JP6805833B2 - Projection-type image display device and projection-type image display system - Google Patents
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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。 The present invention relates to a projection type image display device and a projection type image display system.
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。
The projection type image display system can display a high-definition image on a large screen by displaying images projected from a plurality of projection type image display devices side by side on a screen.
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。 In the projection type image display device, an image having a high dot density dpi (dots per inch) can be displayed by reducing the projected image size. In the projection type image display system, by arranging the projection type image display devices adjacent to each other, the images projected from a plurality of projection type image display devices are displayed side by side on the screen as an image having a high dot density dpi. ..
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。 However, when the projection type image display devices are arranged adjacent to each other and the distance between the projection type image display devices, specifically, the distance between the projection lenses is wider than the image size, from each projection type image display device. There are gaps between the projected images. In order to reduce the distance between the projection type image display devices, it is necessary to reduce the size of the projection type image display device, specifically, the distance from the outer peripheral portion of the projection type image display device to the projection lens.
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。 If the optical axis of the projection lens is shifted from the optical axis of the image light or the image light emitted from the projection lens is reflected by the mirror so that there are no gaps between the images, the displayed image will be distorted. It may occur and cause deterioration of image quality.
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。 The present invention is a projection type image display device and a projection type capable of displaying images projected from a plurality of projection type image display devices side by side on a screen as an image having high dot density while maintaining high image quality. An object of the present invention is to provide an image display system.
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る投射型画像表示装置であり、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である第1の光軸に沿うように、前記第1の光軸に対して前記2次元画像の垂直方向の位置に配置されており、前記2次元画像の垂直方向の幅は、前記投射型画像表示装置の垂直方向の幅より小さく、前記投射レンズの光軸である第2の光軸から前記投射型画像表示装置の外周部における垂直方向の一方の端部までの距離は、前記2次元画像の垂直方向の幅の半分以下であり、前記第2の光軸から前記投射型画像表示装置の外周部における垂直方向の他方の端部までの距離は、前記2次元画像の垂直方向の幅の半分より大きい投射型画像表示装置を提供する。 The present invention uses an illumination light source that emits illumination light, a reflective optical modulation device that photomodulates the illumination light to generate image light, a drive substrate that drives the reflective optical modulation device, and the image light. a projection type image display apparatus Ru and a projection lens for projecting a two-dimensional image of the horizontal and vertical directions, the drive substrate, a first optical surface of the driving substrate is an optical axis of the illumination light source The two-dimensional image is arranged at a position perpendicular to the first optical axis along the axis , and the width of the two-dimensional image in the vertical direction is the vertical direction of the projection type image display device. The distance from the second optical axis, which is the optical axis of the projection lens, to one end in the vertical direction at the outer peripheral portion of the projection type image display device is the width in the vertical direction of the two-dimensional image. is a half or less, the second distance from the optical axis to the other end of the vertical direction in the outer peripheral portion of the projection type image display apparatus is greater projection morphism than half the vertical width of the two-dimensional image A type image display device is provided.
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、前記複数の投射型画像表示装置における各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である第1の光軸に沿うように、前記第1の光軸に対して前記2次元画像の垂直方向の位置に配置されており、前記2次元画像の垂直方向の幅は、前記各投射型画像表示装置の垂直方向の幅より小さく、前記投射レンズの光軸である第2の光軸から前記各投射型画像表示装置の外周部における垂直方向の一方の端部までの距離は、前記2次元画像の垂直方向の幅の半分以下であり、前記第2の光軸から前記各投射型画像表示装置の外周部における垂直方向の他方の端部までの距離は、前記2次元画像の垂直方向の幅の半分より大きい投射型画像表示システムを提供する。 The present invention includes a plurality of projection type image display devices arranged in the horizontal direction and the vertical direction, and each projection type image display device in the plurality of projection type image display devices includes an illumination light source that emits illumination light and the above. A reflection type light modulation device that photomodulates illumination light to generate image light, a drive substrate that drives the reflection type light modulation device, and projection that projects the image light as a two-dimensional image in a horizontal direction and a vertical direction. and a lens, the driving substrate, first along the optical axis side of the driving substrate is an optical axis of the illumination light source, the vertical of the first of the two-dimensional image with respect to the optical axis Arranged at a position in the direction, the vertical width of the two-dimensional image is smaller than the vertical width of each projection type image display device, and the width from the second optical axis, which is the optical axis of the projection lens, is the same. The distance from the outer peripheral portion of each projection type image display device to one end in the vertical direction is less than half the width of the two-dimensional image in the vertical direction, and the projection type image display is performed from the second optical axis. Provided is a projection image display system in which the distance to the other vertical end of the outer periphery of the device is greater than half the vertical width of the two-dimensional image .
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。 According to the projection type image display device and the projection type image display system of the present invention, an image projected from a plurality of projection type image display devices is displayed as a gap on the screen as an image having a high dot density dpi while maintaining high image quality. It can be displayed side by side.
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。
A configuration example of the projection type image display device and the projection type image display system of one embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 7. First, the optical system of the projection type
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。
The projection type
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。
Here, the left-right direction in FIG. 1 is defined as the optical axis PA1 direction of the
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。
In the
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。
In the
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。
In the
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。
The
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。
The green light
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。
The
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。 The polarizing plate 8 aligns the polarized light of the red illumination light L1R, the green illumination light L1G, and the blue illumination light L1B. In the present embodiment, the case where the polarizing plate 8 aligns the red illumination light L1R, the green illumination light L1G, and the blue illumination light L1B with s-polarized light will be described.
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。
A
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。
The blue illumination light L1B emitted from the
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。
The
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。
The green illumination light L1G emitted from the
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。
The red illumination light L1R emitted from the
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。
The color separation synthesis
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。
The first and second
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。
The first
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。
The color separation synthesis
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。
The first wavelength selective
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。
The blue
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。
The red
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。
The green
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。
As the red
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。
The red illumination light L1R incident on the color separation synthesis
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。
The red image light L2R is reflected by the
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。
The green illumination light L1G incident on the color separation synthesis
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。
The green image light L2G is reflected by the polarization separation surface 51 of the second
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。
The blue illumination light L1B incident on the color separation synthesis
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。
The blue image light L2B passes through the third
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。
The
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。
The positional relationship of each component of the projection type
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。
In FIG. 2, the
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。
The
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。
The
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。
As shown in FIG. 3, the
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。
The
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。
The
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。
The
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。 The power connector 95 (95R, 95G, 95B) is connected to an external power source. Power is supplied to the drive board 90 (90R, 90G, 90B) from an external power source via the power connector 95 (95R, 95G, 95B). An LSI (large scale integration) may be used as the drive element 93 (93R, 93G, 93B).
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。
The
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。
The
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。
When the length and width of the
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。
FIG. 5 shows a state in which the projection type
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。
As shown in FIGS. 4 to 6, the
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。
A configuration example of the projection type image display system of one embodiment will be described with reference to FIG. 7. The projection type
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。
The projection type
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。
Here, the minimum image size capable of displaying images projected from a plurality of projection type
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。
In order to display the images projected from the plurality of projection type
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。
When the horizontal length of the projection type
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。
In order to display the images projected from the plurality of projection type
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。
Therefore, as shown in FIG. 6, the projection type
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。
In the projection type
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。
As a result, the images projected from the plurality of projection type
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。
The present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, a white lamp or a laser light source may be used as the
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。
Further, in the present embodiment, the case where the polarizing plate 8 aligns the illumination lights L1R, L1G, and L1B with s-polarized light has been described, but it may be configured to align with p-polarized light. In this case, the polarization separation surfaces 41, 51, 61, 71 of the first to fourth
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。
Further, in the present embodiment, a 4K element having 3840 pixels in the horizontal direction and 2160 pixels in the vertical direction is used as the red
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)
1 Projection type
L2R, L2G, L2B image light (red image light, green image light, blue image light)
Claims (5)
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、
を備える投射型画像表示装置であり、
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である第1の光軸に沿うように、前記第1の光軸に対して前記2次元画像の垂直方向の位置に配置されており、
前記2次元画像の垂直方向の幅は、前記投射型画像表示装置の垂直方向の幅より小さく、
前記投射レンズの光軸である第2の光軸から前記投射型画像表示装置の外周部における垂直方向の一方の端部までの距離は、前記2次元画像の垂直方向の幅の半分以下であり、
前記第2の光軸から前記投射型画像表示装置の外周部における垂直方向の他方の端部までの距離は、前記2次元画像の垂直方向の幅の半分より大きい
投射型画像表示装置。 An illumination light source that emits illumination light and
A reflective light modulation device that photomodulates the illumination light to generate image light,
A drive board for driving the reflective light modulation device and
A projection lens that projects the image light as a two-dimensional image in the horizontal and vertical directions,
A projection type image display apparatus Ru provided with,
The drive board is arranged at a position perpendicular to the first optical axis of the two-dimensional image so that the surface of the drive board is along the first optical axis which is the optical axis of the illumination light source. and,
The vertical width of the two-dimensional image is smaller than the vertical width of the projection type image display device.
The distance from the second optical axis, which is the optical axis of the projection lens, to one end in the vertical direction at the outer peripheral portion of the projection type image display device is less than half the width in the vertical direction of the two-dimensional image. ,
The distance from the second optical axis to the other end in the vertical direction at the outer peripheral portion of the projection type image display device is larger than half the vertical width of the two-dimensional image.
Projection morphism type image display device.
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、
前記第1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青色照明光を反射する第1の偏光ビームスプリッタと、
前記第1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、
前記第2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、
前記第2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、
をさらに備える請求項1または2に記載の投射型画像表示装置。 The illumination light source includes a red light source that emits red illumination light, a green light source that emits green illumination light, and a blue light source that emits blue illumination light.
The reflective light modulation device includes a red image display device that photomodulates the red illumination light to generate red image light, a green image display device that photomodulates the green illumination light to generate green image light, and the like. It has a blue image display device that light-modulates the blue illumination light to generate blue image light.
It disposed on the first optical axis, passing through the green illumination light, a first polarization beam splitter for reflecting the red illumination light and the blue illumination light,
With the second polarization beam splitter on the first optical axis, which is arranged on the projection lens side with respect to the first polarization beam splitter, transmits the green illumination light, and reflects the green image light. ,
Arranged on the second optical axis and perpendicular to the first polarizing beam splitter, the red illumination light and the blue image light are transmitted, and the blue illumination light and the red image light are reflected. With a third polarization beam splitter
A fourth polarization that is on the second optical axis and is arranged perpendicular to the second polarization beam splitter, transmits the red image light and the blue image light, and reflects the green image light. Beam splitter and
The projection type image display device according to claim 1 or 2, further comprising.
前記複数の投射型画像表示装置における各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である第1の光軸に沿うように、前記第1の光軸に対して前記2次元画像の垂直方向の位置に配置されており、
前記2次元画像の垂直方向の幅は、前記各投射型画像表示装置の垂直方向の幅より小さく、
前記投射レンズの光軸である第2の光軸から前記各投射型画像表示装置の外周部における垂直方向の一方の端部までの距離は、前記2次元画像の垂直方向の幅の半分以下であり、
前記第2の光軸から前記各投射型画像表示装置の外周部における垂直方向の他方の端部までの距離は、前記2次元画像の垂直方向の幅の半分より大きい
投射型画像表示システム。 Equipped with multiple projection-type image display devices arranged in the horizontal and vertical directions,
Each projection type image display device in the plurality of projection type image display devices is
An illumination light source that emits illumination light and
A reflective light modulation device that photomodulates the illumination light to generate image light,
A drive board for driving the reflective light modulation device and
It has a projection lens that projects the image light as a two-dimensional image in the horizontal direction and the vertical direction.
The drive board is arranged at a position perpendicular to the first optical axis of the two-dimensional image so that the surface of the drive board is along the first optical axis which is the optical axis of the illumination light source. and,
The vertical width of the two-dimensional image is smaller than the vertical width of each projection type image display device.
The distance from the second optical axis, which is the optical axis of the projection lens, to one end in the vertical direction at the outer peripheral portion of each projection type image display device is less than half the width in the vertical direction of the two-dimensional image. Yes,
The distance from the second optical axis to the other end in the vertical direction at the outer peripheral portion of each projection type image display device is larger than half the vertical width of the two-dimensional image.
Throw Cum-type image display system.
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