(57)【要約】【課題】可視光画像のみを表示するプロジェクタと比較して性能低下や耐久性低下が少なく、可視光画像と赤外光画像の双方を表示可能なプロジェクタを提供する。【解決手段】プロジェクタは、赤色照明光と赤外照明光とが交互に切り換わる第１の照明光を赤色用画像信号と赤外光用画像信号とに基づいてそれぞれ変調して、赤色画像光と赤外画像光とが交互に切り換わる第１の画像光を射出する第１の画像表示素子と、緑色照明光を緑色用画像信号に基づいて変調して緑色画像光を射出する第２の画像表示素子と、青色照明光を青色用画像信号に基づいて変調して青色画像光を射出する第３の画像表示素子と、前記第１の画像光と、前記緑色画像光と、前記青色画像光とを合成する合成部と、前記合成部で合成された画像光を投射する投射部と備える。【選択図】図１
2019219513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤色照明光と赤外照明光とが交互に切り換わる第１の照明光を赤色用画像信号と赤外光用画像信号とに基づいてそれぞれ変調して、赤色画像光と赤外画像光とが交互に切り換わる第１の画像光を射出する第１の画像表示素子と、
緑色照明光を緑色用画像信号に基づいて変調して緑色画像光を射出する第２の画像表示素子と、
青色照明光を青色用画像信号に基づいて変調して青色画像光を射出する第３の画像表示素子と、
前記第１の画像光と、前記緑色画像光と、前記青色画像光とを合成する合成部と、
前記合成部で合成された画像光を投射する投射部と
を備える
ことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
前記第１の画像光、前記緑色画像光、及び前記青色画像光のそれぞれの光路上に、それぞれの画像光の第１の偏光を透過させて、第２の偏光を吸収又は反射する透過型の偏光板を更に備え、
前記第１の画像光の光路上にある前記透過型偏光板は、前記緑色画像光、又は前記青色画像光の光路上にある前記透過型偏光板に対し、耐熱性が高い
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のプロジェクタ。
【請求項３】
前記第１の画像光の光路上にある前記透過型偏光板は、ワイヤーグリッド偏光板であり、
前記緑色画像光、又は前記青色画像光の光路上にある前記透過型偏光板は、樹脂製の偏光板である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記第１の照明光、前記第１の画像光、前記緑色照明光、前記緑色画像光、前記青色照明光、前記青色画像光のそれぞれの光路上にある光学部品には反射防止コーティングを施し、
前記第１の照明光、又は前記第１の画像光の光路上にある光学部品に施す反射防止コーティングと、前記第１の照明光、又は前記第１の画像光の光路上にない光学部品に施す反射防止コーティングとでは、対応波長帯域が異なる
ことを特徴とする請求項１〜３に記載のプロジェクタ。
【請求項５】
青色照明光を射出する青色光光源と、
赤外照明光を射出する赤外光光源と、
前記青色照明光の一部を黄色照明光に変換し、一部を青色照明光として反射する蛍光体と
前記青色照明光を反射し前記黄色照明光を透過する第１のダイクロイックミラーと、
前記青色照明光と前記黄色照明光とを透過し前記赤外照明光を反射することで前記青色照明光と前記黄色照明光と前記赤外照明光とを合成する第２のダイクロイックミラーと、
前記第２のダイクロイックミラーで合成した前記青色照明光と前記黄色照明光と前記赤外照明光とを、前記青色照明光と前記黄色照明光及び前記赤外照明光とに分離する第３のダイクロイックミラーと、
前記黄色照明光及び前記赤外照明光を、赤色照明光及び前記赤外照明光と緑色照明光とに分離する第４のダイクロイックミラーと
を更に備え、
前記青色光光源と前記赤外光光源とは交互にオンオフされる
ことを特徴とする請求項１〜５に記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可視光画像と赤外光画像の双方を表示可能なプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
飛行機やヘリコプターの操縦訓練では実際に飛行する訓練だけでなく、さまざまな場面を再現できる訓練用シミュレータシステムによる訓練が有効である。
特にヘリコプター等の夜間飛行において、主操縦士と副操縦士の一方が裸眼で操縦を行い、他方が暗視ゴーグルを装着して操縦を行なう場合がある。このため、訓練用シミュレータシステムとして、スクリーンに可視光画像と赤外光画像とを表示させるシステムが開発されている。特許文献１には、同一の表示装置において可視光画像及び赤外光画像の双方を投影するプロジェクタについて記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１３−５２４６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、可視光帯域(４５０ｎｍ〜６５０ｎｍ)から赤外光帯域(７００ｎｍ以上)の全帯域において、プロジェクタの光学部品特性を最適化することは困難であるため、可視光画像と赤外光画像の双方を表示可能なプロジェクタでは、可視光画像のみを表示するプロジェクタと比較し、表示画像の明るさが低下する等の性能低下や、発熱による光学部品の耐久性低下が課題となっていた。
【０００５】
本発明は、可視光画像のみを表示するプロジェクタと比較して表示画像の明るさが低下する等の性能低下や耐久性低下が少なく、可視光画像と赤外光画像の双方を表示可能なプロジェクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、赤色照明光と赤外照明光とが交互に切り換わる第１の照明光を赤色用画像信号と赤外光用画像信号とに基づいてそれぞれ変調して、赤色画像光と赤外画像光とが交互に切り換わる第１の画像光を射出する第１の画像表示素子と、緑色照明光を緑色用画像信号に基づいて変調して緑色画像光を射出する第２の画像表示素子と、青色照明光を青色用画像信号に基づいて変調して青色画像光を射出する第３の画像表示素子と、前記第１の画像光と、前記緑色画像光と、前記青色画像光とを合成する合成部と、前記合成部で合成された画像光を投射する投射部とを備えることを特徴とするプロジェクタを提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、可視光画像のみを表示するプロジェクタと比較して表示画像の明るさが低下する等の性能低下や耐久性低下が少なく、可視光画像と赤外光画像の双方を表示可能なプロジェクタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態のプロジェクタの一例を示す構成図である。
【図２】偏光変換素子の一例を示す構成図である。
【図３】反射防止コーティングの特性例を説明するための図である。
【図４】画像表示素子を駆動する駆動回路の構成例を示すブロック図である。
【図５】信号処理の一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
[構成]
図１を用いて、本実施形態のプロジェクタの構成例を説明する。プロジェクタ１００は、光源１０１、光源１０２、蛍光体１０３、偏光板１０５Ｒ，１０５Ｇ，１０５Ｂ、画像表示素子１０６Ｒ，１０６Ｇ，１０６Ｂ、偏光板１０７Ｒ，１０７Ｇ，１０７Ｂ、色合成プリズム１０８、投射レンズ１０９、ダイクロイックミラー１２０〜１２３、反射ミラー１３０〜１３２、レンズ１４０〜１４８、偏光変換素子１５０、とを備える。
【００１０】
ダイクロイックミラー１２０〜１２３は、分離波長を分離境界として、入射した光を反射と透過によって分離する特性を有する。ダイクロイックミラー１２０〜１２３は、ガラス板またはプリズム等の透明材料の所定の領域に例えば誘電体多層膜を形成することにより作製することができる。誘電体多層膜を構成する誘電体の材質及び膜厚に応じて光学特性を設定することができる。
【００１１】
光源１０１は、例えば青色レーザ素子で構成された青色レーザ光源である。光源１０１は青色レーザ光を射出する。以下、青色レーザ光を青色照明光と称す。青色照明光はダイクロイックミラー１２０に照射される。ダイクロイックミラー１２０は、青色照明光を反射し、黄色照明光を透過させる特性を有する。
【００１２】
光源１０１から射出された青色照明光は、ダイクロイックミラー１２０により反射され、更にレンズ１４０により集光されて蛍光体１０３に照射される。
【００１３】
蛍光体１０３は蛍光層と反射面とを有する。蛍光層は、光源１０１から照射された青色照明光のエネルギ強度に応じた強度の赤色帯域の成分と緑色帯域の成分とを含む黄色照明光を生成する。反射面は、蛍光層を透過した青色照明光と蛍光層により生成された黄色照明光とを反射する。
【００１４】
蛍光体１０３により生成された蛍光である黄色照明光は、レンズ１４０を介してダイクロイックミラー１２０の方向に照射される。黄色照明光はダイクロイックミラー１２０を透過し、ダイクロイックミラー１２１に照射される。
【００１５】
蛍光体１０３で反射した青色照明光は、レンズ１４０を介してダイクロイックミラー１２０の方向に照射される。
ダイクロイックミラー１２０の表面積は、光源１０１から照射される青色レーザ光の光束よりやや大きい程度の大きさに設定される。一方、蛍光体１０３により反射された青色照明光は反射時に拡散されているため、レンズ１４０からダイクロイックミラー１２０に照射される青色照明光の光束は、ダイクロイックミラー１２０の面積に対し十分大きく広がっている。すなわち、レンズ１４０からダイクロイックミラー１２０に照射される青色照明光は、一部がダイクロイックミラー１２０により反射されるが、大分部はダイクロイックミラー１２１に照射される。
【００１６】
光源１０２は、例えば近赤外ＬＥＤ素子で構成された赤外ＬＥＤ光源である。光源１０２は赤外ＬＥＤ光を射出する。以下、赤外ＬＥＤ光を赤外照明光と称す。赤外照明光は、レンズ１４１，１４２を介してダイクロイックミラー１２１に照射される。ダイクロイックミラー１２１は、赤外照明光を反射し、黄色照明光と青色照明光を透過させる特性を有する。
【００１７】
ダイクロイックミラー１２１を透過した青色照明光と黄色照明光、及びダイクロイックミラー１２１を反射した赤外照明光は、更に反射ミラー１３０を反射し、レンズ１４３に入射する。
【００１８】
レンズ１４３及び１４４は例えばフライアイレンズである。反射ミラー１３０を反射した青色照明光、黄色照明光、及び赤外照明光は、レンズ１４３及び１４４によって照明分布が均一化され、偏光変換素子１５０に入射される。
【００１９】
図２は、偏光変換素子１５０の構成例を示している。偏光変換素子１５０は、偏光ビームスプリッタ１５１と位相差板１５２とを有する。偏光ビームスプリッタ１５１は、ｓ偏光及びｐ偏光のいずれか一方を反射し、他方を透過させる。図２は、偏光ビームスプリッタ１５１がｓ偏光を反射し、ｐ偏光を透過させる状態を示している。
【００２０】
位相差板１５２はｓ偏光及びｐ偏光のいずれか一方を他方に変換する。図２は、位相差板１５２がｓ偏光をｐ偏光に変換する状態を示している。位相差板１５２は例えばλ／２位相差板である。偏光変換素子１５０によって、各照明光はｐ偏光に揃えられる。
【００２１】
図１に戻り、偏光変換素子１５０によって、ｐ偏光に揃えられた各照明光は、レンズ１４５を介してダイクロイックミラー１２２に照射される。レンズ１４５は例えば集光レンズである。
【００２２】
ダイクロイックミラー１２２は、入射した青色照明光ＢＬと、黄色照明光ＹＬ及び赤外照明光ＩＲＬとを分離する。ダイクロイックミラー１２２によって分離された黄色照明光ＹＬと赤外照明光ＩＲＬは、反射ミラー１３１を反射し、ダイクロイックミラー１２３に入射する。
【００２３】
ダイクロイックミラー１２３は、赤色光帯域と緑色光帯域の中間の波長を分離境界とし、入射した黄色照明光ＹＬと赤外照明光ＩＲＬとを、赤色帯域の成分を含む赤色照明光ＲＬ及び赤外照明光ＩＲＬと、緑色帯域の成分を含む緑色照明光ＧＬとに分離する。具体的には、ダイクロイックミラー１２３は、入射した黄色照射光ＹＬの、緑色帯域成分を反射して緑色照明光ＧＬを射出し、入射した黄色照射光ＹＬの、赤色帯域成分を透過して赤色照明光ＲＬを射出する。また、赤外照明光ＩＲＬを透過する。
【００２４】
ダイクロイックミラー１２３によって分離された赤色照明光ＲＬ及び赤外照明光ＩＲＬは、レンズ１４６を介して偏光板１０５Ｒに照射される。ダイクロイックミラー１２３によって分離された緑色照明光ＧＬは、レンズ１４７を介して偏光板１０５Ｇに照射される。ダイクロイックミラー１２２によって分離された青色照明光ＢＬは、反射ミラー１３２により反射し、レンズ１４８を介して偏光板１０５Ｂに照射される。
【００２５】
偏光板１０５Ｒ、１０５Ｇ、及び、１０５Ｂは、ｓ偏光及びｐ偏光のいずれか一方を反射し、他方を透過させる特性を有する。図１は、偏光板１０５Ｒ、１０５Ｇ、及び、１０５Ｂがｓ偏光を反射し、ｐ偏光を透過させる状態を示している。偏光板１０５Ｒ，１０５Ｇ，１０５Ｂを反射型偏光板とも称する。偏光板１０５Ｒ，１０５Ｇ，１０５Ｂは、例えばワイヤーグリッド偏光板である。
【００２６】
ｐ偏光である赤色照明光ＲＬ及び赤外照明光ＩＲＬは、偏光板１０５Ｒを透過し画像表示素子１０６Ｒに照射される。ｐ偏光である緑色照明光ＧＬは、偏光板１０５Ｇを透過し、画像表示素子１０６Ｇに照射される。ｐ偏光である青色照明光ＢＬは、偏光板１０５Ｂを透過し、画像表示素子１０６Ｂに照射される。
【００２７】
画像表示素子１０５Ｒ，１０５Ｇ，１０５Ｂは、例えば反射型液晶表示素子である。本実施形態では画像表示素子１０５，１０５Ｇ，１０５Ｂが反射型液晶表示素子である場合を例に説明するが、反射型に限定されず、透過型液晶表示素子を使用する構成としても良い。また、液晶表示素子ではなく、他の表示素子を使用する構成にも種々応用可能である。
【００２８】
画像表示素子１０６Ｒは、赤色の成分の画像データに基づいてｐ偏光の赤色照明光ＲＬを光変調し、ｓ偏光の赤色画像光ＲＭを生成する。また、画像表示素子１０６Ｒは、赤外光の成分の画像データに基づいてｐ偏光の赤外照明光ＩＲＬを光変調し、ｓ偏光の赤外画像光ＩＲＭを生成する。赤色画像光ＲＭと赤外画像光ＩＲＭをまとめて第１の画像光ＲＭ／ＩＲＭとも称する。
【００２９】
画像表示素子１０６Ｇは、緑色の成分の画像データに基づいてｐ偏光の緑色照明光ＧＬを光変調し、ｓ偏光の緑色画像光ＧＭを生成する。画像表示素子１０６Ｂは、青色の成分の画像データに基づいてｐ偏光の青色照明光ＢＬを光変調し、ｓ偏光の青色画像光ＢＭを生成する。即ち、画像表示素子１０６Ｒは赤色画像用光変調素子及び赤外光画像用光変調素子として機能し、画像表示素子１０６Ｇは緑色画像用光変調素子として機能し、画像表示素子１０６Ｂは青色画像用光変調素子として機能する。
【００３０】
偏光板１０７Ｒ，１０７Ｇ，１０７Ｂは、ｓ偏光及びｐ偏光のいずれか一方を透過し、他方を反射又は吸収する特性を有する。図１では、偏光板１０７Ｒ、１０７Ｇ、及び、１０７Ｂがｓ偏光を透過し、不要なｐ偏光を吸収する状態を示している。偏光板１０７Ｒ，１０７Ｇ，１０７Ｂを透過型偏光板とも称する。
【００３１】
赤外光画像の表示では、高い照度で赤外画像光を照射することが要求される。このため、赤外照明光ＩＲＬ，又は赤外画像光ＩＲＭの光路上の光学部品は、他の色の照明光や画像光の光路上にある光学部品と比較して発熱しやすい。このため、赤外画像光ＩＲＭの光路となる偏光板１０７Ｒには、耐熱性が高く広帯域で良好な特性を持つワイヤーグリッド偏光板を用いる。これにより、一般的な樹脂性偏光板を用いた場合と比較して、信頼性や性能を改善することができる。一方、ワイヤーグリッド偏光板は一般的な樹脂製偏光板と比較して価格が高いので、赤外画像光ＩＲＭの光路上にない偏光板１０７Ｇ，１０７Ｂについては一般的な樹脂性偏光板を用いれば良い。
【００３２】
画像表示素子１０６Ｒによって生成された、ｓ偏光である赤色画像光ＲＭ及び赤外画像光ＩＲＭは、偏光板１０５Ｒを反射し、偏光板１０７Ｒを透過して、色合成プリズム１０８に照射される。画像表示素子１０６Ｇによって生成された、ｓ偏光である緑色画像光ＧＭは、偏光板１０５Ｇを反射し、偏光板１０７Ｇを透過して、色合成プリズム１０８に照射される。画像表示素子１０６Ｂによって生成された、ｓ偏光である青色画像光ＢＭは、偏光板１０５Ｂを反射し、偏光板１０７Ｂを透過して、色合成プリズム１０８に照射される。
【００３３】
色合成プリズム１０８は、赤色画像光ＲＭ、赤外画像光ＩＲＭ、及び青色画像光ＢＭを反射し、緑色画像光ＧＭを透過させ、それぞれの画像光を投射レンズ１０９に照射する。
【００３４】
赤色画像光ＲＭ、赤外画像光ＩＲＭ、緑色画像光ＧＭ、及び、青色画像光ＢＭは、投射レンズ１０９を介して図示しないスクリーン等へ投射される。赤色画像光ＲＭと、緑色画像光ＧＭと、青色画像光ＢＭにより可視光画像が表示される。赤外画像光ＩＲＭにより赤外光画像が表示される。
【００３５】
照明光や画像光の光路上の光学部品には、適正な反射防止コーティングを行なうことで光学部品の効率を大幅に改善することができる。反射防止コーティングは、使用する波長帯域に合わせてコーティング部品やコーティングの膜層数等が設計される。一般的に、反射防止コーティングの適応する波長帯域を広帯域化するほどコーティングの膜層数が増えてコストが増加する。また、反射防止コーティングの適応する波長帯域を広帯域化するほど、設計シミュレーション値と実物との特性の乖離が大きくなるため波長帯域は狭い方が望ましい。
【００３６】
反射防止コーティングの特性例を図３に示す。図３の横軸は反射防止コーティングを施した光学部品に入射する光の波長を示し、縦軸は入射した光の透過率を示す。図３のＡは広帯域用コーティングの特性例を示す。広帯域用コーティングでは、可視光から赤外光を含む、４５０ｎｍ〜８００ｎｍの広い波長帯域で良好な特性を有する。可視光全光と赤外光を含んだ全光の光路上にある光学部品には広帯域コーティングを行なう。図１に示す、ダイクロイックミラー１２１からダイクロイックミラー１２２までの光路上にある光学部品が広帯域コーティングの対象となる。
【００３７】
Ｂは短波長用コーティングの特性を示す。短波長用コーティングでは、短波長帯域(４５０ｎｍ〜６５０ｎｍ)で良好な特性を有するが、６５０ｎｍ以上の波長では徐々に特性が落ちている。赤外光の光路上にない光学部品には、短波長用コーティングを行なう。図１に示す、レンズ１４０、ダイクロイックミラー１２０、反射ミラー１３２から偏光板１０７Ｂまでの光路上の光学部品、レンズ１４７から偏光板１０７Ｂまでの光路上の光学部品が短波長用コーティングの対象となる。
【００３８】
Ｃは長波長用コーティングの特性を示す。長波長用コーティングでは、長波長帯域(５００ｎｍ〜８００ｎｍ)で良好な特性を有するが、５００ｎｍ以下の波長帯域では徐々に特性が落ちている。赤色光と赤外光のみの光路上にある光学部品には長波長用コーティングを行なう。図１に示す、レンズ１４１，１４２及びレンズ１４６から偏光版１０７Ｒまでの光路上にある光学部品が長波長コーティングの対象となる。
【００３９】
以上のように、処理する光の波長帯域に応じた反射防止コーティングを行なうことで、コストを掛けすぎることなく良好な特性を得ることができる。
【００４０】
[信号処理]
図４、図５を用いて本実施形態のプロジェクタにおける信号処理の一例を説明する。図４は画像表示素子１０６Ｒ，１０６Ｇ，１０６Ｂを駆動する駆動回路２００の構成例を示すブロック図である。駆動回路２００は、信号合成部１０、信号処理部１１、画素回路１３、光源制御部１４を備える。
【００４１】
信号合成部１０は、入力された可視光画像用画像信号ＶＩＳと赤外光画像用画像信号ＩＲＳとを合成して、フレームシーケンシャル信号ＦＳＳを生成する。図５のＳ１は可視光画像用画像信号ＶＩＳを示し、Ｓ２は赤外光画像用画像信号ＩＲＳを示す。Ｓ１，Ｓ２は一例として、可視光画像用画像信号ＶＩＳと赤外光画像用画像信号ＩＲＳのフレームレートがともに６０Ｈｚの場合を示している。可視光画像用画像信号ＶＩＳと赤外画像用画像信号ＩＲＳは、それぞれ表示速度が２倍に変換され、交互に並べ替えられて、Ｓ３に示すように、フレームレート１２０Ｈｚのフレームシーケンシャル信号ＦＳＳに変換される。
【００４２】
図５に示す例では、信号処理部１１に入力される可視光画像用画像信号ＶＩＳと赤外光画像用画像信号ＩＲＳが６０Ｈｚで入力される様子を示したが、６０Ｈｚに限定されず他の周波数（例えば５０Ｈｚや２４Ｈｚなど）でもよい。また信号処理回路１０１は映像信号を２倍の周波数の信号に変換するが、周波数の変換は２倍に限定されず、これ以上でもよい。また、１倍（等倍）でもよい。
【００４３】
図４に戻り、信号処理部１１は、フレームシーケンシャル信号ＦＳＳに基づき、各画素の階調を決定し、決定した階調データを画素回路１３に送る。画素回路１３は受け取った階調データに基づき、画像表示素子１０６Ｒ，１０６Ｇ，１０６Ｂを駆動する。
【００４４】
また、信号処理部１１は、フレームシーケンシャル信号ＦＳＳと同期した光源制御信号を生成し、光源制御部１４に送る。光源制御部１４は、光源制御信号に基づき、光源１０１と光源１０２のオンオフをそれぞれ切り換える。図５のＳ４は光源１０１のオンオフ状態を示し、Ｓ５は光源１０２のオンオフ状態を示す。光源１０１と光源１０２とは、可視光画像用画像信号ＶＩＳと赤外光画像用画像信号ＩＲＳの期間に対応して交互にオンオフするように制御される。
【００４５】
画像表示素子１０６Ｒは，赤色照明光ＲＬと赤外照明光ＩＲＬとを交互に光変調して、赤色画像光ＲＭと赤外画像光ＩＲＭとを生成する。画像表示素子１０６Ｇは、緑色照明光ＧＬを光変調して緑色画像光ＧＭを生成する。画像表示素子１０６Ｂは、青色照明光ＢＬを光変調して青色画像光ＢＭを生成する。
【００４６】
図１で説明したように、赤色画像光ＲＭ，緑色画像光ＧＭ，青色画像光ＢＭが色合成プリズム１０８で合成され、投射レンズ１０９によって図示しないスクリーン等へ投射されることで可視光画像が表示される。赤外光画像光ＩＲＭが色合成プリズム１０８を介し、投射レンズ１０９によって図示しないスクリーン等へ投射されることで赤外光画像が表示される。従って、スクリーンには、可視光画像と赤外光画像とが交互に表示される。
【００４７】
画素表示素子の駆動方法は、画素の駆動電圧値を制御するアナログ方式でも良いし、フレームを複数のサブフレームに分割して、印加電圧をオンとするサブフレームとオフとするサブフレームを組み合わせて階調表示を行なうデジタル方式でも良い。
【００４８】
以上説明したように、プロジェクタ１００は、赤色照明光及び赤外照明光と、緑色照明光と、青色照明光の光路を分ける構成としたことで、各々の光路上にある光学部品の熱負担を軽減させることができる。また、赤色照明光及び赤外照明光と、緑色照明光と、青色照明光の光路を分けることで、各々の光路上にある光学部品の特性を最適化することができる。このため、可視光画像のみを表示するプロジェクタと比較して表示画像の明るさが低下する等の性能低下や耐久性低下が少なく、可視光画像と赤外光画像の双方を表示可能なプロジェクタを提供することができる。
【００４９】
また、特に発熱しやすい赤外光の光路上にある光学部品に耐熱性の高い部品を使用することで、発熱による光学部品の耐久性低下を抑制することができる。また、３板式の可視光用プロジェクタをベースとして構成し、赤色光用光路を使って赤外光を処理する構成であるので、従来の３板式可視光用プロジェクタの光学系を大きく変更する事なく、可視光画像と赤外光画像の双方を表示することができる。
【００５０】
本実施形態では、青色レーザ光源である光源１０１と蛍光体１０３を使って黄色照明光ＹＬと青色照明光ＢＬを生成し、更に赤外ＬＥＤ光源である光源１０２から射出した赤外照明光ＩＲＬを合成する構成を説明したが、この構成に限定されない。例えば、光源１０１，光源１０２にはレーザ光源や、ＬＥＤ光源や、ランプ光源を適宜選択して使用しても良い。
【００５１】
なお。本発明は上述した実施形態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。
【符号の説明】
【００５２】
１０  信号合成部、１１  信号処理部、１３  画素回路、１４  光源制御部、
１００  プロジェクタ、１０１，１０２  光源、
１０３  蛍光体、１０５Ｒ，１０５Ｇ，１０５Ｂ  偏光板、
１０６Ｒ，１０６Ｇ，１０６Ｂ  画像表示素子、
１０７Ｒ，１０７Ｇ，１０７Ｂ  偏光板、１０８  色合成プリズム、
１０９投射レンズ、１２０〜１２３  ダイクロイックミラー、
１３０〜１３２  反射ミラー、１４０〜１４８  レンズ、１５０  偏光変換素子
【図１】
2019219513.tif 000003
【図２】
2019219513.tif 000004
【図３】
2019219513.tif 000005
【図４】
2019219513.tif 000006
【図５】
2019219513.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成31年3月1日(2019.3.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤色照明光と赤外照明光とが交互に切り換わる第１の照明光を赤色用画像信号と赤外光用画像信号とに基づいてそれぞれ変調して、赤色画像光と赤外画像光とが交互に切り換わる第１の画像光を射出する第１の画像表示素子と、
緑色照明光を緑色用画像信号に基づいて変調して緑色画像光を射出する第２の画像表示素子と、
青色照明光を青色用画像信号に基づいて変調して青色画像光を射出する第３の画像表示素子と、
前記第１の画像光と、前記緑色画像光と、前記青色画像光とを合成する合成部と、
前記合成部で合成された画像光を投射する投射部と
を備える
ことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
前記第１の画像光、前記緑色画像光、及び前記青色画像光のそれぞれの光路上に、それぞれの画像光の第１の偏光を透過させて、第２の偏光を吸収又は反射する透過型の偏光板を更に備え、
前記第１の画像光の光路上にある前記透過型偏光板は、前記緑色画像光、又は前記青色画像光の光路上にある前記透過型偏光板に対し、耐熱性が高い
ことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
【請求項３】
前記第１の画像光の光路上にある前記透過型偏光板は、ワイヤーグリッド偏光板であり、
前記緑色画像光、又は前記青色画像光の光路上にある前記透過型偏光板は、樹脂製の偏光板である
ことを特徴とする請求項２に記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記第１の照明光、前記第１の画像光、前記緑色照明光、前記緑色画像光、前記青色照明光、前記青色画像光のそれぞれの光路上にある光学部品には反射防止コーティングを施し、
前記第１の照明光、又は前記第１の画像光の光路上にある光学部品に施す反射防止コーティングと、前記第１の照明光、又は前記第１の画像光の光路上にない光学部品に施す反射防止コーティングとでは、対応波長帯域が異なる
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のプロジェクタ。
【請求項５】
青色照明光を射出する青色光光源と、
赤外照明光を射出する赤外光光源と、
前記青色照明光の一部を黄色照明光に変換し、一部を青色照明光として反射する蛍光体と
前記青色照明光を反射し前記黄色照明光を透過する第１のダイクロイックミラーと、
前記青色照明光と前記黄色照明光とを透過し前記赤外照明光を反射することで前記青色照明光と前記黄色照明光と前記赤外照明光とを合成する第２のダイクロイックミラーと、
前記第２のダイクロイックミラーで合成した前記青色照明光と前記黄色照明光と前記赤外照明光とを、前記青色照明光と前記黄色照明光及び前記赤外照明光とに分離する第３のダイクロイックミラーと、
前記黄色照明光及び前記赤外照明光を、赤色照明光及び前記赤外照明光と緑色照明光とに分離する第４のダイクロイックミラーと
を更に備え、
前記青色光光源と前記赤外光光源とは交互にオンオフされる
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のプロジェクタ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
画像表示素子１０６Ｒ，１０６Ｇ，１０６Ｂは、例えば反射型液晶表示素子である。本実施形態では画像表示素子１０６，１０６Ｇ，１０６Ｂが反射型液晶表示素子である場合を例に説明するが、反射型に限定されず、透過型液晶表示素子を使用する構成としても良い。また、液晶表示素子ではなく、他の表示素子を使用する構成にも種々応用可能である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
Ｂは短波長用コーティングの特性を示す。短波長用コーティングでは、短波長帯域(４５０ｎｍ〜６５０ｎｍ)で良好な特性を有するが、６５０ｎｍ以上の波長では徐々に特性が落ちている。赤外光の光路上にない光学部品には、短波長用コーティングを行なう。図１に示す、レンズ１４０、ダイクロイックミラー１２０、反射ミラー１３２から偏光板１０７Ｂまでの光路上の光学部品、レンズ１４７から偏光板１０７Ｇまでの光路上の光学部品が短波長用コーティングの対象となる。