a screen.

本実施の形態２の場合、照明装置２１２は、例えば、高圧水銀灯であって白色の拡散光を出射する光源ランプから構成される光源２２０を備える。また、照明装置２１２は、光源２２０から出射された光を画像生成ユニット２１４に導光する複数の光学要素を備える。これらの光学要素を、光の伝播とともに説明する。 In the second embodiment, the illumination device 212 includes a light source 220, which is, for example, a high-pressure mercury lamp and is configured as a light source lamp that emits diffuse white light. The illumination device 212 also includes a number of optical elements that guide the light emitted from the light source 220 to the image generation unit 214. These optical elements will be described together with the propagation of light.

光源２２０から出射された拡散光は、リフレクタ２２２によって、矩形状断面を備えるロッドインテグレータ２２４の入射面に集光される。 The diffused light emitted from the light source 220 is focused by the reflector 222 onto the incident surface of the rod integrator 224, which has a rectangular cross section.

ロッドインテグレータ２２４の出射面の前方には、カラーホイール２２６が配置されている。カラーホイール２２６は、光源２２０からの白色光に含まれる赤色光のみを透過する赤色透過フィルタ、緑色光のみを透過する緑色透過フィルタ、および青色光のみを透過する青色透過フィルタを備える。カラーホイール２２６がモータ２２８によって回転されることにより、赤色透過フィルタ、緑色透過フィルタ、および青色透過フィルタが順に且つ繰り返し、ロッドインテグレータ２２４の出射面の前方に配置される。その結果、カラーホイール２２６から、赤色光、緑色光、および青色光が順に且つ繰り返して出射される。 A color wheel 226 is disposed in front of the exit surface of the rod integrator 224. The color wheel 226 includes a red transmission filter that transmits only red light contained in the white light from the light source 220, a green transmission filter that transmits only green light, and a blue transmission filter that transmits only blue light. When the color wheel 226 is rotated by the motor 228, the red transmission filter, green transmission filter, and blue transmission filter are sequentially and repeatedly positioned in front of the exit surface of the rod integrator 224. As a result, red light, green light, and blue light are sequentially and repeatedly emitted from the color wheel 226.

カラーホイール２２６を通過した光は、レンズ２３０、レンズ２３２、レンズ２３４、ミラー２３６、およびレンズ２３８を介して、画像生成ユニット２１４に入射する。 Light that passes through color wheel 226 enters image generation unit 214 via lens 230, lens 232, lens 234, mirror 236, and lens 238.

本実施の形態２の場合、画像生成ユニット２１４は、内部全反射プリズム２４０と、１つの反射型画像素子２４２とを有する。 In this second embodiment, the image generating unit 214 has a total internal reflection prism 240 and one reflective image element 242.

内部全反射プリズム２４０は、本実施の形態２の場合、第１および第２のプリズム２４４、２４６から構成されている。第１および第２のプリズム２４４、２４６は、実質的に三角柱形状を備えるプリズムであって、例えばガラス材料から作製されている。第１のプリズム２４４と第２のプリズム２４６との間に、数μｍのエアギャップ２４０ａが形成されている。 In the second embodiment, the internal total reflection prism 240 is composed of a first and a second prism 244, 246. The first and the second prisms 244, 246 are prisms having a substantially triangular prism shape, and are made of, for example, a glass material. An air gap 240a of several μm is formed between the first prism 244 and the second prism 246.

第１のプリズム２４４は、照明装置２１２からの照明光Ｌｉが入射する側面２４４ａと、入射した照明光Ｌｉを反射する側面２４４ｂと、反射した照明光Ｌｉが透過し、反射型画像素子２４２に対向する側面２４４ｃとを備える。 The first prism 244 has a side 244a on which the illumination light Li from the illumination device 212 is incident, a side 244b that reflects the incident illumination light Li, and a side 244c through which the reflected illumination light Li passes and faces the reflective image element 242.

第２のプリズム２４６は、第１のプリズム２４４の側面２４４ｂに対して平行に間隔をあけて対向することによってエアギャップ２４０ａを形成する側面２４６ａと、投写レンズ２１６に対して対向する側面２４６ｂとを備える。第１のプリズム２４４の側面２４４ｂと第２のプリズム２４６の側面２４６ａは、例えば、光が透過する部分以外の部分で接着剤を介して互いに接着されることにより、エアギャップ２４０ａを形成する。 The second prism 246 has a side 246a that faces the side 244b of the first prism 244 at a distance in parallel to form an air gap 240a, and a side 246b that faces the projection lens 216. The side 244b of the first prism 244 and the side 246a of the second prism 246 are bonded to each other with an adhesive, for example, in a portion other than the portion through which light passes, thereby forming the air gap 240a.

反射型画像素子２４２は、ＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）である。反射型画像素子２４２には、照明装置２１２から内部全反射プリズム２４０の第１のプリズム２４４を介して、照明光Ｌｉ、すなわち赤色光、緑色光、および青色光が順に且つ繰り返して入射する。 The reflective image element 242 is a DMD (digital mirror device). Illumination light Li, i.e., red light, green light, and blue light, is incident on the reflective image element 242 in sequence and repeatedly from the illumination device 212 via the first prism 244 of the internal total reflection prism 240.

また、反射型画像素子２４２からの反射光、すなわち、画像光Ｌｐは、内部全反射プリズム２４０に入射し、そのエアギャップ２４０ａ（内部全反射面）を透過し、第２のプリズム２４６の側面２４６ｂから投写レンズ２１６に出射される。そして、画像光Ｌｐは、投写レンズ２１６によってスクリーンに投写される。 The reflected light from the reflective image element 242, i.e., image light Lp, enters the internal total reflection prism 240, passes through the air gap 240a (internal total reflection surface), and is emitted to the projection lens 216 from the side surface 246b of the second prism 246. The image light Lp is then projected onto the screen by the projection lens 216.

本実施の形態２も、上述の実施の形態１と同様に、プリズムを保温するためのヒータが設けられている。 As with the first embodiment described above, this second embodiment also includes a heater to keep the prism warm.

図１０は、内部全反射プリズムの斜視図である。 Figure 10 is a perspective view of a total internal reflection prism.

図１０に示すように、ヒータ２５０が熱伝導部材２５２を介して内部全反射プリズム２４０に設けられている。具体的には、ヒータ２５０は、第１のプリズム２４４の両端面２４４ｄそれぞれと、第２のプリズム２４６の両端面２４６ｃそれぞれに設けられている。それにより、ヒータ２５０は、照明光Ｌｉと画像光Ｌｐとが通過する第１のプリズム２４４の部分と、画像光Ｌｐが通過する第２のプリズム２４６の部分とを挟んでいる。 As shown in FIG. 10, the heater 250 is provided on the internal total reflection prism 240 via a heat conductive member 252. Specifically, the heater 250 is provided on each of both end faces 244d of the first prism 244 and each of both end faces 246c of the second prism 246. As a result, the heater 250 sandwiches between the portion of the first prism 244 through which the illumination light Li and the image light Lp pass and the portion of the second prism 246 through which the image light Lp passes.

ヒータ２５０が熱伝導部材２５２を介して第１および第２のプリズム２４４、２４６を加熱することにより、第１及び第２のプリズム２４４、２４６全体に一様に高温状態で保つことができる。それにより、これらのプリズムの局所的に大きく熱変形することが抑制される。その結果、第１および第２のプリズム２４４、２４６の側面２４４ｂ、２４６ａの少なくとも一方が局所的に大きく熱変形して互いに接触すること、すなわちエアギャップ２４０ａが部分的に消滅することが抑制される。 The heater 250 heats the first and second prisms 244, 246 via the thermal conductive member 252, so that the first and second prisms 244, 246 can be kept uniformly at a high temperature throughout. This prevents these prisms from being locally and significantly thermally deformed. As a result, at least one of the sides 244b, 246a of the first and second prisms 244, 246 is prevented from being locally and significantly thermally deformed and coming into contact with each other, i.e., the air gap 240a is prevented from being partially eliminated.

なお、図１０には示していないが、上述の実施の形態１と同様に、プリズム表面温度を検出する温度センサを内部全反射プリズム２４０に設け、その温度センサの検出温度に基づいてヒータ２５０の加熱出力を制御してもよい。 Although not shown in FIG. 10, a temperature sensor for detecting the prism surface temperature may be provided in the internal total reflection prism 240, as in the first embodiment described above, and the heating output of the heater 250 may be controlled based on the temperature detected by the temperature sensor.

本実施の形態２も、上述の実施の形態１と同様に、プリズムを介して画像を投写する投写型画像表示装置において、プリズムの熱変形による画像品質の劣化を抑制することができる。 As with the above-described first embodiment, this second embodiment can also suppress deterioration of image quality due to thermal deformation of a prism in a projection-type image display device that projects an image through a prism.

以上、上述の実施の形態１および２を挙げて説明したが、本開示の実施の形態は上述の実施の形態に限らない。 Although the above describes the first and second embodiments, the embodiments of the present disclosure are not limited to the above embodiments.

例えば、上述の実施の形態１および２の場合、プリズム全体を一様に高温状態で保つ保温デバイスはヒータであったが、本開示の実施の形態はこれに限らない。保温デバイスは断熱材であってもよい。断熱材の場合、光が通過するプリズムの部分で発生した熱がプリズム全体に行き渡り、断熱材によってプリズム外部への放熱が制限されることにより、プリズム全体が一様に高温状態で保たれる。その結果、プリズムの局所的な大きな熱変形によるエアギャップの消滅や反射面の変形が抑制される。なお、ヒータによる加熱と断熱材による断熱とを併用してもよい。 For example, in the above-mentioned first and second embodiments, the heat-retaining device that keeps the entire prism at a uniformly high temperature is a heater, but the embodiments of the present disclosure are not limited to this. The heat-retaining device may be a thermal insulator. In the case of a thermal insulator, heat generated in the part of the prism through which light passes spreads throughout the entire prism, and the thermal insulator limits heat dissipation to the outside of the prism, so that the entire prism is kept at a uniformly high temperature. As a result, the disappearance of air gaps and deformation of the reflective surface due to large localized thermal deformation of the prism are suppressed. Note that heating by a heater and insulation by a thermal insulator may be used in combination.

また、例えば、上述の実施の形態１の場合、ヒータ９０は、図４および図５に示すように、内部全反射プリズム７０における三角柱状の第１および第２のプリズム８０、８２の端面８０ｄ、８２ｃそれぞれに設けられている。また、ヒータ９２は、分解合成プリズム７２のおける第３のプリズム８４の第１の側面８４ａに設けられている。しかしながら、ヒータを設けるプリズム表面における位置はこれに限らない。すなわち、光が通過しないプリズム表面の部分であって、且つ、そのプリズム全体を一様に高温状態に保つことができる位置に、保温デバイスは設けられればよい。 For example, in the case of the above-mentioned embodiment 1, the heater 90 is provided on the end faces 80d, 82c of the first and second triangular prisms 80, 82 in the internal total reflection prism 70, as shown in Figures 4 and 5. The heater 92 is provided on the first side surface 84a of the third prism 84 in the splitting/combining prism 72. However, the position on the prism surface where the heater is provided is not limited to this. In other words, the heat retention device may be provided in a portion of the prism surface where light does not pass through, and in a position where the entire prism can be kept uniformly at a high temperature.

なお、本開示の実施の形態は、ファンがプリズムに向かって送風することを否定するものではない。ファンは、プリズム周りの高温の空気を投写型画像表示装置の外部に送り出したり、プリズム近くの反射型画像素子を冷却する役割を果たす。 Note that the embodiments of the present disclosure do not deny the possibility of a fan blowing air toward a prism. The fan serves to send hot air around the prism to the outside of the projection-type image display device and to cool the reflective image element near the prism.

すなわち、本開示の実施の形態は、広義には、光源と、前記光源からの照明光を画像光として反射する反射型画像素子と、前記反射型画像素子からの画像光を投写する投写レンズと、エアギャップによって構成された内部全反射面を備え、前記内部全反射面によって前記光源からの照明光を前記反射型画像素子に向かって反射し、前記反射型画像素子からの画像光を前記内部全反射面が透過して前記投写レンズに出射する、内部全反射プリズムと、前記内部全反射プリズムに設けられ、プリズム内温度が一様になるように保温する保温デバイスと、を有する、投写型画像表示装置である。 In other words, in a broad sense, an embodiment of the present disclosure is a projection type image display device having a light source, a reflective imaging element that reflects illumination light from the light source as image light, a projection lens that projects the image light from the reflective imaging element, an internal total reflection prism that has an internal total reflection surface formed by an air gap, reflects illumination light from the light source toward the reflective imaging element by the internal total reflection surface, and transmits image light from the reflective imaging element through the internal total reflection surface and emits it to the projection lens, and a heat retention device that is provided in the internal total reflection prism and maintains heat so that the temperature inside the prism is uniform.

また、本開示の別の実施の形態は、広義には、光源と、前記光源からの照明光を画像光として反射する第１、第２、および第３の反射型画像素子と、前記第１、第２、および第３の複数の反射型画像素子それぞれからの画像光を投写する投写レンズと、前記光源からの照明光を波長が異なる複数の光に分解して前記第１、第２、および第３の反射型画像素子に向かって出射し、前記第１、第２、および第３の反射型画像素子それぞれからの画像光を合成して出射する分解合成プリズムと、エアギャップによって構成された内部全反射面を備え、前記内部全反射面によって前記光源からの照明光を前記分解合成プリズムに向かって反射し、前記分解合成プリズムから出射された合成済みの画像光を前記内部全反射面が透過して前記投写レンズに出射する内部全反射プリズムと、前記分解合成プリズムおよび前記内部全反射プリズムの少なくとも一方に、プリズム内温度が一様になるように保温する保温デバイスと、を有する、投写型画像表示装置である。 In addition, another embodiment of the present disclosure is, in a broad sense, a projection type image display device having a light source, first, second, and third reflective image elements that reflect illumination light from the light source as image light, a projection lens that projects image light from each of the first, second, and third reflective image elements, a decomposition/combination prism that decomposes the illumination light from the light source into multiple lights with different wavelengths and outputs them toward the first, second, and third reflective image elements, and combines and outputs the image light from each of the first, second, and third reflective image elements, an internal total reflection prism that has an internal total reflection surface formed by an air gap, reflects the illumination light from the light source toward the decomposition/combination prism by the internal total reflection surface, and transmits the combined image light output from the decomposition/combination prism through the internal total reflection surface and outputs it to the projection lens, and a heat retention device that keeps at least one of the decomposition/combination prism and the internal total reflection prism warm so that the temperature inside the prism is uniform.

以上のように、本開示における技術の例示として、上述の実施の形態を説明してきた。そのために、図面および詳細な説明を提供している。したがって、図面及び詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上述の技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。 As described above, the above-mentioned embodiments have been described as examples of the technology in this disclosure. For that purpose, drawings and detailed descriptions are provided. Therefore, among the components described in the drawings and detailed descriptions, not only are there components essential for solving the problem, but there may also be components that are not essential for solving the problem in order to illustrate the above-mentioned technology. Therefore, just because those non-essential components are described in the drawings or detailed description, it should not be immediately determined that those non-essential components are essential.

また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲又はその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略等を行うことができる。 In addition, the above-described embodiments are intended to illustrate the technology disclosed herein, and various modifications, substitutions, additions, omissions, etc. may be made within the scope of the claims or their equivalents.

本開示は、プリズムを介して画像を投写する投写型画像表示装置に適用可能である。 This disclosure is applicable to projection-type image display devices that project images through a prism.

２４０内部全反射プリズム
２５０保温デバイス（ヒータ）
２５２保温デバイス（熱伝導部材）
Ｌｉ照明光
Ｌｐ画像光 240 Total internal reflection prism 250 Heat retention device (heater)
252 Heat retention device (heat conductive material)
Li Illumination light Lp Image light

Claims

光源と、
前記光源からの照明光を画像光として反射する反射型画像素子と、
前記反射型画像素子からの画像光を投写する投写レンズと、
複数のプリズムを含み、前記複数のプリズムを部分的に接着剤を介して接着することによって前記複数のプリズムの間に形成されたエアギャップによって構成された内部全反射面を備え、前記内部全反射面によって前記光源からの照明光を前記反射型画像素子に向かって反射し、前記反射型画像素子からの画像光を前記内部全反射面が透過して前記投写レンズに出射する、内部全反射プリズムと、
前記内部全反射プリズムに設けられ、プリズム内温度が一様になるように加熱するヒータと、を有し、
前記ヒータが、前記接着剤と接合した前記プリズムの部分を加熱する、投写型画像表示装置。
A light source;
a reflective image element that reflects illumination light from the light source as image light;
a projection lens that projects image light from the reflective image element;
an internal total reflection prism including a plurality of prisms, the plurality of prisms being partially bonded together with an adhesive to form an air gap between the plurality of prisms , the internal total reflection surface reflecting illumination light from the light source toward the reflective image element, and the internal total reflection surface transmitting image light from the reflective image element to emit the image light to the projection lens;
a heater provided in the internal total reflection prism for heating the prism so that the temperature inside the prism becomes uniform ;
The heater heats a portion of the prism that is bonded to the adhesive .

前記内部全反射プリズムが、
前記照明光を反射し且つ前記画像光が透過する側面を備える三角柱状の第１のプリズムと、
前記第１のプリズムの側面との間に前記エアギャップを形成する側面を備える三角柱状の第２のプリズムと、から構成され、
前記第１のプリズムの両端面それぞれに、前記ヒータが設けられている、請求項１に記載の投写型画像表示装置。
The total internal reflection prism is
a first prism having a triangular prism shape and including a side surface that reflects the illumination light and transmits the image light;
a second prism having a triangular prism shape and including a side surface that forms the air gap between the first prism and a side surface of the second prism,
2. The projection type image display device according to claim 1, wherein the heater is provided on each of both end faces of the first prism.

前記第２のプリズムの両端面それぞれに、前記ヒータが設けられている、請求項２に記載の投写型画像表示装置。
3. The projection type image display device according to claim 2, wherein the heater is provided on each of both end faces of the second prism.

光源と、
前記光源からの照明光を画像光として反射する第１、第２、および第３の反射型画像素子と、
前記第１、第２、および第３の複数の反射型画像素子それぞれからの画像光を投写する投写レンズと、
前記光源からの照明光を波長が異なる複数の光に分解して前記第１、第２、および第３の反射型画像素子に向かって出射し、前記第１、第２、および第３の反射型画像素子それぞれからの画像光を合成して出射する分解合成プリズムと、
複数のプリズムを含み、前記複数のプリズムを部分的に接着剤を介して接着することによって前記複数のプリズムの間に形成されたエアギャップによって構成された内部全反射面を備え、前記内部全反射面によって前記光源からの照明光を前記分解合成プリズムに向かって反射し、前記分解合成プリズムから出射された合成済みの画像光を前記内部全反射面が透過して前記投写レンズに出射する内部全反射プリズムと、
前記内部全反射プリズムに設けられ、プリズム内温度が一様になるように加熱するヒータと、を有し、
前記ヒータが、前記接着剤と接合した前記プリズムの部分を加熱する、投写型画像表示装置。
A light source;
first, second and third reflective image elements that reflect illumination light from the light source as image light;
a projection lens that projects image light from each of the first, second, and third plurality of reflective image elements;
a splitting/combining prism that splits the illumination light from the light source into a plurality of lights having different wavelengths and outputs the split lights toward the first, second, and third reflective image elements, and combines and outputs the image lights from the first, second, and third reflective image elements;
an internal total reflection prism including a plurality of prisms, the plurality of prisms being partially bonded together with an adhesive to form air gaps between the plurality of prisms , the internal total reflection surface reflecting illumination light from the light source toward the splitting/combining prism, and the internal total reflection surface transmitting the combined image light output from the splitting/combining prism to output to the projection lens;
a heater provided in the internal total reflection prism for heating the prism so that the temperature inside the prism becomes uniform ;
The heater heats a portion of the prism that is bonded to the adhesive .

前記内部全反射プリズムが、
前記照明光を反射し且つ前記画像光が透過する側面を備える三角柱状の第１のプリズムと、
前記第１のプリズムの側面との間に前記エアギャップを形成する側面を備える三角柱状の第２のプリズムと、から構成され、
前記第１のプリズムの両端面それぞれに、前記ヒータが設けられている、請求項４に記載の投写型画像表示装置。
The total internal reflection prism is
a first prism having a triangular prism shape and including a side surface that reflects the illumination light and transmits the image light;
a second prism having a triangular prism shape and including a side surface that forms the air gap between the first prism and a side surface of the second prism,
5. The projection type image display device according to claim 4, wherein the heater is provided on each of both end faces of the first prism.

前記第２のプリズムの両端面それぞれに、前記ヒータが設けられている、請求項５に記載の投写型画像表示装置。
6. The projection type image display device according to claim 5, wherein the heater is provided on each of both end faces of the second prism.

前記分解合成プリズムが、
前記内部全反射プリズムに対向する第１の側面、前記第１の反射型画像素子に対向する第２の側面、および第３の側面を備える三角柱状の第３のプリズムと、
前記第３のプリズムの第３の側面に対向する第１の側面、前記第２の反射型画像素子に対向する第２の側面、および第３の側面を備える三角柱状の第４のプリズムと、
前記第４のプリズムの第３の側面に対向する第１の側面、および前記第３の反射型画像素子に対向する第２の側面を備える台形柱状の第５のプリズムと、から構成され、
前記第３のプリズムの第１の側面における前記内部全反射プリズムに対向する部分を除く部分に、前記ヒータが設けられている、請求項４から６のいずれか一項に記載の投写型画像表示装置。
The splitting/combining prism is
a third prism having a triangular prism shape and including a first side surface facing the internal total reflection prism, a second side surface facing the first reflective image element, and a third side surface;
a fourth prism having a triangular prism shape, the fourth prism having a first side surface facing the third side surface of the third prism, a second side surface facing the second reflective image element, and a third side surface;
a fifth prism having a trapezoidal columnar shape and including a first side surface facing the third side surface of the fourth prism and a second side surface facing the third reflective image element;
7. The projection type image display device according to claim 4, wherein the heater is provided on a portion of the first side surface of the third prism other than a portion facing the internal total reflection prism.

前記ヒータが、プリズム表面に接触する熱伝導部材を介して加熱する、請求項１から７のいずれか一項に記載の投写型画像表示装置。
8. The projection type image display device according to claim 1, wherein the heater heats the prism surface via a heat conductive member that is in contact with the prism surface.

プリズム表面温度を検出する温度センサと、
前記温度センサの検出温度に基づいて、前記ヒータの加熱出力を制御する制御部と、を有する、請求項８に記載の投写型画像表示装置。
A temperature sensor for detecting a surface temperature of the prism;
9. The projection type image display device according to claim 8, further comprising: a control unit that controls a heating output of the heater based on the temperature detected by the temperature sensor.

前記反射型画像素子に入力される画像信号の平均画像レベルに基づいて、前記ヒータの加熱出力を制御する制御部を有する、請求項８に記載の投写型画像表示装置。
9. The projection type image display device according to claim 8, further comprising a control section for controlling a heating output of said heater based on an average image level of an image signal input to said reflective image element.

前記光源からの照明光の強度に基づいて、前記ヒータの加熱出力を制御する制御部を有する、請求項８に記載の投写型画像表示装置。 The projection type image display device according to claim 8, further comprising a control unit that controls the heating output of the heater based on the intensity of the illumination light from the light source.