图像显示装置及投影机制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种可以提高光利用效率，得到清晰的图像的图像显示装置及投影机。该图像显示装置根据显示图像数据对发自光源的光进行调制而显示图像，其特征在于，具有：对从光源射出的光进行调制的第１光调制元件（６０Ｂ、６０Ｇ、６０Ｒ）；和在光路上与第１光调制元件（６０Ｂ、６０Ｇ、６０Ｒ）串联配置的、对从第１光调制元件（６０Ｂ、６０Ｇ、６０Ｒ）出射的光进行调制的第２光调制元件（１００），第１光调制元件（６０Ｂ、６０Ｇ、６０Ｒ）的单位像素（６１）的开口部（６１ｂ）的形状和第２光调制元件（１００）的单位像素（１０１）的开口部（１０１ｂ）的形状相似。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及经多个光调整元件对从光源发出的光进行调制而显示图像的装置，特别是涉及适用于实现亮度动态范围及灰度等级数的扩大的图像显示装置及投影机。
技术介绍
近年，LCD(液晶显示器)、EL(电致发光)显示器、等离子显示器、CRT(阴极射线管)、投影机等电子显示装置的画质改善显著，正在实现具有分辨率、色域与人的视觉特性几乎可以匹敌的性能的装置。然而，就亮度动态范围考虑时，其再现范围为1～102左右的范围，并且灰度等级数一般为8位。另一方面，人的视觉，一次可以感觉的亮度动态范围为10-2～104左右，并且亮度分辨能力为0.2，将其换算为灰度等级数时可以说相当于12位。通过这种视觉特性来观看现在的显示装置的显示图像时，由于亮度动态范围狭窄明显，加上阴影部分、高亮部分的灰度等级不足，就显示图像的真实感及感染力而言不能令人感到十分满意。另外，在电影及游戏等使用的CG(计算机绘图)中，使显示数据(以下称其为HDR(高动态范围)显示数据)具有接近人的视觉的亮度动态范围及灰度等级特性而追求描绘的真实感的倾向正在成为主流。然而，由于对其进行显示的显示装置的性能不足，一直存在不能充分发挥CG内容本来具有的表现力的问题。此外，在下一代的OS(操作系统)中，预定采用16位色空间，与现在的8位色空间比较，动态范围及灰度等级数的增加有一个飞跃。因此，可以预料对可以利用16位色空间的高动态范围、高灰度等级的电子显示装置的实现的要求会日益提高。在显示装置中，液晶投影机及称为DLP(数字光处理，商标)投影机的投影型显示装置(投影机)，也可以进行大画面显示，是在再现显示图像的真实感及感染力方面有效果的显示装置。在这一领域中，为了解决上述问题，存在以下所述的提案。作为高动态范围的显示装置，比如，有在专利文献1中公开的技术，该显示装置的构成包括光源、对光的全波长区域的亮度进行调制的第2光调制元件及对光的波长区域中的RGB三原色的各波长区域，调制该波长区域的亮度的第1光调制元件；其中，由第2光调制元件对来自光源的光进行调制而形成预期的亮度分布，使该光学像在第1光调制元件的显示面上成像而进行色调制，并将经过2次调制后的光进行投影。第2光调制元件及第1光调制元件的各像素，根据由HDR显示数据确定的第1控制值及第2控制值分别单独地进行控制。作为光调制元件，采用具有可以独立控制透射率的像素结构或分段(segment)结构、可以控制二维透射率分布的透射型调制元件。作为其代表例，可以举出的有液晶光阀。另外，也可以采用反射型调制元件代替透射型调制元件，作为其代表例，可以举出的有DMD(数字微镜器件)元件。现在，考虑使用暗显示的透射率为0.2％，亮显示的透射率为60％的光调制元件的场合。在光调制元件单体中，亮度动态范围为60/0.2＝300。因为上述显示装置，相当于将亮度动态范围为300的光调制元件以光学方式串联配置，所以可以实现300×300＝90000的亮度动态范围。另外，关于灰度等级数，与此同等的考虑也成立，通过将8位灰度等级的光调制元件以光学方式串联配置，可以得到超过8位的灰度等级数。特表2004-523001号公报特开2001-100689号公报但是，一般液晶光阀的像素开口部形状不具有围绕图像显示面的中心轴的旋转对称性。因此，在上述的现有技术中，在光轴上配置有光源、第1光调制元件、成像光学单元、第2光调制元件的场合，由成像光学单元形成的第1光调制元件的光学像的单位像素的开口部形状和第2光调制元件的单位像素的开口部形状不一致。因此，因为从第1光调制元件射出的光的一部分在第2光调制元件的开口部处受到遮蔽，就发生光利用效率低的问题。
技术实现思路
本专利技术为解决上述问题而完成，其目的在于提供可以提高光利用效率，得到清晰的图像的图像显示装置及投影机。为达到上述目的，本专利技术提供以下方法。本专利技术的图像显示装置是一种根据显示图像数据对发自光源的光进行调制而显示图像的图像显示装置，其特征在于具有对从上述光源射出的光进行调制的第1光调制元件；和在光路上与该第1光调制元件串联配置的，对从上述第1光调制元件出射的光进行调制的第2光调制元件，上述第1光调制元件的单位像素的开口部形状和上述第2光调制元件的单位像素的开口部形状相似。在本专利技术的图像显示装置中，由于第1光调制元件的像素开口部形状和第2光调制元件的像素开口部形状相似，故入射到第2光调制元件的第1光调制元件的光学像与第2光调制元件的开口部形状大致一致，所以在第2光调制元件中受到遮蔽的光束的比例与历来相比减少。由此，由于从第1光调制元件射出的光束的基本全部通过第2光调制元件的开口部，故可以提高光利用效率。另外，本专利技术的图像显示装置，优选，具有使上述第1光调制元件的光学像在上述第2光调制元件的受光面上成像的成像光学单元。在本专利技术的图像显示装置中，可以可靠地获得明度、色调、对比度等的均匀化，使图像显示品质良好。另外，利用上述结构，可以将与第2光调制元件的光轴方向的配置位置有关的容许误差范围取得比较广，可以实现设计及结构的简化及制造成本的降低。另外，在本专利技术的图像显示装置中，优选，上述成像光学单元是倒立成像单元，相对于上述第1光调制元件的上述第2光调制元件的单位像素的开口部的大小，是与上述成像光学单元的倍率相应的大小，并将上述两种光调制元件配置成为围绕光轴旋转180°地对称。在本专利技术的图像显示装置中，从光源射出的光，在第1光调制元件中被调制。于是，调制而成的光学像，由于成像光学单元是倒立成像单元，故在第2光调制元件的受光面中为倒立像。这样，即使从第1光调制元件射出的光学像旋转180°，由于第2光调制元件的单位像素的开口部的大小，是与成像光学单元的倍率相应的大小，并且第1光调制元件和第2光调制元件配置成为，围绕光轴旋转180°地对称，所以从第1光调制元件射出的光不会在第2光调制元件的开口部处被遮光。就是说，即使在使用倒立成像单元的场合，因为从第1光调制元件射出的光，几乎全部通过第2光调制元件的开口部，所以可以提高光利用效率。另外，在本专利技术的图像显示装置中，优选，上述第1光调制元件，由对不同的色光分别进行调制的多个光调制元件构成，上述图像显示装置具备对在上述多个光调制元件中被调制后的光进行合成的分色棱镜，使射出透射该分色棱镜的光的上述光调制元件的开口部形状与上述第2光调制元件的开口部形状一致。在本专利技术的图像显示装置中，由于使第2光调制元件的开口部形状和射出透射分色棱镜的光的光调制元件的开口部形状一致，可以利用简易的方法使开口部形状一致，故可以防止整个装置大型化，并削减部件数目，所以可以实现低成本化。本专利技术的投影机的特征在于具有上述的图像显示装置，和将从该图像显示装置射出的光进行投影的投影单元。在本专利技术的投影机中，利用图像显示装置射出的图像，由投影单元进行投影。如上所述，图像显示装置，由于可以使从第1光调制元件射出的光无损失地从第2光调制元件的开口部通过，故可以得到动态范围高、灰度等级特性优良的显示图像。附图说明图1为示出本专利技术的实施方式1的投影机的概略图。图2为示出图1的液晶光阀的配置及形状的立体图。图3为示出在本专利技术的实施方式1的投影机中使用的显示控制装置的硬件构成的框图。图4为示出本专利技术的实施方式1的投影机的液晶光阀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像显示装置，其根据显示图像数据，对来自光源的光进行调制而显示图像，其特征在于，具有：对从上述光源射出的光进行调制的第１光调制元件；以及在光路上与该第１光调制元件串联配置、对从上述第１光调制元件出射的光进行调制的第２光调 制元件；上述第１光调制元件的单位像素的开口部形状和上述第２光调制元件的单位像素的开口部形状相似。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：内山正一，中村旬一，新田隆志，旭常盛，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]