JP2018113593A - 投射型画像表示装置及び投射型画像表示システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の投射型画像表示装置から投射された画像を、高い画質が維持された、ドット密度の高い画像としてスクリーン上に隙間なく並べて表示させることができる投射型画像表示装置及び投射型画像表示システムを提供する。【解決手段】投射型画像表示装置１は、照明光源１０と反射型光変調デバイス３０と駆動基板９０と投射レンズ９とを備える。照明光源１０は照明光Ｌ１Ｒ，Ｌ１Ｇ，Ｌ１Ｂを射出する。反射型光変調デバイス３０は照明光Ｌ１Ｒ，Ｌ１Ｇ，Ｌ１Ｂを光変調して画像光Ｌ２Ｒ，Ｌ２Ｇ，Ｌ２Ｂを生成する。駆動基板９０は反射型光変調デバイス３０を駆動する。投射レンズ９は画像光Ｌ２Ｒ，Ｌ２Ｇ，Ｌ２Ｂを水平方向と垂直方向との２次元画像として投射する。駆動基板９０は駆動基板９０の面が照明光源１０の光軸ＰＡ２に沿うように、光軸ＰＡ２に対して２次元画像の垂直方向の位置に配置されている。【選択図】図２

Description

本発明は、投射型画像表示装置及び投射型画像表示システムに関する。

投射型画像表示システムは、複数の投射型画像表示装置から投射された画像をスクリーン上に並べて表示することにより、高精細な画像を大画面で表示させることができる。特許文献１には、複数の投射型画像表示装置が水平方向に配置された投射型画像表示システムの一例が記載されている。

特開２００７−４７３６６号公報

投射型画像表示装置では、投射される画像サイズを小さくすることにより、ドット密度dpi（dots per inch）の高い画像を表示させることができる。投射型画像表示システムは、投射型画像表示装置同士を隣接して配置することにより、複数の投射型画像表示装置から投射された画像をドット密度dpiの高い画像としてスクリーン上に隙間なく並べて表示する。

しかしながら、投射型画像表示装置同士を隣接して配置した場合に、投射型画像表示装置同士の間隔、具体的には投射レンズ同士の間隔が画像サイズよりも広いと、各投射型画像表示装置から投射された画像間に隙間が生じる。投射型画像表示装置同士の間隔を狭くするためには、投射型画像表示装置のサイズ、具体的には投射型画像表示装置の外周部から投射レンズまでの距離を小さくする必要がある。

画像間に隙間が生じないように、投射レンズの光軸をレンズシフトさせて画像光の光軸からずらしたり、投射レンズから射出された画像光をミラーで反射させたりすると、表示画像に歪みが生じる場合があり、画質を悪化させる要因となる。

本発明は、複数の投射型画像表示装置から投射された画像を、高い画質が維持された、ドット密度の高い画像としてスクリーン上に隙間なく並べて表示させることができる投射型画像表示装置及び投射型画像表示システムを提供することを目的とする。

本発明は、照明光を射出する照明光源と、前記照明光を光変調して画像光を生成する反射型光変調デバイスと、前記反射型光変調デバイスを駆動する駆動基板と、前記画像光を水平方向と垂直方向との２次元画像として投射する投射レンズとを備え、前記駆動基板は、前記駆動基板の面が前記照明光源の光軸に沿うように、前記光軸に対して前記２次元画像の垂直方向の位置に配置されていることを特徴とする投射型画像表示装置を提供する。

本発明は、水平方向及び垂直方向に配置された複数の投射型画像表示装置を備え、前記投射型画像表示装置は、照明光を射出する照明光源と、前記照明光を光変調して画像光を生成する反射型光変調デバイスと、前記反射型光変調デバイスを駆動する駆動基板と、前記画像光を水平方向と垂直方向との２次元画像として投射する投射レンズとを有し、前記駆動基板は、前記駆動基板の面が前記照明光源の光軸に沿うように、前記光軸に対して前記２次元画像の垂直方向の位置に配置されていることを特徴とする投射型画像表示システムを提供する。

本発明の投射型画像表示装置及び投射型画像表示システムによれば、複数の投射型画像表示装置から投射された画像を、高い画質が維持された、ドット密度dpiの高い画像としてスクリーン上に隙間なく並べて表示させることができる。

一実施形態の投射型画像表示装置の光学系を示す構成図である。 一実施形態の投射型画像表示装置の各構成部の位置関係を示す斜視図である。 駆動基板を示す構成図である。 一実施形態の投射型画像表示装置の各構成部の位置関係を示す斜視図である。 一実施形態の投射型画像表示装置の各構成部の位置関係を示す上面図である。 一実施形態の投射型画像表示装置の各構成部の位置関係を示す側面図である。 一実施形態の投射型画像表示システムの斜視図である。

図１〜図７を用いて、一実施形態の投射型画像表示装置及び投射型画像表示システムの構成例を説明する。まず、図１を用いて投射型画像表示装置１の光学系を説明する。

投射型画像表示装置１は縦分解３板式の光学系を有する。具体的には、投射型画像表示装置１は、照明光源１０を構成する赤色光源１０Ｒ、緑色光源１０Ｇ、及び青色光源１０Ｂと、コリメートレンズ２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂと、緑色光用ダイクロイックミラー５Ｇと、赤色光用ダイクロイックミラー５Ｒと、インテグレータ６ａ，６ｂと、フィールドレンズ７ａ，７ｂと、偏光板８とを備える。また、投射型画像表示装置１は、縦分解型の色分解合成光学系２０と、反射型光変調デバイス３０である赤色画像表示デバイス３０Ｒ、緑色画像表示デバイス３０Ｇ、及び青色画像表示デバイス３０Ｂと、投射レンズ９とを備える。

ここで、図１における左右方向を投射レンズ９の光軸ＰＡ１方向、上下方向を垂直方向、手前奥方向を水平方向と定義する。また、左側を照明光源１０側、右側を投射レンズ９側、下側を垂直方向の第１の側、上側を垂直方向の第２の側と定義する。図１における垂直方向及び水平方向は、表示画像の垂直方向及び水平方向に対応する。

赤色光源１０Ｒは、銅をベースとしたプリント配線板１１Ｒ上に赤色発光ダイオード（以下、赤色ＬＥＤと称す）１２Ｒが接続されている。外部からプリント配線板１１Ｒを介して赤色ＬＥＤ１２Ｒに電力を供給することにより、赤色ＬＥＤ１２Ｒは赤色照明光Ｌ１Ｒをコリメートレンズ２ａ，２ｂに向けて照射する。プリント配線板１１Ｒの赤色ＬＥＤ１２Ｒが接続されている面とは反対側の面にはヒートシンク１３Ｒが固定されている。

緑色光源１０Ｇは、銅をベースとしたプリント配線板１１Ｇ上に緑色発光ダイオード（以下、緑色ＬＥＤと称す）１２Ｇが接続されている。外部からプリント配線板１１Ｇを介して緑色ＬＥＤ１２Ｇに電力を供給することにより、緑色ＬＥＤ１２Ｇは緑色照明光Ｌ１Ｇをコリメートレンズ３ａ，３ｂに向けて照射する。プリント配線板１１Ｇの緑色ＬＥＤ１２Ｇが接続されている面とは反対側の面にはヒートシンク１３Ｇが固定されている。

青色光源１０Ｂは、銅をベースとしたプリント配線板１１Ｂ上に青色発光ダイオード（以下、青色ＬＥＤと称す）１２Ｂが接続されている。外部からプリント配線板１１Ｂを介して青色ＬＥＤ１２Ｂに電力を供給することにより、青色ＬＥＤ１２Ｂは青色照明光Ｌ１Ｂをコリメートレンズ４ａ，４ｂに向けて照射する。プリント配線板１１Ｂの青色ＬＥＤ１２Ｂが接続されている面とは反対側の面にはヒートシンク１３Ｂが固定されている。

コリメートレンズ２ａ，２ｂは、赤色光源１０Ｒから射出された赤色照明光Ｌ１Ｒを平行光にする。コリメートレンズ３ａ，３ｂは、緑色光源１０Ｇから射出された緑色照明光Ｌ１Ｇを平行光にする。コリメートレンズ４ａ，４ｂは、青色光源１０Ｂから射出された青色照明光Ｌ１Ｂを平行光にする。

緑色光用ダイクロイックミラー５Ｇは、青色照明光Ｌ１Ｂを透過し、緑色照明光Ｌ１Ｇを反射する。赤色光用ダイクロイックミラー５Ｒは、青色照明光Ｌ１Ｂ及び緑色照明光Ｌ１Ｇを透過し、赤色照明光Ｌ１Ｒを反射する。

インテグレータ６ａ，６ｂは、赤色照明光Ｌ１Ｒ、緑色照明光Ｌ１Ｇ、及び青色照明光Ｌ１Ｂの照明分布を均一化する。インテグレータ６ａ，６ｂとしてフライアイレンズを用いてもよい。フィールドレンズ７ａ，７ｂは、赤色照明光Ｌ１Ｒ、緑色照明光Ｌ１Ｇ、及び青色照明光Ｌ１Ｂを集光する。

偏光板８は、赤色照明光Ｌ１Ｒ、緑色照明光Ｌ１Ｇ、及び青色照明光Ｌ１Ｂの偏光を揃える。本実施形態では、偏光板８は、赤色照明光Ｌ１Ｒ、緑色照明光Ｌ１Ｇ、及び青色照明光Ｌ１Ｂをｓ偏光に揃える場合について説明する。

青色光源１０Ｂ（具体的には青色ＬＥＤ１２Ｂ）と、コリメートレンズ４ａ，４ｂと、緑色光用ダイクロイックミラー５Ｇと、赤色光用ダイクロイックミラー５Ｒと、インテグレータ６ａ，６ｂと、フィールドレンズ７ａ，７ｂと、偏光板８とは、投射レンズ９の光軸ＰＡ１に対して平行な光軸ＰＡ２上に配置されている。

青色光源１０Ｂから射出された青色照明光Ｌ１Ｂは、コリメートレンズ４ａ，４ｂにより平行光となり、緑色光用ダイクロイックミラー５Ｇ及び赤色光用ダイクロイックミラー５Ｒを透過する。青色照明光Ｌ１Ｂは、インテグレータ６ａ，６ｂにより照明分布が均一化され、フィールドレンズ７ａ，７ｂにより集光される。青色照明光Ｌ１Ｂは、偏光板８によりｓ偏光に揃えられ、色分解合成光学系２０に入射する。

赤色光源１０Ｒ、緑色光源１０Ｇ、及びコリメートレンズ２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂは、光軸ＰＡ２に対して垂直方向の第１の側に配置されている。赤色光源１０Ｒ（具体的には赤色ＬＥＤ１２Ｒ）と、コリメートレンズ２ａ，２ｂとは光軸ＰＡ３上に配置されている。緑色光源１０Ｇ（具体的には緑色ＬＥＤ１２Ｇ）と、コリメートレンズ３ａ，３ｂとは光軸ＰＡ４上に配置されている。光軸ＰＡ３と光軸ＰＡ４とは平行であり、光軸ＰＡ２に直交する。

緑色光源１０Ｇから射出された緑色照明光Ｌ１Ｇは、コリメートレンズ３ａ，３ｂにより平行光となり、緑色光用ダイクロイックミラー５Ｇにより反射し、赤色光用ダイクロイックミラー５Ｒを透過する。緑色照明光Ｌ１Ｇは、インテグレータ６ａ，６ｂにより照明分布が均一化され、フィールドレンズ７ａ，７ｂにより集光される。緑色照明光Ｌ１Ｇは、偏光板８によりｓ偏光に揃えられ、色分解合成光学系２０に入射する。

赤色光源１０Ｒから射出された赤色照明光Ｌ１Ｒは、コリメートレンズ２ａ，２ｂにより平行光となり、赤色光用ダイクロイックミラー５Ｒにより反射する。赤色照明光Ｌ１Ｒは、インテグレータ６ａ，６ｂにより照明分布が均一化され、フィールドレンズ７ａ，７ｂにより集光される。赤色照明光Ｌ１Ｒは、偏光板８によりｓ偏光に揃えられ、色分解合成光学系２０に入射する。赤色照明光Ｌ１Ｒ、緑色照明光Ｌ１Ｇ、及び青色照明光Ｌ１Ｂは、光軸ＰＡ２を通って色分解合成光学系２０に入射する。そこで、光軸ＰＡ２を照明光源１０の光軸と称す。

色分解合成光学系２０は、第１の偏光ビームスプリッタ４０と、第２の偏光ビームスプリッタ５０と、第３の偏光ビームスプリッタ６０と、第４の偏光ビームスプリッタ７０とを有する。第１〜第４の偏光ビームスプリッタ４０，５０，６０，７０は直方体形状を有する。

第１及び第２の偏光ビームスプリッタ４０，５０は光軸ＰＡ２上に配置されている。第３及び第４の偏光ビームスプリッタ６０，７０は光軸ＰＡ１上に配置されている。第１及び第３の偏光ビームスプリッタ４０，６０は照明光源１０側に配置され、第２及び第４の偏光ビームスプリッタ５０，７０は投射レンズ９側に配置されている。第３の偏光ビームスプリッタ６０は第１の偏光ビームスプリッタ４０に対して垂直方向の第２の側に配置されている。第４の偏光ビームスプリッタ７０は第２の偏光ビームスプリッタ５０に対して垂直方向の第２の側に配置されている。

第１の偏光ビームスプリッタ４０は、ｓ偏光を反射し、ｐ偏光を透過する偏光分離面４１を有する。第２の偏光ビームスプリッタ５０は、ｓ偏光を反射し、ｐ偏光を透過する偏光分離面５１を有する。第３の偏光ビームスプリッタ６０は、ｓ偏光を反射し、ｐ偏光を透過する偏光分離面６１を有する。第４の偏光ビームスプリッタ７０は、ｓ偏光を反射し、ｐ偏光を透過する偏光分離面７１を有する。第１〜第４の偏光ビームスプリッタ４０，５０，６０，７０は、水平方向から見た場合に、偏光分離面４１，５１，６１，７１がＸ字状になるように配置されている。

色分解合成光学系２０は、第１の波長選択性偏光変換板２１と、第２の波長選択性偏光変換板２２と、第３の波長選択性偏光変換板２３と、第４の波長選択性偏光変換板２４とを有する。第１及び第４の波長選択性偏光変換板２１，２４は緑色光の偏波面を９０度回転させる。第２及び第３の波長選択性偏光変換板２２，２３は赤色光の偏波面を９０度回転させる。

第１の波長選択性偏光変換板２１は、光軸ＰＡ２上に配置されている。第３，第４の波長選択性偏光変換板２３，２４は、光軸ＰＡ１上に配置されている。第１の波長選択性偏光変換板２１は、第１の偏光ビームスプリッタ４０に対して照明光源１０側に配置されている。第２の波長選択性偏光変換板２２は、第１の偏光ビームスプリッタ４０と第３の偏光ビームスプリッタ６０との間隙に配置されている。第３の波長選択性偏光変換板２３は、第３の偏光ビームスプリッタ６０と第４の偏光ビームスプリッタ７０との間隙に配置されている。第４の波長選択性偏光変換板２４は、第４の偏光ビームスプリッタ７０に対して投射レンズ９側に配置されている。

青色画像表示デバイス３０Ｂは、光軸ＰＡ１上に配置されている。青色画像表示デバイス３０Ｂは、第３の偏光ビームスプリッタ６０に対して照明光源１０側に配置されている。青色画像表示デバイス３０Ｂは、青色成分の画像データに基づいて、照射された青色照明光Ｌ１Ｂを光変調して青色画像光Ｌ２Ｂを生成する。青色画像表示デバイス３０Ｂの青色照明光Ｌ１Ｂが照射される面とは反対側の面にはヒートシンク３１Ｂが固定されている。

赤色画像表示デバイス３０Ｒは、第３の偏光ビームスプリッタ６０に対して垂直方向の第２の側に配置されている。赤色画像表示デバイス３０Ｒは、赤色成分の画像データに基づいて、照射された赤色照明光Ｌ１Ｒを光変調して赤色画像光Ｌ２Ｒを生成する。赤色画像表示デバイス３０Ｒの赤色照明光Ｌ１Ｒが照射される面とは反対側の面にはヒートシンク３１Ｒが固定されている。

緑色画像表示デバイス３０Ｇは、光軸ＰＡ２上に配置されている。緑色画像表示デバイス３０Ｇは、第２の偏光ビームスプリッタ５０に対して投射レンズ９側に配置されている。緑色画像表示デバイス３０Ｇは、緑色成分の画像データに基づいて、照射された緑色照明光Ｌ１Ｇを光変調して緑色画像光Ｌ２Ｇを生成する。緑色画像表示デバイス３０Ｇの緑色照明光Ｌ１Ｇが照射される面とは反対側の面にはヒートシンク３１Ｇが固定されている。

赤色画像表示デバイス３０Ｒ、緑色画像表示デバイス３０Ｇ、及び青色画像表示デバイス３０Ｂとして、例えば水平方向の画素数が３８４０であり、垂直方向の画素数が２１６０であるアスペクト比が１６対９の表示画素領域を有する所謂４Ｋ素子を用いてもよい。例えば表示画素領域の対角長は約０．７インチであり、画素ピッチは約４μｍである。

色分解合成光学系２０に入射した赤色照明光Ｌ１Ｒは、第１の波長選択性偏光変換板２１を透過し、第１の偏光ビームスプリッタ４０の偏光分離面４１で反射し、第２の波長選択性偏光変換板２２によりｓ偏光からｐ偏光に変換される。赤色照明光Ｌ１Ｒは、第３の偏光ビームスプリッタ６０を透過し、赤色画像表示デバイス３０Ｒにより光変調され、ｓ偏光の赤色画像光Ｌ２Ｒが生成される。

赤色画像光Ｌ２Ｒは、第３の偏光ビームスプリッタ６０の偏光分離面６１で反射し、第３の波長選択性偏光変換板２３によりｓ偏光からｐ偏光に変換される。赤色画像光Ｌ２Ｒは、第４の偏光ビームスプリッタ７０及び第４の波長選択性偏光変換板２４を透過し、投射レンズ９に入射する。

色分解合成光学系２０に入射した緑色照明光Ｌ１Ｇは、第１の波長選択性偏光変換板２１によりｓ偏光からｐ偏光に変換される。緑色照明光Ｌ１Ｇは、第１及び第２の偏光ビームスプリッタ４０，５０を透過し、緑色画像表示デバイス３０Ｇにより光変調され、ｓ偏光の緑色画像光Ｌ２Ｇが生成される。

緑色画像光Ｌ２Ｇは、第２の偏光ビームスプリッタ５０の偏光分離面５１で反射し、さらに第４の偏光ビームスプリッタ７０の偏光分離面７１で反射する。緑色画像光Ｌ２Ｇは、第４の波長選択性偏光変換板２４によりｓ偏光からｐ偏光に変換され、投射レンズ９に入射する。

色分解合成光学系２０に入射した青色照明光Ｌ１Ｂは、第１の波長選択性偏光変換板２１を透過し、第１の偏光ビームスプリッタ４０の偏光分離面４１で反射し、第２の波長選択性偏光変換板２２を透過する。青色照明光Ｌ１Ｂは、第３の偏光ビームスプリッタ６０の偏光分離面６１で反射し、青色画像表示デバイス３０Ｂにより光変調され、ｐ偏光の青色画像光Ｌ２Ｂが生成される。

青色画像光Ｌ２Ｂは、第３の偏光ビームスプリッタ６０、第３の波長選択性偏光変換板２３、第４の偏光ビームスプリッタ７０、及び第４の波長選択性偏光変換板２４を透過し、投射レンズ９に入射する。

投射レンズ９は、赤色画像光Ｌ２Ｒ、緑色画像光Ｌ２Ｇ、及び青色画像光Ｌ２Ｂを水平方向と垂直方向との２次元画像としてスクリーン等へ投射し、フルカラー画像を表示する。

図２〜図６を用いて、投射型画像表示装置１の各構成部の位置関係を説明する。図２に示すように、投射型画像表示装置１は、照明ボックス８０と、反射型光変調デバイス３０を駆動する駆動基板９０とを備える。具体的には、駆動基板９０は、赤色画像表示デバイス３０Ｒを駆動する赤色用駆動基板９０Ｒ、緑色画像表示デバイス３０Ｇを駆動する緑色用駆動基板９０Ｇ、及び青色画像表示デバイス３０Ｂを駆動する青色用駆動基板９０Ｂを含む。

なお、図２では、赤色画像表示デバイス３０Ｒと緑色画像表示デバイス３０Ｇと青色画像表示デバイス３０Ｂとの位置関係をわかりやすくするために、ヒートシンク３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂ、及び第１〜第４の波長選択性偏光変換板２１〜２４の表示を省略している。

照明ボックス８０には、図１に示す照明光源１０と、コリメートレンズ２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂと、緑色光用ダイクロイックミラー５Ｇと、赤色光用ダイクロイックミラー５Ｒと、インテグレータ６ａ，６ｂと、フィールドレンズ７ａ，７ｂと、偏光板８とが収容されている。なお、照明光源１０のヒートシンク１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂは照明ボックス８０の外部に位置するように配置されている。

赤色用駆動基板９０Ｒは、フレキシブル配線基板（以下、ＦＰＣと称す）９１Ｒを介して赤色画像表示デバイス３０Ｒに接続されている。緑色用駆動基板９０Ｇは、ＦＰＣ９１Ｇを介して緑色画像表示デバイス３０Ｇに接続されている。青色用駆動基板９０Ｂは、ＦＰＣ９１Ｂを介して青色画像表示デバイス３０Ｂに接続されている。

図３に示すように、駆動基板９０は、プリント配線板９２と、駆動素子９３と、ＦＰＣコネクタ９４と、電源コネクタ９５と、信号入力コネクタ９６とを有する。具体的には、赤色用駆動基板９０Ｒは、赤色用プリント配線板９２Ｒと、赤色用駆動素子９３Ｒと、赤色用ＦＰＣコネクタ９４Ｒと、赤色用電源コネクタ９５Ｒと、赤色信号用入力コネクタ９６Ｒとを有する。

赤色用ＦＰＣコネクタ９４ＲはＦＰＣ９１Ｒに接続されている。赤色信号用入力コネクタ９６Ｒには外部から赤色成分の画像データが入力される。赤色用駆動素子９３Ｒは入力された画像データに基づき、赤色用ＦＰＣコネクタ９４Ｒ及びＦＰＣ９１Ｒを介して赤色画像表示デバイス３０Ｒを駆動する。

緑色用駆動基板９０Ｇは、緑色用プリント配線板９２Ｇと、緑色用駆動素子９３Ｇと、緑色用ＦＰＣコネクタ９４Ｇと、緑色用電源コネクタ９５Ｇと、緑色信号用入力コネクタ９６Ｇとを有する。緑色用ＦＰＣコネクタ９４ＧはＦＰＣ９１Ｇに接続されている。緑色信号用入力コネクタ９６Ｇには外部から緑色成分の画像データが入力される。緑色用駆動素子９３Ｇは入力された画像データに基づき、緑色用ＦＰＣコネクタ９４Ｇ及びＦＰＣ９１Ｇを介して緑色画像表示デバイス３０Ｇを駆動する。

青色用駆動基板９０Ｂは、青色用プリント配線板９２Ｂと、青色用駆動素子９３Ｂと、青色用ＦＰＣコネクタ９４Ｂと、青色用電源コネクタ９５Ｂと、青色信号用入力コネクタ９６Ｂとを有する。青色用ＦＰＣコネクタ９４ＢはＦＰＣ９１Ｂに接続されている。青色信号用入力コネクタ９６Ｂには外部から青色成分の画像データが入力される。青色用駆動素子９３Ｂは入力された画像データに基づき、青色用ＦＰＣコネクタ９４Ｂ及びＦＰＣ９１Ｂを介して青色画像表示デバイス３０Ｂを駆動する。

電源コネクタ９５（９５Ｒ，９５Ｇ，９５Ｂ）は外部電源に接続されている。駆動基板９０（９０Ｒ，９０Ｇ，９０Ｂ）には、外部電源から電源コネクタ９５（９５Ｒ，９５Ｇ，９５Ｂ）を介して電力が供給される。駆動素子９３（９３Ｒ，９３Ｇ，９３Ｂ）としてＬＳＩ（large scale integration）を用いてもよい。

駆動基板９０は、駆動基板９０の面９０ａが照明光源１０の光軸ＰＡ２に沿うように、光軸ＰＡ２に対して２次元画像の垂直方向の位置に配置されている。赤色用駆動基板９０Ｒ及び青色用駆動基板９０Ｂは、赤色用駆動基板９０Ｒの面９０ａＲ及び青色用駆動基板９０Ｂの面９０ａＢが光軸ＰＡ２に沿うように、光軸ＰＡ２に対して２次元画像の垂直方向の第２の側の位置に配置されている。具体的には、赤色用駆動基板９０Ｒ及び青色用駆動基板９０Ｂは、照明ボックス８０の上方であり、色分解合成光学系２０の照明光源１０側に位置する空隙に配置されている。

緑色用駆動基板９０Ｇは、緑色用駆動基板９０Ｇの面９０ａＧが光軸ＰＡ２に沿うように、光軸ＰＡ２に対して２次元画像の垂直方向の第１の側の位置に配置されている。具体的には、緑色用駆動基板９０Ｇは、照明ボックス８０の下方であり、照明光源１０の投射レンズ９側に位置する空隙に配置されている。即ち、駆動基板９０（９０Ｒ，９０Ｇ，９０Ｂ）は、駆動基板９０の面９０ａが照明光源１０の光軸ＰＡ２に沿うように、光軸ＰＡ２に対して２次元画像の垂直方向の位置に形成された空隙に配置されている。駆動基板９０は、駆動基板９０の面９０ａが光軸ＰＡ２に対して平行に配置されていることが好ましい。

駆動基板９０の長さと幅とが異なる場合、即ち駆動基板９０が長辺と短辺とを有する場合、投射型画像表示装置１の水平方向の幅を小さくするために、駆動基板９０の長辺が光軸ＰＡ２と平行になるように駆動基板９０を配置することが好ましい。

図５は、図４に示す投射型画像表示装置１を赤色用駆動基板９０Ｒ側から見た状態を示している。図６は、投射型画像表示装置１を水平方向から見た状態を示している。

図４〜図６に示すように、赤色用駆動基板９０Ｒは、赤色用駆動素子９３Ｒの赤色用プリント配線板９２Ｒとは反対側の面に固定されたヒートシンク９７Ｒを有する。緑色用駆動基板９０Ｇは、緑色用駆動素子９３Ｇの緑色用プリント配線板９２Ｇとは反対側の面に固定されたヒートシンク９７Ｇを有する。青色用駆動基板９０Ｂは、青色用駆動素子９３Ｂの青色用プリント配線板９２Ｂとは反対側の面に固定されたヒートシンク９７Ｂを有する。

図７を用いて、一実施形態の投射型画像表示システムの構成例を説明する。投射型画像表示システム１００は、複数の投射型画像表示装置１が水平方向及び垂直方向に配置された構成、具体的には水平方向に配置された複数の投射型画像表示装置１が垂直方向に２段に配置された構成を有する。複数の投射型画像表示装置１は、光軸ＰＡ１が水平方向に等間隔になるように配置されている。１段目の投射型画像表示装置１ａと２段目の投射型画像表示装置１ｂとは、光軸ＰＡ１同士が接近するように背中合わせに配置されている。

投射型画像表示システム１００は、複数の投射型画像表示装置１ａ，１ｂから投射された画像をスクリーン上に並べて表示することにより、高精細な画像を大画面で表示させることができる。投射型画像表示装置１ａ，１ｂから投射される画像サイズを小さくすることにより、ドット密度dpiの高い画像を表示させることができる。

ここで、複数の投射型画像表示装置１ａ，１ｂから投射された画像をドット密度dpiの高い画像としてスクリーン上に隙間なく並べて表示できる最小画像サイズ、具体的には水平方向の最小画像サイズをＸ１とし、垂直方向の最小画像サイズをＹ１とする。例えば反射型光変調デバイス３０として４Ｋ素子を用い、画像サイズが、Ｘ１＝１２０ｍｍ、Ｙ１＝７０ｍｍで対角長が５．５インチの場合、画素ピッチが約３２μｍのドット密度dpiの高い画像を表示させることができる。

複数の投射型画像表示装置１から投射された画像を、レンズシフトやミラーを用いないでスクリーン上に隙間なく水平方向に並べて表示するためには、投射型画像表示装置１の水平方向の長さをＸ１以下にしなければならない。

投射型画像表示装置１の水平方向の長さが駆動基板９０の水平方向の長さによって決定される場合、図３に示すように、駆動基板９０の長辺の長さをＤ９０とし、短辺の長さをＷ９０とすると、図５に示すように、駆動基板９０は、Ｗ９０＜Ｘ１の関係を有する。なお、Ｄ９０＜Ｘ１の関係を有する場合、駆動基板９０の短辺が光軸ＰＡ２と平行になるように駆動基板９０を配置してもよい。

複数の投射型画像表示装置１から投射された画像を、レンズシフトやミラーを用いないでスクリーン上に隙間なく垂直方向に並べて表示するためには、光軸ＰＡ１から投射型画像表示装置１の垂直方向の第２の側の外周部までの距離をＹ１／２以下にしなければならない。

そのため、図６に示すように、投射型画像表示装置１は、光軸ＰＡ１から垂直方向の第２の側の距離がＹ１／２未満の範囲内に構成部材、具体的にはヒートシンク３１Ｒ，９７Ｒが配置されている。これにより、図７に示すように、１段目の投射型画像表示装置１ａと２段目の投射型画像表示装置１ｂとを、光軸ＰＡ１同士が接近するように背中合わせに配置することにより、投射型画像表示装置１ａと投射型画像表示装置１ｂとから投射された画像を、レンズシフトやミラーを用いないでスクリーン上に隙間なく垂直方向に並べて表示することができる。

投射型画像表示装置１は、駆動基板９０が光軸ＰＡ１の垂直方向に配置され、駆動基板９０の短辺の長さＷ９０が水平方向の最小画像サイズＸ１未満（Ｗ９０＜Ｘ１）であり、ヒートシンク３１Ｒ，９７Ｒ等の構成部材が光軸ＰＡ１から垂直方向の第２の側の距離がＹ１／２未満の範囲内に配置されている。

これにより、複数の投射型画像表示装置１ａ，１ｂから投射された画像を、高い画質が維持された、ドット密度dpiの高い画像としてスクリーン上に、水平方向及び垂直方向に隙間なく並べて表示させることができる。

なお、本発明は、上述した実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。例えば、照明光源１０として白色ランプやレーザ光源を用いてもよい。また、縦分解型の色分解合成光学系であれば、本実施形態の色分解合成光学系２０の構成に限定されるものではない。

また、本実施形態では、偏光板８が照明光Ｌ１Ｒ，Ｌ１Ｇ，Ｌ１Ｂをｓ偏光に揃える場合を説明したが、ｐ偏光に揃える構成としてもよい。この場合、第１〜第４の偏光ビームスプリッタ４０，５０，６０，７０の偏光分離面４１，５１，６１，７１は、ｐ偏光を反射し、ｓ偏光を透過させる構成となる。

また、本実施形態では、赤色画像表示デバイス３０Ｒ、緑色画像表示デバイス３０Ｇ、及び青色画像表示デバイス３０Ｂとして水平方向の画素数が３８４０であり、垂直方向の画素数が２１６０である４Ｋ素子を用いたが、水平方向の画素数が４０９６であり、垂直方向の画素数が２４００である４Ｋ素子を用いてもよく、それ以外の画素数の反射型光変調素子を用いてもよい。

１ 投射型画像表示装置
９ 投射レンズ
１０ 照明光源
３０ 反射型光変調デバイス
９０ 駆動基板
９０ａ 面
１００ 投射型画像表示システム
Ｌ１Ｒ，Ｌ１Ｇ，Ｌ１Ｂ 照明光（赤色照明光，緑色照明光，青色照明光）
Ｌ２Ｒ，Ｌ２Ｇ，Ｌ２Ｂ 画像光（赤色画像光，緑色画像光，青色画像光）

Claims (5)

1. 照明光を射出する照明光源と、
   前記照明光を光変調して画像光を生成する反射型光変調デバイスと、
   前記反射型光変調デバイスを駆動する駆動基板と、
   前記画像光を水平方向と垂直方向との２次元画像として投射する投射レンズと、
   を備え、
   前記駆動基板は、前記駆動基板の面が前記照明光源の光軸に沿うように、前記光軸に対して前記２次元画像の垂直方向の位置に配置されている
   ことを特徴とする投射型画像表示装置。
2. 前記駆動基板が長辺と短辺とを有し、前記駆動基板は前記長辺が前記照明光源の光軸と平行になるように配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の投射型画像表示装置。
3. 前記照明光源は、赤色照明光を射出する赤色光源と、緑色照明光を射出する緑色光源と、青色照明光を射出する青色光源とを有し、
   前記反射型光変調デバイスは、前記赤色照明光を光変調して赤色画像光を生成する赤色画像表示デバイスと、前記緑色照明光を光変調して緑色画像光を生成する緑色画像表示デバイスと、前記青色照明光を光変調して青色画像光を生成する青色画像表示デバイスとを有し、
   前記照明光源の光軸上に配置され、前記緑色照明光を透過し、前記赤色照明光及び緑色照明光を反射する第１の偏光ビームスプリッタと、
   前記照明光源の光軸上であって前記第１の偏光ビームスプリッタに対して前記投射レンズ側に配置され、前記緑色照明光を透過し、前記緑色画像光を反射する第２の偏光ビームスプリッタと、
   前記投射レンズの光軸上であって前記第１の偏光ビームスプリッタに対して垂直方向に配置され、前記赤色照明光及び前記青色画像光を透過し、前記青色照明光及び前記赤色画像光を反射する第３の偏光ビームスプリッタと、
   前記投射レンズの光軸上であって前記第２の偏光ビームスプリッタに対して垂直方向に配置され、前記赤色画像光及び前記青色画像光を透過し、前記緑色画像光を反射する第４の偏光ビームスプリッタと、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の投射型画像表示装置。
4. 水平方向及び垂直方向に配置された複数の投射型画像表示装置を備え、
   前記投射型画像表示装置は、
   照明光を射出する照明光源と、
   前記照明光を光変調して画像光を生成する反射型光変調デバイスと、
   前記反射型光変調デバイスを駆動する駆動基板と、
   前記画像光を水平方向と垂直方向との２次元画像として投射する投射レンズとを有し、
   前記駆動基板は、前記駆動基板の面が前記照明光源の光軸に沿うように、前記光軸に対して前記２次元画像の垂直方向の位置に配置されている
   ことを特徴とする投射型画像表示システム。
5. 前記複数の投射型画像表示装置から投射された画像を隙間なく並べて表示できる水平方向の最小画像サイズをＸ１とし、垂直方向の最小画像サイズをＹ１とした場合、前記投射型画像表示装置の水平方向の長さはＸ１以下であり、前記投射レンズの光軸から前記投射型画像表示装置の垂直方向の外周部までの距離はＹ１／２以下である
   ことを特徴とする請求項４に記載の投射型画像表示システム。

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