JP2007093970A - Projection type image display apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、液晶プロジェクタなどの投写型映像表示装置に関する。 The present invention relates to a projection display apparatus such as a liquid crystal projector.
従来より、光の波長の相違を利用して光を合成する光学素子として、クロスダイクロイックプリズムが知られている。また、各色の映像光を合成して投写する投写型映像表示装置が知られている(特許文献1,特許文献2,特許文献3参照)。
前記クロスダイクロイックプリズムを用いた投写型映像表示装置として図14に示す構成が考えられる。この投写型映像表示装置においては、液晶表示パネル1Rは赤色光を受けて赤色映像光を生成し、液晶表示パネル1Gは緑色光を受けて緑色映像光を生成し、液晶表示パネル1Bは青色光を受けて青色映像光を生成する。これら各色映像光はクロスダイクロイックプリズム2によって合成されてカラー映像光となる。このカラー映像光は投写レンズ3によって投写される(その他の構成要素についてはこの発明の実施形態で詳述される)。
As a projection display apparatus using the cross dichroic prism, a configuration shown in FIG. 14 can be considered. In this projection display apparatus, the liquid
ところで、LEDなどの固体光源を用いる投写型映像表示装置において、例えば緑色光など、特定の色光の光量が少ない或いは利用効率が低い場合がある(これについても、実施形態において更に説明する)。 By the way, in a projection display apparatus using a solid-state light source such as an LED, there are cases where the amount of specific color light such as green light is small or the utilization efficiency is low (this will be further described in the embodiment).
なお、上記緑色光の光量を増大できる構成として、図15に示す投写型映像表示装置が考えられる。かかる構成は、ロッドインテグレータ12に代えてテーパ形状の傾斜角度が小さくされた或いは直方体形状を有するロッドインテグレータ120を備えるとともに、このロッドインテグレータ120の光入射面に緑色LED11を二つ配置した構成である。しかしながら、かかる構成では、緑色光の入射光量が図14の構成と比較して2倍になるとしても、ロッドインテグレータ120の光入射面が大きくなった分、ロッドインテグレータ120のテーパ角度は小さくなって分散角低減効果が小さくなるため、映像表示パネル1Gに入射される有効光(投写レンズ3で利用できる範囲内の分散角の光)は2倍には満たないことになる。
As a configuration that can increase the amount of green light, a projection display apparatus shown in FIG. 15 is conceivable. In this configuration, instead of the
この発明は、上記の事情に鑑み、所望の色映像光の光量を増大させることができる投写型映像表示装置を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a projection display apparatus that can increase the amount of desired color image light.
この発明の投写型映像表示装置は、上記の課題を解決するために、第1色の映像光を生成する第1映像光生成手段と、第2色の映像光を生成する第2映像光生成手段と、第3色の映像光を2枚のライトバルブを用いて二つ生成する第3映像光生成手段と、前記第1色の映像光と前記第3色の映像光のうちの一つとを光の波長選択性を利用して合成する第1ダイクロイック合成手段と、前記第1ダイクロイック合成手段から出射される合成映像光を投写する第1投写手段と、前記第2色の映像光と前記第3色の映像光のうちの他の一つとを光の波長選択性を利用して合成する第2ダイクロイック合成手段と、前記第2ダイクロイック合成手段から出射される合成映像光を投写する第2投写手段と、を備えたことを特徴とする(以下、この項において第1構成という)。 In order to solve the above-described problem, the projection display apparatus of the present invention includes a first image light generation unit that generates image light of the first color and a second image light generation that generates image light of the second color. Means, a third image light generating means for generating two third color image lights using two light valves, one of the first color image light and the third color image light; First dichroic combining means for combining light using wavelength selectivity of light, first projection means for projecting composite image light emitted from the first dichroic combining means, the image light of the second color, and the Second dichroic combining means for combining the other one of the third color image lights using wavelength selectivity of light, and second for projecting the combined image light emitted from the second dichroic combining means. Projection means (hereinafter referred to as this section). First configuration Te that).
上記の構成であれば、第1ダイクロイック合成手段及び第2ダイクロイック合成手段はそれぞれ二色の映像光を合成すれば足りることになり、クロスダイクロイックプリズムを用いる場合に生じる特定色光の両側波長帯での反射(カット)による特定色光の光利用効率低下を抑制しうる。 With the above configuration, it is sufficient that the first dichroic combining unit and the second dichroic combining unit synthesize two colors of image light, respectively, and the specific color light generated when the cross dichroic prism is used in both side wavelength bands. It is possible to suppress a decrease in light use efficiency of specific color light due to reflection (cut).
上記第1構成の投写型映像表示装置において、前記第3映像光生成手段は、各ライトバルブに第3色光をそれぞれ照射する二つの互いに独立した照明系を備えていてもよい。かかる構成において、各ダイクロイック合成手段は、前記第3色光を反射するように構成されていてもよい。 In the projection display apparatus having the first configuration, the third image light generating unit may include two independent illumination systems that respectively irradiate each light valve with the third color light. In this configuration, each dichroic combining unit may be configured to reflect the third color light.
上記第1構成の投写型映像表示装置において、前記第3映像光生成手段は、第3色光を照射する一つの照明系と、前記照明系から照射された光を分光して各光を前記2枚のライトバルブにそれぞれ導く分光手段と、を備えていてもよい(以下、この項において第2構成という)。 In the projection display apparatus having the first configuration, the third image light generation unit divides the light emitted from the illumination system by irradiating a third color light, and divides each light into the two lights. And a spectroscopic unit that leads to each of the light valves (hereinafter, referred to as a second configuration in this section).
第2構成の投写型映像表示装置において、前記分光手段は二つの偏光ビームスプリッター又は一つの偏光ビームスプリッターと反射部材とを備えて構成されたことを特徴とする。かかる構成において、位相差板を備えることで前記分光手段から出射された光の偏光方向を揃えるように構成されていてもよい。 In the projection display apparatus having the second configuration, the spectroscopic unit includes two polarization beam splitters or one polarization beam splitter and a reflection member. In such a configuration, a phase difference plate may be provided so as to align the polarization direction of the light emitted from the spectroscopic means.
或いは、第2構成の投写型映像表示装置において、前記分光手段はハーフミラーを備えて構成されていてもよい。 Alternatively, in the projection display apparatus of the second configuration, the spectroscopic means may be configured to include a half mirror.
これら構成の投写型映像表示装置において、各映像光生成手段から出射される各色映像光が同じ偏光方向を有するように構成されていてもよい。 In the projection display apparatus having these configurations, each color image light emitted from each image light generating means may be configured to have the same polarization direction.
また、この発明の投写型映像表示装置は、所定偏光光である第1色の映像光を生成する第1映像光生成手段と、所定偏光光である第2色の映像光を生成する第2映像光生成手段と、所定偏光光である第3色の映像光を2枚のライトバルブを用いて二つ生成する第3映像光生成手段と、前記第1色の映像光と前記第3色の映像光のうちの一つとを光の偏光依存性を利用して合成する第1偏光光合成手段と、前記第1偏光光合成手段から出射される合成映像光を投写する第1投写手段と、前記第2色の映像光と前記第3色の映像光のうちの他の一つとを光の偏光依存性を利用して合成する第2偏光光合成手段と、前記第2偏光光合成手段から出射される合成映像光を投写する第2投写手段と、を備えたことを特徴とする(以下、この項において第3構成という)。 The projection display apparatus of the present invention also includes a first image light generating means for generating a first color image light that is a predetermined polarized light, and a second image light that generates a second color image light that is a predetermined polarized light. Image light generating means, third image light generating means for generating two pieces of third color image light as predetermined polarized light using two light valves, the first color image light and the third color First polarized light combining means for combining one of the image lights using the polarization dependence of light, first projection means for projecting the combined image light emitted from the first polarized light combining means, Second polarized light combining means for combining the second color image light and the other one of the third color image light using the polarization dependence of the light, and the second polarized light combining means. Second projecting means for projecting composite image light (hereinafter referred to as the first in this section). Configuration that).
上記の構成であれば、ダイクロイックプリズムで生じる特定の色光カットは生じないことになり、第3色の映像光の光量を増大できる。 If it is said structure, the specific color light cut which arises with a dichroic prism will not arise, and the light quantity of the 3rd color image light can be increased.
第3構成の投写型映像表示装置において、前記第3映像光生成手段は、各ライトバルブに第3色光をそれぞれ照射する二つの互いに独立した照明系を備えていてもよい。 In the projection display apparatus having the third configuration, the third image light generation unit may include two independent illumination systems that respectively irradiate each light valve with the third color light.
或いは、第3構成の投写型映像表示装置において、前記第3映像光生成手段は、第3色光を照射する一つの照明系と、前記照明系から照射された光を分光して各光を前記2枚のライトバルブにそれぞれ導く分光手段と、を備えていてもよい(以下、この項において第4構成という)。 Alternatively, in the projection-type image display device having the third configuration, the third image light generation unit divides the light emitted from the illumination system with one illumination system that emits the third color light, And a spectroscopic unit that leads to the two light valves (hereinafter referred to as a fourth configuration in this section).
第4構成の投写型映像表示装置において、前記分光手段は二つの偏光ビームスプリッター又は一つの偏光ビームスプリッターと反射部材とを備えて構成されていてもよい。かかる構成において、位相差板を備えることで前記分光手段から出射された光の偏光方向を揃えるように構成されていてもよい。 In the projection display apparatus having the fourth configuration, the spectroscopic unit may include two polarization beam splitters or one polarization beam splitter and a reflection member. In such a configuration, a phase difference plate may be provided so as to align the polarization direction of the light emitted from the spectroscopic means.
或いは、第4構成の投写型映像表示装置において、前記分光手段はハーフミラーを備えて構成されていてもよい。 Alternatively, in the projection display apparatus of the fourth configuration, the spectroscopic means may be configured to include a half mirror.
第3構成又はこれに従属する構成において、前記第1偏光光合成手段及び前記第2偏光光合成手段から出射される各二色の映像光の偏光方向が同じ方向となるように、各偏光光合成手段の光出射側に狭帯域位相差板を備えていてもよい。 In the third configuration or a configuration subordinate thereto, each polarized light combining unit is configured so that the polarization directions of the two color image lights emitted from the first polarized light combining unit and the second polarized light combining unit are the same. A narrow band phase difference plate may be provided on the light emitting side.
また、この発明の投写型映像表示装置は、第1色の映像光を生成する第1映像光生成手段と、第2色の映像光を生成する第2映像光生成手段と、第3色の映像光を2枚のライトバルブを用いて二つ生成する第3映像光生成手段と、前記第1色の映像光と前記第3色の映像光のうちの一つとを合成する第1合成手段と、前記第1合成手段から出射される合成映像光を投写する第1投写手段と、前記第2色の映像光と前記第3色の映像光のうちの他の一つとを合成する第2合成手段と、前記第2合成手段から出射される合成映像光を投写する第2投写手段と、を備えたことを特徴とする(以下、この項において第5構成という)。前記第1合成手段及び第2合成手段は光の波長選択性や光の偏光依存性によって光を合成するものに限らない。また、前記第1合成手段は光の波長選択性によって光を合成し、第2合成手段は光の偏光依存性によって光を合成するものでもよい。逆に、前記第1合成手段は光の偏光依存性によって光を合成し、第2合成手段は光の波長選択性によって光を合成するものでもよい。 The projection display apparatus according to the present invention also includes a first video light generating means for generating a first color video light, a second video light generating means for generating a second color video light, and a third color light. Third image light generating means for generating two image lights using two light valves, and first combining means for combining the first color image light and one of the third color image lights And a first projection means for projecting the composite image light emitted from the first composition means, and a second composition means for combining the second color image light and the other one of the third color image lights. And a second projecting unit that projects the synthesized video light emitted from the second synthesizing unit (hereinafter referred to as a fifth configuration in this section). The first synthesizing means and the second synthesizing means are not limited to those that synthesize light according to the wavelength selectivity of light or the polarization dependence of light. The first combining unit may combine light based on the wavelength selectivity of the light, and the second combining unit may combine light based on the polarization dependence of the light. Conversely, the first combining unit may combine light based on the polarization dependence of light, and the second combining unit may combine light based on the wavelength selectivity of light.
第5構成の投写型映像表示装置において、前記第3映像光生成手段は、各ライトバルブに第3色光をそれぞれ照射する二つの互いに独立した照明系を備えて成ることとしてもよい。また、第5構成の投写型映像表示装置において、前記第3映像光生成手段は、第3色光を照射する一つの照明系と、前記照明系から照射された光を分光して各光を前記2枚のライトバルブにそれぞれ導く分光手段と、を備えていてもよい。 In the projection display apparatus having the fifth configuration, the third image light generation unit may include two independent illumination systems that respectively irradiate each light valve with the third color light. Further, in the projection display apparatus having the fifth configuration, the third image light generating means splits each light by splitting light emitted from the illumination system and one illumination system that emits the third color light. Spectroscopic means for guiding the light valves to the two light valves, respectively.
これら構成において、第3色の映像光を二つ生成する前記第3映像光生成手段は、互いに画素間を補間しあう関係の二つの第3色の映像光を生成するようにしてもよい。また、これら構成の投写型映像表示装置において、前記第3色は緑色であってもよい。 In these configurations, the third video light generating means for generating two third color video lights may generate two third color video lights having a relationship of interpolating between pixels. In the projection display apparatus having these configurations, the third color may be green.
この発明によれば、所望の色映像光の光量を増大させることができるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that the amount of desired color image light can be increased.
以下、この発明の実施形態の投写型映像表示装置を図1乃至図13に基づいて説明していく。なお、説明の重複による冗長を避けるため、先述の図14に示した投写型映像表示装置と同一の構成要素には同一の符号を付記している。 Hereinafter, a projection display apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In order to avoid redundancy due to duplication of explanation, the same components as those in the projection display apparatus shown in FIG. 14 are denoted by the same reference numerals.
図1はこの実施形態の投写型映像表示装置の光学系を示した図である。この投写型映像表示装置は二つの投写系を有する。一つの投写系は2つの照明装置51R,51G−1と、液晶表示パネル1Rと、液晶表示パネル1G−1と、ダイクロイックプリズム(ダイクロイックミラーでもよい)2RGと、投写レンズ3とを備える。他の一つの投写系は2つの照明装置51B,51G−2と、液晶表示パネル1Bと、液晶表示パネル1G−2と、ダイクロイックプリズム(ダイクロイックミラーでもよい)2BGと、投写レンズ3とを備える。
FIG. 1 is a view showing an optical system of a projection display apparatus according to this embodiment. This projection display apparatus has two projection systems. One projection system includes two
各照明装置51は、LED(発光ダイオード)11と、テーパ型ロッドインテグレータ12と、偏光変換装置13と、直方体形状のロッドインテグレータ15と、を備えて成る。
Each illuminating device 51 includes an LED (light emitting diode) 11, a
LED11は、LEDチップ11aとヒートシンク(放熱板)11bとから成る。照明装置51RにおけるLEDチップ11aは赤色光を出射し、照明装置51G−1及び照明装置51G−2におけるLEDチップ11aは緑色光(全く同じ波長帯域でなくてもよい)を出射し、照明装置51BにおけるLEDチップ11aは青色光を出射する。
The
テーパ型ロッドインテグレータ12は、光入射面よりも光出射面の方が大きくされたテーパ形状を有しており、前記LEDチップ11aから出射される光に存在する分散角分布を低分散角化する作用と、前記LEDチップ11aから出射される光に存在する照度分布の不均一を均一化する作用(光インテグレート作用)を有する。このテーパ型ロッドインテグレータ12は、透明部材(透明ガラス等)或いは内面がミラーの中空部材からなる。
The
偏光変換装置13は、ロッドインテグレータ12の光出射面に対面する位置にV字状に誘電体多層膜(偏光分離膜)を有する。このV字状の誘電体多層膜の一方の面で反射されたS偏光光はその隣の反射面(或いは誘電体多層膜)によって反射され、同様に、前記V字状の誘電体多層膜の他方の面で反射されたS偏光光はその隣の反射面(或いは誘電体多層膜)によって反射される。誘電体多層膜を透過したP偏光光は位相差板(1/2λ板)によってS偏光光に変換される。勿論、光をP偏光光に揃えることもできる。
The
直方体形状のロッドインテグレータ15は、透明部材(透明ガラス等)或いは内面がミラーの中空部材からなっており、内面で光を反射させることで光出射端面において光の照度分布を均一化する。ロッドインテグレータ15の光出射端面は例えば方形状とされる。
The rectangular
一つの投写系において、照明装置51Rから出射された赤色光が赤色用の液晶表示パネル1Rを透過することによって赤色映像光が生成され、照明装置51G−1から出射された緑色光が緑色用の第1の液晶表示パネル1G−1を透過することによって第1緑色映像光が生成される。同様に、他の一つの投写系において、照明装置51Bから出射された青色光が青色用の液晶表示パネル1Bを透過することによって青色映像光が生成され、照明装置51G−2から出射された緑色光が緑色用の第2の液晶表示パネル1G−2を透過することによって第2緑色映像光が生成される(以下、特定の液晶表示パネルを示すこととしない場合には、単に符号”1”を用いる場合がある)。そして、赤色映像光と第1緑色映像光は一方のダイクロイックプリズム2RGによって合成されて一方の投写レンズ3によって投写される。同様に、青色映像光と第2緑色映像光は他方のダイクロイックプリズム2BGによって合成されて他方の投写レンズ3によって投写される。両投写レンズ3はその光軸を調整できるように可動に配置されていてもよい。また、両投写レンズ3の光軸を互いに平行とし、各液晶表示パネル1をその中心が各投写レンズ3の光軸に対して幾分シフトするように配置することで、投写レンズ3から所定距離にあるスクリーン(特に、リアプロジェクタ用の透過型スクリーン)に各映像光が投影されるようにしてもよい。
In one projection system, red image light is generated by the red light emitted from the
前記ダイクロイックプリズム2RGは、緑色光を反射し赤色光を透過する。そして、ダイクロイックプリズム2BGは、緑色光を反射し青色光を透過する。すなわち、緑色映像光は反射される。ここで、図14や図15に示したクロスダイクロイックプリズム2については、その第1のダイクロイック領域の特性(波長に対する反射特性)は図6の上段のごとく赤色波長帯の光を反射する特性となり、その第2のダイクロイック領域の特性(波長に対する反射特性)は図6の下段のごとく青色波長帯の光を反射する特性となる。このため、中間波長帯の緑色光は、図7に示すように、その両側波長の一部が反射(カット)され、緑色光の光利用効率は低くなってしまう。
The dichroic prism 2RG reflects green light and transmits red light. The dichroic prism 2BG reflects green light and transmits blue light. That is, the green image light is reflected. Here, for the cross
これに対し、前記ダイクロイックプリズム2RG及びダイクロイックプリズム2BGであれば、上述したような緑色光の両側波長の一部反射(カット)という作用が生じないため、緑色光の光利用効率が向上する。また、各緑色LEDから出射された光は、二つの照明装置51G−1,51G−2においてそれぞれがテーパ形状のロッドインテグレータ12によって分散角が低減されるから、これによっても光量が増大する。すなわち、一つロッドインテグレータの光入射側に二つのLEDを配置するのではなく、各緑色LEDに対してテーパ形状のロッドインテグレータ12を適用することができる。これにより、図15に示した投写型映像表示装置では、図14に示した投写型映像表示装置との比較で映像表示パネル1Gに入射される有効光(投写レンズ3で利用できる範囲内の分散角の光)は2倍には満たないのに対し、図1の投写型映像表示装置であれば、図14に示した投写型映像表示装置との比較で映像表示パネル1Gに入射される有効光はほぼ2倍となる。図13には図1の構成の投写型映像表示装置と図14の構成の投写型映像表示装置と図15の構成の投写型映像表示装置とにおける角度成分と光量との関係(各分散角の光量の積分値)を示したグラフ(シミュレーション結果)を示している。なお、図15に示した直方体形状又はテーパ角度が小さいロッドインテグレータ120及び複数の緑色LEDを照明装置51G−1,51G−2に適用することを排除するものではない。
On the other hand, if the dichroic prism 2RG and the dichroic prism 2BG are used, the above-described action of partial reflection (cut) of both wavelengths of the green light does not occur, so that the light utilization efficiency of the green light is improved. In addition, the light emitted from each green LED is reduced in dispersion angle by the tapered
なお、第1の液晶表示パネル1G−1と第2の液晶表示パネル1G−2との画素の位置関係が互いに補間される関係となるように両パネルを配置し、その画素関係に合った映像信号を各液晶表示パネル1G−1,1G−2に供給するようにしてもよい。これによれば、緑色映像についての解像度を高めることができる。また、二つの照明装置51G−1,51G−2におけるLED11を交互に時分割点灯させてもよい。また、偏光変換装置13を備えない構成も採用しうる。これらの変形例については以下に示す他の構成の投写型映像表示装置においても適用できる。
Both panels are arranged so that the pixel positional relationship between the first liquid
図2はこの発明の投写型映像表示装置の他の例を示した説明図である。照明装置51Rと照明装置51Bはダイクロイックプリズム2GR及びダイクロイックプリズム2GBを挟んで対向配置されている。
FIG. 2 is an explanatory view showing another example of the projection display apparatus of the present invention. The
ダイクロイックプリズム2GRの一つの光入射面に照明装置51Rからの赤色光(液晶表示パネル1Rを経た赤色映像光)が入射され、ダイクロイックプリズム2GBの一つの光入射面に照明装置51Bからの青色光(液晶表示パネル1Bを経た青色映像光)が入射される。そして、前記ダイクロイックプリズム2GRの他の一つの光入射面には液晶表示パネル1G−1が配置されており、前記ダイクロイックプリズム2GBの他の一つの光入射面には液晶表示パネル1G−2が配置されている。
Red light from the
照明装置51G−3は緑色光を出射する一つのLED11とテーパ形状のロッドインテグレータ12Aと直方体形状のロッドインテグレータ15と偏光変換装置16とを有する。偏光変換装置16は前記ロッドインテグレータ15を介して側面から入射された光を例えばS偏光光に揃える。この偏光変換装置16は、偏光ビームスプリッタを二つ並べた構造、或いは一つの偏光ビームスプリッタと当該偏光ビームスプリッタを透過した光を反射する反射部材とを並べた構造を有する。そして、後段側に位置する偏光ビームスプリッタ又は反射部材の光出射側に位相差板(1/2λ板)16aを備えることでS偏光光に揃える。なお、二つの偏光ビームスプリッタの間、或いは一つの偏光ビームスプリッタと反射部材との間に前記位相差板を配置した構造を採用してもよい。
The illuminating
前記偏光変換装置16における二つの偏光ビームスプリッタ或いは一つの偏光ビームスプリッタと反射部材はダイクロイックプリズム2GR,2GBと略同じ大きさを有する。そして、この偏光変換装置16から出射されたS偏光光は2枚の液晶表示パネル1G−1,1G−2を経てそれぞれ緑色映像光となり、これら緑色映像光はダイクロイックプリズム2GR,2GBにそれぞれ入射する。ダイクロイックプリズム2GRは、赤色映像光を反射し、緑色映像光を透過して各色映像光を投写レンズ3へと導く。また、ダイクロイックプリズム2GBは、青色映像光を反射し、緑色映像光を透過して各色映像光を投写レンズ3へと導く。
The two polarization beam splitters or one polarization beam splitter and the reflecting member in the
上記の構成であれば、ダイクロイックプリズム2GR及びダイクロイックプリズム2GBにおいて仮に緑色光の片側波長がそれぞれ一部反射(カット)されたとしても、図7に示したような両側波長の一部が全て反射(カット)されることにはならず、略半分が反射(カット)されることで済むからクロスダイクロイックプリズム2を用いる構造に比べて緑色光の光利用効率が向上する。また、偏光変換装置13に比べて偏光変換装置16を構成している光学要素の形状が大きいので、偏光変換装置16を用いることでも緑色光の光利用効率が向上する。更に、ロッドインテグレータ12Aはロッドインテグレータ12に比べてテーパ形状の傾斜角度を大きくできるため、より高い分散角低減効果が得られ、これによっても光利用効率が向上する。
With the above configuration, even if one side wavelength of green light is partially reflected (cut) in the dichroic prism 2GR and the dichroic prism 2GB, a part of both side wavelengths as shown in FIG. The light utilization efficiency of green light is improved as compared with the structure using the cross
図3はこの発明の投写型映像表示装置の他の例を示した説明図である。図2に示した投写型映像表示装置との相違点は、先述の照明装置51G−3に代えて照明装置51G−3′を備えている点である。前記照明装置51G−3が偏光変換装置16の側面から入射された光を分光したのに対し、この構成で用いる照明装置51G−3′は偏光変換装置16Aの裏面側から入射された光を分光するとともにS偏光方向に揃えるようにしている。偏光変換装置16Aは前段側の偏光ビームスプリッターの光出射側に位相板16aを備えることで光をS偏光方向に揃える。
FIG. 3 is an explanatory view showing another example of the projection display apparatus of the present invention. The difference from the projection display apparatus shown in FIG. 2 is that an
図4はこの発明の投写型映像表示装置の他の例を示した説明図である。図2に示した投写型映像表示装置との相違点は、照明装置51G−3に代えて照明装置51G−4を備えている点である。この照明装置51G−4は偏光変換装置13を備えるなど、照明装置51G−1と同等の構成を有するが、横置き(照明装置51Bと平行)に配置される。そして、ハーフミラー17をダイクロイックプリズム2GBに対して45°傾けて対向配置し、ミラー18をダイクロイックプリズム2GRに対して45°傾けて対向配置することで、前記照明装置51G−4から出射された緑色光を分光してそれぞれダイクロイックプリズム2GB,2GRに入射させるようにしている。
FIG. 4 is an explanatory view showing another example of the projection display apparatus of the present invention. A difference from the projection display apparatus shown in FIG. 2 is that an
かかる構成においても、ダイクロイックプリズム2GR及びダイクロイックプリズム2GBにおいて仮に緑色光の片側波長がそれぞれ一部反射(カット)されたとしても、図7に示したような両側波長の一部が全て反射(カット)されることにはならず、略半分が反射(カット)されることで済むからクロスダイクロイックプリズム2を用いる構造に比べて緑色光の光利用効率が向上する。
Even in such a configuration, even if one side wavelength of green light is partially reflected (cut) in the dichroic prism 2GR and dichroic prism 2GB, part of both side wavelengths as shown in FIG. 7 is reflected (cut). However, since only half of the light is reflected (cut), the light utilization efficiency of the green light is improved as compared with the structure using the cross
図5はこの発明の投写型映像表示装置の他の例を示した説明図である。図4に示した投写型映像表示装置との相違点は、照明装置51G−4に代えて照明装置51G−4′を備えている点である。先述の照明装置51G−4がハーフミラー17の右側から光に入射するのに対し、照明装置51G−4′はハーフミラー17の裏面側から光を入射する。また、照明装置51G−4′は、偏光変換装置13に代えて偏光変換装置13′を備える。偏光変換装置13′は偏光変換装置16と同様の構成を有する。LED11から出射された緑色光は、ロッドインテグレータ12を経て偏光変換装置13′の側面に入射され、この偏光変換装置13′によってS偏光光に揃えられる。
FIG. 5 is an explanatory view showing another example of the projection display apparatus of the present invention. A difference from the projection display apparatus shown in FIG. 4 is that an illuminating
図1乃至図5に示した投写型映像表示装置においては、各色用の液晶表示パネル1の全てにS偏光光を照射することとした。ここで、液晶表示パネルには、その入射側偏光板と出射側偏光板との光透過軸が直交する直交タイプと平行となる平行タイプとがある。どちらかのタイプに各色用の液晶表示パネル1を揃えることにより、各色映像光の偏光方向が揃うことになる。勿論、各色映像光の偏光方向を揃えないこととするようにしてもよく、この場合には、偏光変換装置16における位相板や偏光変換装置13′における位相板は不要である。また、両タイプを混在させたとしても、照明装置における出射光の偏光方向を所定の偏光方向とすることで、各色映像光の偏光方向を揃えることもできる。
In the projection display apparatus shown in FIG. 1 to FIG. 5, all the liquid
図8はこの発明の投写型映像表示装置の他の例を示した説明図である。図1に示した投写型映像表示装置との相違点は、ダイクロイックプリズム2RG,2BGに代えて偏光ビームスプリッター(偏光光合成手段)21,21を備えた点である。また、照明装置51G−1,51G−2においては、偏光変換装置13に代えて、光をP偏光光に揃える偏光変換装置13Aを備えており、第1緑色映像光及び第2緑色映像光がS偏光光となるようにしている。赤色映像光及び青色映像光はP偏光光である。これにより、第1緑色映像光と赤色映像光とがその偏光依存性によって合成され、第2緑色映像光と青色映像光とがその偏光依存性によって合成される。かかる構成であれば、ダイクロイックプリズム2RG,2BGに代えて偏光ビームスプリッター21,21を備えるから、ダイクロイックプリズムを用いる場合に生じる色光カットを回避して光の利用効率を向上することができる。
FIG. 8 is an explanatory view showing another example of the projection display apparatus of the present invention. The difference from the projection display apparatus shown in FIG. 1 is that polarization beam splitters (polarized light combining means) 21 and 21 are provided instead of the dichroic prisms 2RG and 2BG. In addition, the
なお、図8に示す構成例では、所定波長帯の光のみについてその偏光方向を90°変換する狭帯域位相差板22A,22Bを偏光ビームスプリッター21,21の光出射側に備えている。狭帯域位相差板22A,22Bは例えば緑色波長帯の光だけについてその偏光方向を90°変換するものでもよい。或いは、狭帯域位相差板22Aは赤色波長帯の光だけその偏光方向を90°変換し、狭帯域位相差板22Bは青色波長帯の光だけその偏光方向を90°変換することとしてもよい。勿論、各色映像光の偏光方向を揃える必要がない場合には、狭帯域位相差板を備えない構成を採用できる。以下の構成例でも同様である。
In the configuration example shown in FIG. 8, narrowband
図9はこの発明の投写型映像表示装置の他の例を示した説明図である。図2に示した投写型映像表示装置との相違点は、ダイクロイックプリズム2GR,2GBに代えて偏光ビームスプリッター21,21を備えた点である。また、照明装置51R,51Bにおいては、偏光変換装置13に代えて、光をP偏光光に揃える偏光変換装置13Aを備えており、赤色映像光及び青色映像光がS偏光光となるようにしている。第1緑色映像光及び第2緑色色映像光はP偏光光である。これにより、第1緑色映像光と赤色映像光とがその偏光依存性によって合成され、第2緑色映像光と青色映像光とがその偏光依存性によって合成される。
FIG. 9 is an explanatory view showing another example of the projection display apparatus of the present invention. The difference from the projection display apparatus shown in FIG. 2 is that
図10はこの発明の投写型映像表示装置の他の例を示した説明図である。図9に示した投写型映像表示装置との相違点は、先述の照明装置51G−3に代えて照明装置51G−3′を備えている点である。前記照明装置51G−3が偏光変換装置16の側面から入射された光を偏光依存性によって分光したのに対し、この構成で用いる照明装置51G−3′は偏光変換装置16Aの裏面側から入射された光を偏光依存性によって分光するとともにS偏光方向に揃えるようにしている。偏光変換装置16Aは前段側の偏光ビームスプリッターの光出射側に位相板16aを備えることで光をS偏光方向に揃える。
FIG. 10 is an explanatory view showing another example of the projection display apparatus of the present invention. A difference from the projection display apparatus shown in FIG. 9 is that an illuminating
図11はこの発明の投写型映像表示装置の他の例を示した説明図である。図4に示した投写型映像表示装置との相違点は、ダイクロイックプリズム2GR,2GBに代えて偏光ビームスプリッター21,21を備えた点である。また、照明装置51R,51Bにおいては、偏光変換装置13に代えて、光をP偏光光に揃える偏光変換装置13Aを備えており、赤色映像光及び青色映像光がS偏光光となるようにしている。第1緑色映像光及び第2緑色色映像光はP偏光光である。これにより、第1緑色映像光と赤色映像光とがその偏光依存性によって合成され、第2緑色映像光と青色映像光とがその偏光依存性によって合成される。
FIG. 11 is an explanatory view showing another example of the projection display apparatus of the present invention. The difference from the projection display apparatus shown in FIG. 4 is that
図12はこの発明の投写型映像表示装置の他の例を示した説明図である。図11に示した投写型映像表示装置との相違点は、照明装置51G−4に代えて照明装置51G−4′を備えている点である。先述の照明装置51G−4がハーフミラー17の右側から光に入射するのに対し、照明装置51G−4′はハーフミラー17の裏面側から光を入射する。また、照明装置51G−4′は、偏光変換装置13に代えて偏光変換装置13′を備える。偏光変換装置13′は偏光変換装置16と同様の構成を有する。LED11から出射された緑色光は、ロッドインテグレータ12を経て偏光変換装置13′の側面に入射され、この偏光変換装置13′によってS偏光光に揃えられる。
FIG. 12 is an explanatory view showing another example of the projection display apparatus of the present invention. The difference from the projection display apparatus shown in FIG. 11 is that an
なお、以上の説明では、ホワイトバランスの観点から緑色光の光量が不足すると仮定して二つの緑色映像光を生成する構成としたが、これに限らず、他の色光の光量が不足するのであれば、当該不足する色光の映像光を生成するようにすればよい。 In the above description, two green video lights are generated assuming that the amount of green light is insufficient from the viewpoint of white balance. However, the present invention is not limited to this, and the amount of light of other colors may be insufficient. For example, the insufficient color light image light may be generated.
また、以上の説明では、二つの投写系において、第1緑色映像光と赤色映像光の合成と第2緑色映像光と青色映像光の合成の両方にダイクロイックプリズム(ダイクロイックミラーでもよい)を用いた構成例及び前記両方に偏光ビームスプリッターを用いた構成例を示したが、一つの投写系の色映像光合成にダイクロイックプリズム(ダイクロイックミラーでもよい)を用い、他の一つの投写系の色映像光合成に偏光ビームスプリッターを用いる構成も採用できる。また、これらダイクロイックプリズム(ダイクロイックミラーでもよい)や偏光ビームスプリッター以外に二つの映像光を合成する光学素子が提供されるならば、そのような光学素子を合成手段として用いて本願の投写型映像表示装置を構成することもできる。 In the above description, a dichroic prism (which may be a dichroic mirror) is used for both the combination of the first green image light and the red image light and the combination of the second green image light and the blue image light in the two projection systems. Although a configuration example using a polarization beam splitter is shown in both the configuration example and the above, a dichroic prism (may be a dichroic mirror) is used for color image light synthesis in one projection system, and color image light synthesis in another projection system is used. A configuration using a polarizing beam splitter can also be adopted. In addition to these dichroic prisms (which may be dichroic mirrors) and polarizing beam splitters, if an optical element that synthesizes two image lights is provided, the projection type image display of the present application using such an optical element as a synthesis means An apparatus can also be constructed.
1 液晶表示パネル
2BG,2GB,2RB,2BR ダイクロイックプリズム
3 投写レンズ
11 LED
12,12A テーパ型のロッドインテグレータ
15 直方体形状ロッドインテグレータ
21 偏光ビームスプリッター(偏光光合成手段)
51 照明装置
DESCRIPTION OF
12, 12A
51 Lighting equipment
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