JP2000171770A - Projection type display device - Google Patents

Projection type display device

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JP2000171770A
JP2000171770A JP10301953A JP30195398A JP2000171770A JP 2000171770 A JP2000171770 A JP 2000171770A JP 10301953 A JP10301953 A JP 10301953A JP 30195398 A JP30195398 A JP 30195398A JP 2000171770 A JP2000171770 A JP 2000171770A
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JP
Japan
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light
beam splitter
image
illumination light
wavelength
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JP10301953A
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Japanese (ja)
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Tetsuyuki Miyawaki
徹行 宮脇
Hideki Yamamoto
英樹 山本
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the lowering of contrast caused by black float and to obtain a high-quality display picture by forming a polarizing beam splitter of a member whose parameter value showing double refraction amount by thermal stress is equal to or under a specified value. SOLUTION: The polarizing beam splitter is formed of the member satisfying relation shown by an expression: 5.00×102>=K.α.E.∫(1-T)dλ/ρ/Cp. In the expression, K means the photoelastic constant (nm/mm.mm2/N) of the member, αmeans the linear expansion coefficient(10-6/K) of the member and E means the Young's modulus (103 N/mm2) of the member, and λ means the wavelength (mm) of illuminating light. T means the internal transmissivity of the member in the wavelength λ, ρ means the specific gravity (g/cm3) of the member, and Cp means the specific heat (J/g.k) of the member. An integration range in the expression is the range of the main light absorption wavelength band (420 nm to 500 nm) of the member. Thus, even when the double refraction is increased because temperature rises and the stress is increased, the increase degree thereof is restricted to a useful range in practical use.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、投射型表示装置に
関し、例えば反射型液晶パネルにより空間変調した映像
光をスクリーン上に投射するプロジェクタ装置に適用す
ることができる。本発明は、熱応力による複屈折量を表
すパラメータの値が5.00×102 以下の部材により
偏光ビームスプリッタ等を作成することにより、黒浮き
によるコントラストの低下を防止して高品位の表示画像
を表示することができるようにする。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection type display device, and can be applied to, for example, a projector device for projecting image light spatially modulated by a reflection type liquid crystal panel onto a screen. According to the present invention, by forming a polarizing beam splitter or the like using a member having a value of a birefringence amount due to thermal stress of 5.00 × 10 2 or less, it is possible to prevent a decrease in contrast due to black floating and to achieve high quality display. Be able to display images.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、投射型表示装置においては、反射
型液晶パネルを用いて空間変調した映像光を生成し、こ
の映像光をスクリーンに投射することにより、所望のカ
ラー画像を形成できるようになされたものが提案されて
いる。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a projection type display device, spatially modulated image light is generated using a reflection type liquid crystal panel, and the image light is projected on a screen so that a desired color image can be formed. What was done is proposed.

【0003】すなわち図6は、この種の投射型表示装置
を示す略線図である。この投射型表示装置1において、
光源2は、例えば放電ランプ3とリフレクター4により
構成され、白色光による照明光を出射する。凸レンズ5
は、この光源2より出射される照明光をほぼ平行な光束
に変換して出射する。
FIG. 6 is a schematic diagram showing this type of projection display device. In the projection display device 1,
The light source 2 includes, for example, a discharge lamp 3 and a reflector 4, and emits illumination light of white light. Convex lens 5
Converts the illumination light emitted from the light source 2 into a substantially parallel light flux and emits it.

【0004】色分離ミラー6は、この凸レンズ5より出
射される照明光の光路上にて、所定波長の照明光を反射
すると共に、残る照明光を透過する。色分離ミラー7
は、この色分離ミラー6で反射された照明光の光路上に
て、所定波長の照明光を反射すると共に、残る照明光を
透過する。これらにより投射型表示装置1は、光源2よ
り出射された照明光を青色、赤色、緑色の照明光に分離
する。
The color separation mirror 6 reflects the illumination light of a predetermined wavelength and transmits the remaining illumination light on the optical path of the illumination light emitted from the convex lens 5. Color separation mirror 7
Reflects the illumination light of a predetermined wavelength on the optical path of the illumination light reflected by the color separation mirror 6 and transmits the remaining illumination light. Thus, the projection display apparatus 1 separates the illumination light emitted from the light source 2 into blue, red, and green illumination lights.

【0005】レンズ8、ミラー9、レンズ10は、色分
離ミラー6を透過した照明光の光路を折り曲げて、偏光
ビームスプリッタ11に導く。偏光ビームスプリッタ1
1は、このレンズ10より入射した照明光のうち、所定
偏光面の照明光を反射型液晶パネル12に向けて出射
し、この偏光面と直交する偏光面の照明光を透過する。
また偏光ビームスプリッタ11は、反射型液晶パネル1
2で照明光を空間変調して出射される映像光のうちの所
定の偏光成分を透過して色合成プリズム13に出射す
る。
The lens 8, the mirror 9, and the lens 10 bend the optical path of the illumination light transmitted through the color separation mirror 6 and guide the illumination light to the polarization beam splitter 11. Polarizing beam splitter 1
1 emits illumination light of a predetermined polarization plane out of the illumination light incident from the lens 10 toward the reflective liquid crystal panel 12, and transmits illumination light of a polarization plane orthogonal to the polarization plane.
Further, the polarizing beam splitter 11 is used for the reflection type liquid crystal panel 1.
The illumination light is spatially modulated in 2 and transmits a predetermined polarization component of the image light emitted to be emitted to the color combining prism 13.

【0006】偏光ビームスプリッタ14は、同様に、色
分離ミラー7で反射した照明光のうち、所定偏光面の照
明光を反射型液晶パネル15に向けて出射し、この偏光
面と直交する偏光面の照明光を透過する。また偏光ビー
ムスプリッタ14は、反射型液晶パネル15で照明光を
空間変調して出射される映像光のうちの所定の偏光成分
を透過して色合成プリズム13に出射する。
Similarly, the polarization beam splitter 14 emits illumination light of a predetermined polarization plane out of the illumination light reflected by the color separation mirror 7 toward the reflection type liquid crystal panel 15, and a polarization plane orthogonal to the polarization plane. Illuminating light. The polarization beam splitter 14 spatially modulates the illumination light by the reflective liquid crystal panel 15 and transmits a predetermined polarization component of the image light emitted to the color combining prism 13.

【0007】偏光ビームスプリッタ16は、同様に、色
分離ミラー7を透過した照明光のうち、所定偏光面の照
明光を反射型液晶パネル17に向けて出射し、この偏光
面と直交する偏光面の照明光を透過する。また偏光ビー
ムスプリッタ16は、反射型液晶パネル17で照明光を
空間変調して出射される映像光のうちの所定の偏光成分
を透過して色合成プリズム13に出射する。
Similarly, the polarization beam splitter 16 emits illumination light having a predetermined polarization plane out of the illumination light transmitted through the color separation mirror 7 toward the reflection type liquid crystal panel 17, and a polarization plane orthogonal to the polarization plane. Illuminating light. The polarization beam splitter 16 spatially modulates the illumination light by the reflective liquid crystal panel 17 and transmits a predetermined polarization component of the image light emitted to the color combining prism 13.

【0008】かくするにつき、反射型液晶パネル12、
15、17においては、図示しない駆動回路の駆動によ
り、入射する照明光の波長に対応する各色信号に応じて
照明光を空間変調し、照明光に対して偏光面を回転させ
てなる映像光をそれぞれ偏光ビームスプリッター11、
14、16に向けて出射するようになされている。
In this case, the reflection type liquid crystal panel 12,
In 15 and 17, the driving of a driving circuit (not shown) spatially modulates the illuminating light in accordance with each color signal corresponding to the wavelength of the illuminating light to be incident, and converts image light obtained by rotating a polarization plane with respect to the illuminating light. Polarization beam splitter 11,
The light is emitted toward 14 and 16.

【0009】色合成プリズム13は、これら偏光ビーム
スプリッタ11、14、16より入射する映像光を合成
して出射し、投射レンズ19は、この色合成プリズム1
3より出射される映像光をスクリーン20に投射する。
これにより投射型表示装置1においては、それぞれ反射
型液晶パネル12、15、17で形成された映像をスク
リーン20に拡大投影して、所望のカラー画像を表示で
きるようになされている。
The color synthesizing prism 13 synthesizes and emits the image light incident from the polarization beam splitters 11, 14 and 16, and the projection lens 19 adjusts the color synthesizing prism 1
The image light emitted from 3 is projected on the screen 20.
As a result, in the projection display device 1, the images formed by the reflective liquid crystal panels 12, 15, and 17 are enlarged and projected on the screen 20, so that a desired color image can be displayed.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところでこの種の投射
型表示装置1においては、黒が白く浮き上がって表示さ
れ(いわゆる黒浮きである)、その分スクリーン上の表
示画像において、コントラストを充分に確保できない問
題があった。
By the way, in this type of projection type display device 1, black is displayed with white floating (so-called black floating), and the contrast is sufficiently ensured in the displayed image on the screen. There was a problem that could not be done.

【0011】すなわち偏光ビームスプリッタにおいて
は、直角プリズムの斜面を貼り合わせて形成され、この
貼り合わせ面に誘電体膜の積層により入射光を検光す
る。従って偏光ビームスプリッタの透過光及び反射光に
おいては、本来この検光による直線偏波の光が出射され
るはずである。
That is, the polarizing beam splitter is formed by bonding the inclined surfaces of the right-angle prisms, and detects the incident light by laminating a dielectric film on the bonded surface. Therefore, in the transmitted light and the reflected light of the polarization beam splitter, linearly polarized light due to this detection should be emitted.

【0012】ところがこの種の直角プリズムを構成する
硝材においては、複屈折性を有し、これにより本来直線
偏波により出射される反射光、透過光が楕円偏光により
出射される。すなわち反射光及び透過光において、本来
の目的とする偏光面に対して、直交する偏光面の光が含
まれるようになる。また直線偏波により入射した光が楕
円偏光により検光されることになり、その分本来透過又
は反射される光の一部が、これとは逆に反射又は透過し
て出射されることになる。
However, the glass material constituting this kind of right-angle prism has a birefringent property, whereby reflected light and transmitted light which are originally emitted as linearly polarized light are emitted as elliptically polarized light. That is, in the reflected light and the transmitted light, light having a polarization plane orthogonal to the intended polarization plane is included. In addition, light incident by linearly polarized light is analyzed by elliptically polarized light, and a portion of light that is originally transmitted or reflected is reflected or transmitted by the opposite way and emitted. .

【0013】これを各反射型液晶パネルより偏光ビーム
スプリッタに向けて出射される映像光について見れば、
反射型液晶パネルにおいては、所定の偏波面の入射光を
空間変調し、P偏光成分とS偏光成分の合成光として映
像光を反射する。このようにして出射された映像光は、
本来、偏光ビームスプリッタによりP偏光成分とS偏光
成分とが分離され、P偏光成分の映像光のみがスクリー
ンに投影されるはずである。しかしながら偏光ビームス
プリッタの複屈折により映像光が楕円偏光となり、その
結果何ら空間変調されていないS偏光成分の一部がスク
リーンに投射されることになる。
[0013] Looking at this with respect to the image light emitted from each reflection type liquid crystal panel toward the polarization beam splitter,
In a reflective liquid crystal panel, incident light on a predetermined polarization plane is spatially modulated, and image light is reflected as a combined light of a P-polarized component and an S-polarized component. The image light emitted in this way is
Originally, the P-polarized light component and the S-polarized light component are separated by the polarization beam splitter, and only the image light of the P-polarized light component is projected on the screen. However, the image light becomes elliptically polarized light due to the birefringence of the polarizing beam splitter, and as a result, a part of the S-polarized light component that is not spatially modulated is projected on the screen.

【0014】また偏光ビームスプリッタから反射型液晶
パネルに向けて出射される照明光について見れば、反射
型液晶パネルで空間変調される所定偏光面の照明光に対
して、これと直交する偏光面の成分が漏れ込むことにな
り、この漏れ込んだ照明光がそのままスクリーンに投射
されることになる。
Further, regarding the illumination light emitted from the polarizing beam splitter toward the reflection type liquid crystal panel, the illumination light of a predetermined polarization plane spatially modulated by the reflection type liquid crystal panel is compared with the illumination light of a polarization plane orthogonal to the predetermined polarization plane. The components leak, and the leaked illumination light is directly projected on the screen.

【0015】なおこのような黒浮きが不均一に発生する
と、投射型表示装置1においては、表示画像における、
均一性(ユニフォーミティ)が劣化することになる。
If such black floating occurs unevenly, the projection type display device 1 causes
Uniformity will be degraded.

【0016】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、コントラストを向上して高品位の表示画像を表示す
ることができる投射型表示装置を提案しようとするもの
である。
The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to propose a projection display device capable of displaying a high-quality display image with improved contrast.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、偏光ビームスプリッタを5.00
×102 ≧K・α・E・∫(1−T)dλ/ρ/Cpの
関係を満足する部材により作成する。
According to the present invention, there is provided a polarizing beam splitter having a configuration of 5.00.
× 10 2 ≧ K · α · E · ∫ (1-T) dλ / ρ / Cp

【0018】また偏光ビームスプリッタ及び又はダイク
ロイックプリズムを、この関係式を満足する部材により
作成する。
Further, the polarizing beam splitter and / or the dichroic prism are made of a member satisfying the relational expression.

【0019】上述の関係を満足する部材においては、温
度が上昇して応力が増大することにより複屈折が増大し
ても、その複屈折の程度を実用上充分な範囲に留めるこ
とができる。これにより複屈折による黒浮きを低減で
き、その分コントラストを向上して高品位の表示画像を
表示することが可能となる。
In a member that satisfies the above relationship, even if the birefringence increases due to an increase in temperature and an increase in stress, the degree of the birefringence can be kept within a practically sufficient range. As a result, the floating of black due to birefringence can be reduced, and accordingly, the contrast can be improved and a high-quality display image can be displayed.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、適宜図面を参照しながら本
発明の実施の形態を詳述する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0021】(1)第1の実施の形態 (1−1)第1の実施の形態の全体構成 図1は、本発明の第1の実施の形態に係る投射型表示装
置を示す略線図である。この投射型表示装置30におい
て、光源31は、キセノンランプ32を略放物面鏡であ
るリフレクター33に配置して構成され、キセノンラン
プ32より出射される白色光である照明光をリフレクタ
ー33の開口より出射する。光源31は、この照明光の
光路上に1対のフライアイレンズ34A及び34Bが配
置され、これにより照明光の光量分布を均一化する。
(1) First Embodiment (1-1) Overall Configuration of First Embodiment FIG. 1 is a schematic diagram showing a projection type display apparatus according to a first embodiment of the present invention. It is. In the projection display device 30, the light source 31 is configured by arranging a xenon lamp 32 on a reflector 33, which is a substantially parabolic mirror, and illuminating white light emitted from the xenon lamp 32 with an opening of the reflector 33. It emits more. In the light source 31, a pair of fly-eye lenses 34A and 34B are arranged on the optical path of the illumination light, thereby making the light amount distribution of the illumination light uniform.

【0022】さらに光源31は、これらフライアイレン
ズ34Aと34Bとの間に偏光面変換シート35が配置
される。ここで偏光面変換シート35は、この投射型表
示装置30における反射型液晶パネル36B、36R、
36Gにおいて有効に空間変調可能な偏光であるS偏光
成分を主に選択的に透過すると共に、これと直交するP
偏光成分をS偏光成分に変換する光学素子である。
Further, in the light source 31, a polarization plane conversion sheet 35 is disposed between the fly-eye lenses 34A and 34B. Here, the polarization plane conversion sheet 35 is a reflection type liquid crystal panel 36B, 36R in the projection type display device 30,
36G mainly selectively transmits an S-polarized light component, which is a polarized light that can be spatially modulated effectively, and has a P
It is an optical element that converts a polarization component into an S-polarization component.

【0023】これにより光源31は、キセノンランプ3
2から種々の偏光面により出射される照明光について、
画像表示に有効な偏光成分を増大させると共に、これと
直交する偏光成分を低減して照明光を出射し、その分照
明光の利用効率を向上し、表示画像のコントラストを向
上する。
As a result, the light source 31 is connected to the xenon lamp 3
2 for illumination light emitted by various polarization planes,
A polarized light component effective for image display is increased, and a polarized light component orthogonal to the polarized light component is reduced to emit the illumination light, thereby improving the utilization efficiency of the illumination light and improving the contrast of the displayed image.

【0024】凸レンズ37は、フライアイレンズ34B
より出射される照明光の光路上にて、この照明光を集光
して出射し、ミラー38は、この凸レンズ37より出射
された照明光の光路を90度折り曲げて出射する。凸レ
ンズ39は、このミラー38で反射された照明光を集光
して出射する。
The convex lens 37 is a fly-eye lens 34B
The illumination light is condensed and emitted on the optical path of the emitted illumination light, and the mirror 38 bends the optical path of the illumination light emitted from the convex lens 37 by 90 degrees and emits it. The convex lens 39 condenses and emits the illumination light reflected by the mirror 38.

【0025】偏光ビームスプリッタ41は、画像表示に
有効なS偏光成分を選択的に反射すると共に、これと直
交するP偏光成分を選択的に透過する。これにより偏光
ビームスプリッタ41は、凸レンズ39より入射する照
明光について、その殆どを反射して光路を90度折り曲
げるのに対し、この光路を逆に辿る反射型液晶パネル3
6B、36R、36GからのP偏光及びS偏光による映
像光については、P偏光成分を選択的に透過するように
なされている。
The polarizing beam splitter 41 selectively reflects an S-polarized component effective for displaying an image and selectively transmits a P-polarized component orthogonal to the S-polarized component. Accordingly, the polarizing beam splitter 41 reflects most of the illumination light incident from the convex lens 39 and folds the optical path by 90 degrees, whereas the reflective liquid crystal panel 3 that follows the optical path in reverse.
With respect to image light by P-polarized light and S-polarized light from 6B, 36R, and 36G, the P-polarized light component is selectively transmitted.

【0026】ダイクロイックミラー42Bは、板ガラス
上に透明誘電体膜を積層して形成され、入射光のうちの
所定波長の成分を選択的に反射すると共に、残る成分を
選択的に透過する波長分離ミラーを構成する。ダイクロ
イックミラー42Bは、偏光ビームスプリッタ41より
出射される照明光のうち、青色の帯域の照明光成分を選
択的に反射して反射型液晶パネル36Bに向けて出射
し、残る成分を透過する。
The dichroic mirror 42B is formed by laminating a transparent dielectric film on a plate glass, and selectively reflects a predetermined wavelength component of incident light and selectively transmits the remaining component. Is configured. The dichroic mirror 42B selectively reflects the illumination light component in the blue band out of the illumination light emitted from the polarization beam splitter 41, emits it toward the reflective liquid crystal panel 36B, and transmits the remaining components.

【0027】反射型液晶パネル36Bは、青色の色信号
により駆動されてこの投射型表示装置30により表示す
る映像のうちの青色の映像が形成される。反射型液晶パ
ネル36Bは、ダイクロイックミラー42Bより入射す
る照明光を透過した後、背面に配置した反射板により反
射して再び透過して出射し、これにより青色の映像に応
じて偏光面が回転してなる変調光を出射する。これによ
り反射型液晶パネル36Bは、S偏光により入射する照
明光に対して、P偏光及びS偏光の合成光による映像光
をダイクロイックミラー42Bに出射する。
The reflection type liquid crystal panel 36B is driven by a blue color signal to form a blue image among the images displayed by the projection display device 30. The reflection type liquid crystal panel 36B transmits the illuminating light incident from the dichroic mirror 42B, reflects the light from the reflection plate disposed on the back surface, transmits the illuminating light again, and emits the light, thereby rotating the polarization plane according to the blue image. And emits modulated light. Thereby, the reflection type liquid crystal panel 36B emits the image light by the combined light of the P-polarized light and the S-polarized light to the dichroic mirror 42B with respect to the illuminating light incident by the S-polarized light.

【0028】ダイクロイックミラー42Bは、このよう
にして反射型液晶パネル36Bより入射する変調光を選
択的に反射して偏光ビームスプリッタ41に出射し、さ
らに続くダイクロイックミラー42Rから入射する変調
光を透過して偏光ビームスプリッタ41に出射する。
The dichroic mirror 42B selectively reflects the modulated light incident from the reflective liquid crystal panel 36B and emits the modulated light to the polarization beam splitter 41, and transmits the modulated light incident from the subsequent dichroic mirror 42R. And exits to the polarization beam splitter 41.

【0029】このようにして所望の波長の入射光だけ選
択的に反射するダイクロイックミラー42Bにおいて
は、斜めから入射するS偏光成分とP偏光成分とで選択
的に透過、反射するカットオフの波長が相違する。これ
に対してこの種の投射型表示装置30においては、反射
型液晶パネル36Bに対してS偏光成分の入射光を反射
し、この反射型液晶パネル36Bより入射するP偏光及
びS偏光の映像光を反射して偏光ビームスプリッタ41
に出射する。これによりこのようにS偏光成分とP偏光
成分とで選択的に透過するカットオフの波長が異なる
と、その分光の利用効率が低下することになる。
As described above, in the dichroic mirror 42B that selectively reflects only the incident light having a desired wavelength, the cutoff wavelength at which the S-polarized light component and the P-polarized light component that are obliquely transmitted and reflected are selectively changed. Different. On the other hand, in this type of projection display device 30, incident light of the S-polarized component is reflected on the reflective liquid crystal panel 36B, and P-polarized and S-polarized image light incident from the reflective liquid crystal panel 36B. To reflect the polarization beam splitter 41
Out. As a result, if the wavelength of the cut-off for selectively transmitting the S-polarized light component and the P-polarized light component is different, the utilization efficiency of the spectrum is reduced.

【0030】ところがこのS偏光成分及びP偏光成分の
反射光におけるカットオフの波長の相違は、入射光の入
射角が小さくなると、その分低下する特徴がある。これ
により投射型表示装置30において、ダイクロイックミ
ラー42Bは、入射光の光軸と、反射型液晶パネル36
Bより得られる映像光の光軸との成す角度θ1が90度
より小さくなるように、入射光の光軸の光軸に対して4
5度の角度より傾いて配置される。また反射型液晶パネ
ル36Bは、その分偏光ビームスプリッタ41側に近接
して配置され、その分投射型表示装置30全体として形
状を小型化できるようになされている。
However, the difference in the cutoff wavelength between the reflected light of the S-polarized light component and the P-polarized light component is characterized in that it decreases as the incident angle of the incident light decreases. As a result, in the projection display device 30, the dichroic mirror 42B is connected to the optical axis of the incident light and the reflection type liquid crystal panel 36.
B with respect to the optical axis of the incident light so that the angle θ1 with the optical axis of the image light obtained from B becomes smaller than 90 degrees.
It is arranged to be inclined at an angle of 5 degrees. In addition, the reflection type liquid crystal panel 36B is disposed closer to the polarization beam splitter 41 side by that amount, so that the shape of the entire projection display device 30 can be reduced.

【0031】ダイクロイックミラー42Rは、板ガラス
上に透明誘電体膜を積層して形成され、入射光のうちの
所定波長の成分を選択的に反射すると共に、残る成分を
選択的に透過する波長分離ミラーを構成する。ダイクロ
イックミラー42Rは、ダイクロイックミラー42Bを
透過した照明光のうち、赤色の帯域の照明光成分を選択
的に反射して反射型液晶パネル36Rに向けて出射し、
残る成分を透過して反射型液晶パネル36Gに向けて出
射する。
The dichroic mirror 42R is formed by laminating a transparent dielectric film on a plate glass, and selectively reflects a predetermined wavelength component of incident light and selectively transmits the remaining component. Is configured. The dichroic mirror 42R selectively reflects the illumination light component of the red band out of the illumination light transmitted through the dichroic mirror 42B and emits it toward the reflective liquid crystal panel 36R.
The remaining components are transmitted and emitted toward the reflective liquid crystal panel 36G.

【0032】反射型液晶パネル36Rは、赤色の色信号
により駆動されてこの投射型表示装置30により表示す
る映像のうちの赤色の映像が形成される。反射型液晶パ
ネル36Rは、ダイクロイックミラー42Rより入射す
る照明光を透過した後、背面に配置した反射板により反
射して再び透過して出射し、これにより赤色の映像に応
じて偏光面が回転した変調光を出射する。これにより反
射型液晶パネル36Rは、S偏光により入射する照明光
に対して、P偏光及びS偏光による映像光をダイクロイ
ックミラー42Rに出射する。
The reflection type liquid crystal panel 36R is driven by a red color signal to form a red image among the images displayed by the projection display device 30. The reflection type liquid crystal panel 36R transmits the illumination light incident from the dichroic mirror 42R, and then reflects and reflects again by the reflection plate disposed on the back surface and emits it again, whereby the polarization plane is rotated according to the red image. Emit modulated light. As a result, the reflective liquid crystal panel 36R emits image light of P-polarized light and S-polarized light to the dichroic mirror 42R with respect to the illumination light of S-polarized light.

【0033】反射型液晶パネル36Gは、緑色の色信号
により駆動されてこの投射型表示装置30により表示す
る映像のうちの緑色の映像が形成される。反射型液晶パ
ネル36Gは、ダイクロイックミラー42Rより入射す
る照明光を透過した後、背面に配置した反射板により反
射して再び透過して出射し、これにより緑色の映像に応
じて偏光面が回転した変調光を出射する。これにより反
射型液晶パネル36Gは、S偏光により入射する照明光
に対して、P偏光及びS偏光による映像光をダイクロイ
ックミラー42Rに出射する。
The reflection type liquid crystal panel 36G is driven by a green color signal to form a green image among the images displayed by the projection display device 30. The reflection type liquid crystal panel 36G transmits the illumination light incident from the dichroic mirror 42R, reflects the light from the reflection plate disposed on the back surface, transmits the illumination light again, and emits the light, thereby rotating the polarization plane according to the green image. Emit modulated light. Thereby, the reflection type liquid crystal panel 36G emits the image light by the P-polarized light and the S-polarized light to the dichroic mirror 42R with respect to the illumination light incident by the S-polarized light.

【0034】ダイクロイックミラー42Rは、このよう
にして反射型液晶パネル36Rより入射する変調光を選
択的に反射してダイクロイックミラー42Bに出射し、
さらに反射型液晶パネル36Gから入射する変調光を透
過してダイクロイックミラー42Bに出射する。
The dichroic mirror 42R selectively reflects the modulated light incident from the reflection type liquid crystal panel 36R and emits the modulated light to the dichroic mirror 42B.
Further, the modulated light incident from the reflective liquid crystal panel 36G is transmitted and emitted to the dichroic mirror 42B.

【0035】このようにして緑色及び赤色の変調光を合
成して出射するダイクロイックミラー42Rにおいて
も、S偏光成分及びP偏光成分の反射光においてカット
オフの波長が相違し、入射光の入射角が小さくなると、
その分カットオフの波長の相違が小さくなる。これによ
りダイクロイックミラー42Rは、ダイクロイックミラ
ー42Bと平行に配置されて、入射光の光軸と、反射型
液晶パネル36Rより得られる映像光の光軸との成す角
度θ2が90度より小さくなるように、入射光の光軸に
対して45度の角度より傾いて配置される。また反射型
液晶パネル36Rは、その分偏光ビームスプリッタ41
側に近接して配置され、その分投射型表示装置30全体
として形状を小型化できるようになされている。
In the dichroic mirror 42R that combines and emits the green and red modulated lights in this way, the cutoff wavelengths of the reflected lights of the S-polarized component and the P-polarized component are different, and the incident angle of the incident light is reduced. When it gets smaller,
The difference in the cutoff wavelength is reduced accordingly. Thereby, the dichroic mirror 42R is disposed in parallel with the dichroic mirror 42B so that the angle θ2 between the optical axis of the incident light and the optical axis of the video light obtained from the reflective liquid crystal panel 36R is smaller than 90 degrees. Are arranged at an angle of 45 degrees with respect to the optical axis of the incident light. In addition, the reflection type liquid crystal panel 36R has a polarization beam splitter 41 correspondingly.
The projection type display device 30 is arranged close to the side, so that the shape of the entire projection display device 30 can be reduced.

【0036】かくして偏光ビームスプリッタ41は、こ
れらダイクロイックミラー42B、42R等に光源31
から出射された主にS偏光による照明光を供給すると共
に、その結果反射型液晶パネル36B、36R、36G
により生成されたP偏光及びS偏光による映像光のうち
のP偏光成分を選択的に透過してスクリーンに向けて出
射することになる。投射レンズ45は、この偏光ビーム
スプリッタ41の透過光をスクリーン46に拡大投影す
る。
Thus, the polarizing beam splitter 41 is provided to the dichroic mirrors 42B, 42R, etc.
Illuminating light mainly emitted by S-polarized light, and as a result, reflective liquid crystal panels 36B, 36R, 36G
The P-polarized light component of the P-polarized light and the S-polarized light generated by the above is selectively transmitted and emitted toward the screen. The projection lens 45 projects the transmitted light of the polarization beam splitter 41 on a screen 46 in an enlarged manner.

【0037】(1−2)偏光ビームスプリッタの構成 偏光ビームスプリッタ41は、直角プリズムの斜面を貼
り合わせて形成され、この貼り合わせ面に誘電体膜が積
層されて入射光を検光する検光面が形成される。偏光ビ
ームスプリッタ41は、各直角プリズムの底面が長さ5
0〔mm〕に形成されて、これにより全体として1辺が
長さ50〔mm〕の正方形形状に形成される。偏光ビー
ムスプリッタ41は、次式により示されるパラメータA
が値3.71×102 の硝材により直角プリズムが形成
され、これにより熱応力による複屈折が低減されるよう
になされている。
(1-2) Structure of Polarizing Beam Splitter The polarizing beam splitter 41 is formed by bonding the inclined surfaces of a right-angle prism, and a dielectric film is laminated on the bonding surface to analyze incident light. A surface is formed. The polarizing beam splitter 41 is such that the bottom surface of each right-angle prism has a length of 5
0 [mm], thereby forming a square having a length of 50 [mm] on one side as a whole. The polarization beam splitter 41 has a parameter A represented by the following equation.
Is formed of a glass material having a value of 3.71 × 10 2 , whereby birefringence due to thermal stress is reduced.

【0038】[0038]

【数3】 (Equation 3)

【0039】但し、ここで、Kはこの硝材の光弾性定数
(nm/mm・mm2 /N)、αは、この硝材の線膨張
係数(10-6/K)、Eはこの硝材のヤング率(103
N/mm2 )、λは照明光の波長(nm)、Tは波長λ
におけるこの硝材の内部透過率、ρはこの硝材の比重
(g/cm3 )、Cpはこの硝材の比熱(J/g・k)
であり、(3)式中の積分範囲は、硝材の光吸収波長帯
(420[nm]〜500[nm])の範囲である。
Here, K is the photoelastic constant (nm / mm · mm 2 / N) of this glass material, α is the linear expansion coefficient (10 −6 / K) of this glass material, and E is the Young's modulus of this glass material. Rate (10 3
N / mm 2 ), λ is the wavelength (nm) of the illumination light, and T is the wavelength λ
, Ρ is the specific gravity of this glass material (g / cm 3 ), and Cp is the specific heat of this glass material (J / g · k).
The integration range in the expression (3) is in the range of the light absorption wavelength band (420 [nm] to 500 [nm]) of the glass material.

【0040】(1−3)第1の実施の形態の動作 以上の構成において、投射型表示装置30は、反射型液
晶パネル36B、36R、36Gがそれぞれ青色、赤
色、緑色の色信号により駆動されて、青色、赤色、緑色
の色信号に対応する映像がそれぞれ反射型液晶パネル3
6B、36R、36Gに形成される。投射型表示装置3
0は、光源31より出射される照明光を青色、赤色、緑
色の波長に分解して、それぞれ対応する反射型液晶パネ
ル36B、36R、36Gに供給することにより、これ
ら青色、赤色、緑色の色信号に対応する映像によりそれ
ぞれ青色、赤色、緑色の照明光の偏光面を回転させて映
像光を生成し、投射光学系45によりこれら映像光のう
ちのP偏光成分を選択的にスクリーン46に投射してカ
ラーの表示画像が投影される。
(1-3) Operation of First Embodiment In the configuration described above, in the projection display device 30, the reflective liquid crystal panels 36B, 36R, and 36G are driven by blue, red, and green color signals, respectively. The images corresponding to the blue, red, and green color signals are respectively reflected on the reflective liquid crystal panel 3.
6B, 36R and 36G. Projection display device 3
0 decomposes the illumination light emitted from the light source 31 into blue, red, and green wavelengths and supplies them to the corresponding reflective liquid crystal panels 36B, 36R, and 36G, respectively, so that these blue, red, and green colors are emitted. The polarization planes of the blue, red, and green illumination lights are rotated according to the image corresponding to the signal to generate image light, and the projection optical system 45 selectively projects the P-polarized component of the image light onto the screen 46. Then, a color display image is projected.

【0041】すなわち光源31から射出された照明光
は、ミラー38を介して偏光ビームスプリッタ41に入
射され、ここで反射型液晶パネル36B、36R、36
Gで映像光の形成に供するS偏光成分が反射され、続く
ダイクロイックミラー42B、42Rによりそれぞれ青
色、赤色、緑色の照明光に分解される。これら青色、赤
色、緑色の照明光がそれぞれ反射型液晶パネル36B、
36R、36Gで反射されてP偏光及びS偏光の合成光
による青色、赤色、緑色の映像光が生成され、これら映
像光がダイクロイックミラー42B、42Rを介して偏
光ビームスプリッタ41に入射する。これら変調光は、
P偏光成分が偏光ビームスプリッタ41を選択的に透過
して投射光学系45に入射し、この投射光学系45によ
りスクリーン46に投射される。
That is, the illuminating light emitted from the light source 31 enters the polarizing beam splitter 41 via the mirror 38, where the reflective liquid crystal panels 36B, 36R, 36
The G component reflects the S-polarized component used to form image light, and is decomposed into blue, red, and green illumination light by the subsequent dichroic mirrors 42B and 42R. These blue, red, and green illumination lights are respectively reflected by the reflective liquid crystal panel 36B,
The blue, red, and green image light is generated by the combined light of the P-polarized light and the S-polarized light and is reflected by 36R and 36G, and the image light enters the polarization beam splitter 41 via the dichroic mirrors 42B and 42R. These modulated lights are
The P-polarized component selectively passes through the polarization beam splitter 41 and enters the projection optical system 45, and is projected on a screen 46 by the projection optical system 45.

【0042】このとき照明光においては、ダイクロイッ
クミラー42B、42RにS偏光で斜め入射し、変調光
は、ダイクロイックミラー42B、42RにP偏光及び
S偏光の合成光として斜め入射する。これに対してダイ
クロイックミラー42B、42Rは、S偏光とP偏光と
で波長に対する反射の特性が異なることにより、照明光
における波長に対する反射の特性と、変調光における反
射の特性とが異なるようになる。
At this time, the illumination light enters the dichroic mirrors 42B and 42R obliquely with S-polarized light, and the modulated light obliquely enters the dichroic mirrors 42B and 42R as combined light of P-polarized light and S-polarized light. On the other hand, the dichroic mirrors 42B and 42R have different reflection characteristics with respect to wavelength between the S-polarized light and the P-polarized light, so that the reflection characteristics with respect to the wavelength of the illumination light and the reflection characteristics with respect to the modulated light are different. .

【0043】ところがこの実施の形態においては、ダイ
クロイックミラー42B、42Rに対する照明光の光軸
と、各ダイクロイックミラー42B、42Rに入射する
変調光の光軸との成す角度が90度より低減するよう
に、ダイクロイックミラー42B、42Rが傾いて配置
されていることにより、S偏光の反射光とP偏光の反射
光とにおけるカットオフの波長の相違を低減することが
できる。すなわち各ダイクロイックミラー42B、42
Rでそれぞれ反射型液晶パネル36B、36R、36G
に向けて出射した青色、赤色、緑色の照明光に対して、
これら照明光に対応する青色、赤色、緑色のP偏光によ
る変調光を何ら無駄にすることなく投射光学系45に向
けて出射することができ、その分照明光の利用効率を向
上して明るい高品位の表示画像を形成することができ
る。
However, in this embodiment, the angle between the optical axis of the illumination light for the dichroic mirrors 42B and 42R and the optical axis of the modulated light incident on each of the dichroic mirrors 42B and 42R is set to be smaller than 90 degrees. Since the dichroic mirrors 42B and 42R are inclined, the difference in the cutoff wavelength between the S-polarized reflected light and the P-polarized reflected light can be reduced. That is, each dichroic mirror 42B, 42
R for reflective liquid crystal panels 36B, 36R, 36G
For blue, red, green illumination light emitted toward
The modulated light by the blue, red, and green P-polarized light corresponding to the illumination light can be emitted toward the projection optical system 45 without any waste, and the utilization efficiency of the illumination light is improved by that much to increase the bright height. A high quality display image can be formed.

【0044】投射型表示装置30においては、このよう
にしてS偏光による照明光を空間変調してP偏光及びS
偏光による変調光を出射する反射型液晶パネル36B、
36R、36Gにおいて、このS偏光による映像光の成
分が偏光ビームスプリッタ41において本来、P偏光に
よる映像光とは分離されてスクリーン46には投影され
ないはずである。
In the projection type display device 30, the illumination light by the S-polarized light is spatially modulated in this manner, so that the P-polarized light and the S
A reflective liquid crystal panel 36B that emits light modulated by polarized light;
In 36R and 36G, the component of the image light due to the S-polarized light should be originally separated from the image light due to the P-polarized light and not projected on the screen 46 in the polarization beam splitter 41.

【0045】しかしながら偏光ビームスプリッタ41を
構成する直角プリズムをS偏光による成分が透過する際
に、このS偏光成分の偏光面が複屈折により変化し、こ
れによりこのS偏光により入射した成分がP偏光成分と
して検光面で検光される。これにより投射型表示装置3
0では、S偏光成分の一部が偏光ビームスプリッタ41
を透過してスクリーン46に投影されることになり、表
示画像のコントラストがその分低下することになる。
However, when the component of the S-polarized light is transmitted through the right-angle prism constituting the polarization beam splitter 41, the polarization plane of the S-polarized light component changes due to birefringence. The light is analyzed as a component on an analysis surface. Thereby, the projection display device 3
At 0, a part of the S-polarized light component is
And is projected onto the screen 46, and the contrast of the displayed image is reduced accordingly.

【0046】また光源31より出射された照明光におい
ては、偏光ビームスプリッタ41の検光面で検光されて
P偏光成分が反射型液晶パネル36B、36R、36G
に向けて出射されるものの、このとき偏光ビームスプリ
ッタ41を構成する直角プリズムの複屈折により、P偏
光成分にS偏光成分が混入して出射され、このS偏光成
分が反射型液晶パネル36B、36R、36Gで反射さ
れた後、偏光ビームスプリッタ41を透過してスクリー
ン46に投影されることになり、表示画像のコントラス
トがその分低下することになる。
The illumination light emitted from the light source 31 is analyzed by the analysis surface of the polarization beam splitter 41, and the P-polarized component is reflected by the reflection type liquid crystal panels 36B, 36R, 36G.
However, at this time, due to the birefringence of the right-angle prism constituting the polarization beam splitter 41, the S-polarized component is mixed with the P-polarized component and emitted, and the S-polarized component is reflected by the reflective liquid crystal panels 36B and 36R. , 36G, is transmitted through the polarizing beam splitter 41 and projected on the screen 46, and the contrast of the displayed image is reduced accordingly.

【0047】ところがこの実施の形態においては、
(3)式により示されるパラメータAが値3.71×1
2 の硝材により直角プリズムが形成されていることに
より、複屈折により増大するP偏光成分、S偏光成分を
実用上充分な範囲に留めることができ、その分黒浮きに
よるコントラストの低下が防止される。
However, in this embodiment,
The parameter A represented by the equation (3) has a value of 3.71 × 1.
By right-angle prism is formed by 0 2 of the glass material, P-polarized light component increases due to the birefringence, can be kept to practically sufficient range S-polarized light component, reduction in contrast is prevented by that amount black float You.

【0048】すなわち上述した黒浮きの発生原因より、
偏光ビームスプリッタ41を構成する直角プリズムにお
いて、複屈折の程度を低減することができれば、その分
黒浮きを低減することができる。この複屈折は、硝材内
部の応力で発生し、硝材の歪み量を示す光路長×光弾性
定数×応力の値を目安に判断することができる。
That is, from the cause of the occurrence of the black floating described above,
If the degree of birefringence can be reduced in the right-angle prism constituting the polarization beam splitter 41, the floating of black can be reduced accordingly. This birefringence occurs due to the stress inside the glass material, and can be determined by using the value of optical path length × photoelastic constant × stress indicating the distortion amount of the glass material as a guide.

【0049】このうち光弾性定数は、硝材に応じて一定
の値であることから、この光弾性定数を管理することに
より、この種の黒浮きを低減できると考えられる。しか
しながらいくら光弾性定数を低減しても、応力が大きい
硝材であれば、その分複屈折を低減することが困難にな
る。
Since the photoelastic constant is a constant value according to the glass material, it is considered that this type of black floating can be reduced by managing the photoelastic constant. However, even if the photoelastic constant is reduced, it is difficult to reduce the birefringence by using a glass material having a large stress.

【0050】そこで応力について検討すると、この種の
硝材において、応力は、熱応力+初期応力+取り付け応
力により表される。ここで熱応力は、硝材の温度上昇に
より変位する応力であり、投射型表示装置30において
は、セット内部の熱対流、熱伝導、照明光の損失等によ
る温度上昇により発生する。また初期応力は、偏光ビー
ムスプリッタ41の作成時の残留応力であり、硝材が硬
化する際における残留応力、硝材の切り出し、研磨時に
おける残留応力、検光面を形成する際における熱による
残留応力、貼り合わせの際における接着材の収縮等によ
り発生する。また取り付け応力は、偏光ビームスプリッ
タ41を配置して偏光ビームスプリッタ41に加わる応
力である。
Considering the stress, in this type of glass material, the stress is represented by thermal stress + initial stress + mounting stress. Here, the thermal stress is a stress that is displaced by a rise in the temperature of the glass material, and is generated in the projection display device 30 by a rise in temperature due to heat convection, heat conduction, loss of illumination light, and the like inside the set. The initial stress is a residual stress at the time of forming the polarizing beam splitter 41, a residual stress when the glass material is hardened, a residual stress at the time of cutting out and polishing the glass material, a residual stress at the time of forming the analysis surface, This is caused by shrinkage of the adhesive during bonding. The mounting stress is a stress applied to the polarization beam splitter 41 by disposing the polarization beam splitter 41.

【0051】内部温度が充分に低い状態で投射型表示装
置30の電源を投入して表示画像を観察したところ、電
源投入直後においては、図2に示すように、実用上充分
な程度に黒浮きを防止できるのに対し、時間経過と共に
黒浮きが増大することがわかった。これは、このように
熱応力+初期応力+取り付け応力により表わされる応力
のうち、複屈折に与える影響の最も大きい応力が熱応力
であることを示すものであり、この熱応力による歪み量
を管理すれば、黒浮きを充分に低減できることを示すも
のである。
When the power of the projection type display device 30 was turned on while the internal temperature was sufficiently low, and a display image was observed, immediately after the power was turned on, as shown in FIG. However, it was found that black floating increased with time. This indicates that the stress having the greatest effect on birefringence among the stresses represented by thermal stress + initial stress + mounting stress is thermal stress, and the amount of distortion due to this thermal stress is controlled. This indicates that black floating can be sufficiently reduced.

【0052】これによりこの熱応力についてさらに考察
を進めると、熱応力は、この種の硝材の特性を規定する
物理定数により表して、温度差×線膨張係数×ヤング率
により表すことができ、さらに温度差は、比熱、比重、
透過率により表すことができる。
By further studying the thermal stress, the thermal stress can be expressed by physical constants defining the characteristics of this type of glass material, and can be expressed by temperature difference × linear expansion coefficient × Young's modulus. Temperature difference is specific heat, specific gravity,
It can be represented by transmittance.

【0053】これらを考慮すれば、(3)式の関係式に
よるパラメータAにより複屈折による黒浮きの程度を判
定することができる。
Taking these factors into consideration, the degree of black floating due to birefringence can be determined from the parameter A according to the relational expression of equation (3).

【0054】実際上、この実施の形態に係るパラメータ
Aが値3.71×102 の硝材による偏光ビームスプリ
ッタ41と、パラメータAが値5.44×102 の硝材
による偏光ビームスプリッタとを比較して検討したとこ
ろ、図2に示すように、パラメータAが値5.44×1
2 のものでは、数時間で黒レベルが増大して黒浮きに
よりコントラストの低下が知覚された。これに対してパ
ラメータAが値が3.71×102 のものでは、長時間
使用しても黒浮きによりコントラストの低下を知覚する
ことが困難で、実用上充分に高品位の画像を表示できる
ことが判った。
Actually, a comparison is made between the polarizing beam splitter 41 made of a glass material having a parameter A of 3.71 × 10 2 and the polarizing beam splitter made of a glass material having a parameter A of 5.44 × 10 2 according to this embodiment. As a result, as shown in FIG. 2, the parameter A has a value of 5.44 × 1.
0 than 2 ones, decrease in contrast by black floating and black level in a few hours is increased is perceived. On the other hand, when the parameter A has a value of 3.71 × 10 2 , it is difficult to perceive a decrease in contrast due to floating of blacks even when used for a long time, and a sufficiently high-quality image can be displayed for practical use. I understood.

【0055】これらの評価結果を総合的に判断すると、
偏光ビームスプリッタの複屈折によるコントラストの低
下を実用上充分な範囲に留めるためには、実際上、パラ
メータAが値が5.00×102 以下の硝材を用いれ
ば、コントラスト、ユニフオーミティの劣化の少ない投
射型表示装置を得ることができる。
By judging these evaluation results comprehensively,
In order to keep the decrease in contrast due to the birefringence of the polarizing beam splitter within a practically sufficient range, if a glass material having a parameter A of 5.00 × 10 2 or less is used in practice, the deterioration of contrast and uniformity is reduced. Projection type display device with a small number can be obtained.

【0056】かくするについき投射型表示装置30にお
いては、このようにしてコントラストの低下が防止さ
れ、さらに光源31に配置したフライアイレンズ34A
及び34Bにより均一な光量で照明光を供給することが
でき、その分表示画像の輝度ムラが防止され、これによ
っても高品位の表示画像を表示することが可能となる。
As described above, in the projection type display device 30, a decrease in contrast is prevented in this way, and the fly-eye lens 34A
And 34B, illumination light can be supplied with a uniform amount of light, and accordingly, uneven brightness of a display image can be prevented, whereby a high-quality display image can be displayed.

【0057】またこのフライアイレンズ34A及び34
B間に配置した偏光面変換シート35により、偏光ビー
ムスプリッタ41を透過して何ら映像の表示には供され
ないP偏光成分が一部S偏光成分に変換されて出射され
ることにより、その分照明光の利用効率が増大されて表
示画像の輝度レベルが向上され、これによっても高品位
の表示画像を表示することが可能となる。
The fly-eye lenses 34A and 34
By the polarization plane conversion sheet 35 disposed between B and B, the P-polarized light component that is transmitted through the polarization beam splitter 41 and is not used for displaying an image is partially converted into the S-polarized light component and emitted, so that the illumination is reduced accordingly. The use efficiency of light is increased, and the luminance level of the display image is improved, whereby it is possible to display a high-quality display image.

【0058】(1−4)第1の実施の形態の効果 以上の構成によれば、(3)式により示す熱応力による
複屈折の程度を示すパラメータAが5.00×102
下の値である値3.71×102 の硝材を用いて偏光ビ
ームスプリッタを作成することにより、黒浮きによるコ
ントラストの低下を実用上充分な範囲に留めることがで
き、これにより高品位の表示画像を表示することができ
る。
(1-4) Effects of the First Embodiment According to the above configuration, the parameter A indicating the degree of birefringence due to thermal stress represented by the equation (3) is a value of 5.00 × 10 2 or less. By creating a polarizing beam splitter using a glass material having a value of 3.71 × 10 2 , it is possible to keep the reduction in contrast due to floating black in a practically sufficient range, thereby displaying a high-quality display image. can do.

【0059】特に、熱によるコントラストの変化が少な
いことにより、長時間点灯しても、安定したコントラス
ト、ユニフォーミティを得る事が可能となる。また表示
画面を高輝度化する際に伴う光量の増加に対して、材料
の熟応力特性が向上することにより、高輝度化に容易に
対応することができる。
In particular, since there is little change in contrast due to heat, it is possible to obtain stable contrast and uniformity even after long lighting. Further, with respect to an increase in the amount of light accompanying an increase in the luminance of the display screen, the ripening stress characteristics of the material are improved, so that it is possible to easily cope with an increase in the luminance.

【0060】(2)第2の実施の形態 図3は、第2の実施の形態に係る投射型表示装置を示す
略線図である。この投射型表示装置50においては、上
述の投射型表示装置30におけるダイクロイックミラー
42B、42Rに代えて、ダイクロイックプリズム51
により照明光を青色、赤色、緑色の照明光に分解し、ま
た青色、赤色、緑色の映像光を合成する。
(2) Second Embodiment FIG. 3 is a schematic diagram showing a projection display device according to a second embodiment. In this projection display device 50, a dichroic prism 51 is used instead of the dichroic mirrors 42B and 42R in the projection display device 30 described above.
To decompose the illumination light into blue, red, and green illumination light, and synthesize blue, red, and green image light.

【0061】ここで投射型表示装置50においては、偏
光ビームスプリッタ41に加えて、このダイクロイック
プリズム51が(3)式により示すパラメータAが値
3.71×102 の硝材を用いて作成される。
Here, in the projection type display device 50, in addition to the polarization beam splitter 41, the dichroic prism 51 is formed using a glass material having a parameter A expressed by the equation (3) with a value of 3.71 × 10 2. .

【0062】図3に示すように、熱応力による複屈折の
程度を示すパラメータAが値3.71×102 の硝材を
用いてダイクロイックプリズム51を形成しても、第1
の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
As shown in FIG. 3, even if the dichroic prism 51 is formed using a glass material whose parameter A indicating the degree of birefringence due to thermal stress is 3.71 × 10 2 ,
The same effect as that of the embodiment can be obtained.

【0063】(3)第3の実施の形態 図4は、第3の実施の形態に係る投射型表示装置を示す
略線図である。この投射型表示装置60においては、上
述の第1の実施の形態の構成に係る偏光ビームスプリッ
タ41とは透過及び反射する偏光面が異なる偏光ビーム
スプリッタ61を配置し、これに対応して光学系の配置
を変更する。なおこの投射型表示装置60において、上
述した投射型表示装置30と同一の構成は、対応する符
号を付して示し、重複した説明は省略する。
(3) Third Embodiment FIG. 4 is a schematic diagram showing a projection type display device according to a third embodiment. In the projection display device 60, a polarization beam splitter 61 having a different polarization plane for transmitting and reflecting from the polarization beam splitter 41 according to the configuration of the above-described first embodiment is arranged. Change the placement of In the projection display device 60, the same components as those of the projection display device 30 described above are denoted by the corresponding reference numerals, and redundant description will be omitted.

【0064】すなわちこの投射型表示装置60におい
て、偏光ビームスプリッタ61は、熱応力による複屈折
の程度を示すパラメータAが値3.71×102 の硝材
を用いて作成され、S偏光を透過し、P偏光を反射す
る。これに対応してダイクロイックミラー42B等は、
偏光ビームスプリッタ61を透過する照明光の光路上に
配置される。
That is, in the projection type display device 60, the polarization beam splitter 61 is made of a glass material having a parameter A indicating the degree of birefringence due to thermal stress with a value of 3.71 × 10 2 and transmitting S-polarized light. , P-polarized light. In response to this, the dichroic mirror 42B etc.
It is arranged on the optical path of the illumination light transmitted through the polarization beam splitter 61.

【0065】さらにこの投射型表示装置60は、偏光ビ
ームスプリッタ61の光源側及び投射光学系側に、それ
ぞれ偏光分離素子62及び63を配置する。ここで偏光
分離素子62及び63は、光学的異方性を有する所定膜
厚のフィルムを積層して形成され、図5に示すように、
所定偏光面の入射光を選択的に透過し、これと直交する
偏光面の入射光を選択的に反射する。
Further, in the projection type display device 60, polarization splitters 62 and 63 are disposed on the light source side and the projection optical system side of the polarization beam splitter 61, respectively. Here, the polarization separation elements 62 and 63 are formed by laminating films of a predetermined thickness having optical anisotropy, and as shown in FIG.
It selectively transmits incident light on a predetermined polarization plane and selectively reflects incident light on a polarization plane orthogonal to the predetermined polarization plane.

【0066】偏光分離素子62は、凸レンズ39と偏光
ビームスプリッタ61との間に配置され、光源31より
入射する照明光のうち、S偏光成分を選択的に透過し、
P偏光成分を選択的に反射する。これに対して偏光分離
素子63は、投射光学系45と偏光ビームスプリッタ6
1との間に配置され、偏光ビームスプリッタ61からの
入射光のうちの、P偏光成分を選択的に透過し、S偏光
成分を選択的に反射する。
The polarization separation element 62 is disposed between the convex lens 39 and the polarization beam splitter 61, and selectively transmits the S-polarized light component of the illumination light incident from the light source 31.
The P-polarized component is selectively reflected. On the other hand, the polarization separation element 63 includes the projection optical system 45 and the polarization beam splitter 6.
1 and selectively transmits the P-polarized light component and selectively reflects the S-polarized light component of the incident light from the polarization beam splitter 61.

【0067】これにより偏光分離素子62及び63は、
黒浮きの原因となる偏光面の成分を光源側に反射して再
利用できるようにし、表示画像のコントラストを向上す
ると共に、照明光を効率良く利用して表示画像の輝度レ
ベルを向上できるようになされている。
Thus, the polarization splitting elements 62 and 63 are
In order to improve the contrast of the displayed image and to efficiently use the illumination light, the brightness level of the displayed image can be improved by reflecting the component of the polarization plane that causes black floating to the light source side so that it can be reused. It has been done.

【0068】さらに偏光分離素子62及び63は、偏光
ビームスプリッタ61の入射面及び出射面に光学的接着
材により貼り付けられて保持される。これにより投射型
表示装置60においては、偏光分離素子62と偏光ビー
ムスプリッタ61との間の空気層、偏光分離素子63と
偏光ビームスプリッタ61との間の空気層を省略し、こ
の空気層による光の損失を防止する。また偏光分離素子
62及び63で発生する熱を効率良く放熱して温度上昇
を低減するようになされている。
Further, the polarization splitters 62 and 63 are held by being attached to the entrance surface and the exit surface of the polarization beam splitter 61 with an optical adhesive. Accordingly, in the projection display device 60, the air layer between the polarization separation element 62 and the polarization beam splitter 61 and the air layer between the polarization separation element 63 and the polarization beam splitter 61 are omitted, and the light generated by the air layer is omitted. To prevent loss. Further, heat generated by the polarization splitters 62 and 63 is efficiently radiated to reduce a rise in temperature.

【0069】図4に示す構成によれば、第1の実施の形
態に係る構成に加えて、光源31と偏光ビームスプリッ
タ61との間と、投射光学系45と偏光ビームスプリッ
タ61との間に偏光分離素子62及び63を配置するこ
とにより、さらに一段と黒浮きを防止でき、これにより
コントラストを向上して高品位の表示画像を形成するこ
とができる。
According to the configuration shown in FIG. 4, in addition to the configuration according to the first embodiment, between the light source 31 and the polarization beam splitter 61 and between the projection optical system 45 and the polarization beam splitter 61 By arranging the polarization separation elements 62 and 63, the floating of black can be further prevented, whereby the contrast is improved and a high-quality display image can be formed.

【0070】さらにこれら偏光分離素子62及び63を
偏光ビームスプリッタ61に貼り付けて保持したことに
より、空気層による光の損失を防止して明るい高品位の
表示画像を表示することができる。また温度上昇を低減
できることにより、その分信頼性を向上でき、また経時
変化を防止でき、さらには配置に要する作業も簡略化す
ることができる。
Further, since the polarization splitting elements 62 and 63 are adhered to and held by the polarization beam splitter 61, light loss due to an air layer can be prevented and a bright high-quality display image can be displayed. In addition, since the rise in temperature can be reduced, reliability can be improved accordingly, change over time can be prevented, and work required for arrangement can be simplified.

【0071】(4)他の実施の形態 なお上述の実施の形態においては、偏光ビームスプリッ
タを1個使用した投射型表示装置に本発明を適用する場
合について述べたが、本発明はこれに限らず、図6に示
すように、各色毎に偏光ビームスプリッタを割り当てる
場合等にも広く適用することができる。
(4) Other Embodiments In the above embodiment, the case where the present invention is applied to the projection type display device using one polarization beam splitter has been described, but the present invention is not limited to this. Instead, as shown in FIG. 6, the present invention can be widely applied to a case where a polarization beam splitter is assigned to each color.

【0072】[0072]

【発明の効果】上述のように本発明によれば、複屈折量
を表すパラメータAの値が5.00×102 以下の部材
により偏光ビームスプリッタ等を作成することにより、
黒浮きによるコントラストの低下を防止して高品位の表
示画像を表示することができる。
As described above, according to the present invention, a polarizing beam splitter or the like is formed by using a member having a parameter A representing birefringence of 5.00 × 10 2 or less.
It is possible to display a high-quality display image while preventing a decrease in contrast due to floating black.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る投射型表示装
置を示す略線図である。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a projection display device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の投射型表示装置の動作の説明に供する特
性曲線図である。
FIG. 2 is a characteristic curve diagram for explaining the operation of the projection display device of FIG.

【図3】本発明の第2の実施の形態に係る投射型表示装
置を示す略線図である。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a projection display device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施の形態に係る投射型表示装
置を示す略線図である。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a projection display device according to a third embodiment of the present invention.

【図5】偏光分離素子の説明に供する斜視図である。FIG. 5 is a perspective view for describing a polarization splitting element.

【図6】従来の投射型表示装置を示す略線図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a conventional projection display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、30、50、60……投射型表示装置、2、31…
…光源、12、15、17、36R、36G、36B…
…反射型液晶パネル、11、14、15、41、61…
…偏光ビームスプリッタ、42R、42G、42B……
ダイクロイックミラー、62、63……偏光分離素子、
45……投射光学系
1, 30, 50, 60 ... Projection display device, 2, 31 ...
... Light source, 12, 15, 17, 36R, 36G, 36B ...
... Reflection type liquid crystal panel, 11, 14, 15, 41, 61 ...
... Polarizing beam splitters, 42R, 42G, 42B ...
Dichroic mirror, 62, 63 ... polarization splitter,
45 Projection optical system

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】所定偏光面の照明光を空間変調し、前記照
明光の偏光面に対して偏光面を回転させてなる映像光を
出射する反射型画像形成手段と、 前記映像光を投射する投射光学系と、 所定の光源より出射される前記照明光を前記反射型画像
形成手段に向けて出射すると共に、前記反射型画像形成
手段より入射する前記映像光のうちの所定の偏光成分を
前記投射光学系に出射する偏光ビームスプリッタとを有
し、 前記偏光ビームスプリッタが、以下の関係式を満足する
部材により作成されたことを特徴とする投射型表示装
置。 【数1】 但し、ここで、Kは前記部材の光弾性定数(nm/mm
・mm2 /N)、αは、前記部材の線膨張係数(10-6
/K)、Eは前記部材のヤング率(103 N/mm
2 )、λは前記照明光の波長(nm)、Tは波長λにお
ける前記部材の内部透過率、ρは前記部材の比重(g/
cm3 )、Cpは前記部材の比熱(J/g・k)であ
り、(1)式中の積分範囲は、前記部材の主たる光吸収
波長帯(420[nm]〜500[nm])の範囲であ
る。
1. A reflection type image forming means for spatially modulating illumination light having a predetermined polarization plane and emitting image light obtained by rotating the polarization plane with respect to the polarization plane of the illumination light, and projecting the image light. A projection optical system, and the illumination light emitted from a predetermined light source is emitted toward the reflection-type image forming means, and a predetermined polarization component of the image light incident from the reflection-type image formation means is converted into the light. A projection type display device, comprising: a polarizing beam splitter that emits light to a projection optical system, wherein the polarizing beam splitter is made of a member satisfying the following relational expression. (Equation 1) Here, K is the photoelastic constant (nm / mm) of the member.
· Mm 2 / N), α is the linear expansion coefficient of said member (10 -6
/ K) and E are the Young's modulus of the member (10 3 N / mm)
2 ), λ is the wavelength (nm) of the illumination light, T is the internal transmittance of the member at wavelength λ, and ρ is the specific gravity of the member (g / g).
cm 3 ) and Cp are the specific heat (J / g · k) of the member, and the integral range in the expression (1) is the main light absorption wavelength band (420 [nm] to 500 [nm]) of the member. Range.
【請求項2】それぞれ所定波長の入射光を空間変調し、
前記入射光の偏光面に対して偏光面を回転させてなる映
像光を出射する複数の反射型画像形成手段と、 波長を基準にして所定の光源より出射される照明光を前
記複数の反射型画像形成手段に出射すると共に、前記複
数の反射型画像形成手段より入射する前記映像光を前記
照明光の光路を逆に辿るように出射するダイクロイック
プリズムと、 前記映像光を投射する投射光学系と、 前記光源より出射される前記照明光を前記ダイクロイッ
クプリズムに向けて出射すると共に、前記ダイクロイッ
クプリズムより入射する前記映像光のうちの所定の偏光
成分を前記投射光学系に出射する偏光ビームスプリッタ
とを有し、 前記偏光ビームスプリッタ及び又は前記ダイクロイック
プリズムが、以下の関係式を満足する部材により作成さ
れたことを特徴とする投射型表示装置。 【数2】 但し、ここで、Kは前記部材の光弾性定数(nm/mm
・mm2 /N)、αは、前記部材の線膨張係数(10-6
/K)、Eは前記部材のヤング率(103 N/mm
2 )、λは前記照明光の波長(nm)、Tは波長λにお
ける前記部材の内部透過率、ρは前記部材の比重(g/
cm3 )、Cpは前記部材の比熱(J/g・k)であ
り、(2)式中の積分範囲は、前記部材の主たる光吸収
波長帯(420[nm]〜500[nm])の範囲であ
る。
2. The method according to claim 1, wherein each of the incident lights having a predetermined wavelength is spatially modulated.
A plurality of reflection-type image forming means for emitting image light obtained by rotating the polarization plane with respect to the polarization plane of the incident light; and the plurality of reflection-type illumination light emitted from a predetermined light source based on a wavelength. A dichroic prism that emits the image light from the plurality of reflective image forming units and emits the image light so as to trace the optical path of the illumination light in reverse, and a projection optical system that projects the image light. A polarizing beam splitter that emits the illumination light emitted from the light source toward the dichroic prism and emits a predetermined polarization component of the image light incident from the dichroic prism to the projection optical system. And wherein the polarizing beam splitter and / or the dichroic prism is made of a member satisfying the following relational expression. Projection display device. (Equation 2) Here, K is the photoelastic constant (nm / mm) of the member.
· Mm 2 / N), α is the linear expansion coefficient of said member (10 -6
/ K) and E are the Young's modulus of the member (10 3 N / mm)
2 ), λ is the wavelength (nm) of the illumination light, T is the internal transmittance of the member at wavelength λ, and ρ is the specific gravity of the member (g / g).
cm 3 ) and Cp are the specific heat (J / g · k) of the member, and the integral range in the expression (2) is the main light absorption wavelength band (420 [nm] to 500 [nm]) of the member. Range.
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