JP2001075174A - Picture display device - Google Patents

Picture display device

Info

Publication number
JP2001075174A
JP2001075174A JP2000069002A JP2000069002A JP2001075174A JP 2001075174 A JP2001075174 A JP 2001075174A JP 2000069002 A JP2000069002 A JP 2000069002A JP 2000069002 A JP2000069002 A JP 2000069002A JP 2001075174 A JP2001075174 A JP 2001075174A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
image display
display device
polarization
color
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2000069002A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3554520B2 (en
Inventor
Hiroshi Nakanishi
浩 中西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP2000069002A priority Critical patent/JP3554520B2/en
Priority to US09/587,361 priority patent/US6327093B1/en
Priority to KR10-2000-0030808A priority patent/KR100481400B1/en
Priority to TW089110971A priority patent/TW548426B/en
Publication of JP2001075174A publication Critical patent/JP2001075174A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3554520B2 publication Critical patent/JP3554520B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
  • Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a compact, lightweight and bright picture display device. SOLUTION: After rotating the polarization direction of only the light beam of a blue component out of the light beams of three primary colors, red, green and blue, from a light source 101 by a polarized light control element 104, the light beams are made incident on a light separation element. The red and green light beams made incident on the light separation element are reflected and the blue light beam is transmitted. The red and green light beams are made incident on a color separation element 106, and the red light beam is reflected and the green light beam is transmitted. The light beams separated to red, green and blue are made incident on picture display elements 107 corresponding to the respective light beams, and modulated in accordance with a picture signal. Thereafter, the red, green and blue light beams are made incident on the light separation element again, and only the light beam whose polarization direction is modulated is selectively made incident on the screen so as to project the picture.

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】本発明は例えば液晶プロジェ
クタのような、光源から画像表示素子を経た光をスクリ
ーンに拡大投影する画像表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image display device, such as a liquid crystal projector, for enlarging and projecting light from a light source through an image display device onto a screen.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示素子は、マトリクス状に規則的
に配列された画素電極に画像信号に対応した駆動電圧を
それぞれ印加することによって液晶の光学特性を変化さ
せ、画像や文字などを表示するように構成されている。
上述した画素電極に独立した駆動電圧を印加する方式と
しては、単純マトリクス方式と、非線形2端子素子や3
端子素子を液晶表示素子に設けた場合のアクティブマト
リクス方式とがある。
2. Description of the Related Art A liquid crystal display element displays images and characters by changing the optical characteristics of a liquid crystal by applying a driving voltage corresponding to an image signal to pixel electrodes arranged regularly in a matrix. It is configured as follows.
As a method for applying an independent drive voltage to the pixel electrodes described above, a simple matrix method, a non-linear two-terminal element,
There is an active matrix type in which a terminal element is provided in a liquid crystal display element.

【0003】後者のアクティブマトリクス方式の場合に
は、MIM(金属−絶縁体−金属)素子やTFT(薄膜
トランジスタ)素子等のスイッチング素子と、画素電極
に駆動電圧を供給する為の配線電極とを設ける必要があ
る。
In the latter case, a switching element such as an MIM (metal-insulator-metal) element or a TFT (thin film transistor) element and a wiring electrode for supplying a driving voltage to a pixel electrode are provided. There is a need.

【0004】このスイッチング素子に強い光が入射する
と、OFF状態における素子抵抗が下がり、電圧印加時
に充電した電荷が放電されるだけでなく、前記スイッチ
ング素子や配線電極が形成された領域に存在する液晶部
分には、正規の駆動電圧が印加されず、本来の表示動作
が実行されないため、黒状態でも光が漏れてコントラス
ト比が低下するという難点がある。
When strong light is incident on the switching element, the element resistance in the OFF state is reduced, and not only the charge charged when a voltage is applied is discharged, but also the liquid crystal present in the region where the switching element and the wiring electrode are formed. Since a normal drive voltage is not applied to the portion and the original display operation is not performed, there is a problem that light leaks even in a black state and the contrast ratio is reduced.

【0005】したがって、液晶表示素子が透過型である
場合には、図15に示すように、TFT601などのス
イッチング素子および画素電極605が設けられたTF
T基板とは液晶層を挟んで対向する対向基板にブラック
マトリクス602と称される遮光手段を設けて、上述し
た光入射領域に入射する光を遮断する必要がある。よっ
て、透過型の液晶表示素子の場合には、各々遮光性のあ
るTFT601、ゲートバスライン603およびソース
バスライン604に加えて、ブラックマトリクス602
によっても遮光されるため、画素の区画中に占める有効
な画素開口部の面積、即ち開口率が小さくなる。
Accordingly, when the liquid crystal display element is of a transmission type, as shown in FIG. 15, a switching element such as a TFT 601 and a TF provided with a pixel electrode 605 are provided.
It is necessary to provide light blocking means called a black matrix 602 on a counter substrate facing the T substrate with a liquid crystal layer interposed therebetween to block light incident on the above-mentioned light incident region. Therefore, in the case of a transmissive liquid crystal display element, in addition to the TFT 601, the gate bus line 603, and the source bus line 604 each having a light shielding property, a black matrix 602 is provided.
Therefore, the effective pixel opening area occupying the pixel section, that is, the aperture ratio is reduced.

【0006】さらに、これらスイッチング素子や配線電
極は、その電気的性能や製造技術等の制約から、ある程
度以下の大きさで形成することは困難である。よって、
液晶表示素子の高精細化、小型化に伴って、画素電極の
ピッチが小さくなるほど開口率がさらに低下する。
Furthermore, it is difficult to form these switching elements and wiring electrodes in a size smaller than a certain size due to restrictions on their electrical performance and manufacturing technology. Therefore,
As the definition and the size of the liquid crystal display element increase, the aperture ratio further decreases as the pitch of the pixel electrodes decreases.

【0007】そこで、この問題を解決する為に、反射型
の液晶表示素子が開発されている。
In order to solve this problem, a reflection type liquid crystal display device has been developed.

【0008】反射型液晶表示素子は、図16に示すよう
にスイッチング素子としてのTFT651の上に反射型
の画素電極655を形成することができるため、同じ液
晶表示サイズでは、前記透過型液晶表示素子よりも開口
率を大きくとることができ、投影型液晶表示装置におけ
る明るさの向上には非常に効果的である。
In the reflection type liquid crystal display element, as shown in FIG. 16, a reflection type pixel electrode 655 can be formed on a TFT 651 as a switching element. The aperture ratio can be made larger than that, which is very effective for improving the brightness of the projection type liquid crystal display device.

【0009】このような反射型液晶表示素子を投影型画
像表示装置に適用した方式が電子ディスプレイフォーラ
ム97(P.3−27〜3−32)や特開平4−338
721号公報に提案されている。
A system in which such a reflection type liquid crystal display element is applied to a projection type image display device is disclosed in Electronic Display Forum 97 (P.3-27 to 3-32) and JP-A-4-338.
No. 721 proposes this.

【0010】電子ディスプレイフォーラム97では、図
17に示すように、光源701から出射された光をダイ
クロイックミラーで、赤、緑、青(以下順にR、Gおよ
びBと呼ぶ)の3原色の光に分離し、それぞれの光を対
応する偏光ビームスプリッタ(PBS)702に入射さ
せる。偏光ビームスプリッタ702では、入射光を互い
に直交する2方向の直線偏光成分に分離し、一方の光が
対応する反射型液晶表示素子704に入射する。反射型
液晶表示素子704で反射され、偏光方向が変調された
R、GおよびBの光は、再度PBS702に入射し、ク
ロスダイクロイックミラー703で合成された後、投影
レンズ705でスクリーンに投影される。
At the electronic display forum 97, as shown in FIG. 17, the light emitted from the light source 701 is converted into light of three primary colors of red, green, and blue (hereinafter, referred to as R, G, and B) by a dichroic mirror. The light is separated, and each light is made incident on a corresponding polarizing beam splitter (PBS) 702. The polarization beam splitter 702 separates incident light into linearly polarized light components in two directions orthogonal to each other, and one of the light is incident on a corresponding reflection type liquid crystal display element 704. The R, G, and B lights reflected by the reflective liquid crystal display element 704 and having their polarization directions modulated enter the PBS 702 again, are combined by the cross dichroic mirror 703, and then projected on the screen by the projection lens 705. .

【0011】特開平4−338721号公報では、図1
8(a)、(b)に示すように、光源101からの光を
PBS105で2つの直線偏光に分離後、一方の光をク
ロスダイクロイックプリズム(図18(a))やフィリ
ップスタイププリズム(図18(b))の色分離・合成
素子でR、GおよびBの光に分離し、反射型液晶表示素
子107−R、107−G、107−Bで反射された光
を同素子で色合成した後、PBS105に再度入射さ
せ、偏光方向が変調された光のみ投影レンズ108に入
射し、スクリーンに投影する。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-338721, FIG.
As shown in FIGS. 8A and 8B, after the light from the light source 101 is separated into two linearly polarized lights by the PBS 105, one of the lights is cross-dichroic prism (FIG. 18A) or Philips type prism (FIG. 18). The light is separated into R, G, and B light by the color separation / combination element (b), and the light reflected by the reflective liquid crystal display elements 107-R, 107-G, and 107-B is color-combined by the same element. Thereafter, the light is again incident on the PBS 105, and only the light whose polarization direction is modulated is incident on the projection lens 108 and projected on the screen.

【0012】この方式は、3板式液晶プロジェクション
と呼ばれ、光源からのR、GおよびBの光を効率良く利
用できるため、非常に明るい画像が実現できる。
This method is called a three-panel type liquid crystal projection, and since R, G and B light from a light source can be used efficiently, a very bright image can be realized.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、反射型
液晶表示装置を用いた上記のような投影型画像表示装置
は、次に説明するような課題を有する。
However, the above-mentioned projection type image display device using the reflection type liquid crystal display device has the following problems.

【0014】電子ディスプレイフォーラム97に提案さ
れている方法では、R、GおよびBの各色に対応したP
BSがそれぞれ3つ必要であり、また、色分離用の光学
系と色合成用クロスダイクロイックプリズムも必要とな
るため、システムのコストが非常に高くなるだけでな
く、システムサイズが非常に大きくなるという欠点を有
する。
In the method proposed in the electronic display forum 97, the P, R, G and B colors
Since three BSs are required and an optical system for color separation and a cross dichroic prism for color synthesis are required, not only the cost of the system becomes extremely high, but also the system size becomes extremely large. Has disadvantages.

【0015】特開平4−338721号公報では、色分
離と色合成を一つの素子で行い、また、PBSも一つで
済むことから、システムサイズの小型化を図ることがで
きるが、クロスダイクロイックプリズムを使う方式で
は、色分離を行う膜面に対して、通常45度の角度で光
が入射するため、図19に示すように色分離面での分光
特性の偏光依存性が大きく(図19では、Bの色分離面
での分光特性を表示)、同素子で色分離と色合成を行う
と光の使用できるバンド幅が大きく制限され、光利用効
率が悪く、また、色純度も低下してしまう。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-338721, the color separation and the color synthesis are performed by one element, and only one PBS is required, so that the system size can be reduced. However, the cross dichroic prism is used. In the method using, the light is normally incident at an angle of 45 degrees with respect to the film surface on which the color separation is performed, so that the polarization dependence of the spectral characteristic on the color separation surface is large as shown in FIG. , B, the spectral characteristics of the color separation surface are displayed). When color separation and color synthesis are performed by the same element, the bandwidth in which light can be used is greatly limited, light use efficiency is deteriorated, and color purity is reduced. I will.

【0016】フィリップスタイププリズムを用いた場合
は、色分離面への光の入射角度はクロスダイクロイック
プリズムと比べて小さいため、前記したような偏光依存
性による影響は緩和されるが、フィリップスタイププリ
ズム内を通過する光の光路が長く、入射した光をフィリ
ップスタイププリズムの側面で蹴られることなく通過さ
せるためには、プリズムと投影レンズを大型化しなくて
はならず、コスト高となる。
When the Philips type prism is used, the angle of incidence of light on the color separation surface is smaller than that of the cross dichroic prism, so that the above-described influence of the polarization dependence is reduced. The optical path of the light passing through is long, and in order to allow the incident light to pass through without being kicked by the side surface of the Philips type prism, the prism and the projection lens must be increased in size, which increases the cost.

【0017】本発明は、上記の問題点を解決する為にな
されたものであり、その目的は、小型、軽量かつ、明る
い反射型液晶表示素子を用いた投影型画像表示装置を実
現することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to realize a projection type image display device using a small, light, and bright reflective liquid crystal display element. is there.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明の画像表示装置
は、赤、緑、青の3原色の光を、そのうちの2色の光の
偏光方向を他の1色の光の偏光方向と異ならせて出射す
る照明光学系(照明手段)と、前記照明光学系から出射
された光を偏光方向によって分離する光分離素子(光分
離手段)と、前記光分離素子で分離された光を変調する
複数の反射型画像表示素子と、偏光方向が同じ前記2色
の光を分離する色分離素子(色分離手段)と、前記複数
の反射型画像表示素子で変調された光を投影する投影光
学系(投影手段)とを有し、そのことによって上記目的
が達成される。
An image display apparatus according to the present invention is capable of converting light of three primary colors, red, green and blue, into two different colors if the polarization directions of the two colors are different from the polarization direction of the other one color light. An illumination optical system (illuminating means) for emitting the light, a light separating element (light separating means) for separating the light emitted from the illumination optical system according to a polarization direction, and modulating the light separated by the light separating element. A plurality of reflective image display elements, a color separating element (color separating means) for separating the two colors of light having the same polarization direction, and a projection optical system for projecting light modulated by the plurality of reflective image display elements (Projecting means), whereby the object is achieved.

【0019】前記光分離素子の光分離面と前記色分離素
子の色分離面とのなす角が20°以下であることが好ま
しい。
It is preferable that the angle formed between the light separating surface of the light separating element and the color separating surface of the color separating element is 20 ° or less.

【0020】前記照明光学系は、3原色の光を出射する
光源と、前記光源からの3原色の光のうちの少なくとも
1色の光の偏光方向を変換させる第1の偏光制御素子
(偏光制御手段)とを有する構成としてもよい。
The illumination optical system includes a light source that emits light of three primary colors, and a first polarization control element (polarization control device) that changes the polarization direction of at least one of the light of the three primary colors from the light source. Means).

【0021】前記第1の偏光制御素子の光入射側の光路
上に1方向の偏光方向のみを透過または反射させる偏光
選択素子が配置されている構成としてもよい。
A configuration may be adopted in which a polarization selection element that transmits or reflects only one polarization direction is disposed on the light path on the light incident side of the first polarization control element.

【0022】前記色分離素子の色分離面が、2枚の基板
間に挟まれている構成とすることが好ましい。このと
き、前記光分離素子によって分離された光の光路上の少
なくとも一方に透明基板が配置されていることが好まし
い。特に、前記光分離素子によって分離された光のう
ち、前記色分離素子を経ずに前記複数の反射型画像表示
素子のうちの1つに入射する光の光路上に、前記色分離
素子が有する前記2枚の基板分の厚さを有する基板を配
置することが好ましい。なお、この透明基板は、必要に
応じて、色分離面が2枚の基板間に設けられた光分離素
子以外の構成に対して用いてもよい。
It is preferable that the color separation surface of the color separation element is sandwiched between two substrates. At this time, it is preferable that a transparent substrate is disposed on at least one of the optical paths of the light separated by the light separating element. In particular, among the lights separated by the light separation element, the color separation element has on an optical path of light incident on one of the plurality of reflective image display elements without passing through the color separation element. It is preferable to dispose a substrate having a thickness corresponding to the two substrates. In addition, this transparent substrate may be used for a configuration other than the light separation element in which the color separation surface is provided between the two substrates, if necessary.

【0023】前記色分離素子は2つの3角柱プリズムを
貼り合わせた4角柱プリズムであってもよい。
The color separation element may be a quadrangular prism formed by bonding two triangular prisms.

【0024】前記4角柱プリズムヘの入射光及び出射光
の主光線が、前記4角柱プリズムの光入射面及び出射面
の面法線に対して略平行に入出射し、かつ、前記4角柱
プリズムの光分離面の面法線に対して45°より小さい
角度で入射することが好ましい。
The principal rays of the incident light and the outgoing light to and from the quadrangular prism enter and exit substantially parallel to the surface normal of the light incident surface and the exit surface of the quadrangular prism. It is preferable that the light is incident at an angle smaller than 45 ° with respect to the surface normal of the light separating surface.

【0025】前記色分離素子の色分離面は、基板の一方
の表面に形成されており、前記光分離素子側に向くよう
に配置されており、且つ、青色の光を透過し、偏光方向
が同じ前記2色の光は青色の光を含む構成としてもして
もよい。
The color separation surface of the color separation element is formed on one surface of the substrate, is arranged so as to face the light separation element side, transmits blue light, and has a polarization direction. The same two colors of light may be configured to include blue light.

【0026】前記光分離素子の前記投影光学系側に前記
赤、緑、青の3原色の光の偏光方向を同方向に揃える第
2の偏光制御素子(偏光制御手段)が配置されている構
成としてもよい。
A second polarization control element (polarization control means) for aligning the polarization directions of the three primary colors of red, green, and blue lights in the same direction is disposed on the projection optical system side of the light separation element. It may be.

【0027】前記第2の偏光制御素子の光出射側の光路
上に1方向の偏光方向のみを透過または反射させる偏光
選択素子が配置されている構成としてもよい。
[0027] A configuration may be adopted in which a polarization selection element that transmits or reflects only one polarization direction is disposed on the optical path on the light emission side of the second polarization control element.

【0028】前記光源と前記投影光学系との間の光路上
に、少なくとも一枚の波長規制素子(波長規制手段)が
挿入されていることが好ましい。
It is preferable that at least one wavelength regulating element (wavelength regulating means) is inserted in an optical path between the light source and the projection optical system.

【0029】前記波長規制素子が前記第1の偏光制御素
子で偏光方向が変換される光と、それ以外の光の波長と
の境界の波長域の光をカットすることが好ましい。
It is preferable that the wavelength regulating element cuts light in a wavelength region at a boundary between the light whose polarization direction is converted by the first polarization control element and the wavelength of the other light.

【0030】前記波長規制素子が前記光分離素子で分離
された光の光路上の少なくとも一方に配置され、前記波
長規制素子が挿入された光路に配置された前記反射型画
像表示素子が対応する光以外の光をカットすることが好
ましい。
The wavelength regulating element is disposed on at least one of the optical paths of the light separated by the light separating element, and the light corresponding to the reflection type image display element disposed on the optical path into which the wavelength regulating element is inserted. It is preferable to cut out light other than the above.

【0031】前記波長規制素子が、赤と緑の境界波長
域、および緑と青の境界波長域の少なくとも一方の光を
カットすることが好ましい。緑と青を光の偏光方向を揃
えた場合には、赤と緑の境界波長域の光をカットするこ
とが好ましく、赤と緑を光の偏光方向を揃えた場合に
は、緑と青の境界波長域の光をカットすることが好まし
い。
Preferably, the wavelength regulating element cuts off at least one of a boundary wavelength range between red and green and a boundary wavelength range between green and blue. When the polarization directions of green and blue light are aligned, it is preferable to cut light in the boundary wavelength region between red and green, and when the polarization directions of red and green are aligned, green and blue It is preferable to cut off light in the boundary wavelength range.

【0032】前記波長規制素子が、前記光分離素子と前
記反射型画像表示素子との間に配置され、前記波長規制
素子の光規制面が、前記反射型画像表示素子の画像表示
面と角度を成して、すなわち非平行に、配置されている
ことが好ましい。前記波長規制素子の光規制面と、前記
反射型画像表示素子の画像表示面とのなす角度が1.5
°〜13.5°の範囲内にあることが好ましい。
The wavelength regulating element is disposed between the light separating element and the reflection type image display element, and the light regulating surface of the wavelength regulating element has an angle with the image display surface of the reflection type image display element. Preferably, that is, they are arranged non-parallel. The angle between the light regulating surface of the wavelength regulating element and the image display surface of the reflective image display element is 1.5
It is preferable that the angle be in the range of ° to 13.5 °.

【0033】前記赤、緑、青の3原色の光のうち、偏光
方向が同じ2色の光に緑の光が含まれていることが好ま
しい。
It is preferable that, of the three primary colors of red, green and blue, light of two colors having the same polarization direction includes green light.

【0034】前記光分離素子の光分離面のP偏光に対す
る透過率およびS偏光に対する反射率のどちらか一方が
他方よりも高く、前記一方を有する偏光として前記光分
離素子で分離された光が前記複数の反射型画像表示素子
の内の2枚以上に入射する構成とすることが好ましい。
One of the transmittance for the P-polarized light and the reflectance for the S-polarized light of the light separating surface of the light separating element is higher than the other, and the light separated by the light separating element as the polarized light having the one is It is preferable that the light is incident on two or more of the plurality of reflective image display elements.

【0035】前記光分離素子の光分離面のP偏光に対す
る透過率およびS偏光に対する反射率のどちらか一方が
他方よりも高く、緑の光が前記一方を有する偏光として
前記光分離素子で分離される構成とすることが好まし
い。
Either the transmittance for the P-polarized light or the reflectance for the S-polarized light of the light separating surface of the light separating element is higher than the other, and green light is separated by the light separating element as polarized light having the one. It is preferable to adopt a configuration in which

【0036】以下、本発明の作用について説明する。The operation of the present invention will be described below.

【0037】本発明の画像表示装置の照明光学系は、3
原色の光のうちの1色の光の偏光方向が他の2色の光の
偏光方向と異なるように、3原色の光を出射する。すな
わち、3原色の光のうちの2色は同じ偏光方向を有する
偏光であり、その偏光方向は、他の1色の光の偏光方向
と異なる。光分離素子(「偏光分離素子」とも呼ばれ
る。)は、照明光学系から出射された光をその偏光方向
に基づいて、偏光方向が互いに異なる光に分離する。従
って、偏光方向が同じ2色の光と、他の1色の光とを分
離する。本発明の画像表示装置が有する色分離素子は、
偏光方向が同じ2色の光を分離する。
The illumination optical system of the image display device according to the present invention
Light of three primary colors is emitted such that the polarization direction of one of the primary colors of light is different from the polarization direction of the other two colors of light. That is, two of the three primary colors are polarized light having the same polarization direction, and the polarization direction is different from the polarization direction of the other one color light. The light separating element (also referred to as a “polarization separating element”) separates light emitted from the illumination optical system into lights having different polarization directions based on the polarization direction. Accordingly, light of two colors having the same polarization direction and light of another one color are separated. The color separation element included in the image display device of the present invention,
Light of two colors having the same polarization direction is separated.

【0038】したがって、本発明の画像表示装置は、色
分離(および色合成)に、従来のようにクロスダイクロ
イックプリズムやフィリップスタイププリズムを用いる
必要が無く、ダイクロイックプリズムやフィリップスタ
イププリズムの偏光依存性に起因する、明るさや色純
度、コントラスト比の低下を改善し、かつ、画像表示装
置の小型化ができるだけでなく、大幅にコストダウンが
可能である。
Therefore, the image display device of the present invention does not require the use of a cross dichroic prism or a Philips type prism for color separation (and color synthesis) as in the prior art, and the polarization dependence of the dichroic prism or the Philips type prism is not required. It is possible to improve the reduction in brightness, color purity, and contrast ratio, and reduce the size of the image display device, as well as to significantly reduce the cost.

【0039】また、光分離素子(例えば、PBS)の光
分離面と、色分離素子(例えばダイクロイックミラー)
の色分離面とが20°(絶対値)以下の角度をなすよう
配置する構成を採用することによって、さらにコントラ
スト比を向上することができる。光分離面と色分離面と
がなす角は、10°以下が好ましく、略平行(約0°)
がさらに好ましい。以下に、図20を参照しながら、こ
の理由を説明する。
A light separating surface of a light separating element (for example, PBS) and a color separating element (for example, a dichroic mirror)
By adopting a configuration in which the color separation surface forms an angle of 20 ° (absolute value) or less, the contrast ratio can be further improved. The angle formed between the light separating surface and the color separating surface is preferably 10 ° or less, and is substantially parallel (about 0 °).
Is more preferred. Hereinafter, the reason will be described with reference to FIG.

【0040】光分離素子は、通常、入射光をP偏光とS
偏光とに分離する。P偏光およびS偏光は、それぞれ、
光分離面への光の入射光路と面法線と含む面に対する偏
光方向によって規定される。光分離素子に入射する光
は、一般に、完全な平行光ではなく、ある程度の広がり
角θを有しているので、光分離素子によって反射光また
は透過光として分離された光の偏光方向(振動方向)
は、完全な平行光が分離された結果得られるP偏光やS
偏光の偏光方向と異なる。
The light separating element usually converts incident light into P-polarized light and S-polarized light.
Separate into polarized light. P-polarized light and S-polarized light respectively
It is defined by the direction of polarization with respect to a plane that includes the incident optical path of light to the light separation plane and the plane normal. Light incident on the light separating element generally has a certain spread angle θ instead of perfectly parallel light. Therefore, the polarization direction (vibration direction) of the light separated as reflected light or transmitted light by the light separating element. )
Is the P-polarized light and S
The polarization direction is different from the polarization direction.

【0041】広がり角を有した光が、光分離素子105
を通過後、図20(a)に示すように(光分離面とほぼ
直交するように)配置されている色分離素子106’の
色分離面に入射すると、この光は色分離面に対して、P
偏光またはS偏光からずれた偏光方向を有していること
になる。色分離面では、通常、直線偏光(光の入射面に
対するP偏光およびS偏光)の偏光方向に依存する位相
のずれが発生する。よって、広がり角を有した光は、こ
の影響を受け、色分離素子106’から楕円偏光として
出射されるため、コントラスト比の低下を招く。
The light having the spread angle is transmitted to the light separating element 105.
After passing through, the light is incident on the color separation surface of the color separation element 106 ′ arranged (substantially perpendicular to the light separation surface) as shown in FIG. , P
It has a polarization direction deviated from polarized light or S-polarized light. In the color separation plane, a phase shift that depends on the polarization direction of linearly polarized light (P-polarized light and S-polarized light with respect to the light incident surface) usually occurs. Therefore, light having a divergence angle is affected by this and is emitted from the color separation element 106 'as elliptically polarized light, which causes a decrease in contrast ratio.

【0042】これに対して、図20(b)に示したよう
に、色分離面を光分離面に対して略平行に配置にする
と、この2つの面に対するS偏光およびP偏光の偏光方
向はそれぞれ互いに一致する(例えば、色分離面に対す
るS偏光は光分離面に対してもS偏光である)。したが
って、色分離面で位相のずれが発生したとしても、P偏
光またはS偏光のどちらかの光しか存在しないため、偏
光状態は変化しないため、コントラスト比を向上させる
ことができる。
On the other hand, as shown in FIG. 20B, when the color separation surface is arranged substantially parallel to the light separation surface, the polarization directions of the S-polarized light and the P-polarized light with respect to the two surfaces are changed. Each of them coincides with each other (for example, S-polarized light on the color separation surface is also S-polarized light on the light separation surface). Therefore, even if a phase shift occurs on the color separation surface, since only one of the P-polarized light and the S-polarized light exists, the polarization state does not change, and the contrast ratio can be improved.

【0043】図20(b)には、光分離素子の光分離面
と色分離素子の色分離面を平行に配置した例を示した
が、色分離面の角度は、図20(b)で示した角度(0
°)から、例えば±20度程度ずれたとしても、その効
果は低下するが、図20(a)の配置よりも高いコント
ラスト比が得られる。
FIG. 20 (b) shows an example in which the light separating surface of the light separating element and the color separating surface of the color separating element are arranged in parallel, and the angle of the color separating surface is shown in FIG. The indicated angle (0
°), the effect is reduced, for example, by about ± 20 degrees, but a higher contrast ratio than the arrangement of FIG. 20A can be obtained.

【0044】本発明の画像表示装置で用いられる照明光
学系は、例えば、白色の光を出射する光源と、R、Gお
よびBの光の少なくとも1つの偏光方向を回転させる第
1の偏光制御素子とによって構成される。この構成を採
用することにって、効率よく所定の偏光方向の光を対応
する反射型画像表示素子に入射させることができ、明る
さをアップすることができる。なお、光源から出射され
たR、GおよびBの光は、例えば、偏光板を用いて直線
偏光とすることができる。
The illumination optical system used in the image display device of the present invention includes, for example, a light source that emits white light and a first polarization control element that rotates at least one polarization direction of R, G, and B light. It is constituted by and. By adopting this configuration, light of a predetermined polarization direction can be efficiently made incident on the corresponding reflective image display element, and the brightness can be increased. The R, G, and B light emitted from the light source can be converted into linearly polarized light using, for example, a polarizing plate.

【0045】第1の偏光制御素子としては、例えば、U
SP5、751、384に開示されているような素子を
利用できる。この素子は、複数の波長板(「位相差板」
とも言う。)をその軸(光学軸、例えば遅相軸)の角度
を変えて互いに積層し、ある特定の波長域の光のみの偏
光方向を回転させる機能を有する。例えば、図4に示す
ように、Bの光の偏光方向を回転させる偏光制御素子1
04を用いた場合、白色の直線偏光が偏光制御素子10
4に入射すると、出射光のうちRおよびGの光の偏光方
向は維持され、Bの光の偏光方向のみ回転させることが
できる。
As the first polarization control element, for example, U
Devices such as those disclosed in SP5, 751, 384 can be used. This element consists of a plurality of wave plates ("phase plates").
Also say. ) Are stacked on each other while changing the angle of the axis (optical axis, for example, slow axis), and has a function of rotating the polarization direction of only light in a specific wavelength range. For example, as shown in FIG. 4, a polarization control element 1 for rotating the polarization direction of B light.
04, white linearly polarized light is
4, the polarization directions of the R and G lights of the emitted light are maintained, and only the polarization direction of the B light can be rotated.

【0046】また、色分離面が2枚の基板(平行平板)
の間に挟まれた構造を有する色分離素子は、分離された
2色の光に対して同程度の非点収差を生成するので、投
影光学系によってこの非点収差を補償することが可能と
なる。分離された2色の光に対する非点収差の発生量を
互いに一致させるためには、色分離面を挟む2枚の基板
の屈折率および厚さは互いに等しいことが好ましい。以
下に、図5および図21を参照しながら説明する。
A substrate having two color separation surfaces (parallel plate)
Since the color separation element having the structure sandwiched between the two generates the same degree of astigmatism for the separated two colors of light, it is possible to compensate for this astigmatism by the projection optical system. Become. In order to make the amounts of astigmatism generated for the separated two colors of light coincide with each other, it is preferable that the two substrates sandwiching the color separation surface have the same refractive index and thickness. This will be described below with reference to FIGS.

【0047】画像表示素子で変調された光によって形成
された画像をスクリーンに投影する場合、投影レンズと
画像表示素子との間に色分離素子などの平行平板が入る
と、非点収差が発生し、スクリーン上の画像に非点収差
に起因するゆがみが生ずる。
When an image formed by the light modulated by the image display device is projected on a screen, astigmatism occurs when a parallel flat plate such as a color separation device enters between the projection lens and the image display device. Then, the image on the screen is distorted due to astigmatism.

【0048】図21に示した従来の色分離素子106’
のように、平行平板の一方の面に色分離面(典型的に
は、誘電体多層膜)CPが形成されている色分離素子を
用いた構成では、例えば反射型画像表示素子107−R
で反射され、色分離素子106’に入射する光は、色分
離素子106’の表面(色分離面CP)で反射されるた
め、この光に対する非点収差は発生しないが、反射型画
像表示素子107−Gで反射された光は、色分離素子1
06’(平行平板を含む)を通過するため、この光に対
して非点収差が発生する。このように、反射型画像表示
素子107−Rおよび107−Gからの光のうち一方の
光に対してのみ非点収差が発生するので、投影光学系に
よって非点収差を補償することは困難である。
The conventional color separation element 106 'shown in FIG.
In a configuration using a color separation element in which a color separation surface (typically, a dielectric multilayer film) CP is formed on one surface of a parallel plate as described above, for example, the reflection type image display element 107-R
The light reflected by the color separation element 106 ′ is reflected by the surface (color separation plane CP) of the color separation element 106 ′, so that astigmatism does not occur for this light. The light reflected by 107-G is the color separation element 1
06 '(including a parallel flat plate), astigmatism is generated for this light. As described above, astigmatism occurs only in one of the lights from the reflective image display elements 107-R and 107-G, and it is difficult to compensate for astigmatism by the projection optical system. is there.

【0049】そこで、図5に示したように、色分離面が
2枚のガラス基板(透明な平行平板)106aおよび1
06bにサンドイッチされた色分離素子106を使用す
ると、反射型画像表示素子107−Rおよび107−G
で反射された光が、色分離素子106のガラス中を通過
する距離が互いに同じとなるので、投影光学系によって
非点収差を補償することが可能となり、非点収差による
歪のない良好な画像を表示できる。
Therefore, as shown in FIG. 5, two glass substrates (transparent parallel flat plates) 106a and 1
When the color separation element 106 sandwiched between the reflection type image display elements 107-R and 107-G is used.
Since the light reflected by the light separating element 106 has the same distance through the glass of the color separation element 106, astigmatism can be compensated by the projection optical system, and a good image free from distortion due to astigmatism can be obtained. Can be displayed.

【0050】また、色分離素子106のガラス基板10
6aおよび106bの間に挟持された色分離面への光の
入射角度は、ガラス表面で光が屈折されるため、クロス
ダイクロイックプリズムの色分離面への入射角度(典型
的には45°)よりも小さくなり、前述した色分離面の
偏光依存性による問題は大幅に緩和される。
The glass substrate 10 of the color separation element 106
The angle of incidence of light on the color separation surface sandwiched between 6a and 106b is smaller than the angle of incidence on the color separation surface of the cross dichroic prism (typically 45 °) because light is refracted on the glass surface. And the problem due to the polarization dependence of the color separation surface described above is greatly reduced.

【0051】また、例えば、R、GおよびBの光に対応
した3枚の反射型画像表示素子を図1に示すように配置
した場合、反射型画像表示素子107−Bに至るの光路
上には色分離素子が必要ないため、非点収差が発生しな
い。一方、先に述べたように、反射型画像表示素子10
7−R、107−Gに至る光路においては、色分離素子
106によって非点収差が発生する。従って、投影光学
系(投影レンズ)108で投影されるR、GおよびBの
光のうち、RとGの光に対してのみ非点収差が発生する
ので、この非点収差を投影光学系で補償することは困難
である。
For example, when three reflective image display elements corresponding to R, G, and B light are arranged as shown in FIG. 1, on the optical path leading to the reflective image display element 107-B. Does not require a color separation element, so that astigmatism does not occur. On the other hand, as described above, the reflective image display element 10
In the optical path reaching 7-R and 107-G, astigmatism is generated by the color separation element 106. Therefore, among the R, G, and B lights projected by the projection optical system (projection lens) 108, astigmatism occurs only for the R and G lights. It is difficult to compensate.

【0052】これに対し、反射型画像表示素子107−
Bで反射された光の光路上に透明基板109を挿入する
ことにより、R、GおよびBの光に対して発生する非点
収差の発生量を同じにできるため、投影光学系(投影レ
ンズ)108による補償が可能になり、良好な画像が得
られる。なお、図1から明らかなように、3つ色の光に
対する非点収差を同じにするためには、透明基板109
は色分離素子106が有する2枚の基板と同じ基板(厚
さは2枚分)で、Bの光の光路に対して、RおよびGの
光の光路に対する色分離素子106(光分離面)の配置
角度と同じ角度で配置されることが好ましい。
On the other hand, the reflection type image display element 107-
By inserting the transparent substrate 109 on the optical path of the light reflected by B, the amount of astigmatism generated for the R, G, and B light can be made the same, so that the projection optical system (projection lens) 108, and a good image can be obtained. As is apparent from FIG. 1, in order to make the astigmatisms for the three colors of light the same, the transparent substrate 109 is required.
Is the same substrate (thickness is two) as the two substrates of the color separation element 106. The color separation element 106 (light separation surface) for the light path of B light and the light path of R and G light. Is preferably arranged at the same angle as the arrangement angle.

【0053】また、反射型画像表示素子で偏光方向が変
調されたR、GおよびBの光は、その中の1色(図1の
例では、Bの光)の偏光方向が他の2色(図1の例で
は、RおよびGの光)と異なるため、第2の偏光制御素
子を光分離素子(光合成素子としても機能する)の投影
光学系側に配置することで、R、GおよびBの光の偏光
方向をそろえることができる。その結果、スクリーンと
して明るい照明下でも高いコントラスト比が保てる偏光
スクリーンを用いることが可能となる。偏光スクリーン
は、スクリーン面に偏光板が貼り付けられており、ラン
ダム偏光(非偏光)で入射した光の半分をカットする。
この偏光板の透過軸とプロジェクタ(投影型画像表示装
置)から出射される光の偏光方向とを一致させておけ
ば、プロジェクタからの投影光はほとんどカットされ
ず、且つ、外光の影響を半減できるので、高いコントラ
スト比の表示が可能となる。さらに、後述する偏光選択
素子(典型的には偏光板)を第2の偏光制御素子の後方
(投影光学系側)に配置することによって、コントラス
ト比をさらに向上することが可能となる。
The R, G, and B lights whose polarization directions are modulated by the reflection type image display device have one color (the B light in the example of FIG. 1) of the other two colors. (In the example of FIG. 1, light of R and G), the second polarization control element is arranged on the projection optical system side of the light separating element (which also functions as a light combining element), so that R, G, and The polarization direction of the B light can be made uniform. As a result, a polarizing screen that can maintain a high contrast ratio even under bright illumination can be used as the screen. The polarizing screen has a polarizing plate attached to the screen surface, and cuts half of incident light with random polarization (non-polarization).
If the transmission axis of the polarizing plate and the polarization direction of the light emitted from the projector (projection image display device) are matched, the projection light from the projector is hardly cut, and the influence of external light is reduced by half. As a result, a display with a high contrast ratio can be performed. Further, by disposing a polarization selecting element (typically a polarizing plate) described later behind the second polarization controlling element (on the side of the projection optical system), it is possible to further improve the contrast ratio.

【0054】また、偏光選択素子を第1の偏光制御素子
の光入射側の光路上に配置することにより、第1の偏光
制御素子に直線偏光を入射させることが可能となり、そ
の結果、第1の偏光制御素子及び光分離素子によって効
率よく色分離・偏光分離(および色合成・偏光合成)が
行え、明るく、コントラスト比の高い画像を表示するこ
とができる。
Further, by arranging the polarization selection element on the optical path on the light incident side of the first polarization control element, it becomes possible to make linearly polarized light incident on the first polarization control element. Color separation / polarization separation (and color synthesis / polarization synthesis) can be efficiently performed by the polarization control element and the light separation element, and a bright image having a high contrast ratio can be displayed.

【0055】また、偏光選択素子を第2の偏光制御素子
の光出射側の光路上に設けることにより、本来光分離素
子によって光源の方向に返される光が、光分離素子を通
過しても、偏光選択素子でカットされるため、コントラ
スト比の高い画像を表示することができる。
Further, by providing the polarization selection element on the optical path on the light emission side of the second polarization control element, even if the light originally returned to the light source by the light separation element passes through the light separation element, Since the light is cut by the polarization selection element, an image having a high contrast ratio can be displayed.

【0056】また、波長規制素子が挿入されていること
により、本来それぞれの反射型画像表示素子に照射され
るべきでない波長域の光及び偏光方向の光を規制するこ
とができるため、色純度を向上することができると共に
コントラスト比の低下を防止することができる。
Further, since the wavelength regulating element is inserted, it is possible to regulate the light in the wavelength range and the light in the polarization direction which should not be irradiated to the respective reflection type image display elements. It is possible to improve the contrast ratio and prevent a decrease in the contrast ratio.

【0057】また、2色の光を他の1色の光と偏光方向
を異ならせて照射するため、偏光方向が同じ2色の光と
他の1色の光との境界波長域において、P偏光とS偏光
が混在する波長域が存在する。その偏光が混在している
波長域の光を波長規制素子でカットすることにより、コ
ントラスト比及び色純度が向上する。
Further, since the two colors of light are irradiated with the polarization direction different from that of the other one color light, the P light is emitted in the boundary wavelength region between the two colors of light having the same polarization direction and the other color light. There is a wavelength range in which polarized light and S-polarized light are mixed. By cutting the light in the wavelength region where the polarized light is mixed by the wavelength regulating element, the contrast ratio and the color purity are improved.

【0058】また、偏光制御素子ではその特性によっ
て、完全に偏光が回転できなかった光や本来偏光が回転
してはいけない光の一部偏光の乱れが発生する。また、
光分離素子も光を偏光方向にしたがって完全に分離する
ことができないため、混色やコントラス比の低下が起こ
る。
In the polarization control element, due to its characteristics, a part of polarization of light whose polarization cannot be completely rotated or light whose polarization should not be rotated is generated. Also,
Since the light separating element cannot completely separate the light according to the polarization direction, color mixing and a decrease in the contrast ratio occur.

【0059】そこで、光分離素子と反射型画像表示素子
107との間に、各反射型画像表示素子107に対応す
る色の光以外の光をカットする波長規制素子を挿入する
ことにより、色純度及びコントラスト比の向上を図るこ
とができる。
Therefore, by inserting a wavelength regulating element for cutting light other than light of a color corresponding to each reflection type image display element 107 between the light separation element and the reflection type image display element 107, color purity is improved. In addition, the contrast ratio can be improved.

【0060】また、赤と緑との境界波長領域および緑と
青との境界波長域の少なくとも一方の光を波長規制素子
にてカットすることにより、色純度を向上させることが
できる。この波長規制素子は、上記の各反射型画像表示
素子に対応する色の光以外の光をカットする波長規制素
子と同時に使用しても良い。この場合、両波長規制素子
の分光特性を併せ持つものを用いることが好ましい。
Further, the color purity can be improved by cutting at least one of the boundary wavelength region between red and green and the boundary wavelength region between green and blue with the wavelength regulating element. This wavelength regulating element may be used simultaneously with the wavelength regulating element that cuts off light other than the light of the color corresponding to each of the above-mentioned reflective image display elements. In this case, it is preferable to use one having both the spectral characteristics of both wavelength regulating elements.

【0061】また、前記したように偏光が同じ2色の光
と他の1色の光との波長の境界域においてP偏光とS偏
光が混在する波長域が存在する。その偏光が混在してい
る波長域はコントラスト比に影響を及ぼすため、カット
することが好ましい。
As described above, there is a wavelength range in which P-polarized light and S-polarized light are mixed at the boundary between the wavelengths of two colors of light having the same polarization and light of another color. Since the wavelength region where the polarized light is mixed affects the contrast ratio, it is preferable to cut the wavelength region.

【0062】RとBの偏光方向を揃えた場合は、図22
の斜線部に示すGの短波長側(B側)と長波長側(R
側)の光をカットする必要があるため、Gの波長帯域を
確保した場合、RおよびBの波長帯域が狭くなり、逆に
RおよびBの波長帯域を確保した場合はGの波長帯域が
狭くなる。よって、明るさと色純度が低下してしまう。
When the polarization directions of R and B are aligned, FIG.
The short wavelength side (B side) and the long wavelength side (R
Side), it is necessary to cut off the light. Therefore, when the wavelength band of G is secured, the wavelength bands of R and B are narrowed. Conversely, when the wavelength bands of R and B are secured, the wavelength band of G is narrowed. Become. Therefore, brightness and color purity are reduced.

【0063】これに対して、RとGの偏光方向を揃えた
場合又はBとGの偏光方向を揃えた場合、例えば図2に
示すように(図2はRとGの偏光方向が同じ場合の
例)、同図斜線部の波長帯域の光のみカットするだけで
済むため、明るさの低下を抑制しながら、色純度を大幅
に向上させることができる。
On the other hand, when the polarization directions of R and G are aligned or the polarization directions of B and G are aligned, for example, as shown in FIG. 2 (FIG. 2 shows a case where the polarization directions of R and G are the same). Example), since it is only necessary to cut off the light in the wavelength band indicated by the hatched portion in the figure, the color purity can be greatly improved while suppressing the decrease in brightness.

【0064】また、波長規制素子を光分離素子と反射型
画像表示素子との間に配置した構成において、波長規制
素子の波長規制面が反射型画像表示素子の画像表示面と
角度をなすように配置することによって、コントラスト
比を向上することができる(図7(b)参照)。以下に
理由を説明する。
In a configuration in which the wavelength regulating element is disposed between the light separating element and the reflective image display element, the wavelength regulating surface of the wavelength regulating element is formed at an angle with the image display surface of the reflective image display element. By arranging, the contrast ratio can be improved (see FIG. 7B). The reason will be described below.

【0065】光分離素子の消光比(偏光選択比)が十分
でないと、本来除去されるべき(他の反射型画像表示素
子に向けて出射されるべき)不要な偏光が本来の偏光に
混ざって反射型画像表示素子に向けて出射される。この
不要な偏光は、光分離素子と反射型画像表示素子との間
に配置された波長規制素子に入射し、波長規制面で反射
される。従って、波長規制面が反射型画像表示素子の表
面と平行に配置されていると、波長規制面で反射される
不要な偏光は、投影光学系に向けて反射されることにな
り、表示のコントラスト比を低下させる。しかしなが
ら、波長規制面が反射型画像表示素子の画像表示面と角
度(0°を越え90°未満)をなすように配置しておく
と、不要な偏光は、表示に用いられる本来の偏光とは異
なる角度で投影光学系に向けて反射されるので、投影光
学系によって容易に除去することができる。特に、波長
規制素子の波長規制面が反射型画像表示素子の画像表示
面と角度を約1.5°〜13.5°の範囲内に設定すれ
ば、通常用いられるFナンバーが1〜8の投影レンズに
よって不要な偏光を容易に除去することができる。
If the extinction ratio (polarization selectivity) of the light separation element is not sufficient, unnecessary polarized light that should be removed (to be emitted toward another reflective image display element) is mixed with the original polarized light. The light is emitted toward the reflective image display device. The unnecessary polarized light is incident on a wavelength regulating element disposed between the light separating element and the reflection type image display element, and is reflected on the wavelength regulating surface. Therefore, if the wavelength regulating surface is arranged in parallel with the surface of the reflective image display device, unnecessary polarized light reflected by the wavelength regulating surface will be reflected toward the projection optical system, and the display contrast will be reduced. Decrease the ratio. However, if the wavelength regulating surface is arranged so as to form an angle (more than 0 ° and less than 90 °) with the image display surface of the reflection type image display device, unnecessary polarized light is different from the original polarized light used for display. Since the light is reflected toward the projection optical system at different angles, it can be easily removed by the projection optical system. In particular, if the wavelength regulating surface of the wavelength regulating element is set at an angle of about 1.5 ° to 13.5 ° with respect to the image display surface of the reflective image display element, the normally used F number is 1 to 8. Unnecessary polarized light can be easily removed by the projection lens.

【0066】また、プリズム状の色分離素子を用いる
と、非点収差が発生しないので、表示品位を向上するこ
とができる。あるいは、投影光学系に対して非点収差を
補償するための特別な設計を施す必要が無くなる。板状
の色分離素子を用いた場合、図12に示すように、色分
離面CPに対向する面での表面反射で、スクリーン上に
ゴースト(画像が2重に映る現象)が発生するが、プリ
ズム状の色分離素子を用いると、反射型画像表示素子で
反射された光はプリズムに入射する際にその表面で反射
されても、反射型画像表示素子の方向に戻るので、スク
リーンには入射しない。従って、プリズム表面で反射さ
れた光による表示品位の低下が起こらない。色分離プリ
ズムは、典型的には、2個の三角柱プリズムを貼り合せ
た四角柱プリズムであり、貼り合わせ面に誘電体多層膜
が形成されている。三角柱プリズムの貼り合わせ面(誘
電体多層膜)が色分離面として機能する。
When a prism-shaped color separation element is used, astigmatism does not occur, so that display quality can be improved. Alternatively, there is no need to provide a special design for compensating astigmatism in the projection optical system. When a plate-like color separation element is used, as shown in FIG. 12, a ghost (a phenomenon in which an image is reflected twice) occurs on a screen due to surface reflection on a surface facing the color separation surface CP. When a prism-shaped color separation element is used, the light reflected by the reflection type image display element returns to the direction of the reflection type image display element even if it is reflected on the surface when entering the prism. do not do. Therefore, the display quality does not deteriorate due to the light reflected on the prism surface. The color separation prism is typically a quadratic prism formed by bonding two triangular prisms, and a dielectric multilayer film is formed on a bonding surface. The bonding surface (dielectric multilayer film) of the triangular prism functions as a color separation surface.

【0067】色分離プリズムの色分離面への光の入射角
が大きいと、色分離面の色分離特性(波長選択性)の偏
光依存性が大きく、色分離の効率が低い。例えば、典型
的な、直角三角柱プリズムを貼り合せた正方柱プリズム
の分離面に対する入射角は45°であり、偏光依存性が
大きく、色分離の効率が低い。そこで、例えば、頂角が
鈍角の2等辺三角柱プリズムを貼り合せた平行四辺形柱
プリズムを用いると、その色分離面への入射角を45°
未満とすることが可能となり、色分離特性の偏光依存性
を抑制することができる。その結果、色分離素子による
色分離の効率を向上することができる。
When the angle of incidence of light on the color separation surface of the color separation prism is large, the polarization dependence of the color separation characteristics (wavelength selectivity) of the color separation surface is large, and the efficiency of color separation is low. For example, the incident angle with respect to the separation surface of a typical square prism in which a right-angled triangular prism is bonded is 45 °, the polarization dependence is large, and the efficiency of color separation is low. Therefore, for example, when a parallelogram prism having an obtuse obtuse angle attached to an isosceles triangular prism is used, the angle of incidence on the color separation surface is 45 °.
And the polarization dependence of the color separation characteristics can be suppressed. As a result, the efficiency of color separation by the color separation element can be improved.

【0068】色分離素子として、サンドイッチ構造を有
するダイクロイックミラーやダイクロイックプリズムを
用いることが好ましいが、透明基板の一方の表面に色分
離面CPを有するダイクロイックミラー(図21参照)
を用いてもよい。このとき、色分離面CPを光分離素子
(PBS)の方向を向くように配置することによって、
図12に示した配置よりも、ゴーストの発生を抑制する
ことができる。さらに、透明基板の表面上に形成された
(露出された)色分離面CPで反射されるRおよびGの
色光には非点収差は発生せず、色分離面CPを透過する
Bの光にのみ非点収差が発生するが、Bの光の視感度は
最も低いので、表示画像の解像度には影響しない。従っ
て、視感度の最も低いBの色光を透過するダイクロイッ
クミラーを用いることによって、ゴーストの発生をさら
に抑制できるとともに、非点収差による解像度の低下を
抑制することができる。
It is preferable to use a dichroic mirror or a dichroic prism having a sandwich structure as the color separation element, but a dichroic mirror having a color separation plane CP on one surface of a transparent substrate (see FIG. 21).
May be used. At this time, by disposing the color separation surface CP so as to face the direction of the light separation element (PBS),
The occurrence of ghost can be suppressed more than the arrangement shown in FIG. Further, astigmatism does not occur in the R and G color lights reflected by the (exposed) color separation surface CP formed on the surface of the transparent substrate, and the B light transmitted through the color separation surface CP Only astigmatism occurs, but since the visibility of the B light is the lowest, it does not affect the resolution of the displayed image. Therefore, by using a dichroic mirror that transmits the B color light with the lowest luminous efficiency, it is possible to further suppress the occurrence of ghost and to suppress the reduction in resolution due to astigmatism.

【0069】さらに、前記の複数の波長板を互いに重ね
合わせて作製した偏光制御素子では、RとBの光又はR
とGの光の偏光方向を回転させるものは層数が増えるた
め、高価になる。これに対して、R又はBの光の偏光方
向を回転させる偏光制御素子とすれば、RとBの光又は
RとGの光の偏光方向を回転させるものより、層数が少
なくて済むため、コストダウンが図れる。
Further, in the polarization control element manufactured by superposing the plurality of wavelength plates on each other, the light of R and B or the light of R
Rotating the polarization direction of the light of G and G is expensive because the number of layers is increased. On the other hand, if the polarization control element is configured to rotate the polarization direction of the R or B light, the number of layers may be smaller than that of rotating the polarization direction of the R and B light or the R and G light. Cost can be reduced.

【0070】また、光分離素子の光分離面の偏光分離特
性(P偏光を選択的に透過およびS偏光を選択的に反
射)は、一般に光の波長範囲に依存する。また、P偏光
に対する透過率とS偏光に対する反射率との両方を最適
化すること困難であり、一方の特性(例えば、P偏光に
対する透過率)を最適化すると、他方の特性(S偏光に
対する反射率)が低下する。
The polarization separation characteristics (selectively transmitting P-polarized light and selectively reflecting S-polarized light) of the light separating surface of the light separating element generally depend on the wavelength range of light. Further, it is difficult to optimize both the transmittance for P-polarized light and the reflectance for S-polarized light. If one characteristic (for example, the transmittance for P-polarized light) is optimized, the other characteristic (reflection for S-polarized light) will be difficult. Rate) decreases.

【0071】従って、光分離素子の光分離面のP偏光に
対する透過率およびS偏光に対する反射率のどちらか一
方を最適化し、最適化された特性を有する偏光が、2枚
以上の反射型画像表示素子に入射するように配置するこ
とによって、表示品位を向上することができる。あるい
は、3原色の光のうちで視感度が最も高いGの光が、最
適化された特性を有する偏光として光分離素子で分離す
ることによって、表示品位を向上することができる。
Accordingly, one of the transmittance for the P-polarized light and the reflectance for the S-polarized light of the light separating surface of the light separating element is optimized. The display quality can be improved by arranging the light so as to be incident on the element. Alternatively, the display quality can be improved by separating the G light having the highest visibility among the three primary colors as polarized light having optimized characteristics by the light separating element.

【0072】[0072]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面を
参照しながら具体的に説明する。
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

【0073】図1は本発明による実施形態の投影型カラ
ー画像表示装置100の模式図である。なお、以下の図
面において、実質的に同じ機能を有する構成要素は共通
の参照符号で示す。
FIG. 1 is a schematic view of a projection type color image display device 100 according to an embodiment of the present invention. In the following drawings, components having substantially the same function are denoted by common reference numerals.

【0074】画像表示装置100は、赤、緑、青の3原
色の光を、そのうちの2色の光の偏光方向を他の1色の
光の偏光方向と異ならせて出射する照明光学系100a
と、照明光学系100aから出射された光を偏光方向に
よって分離する光分離素子としてのPBS105と、偏
光方向が同じ前記2色の光を分離する色分離素子として
のダイクロイックミラー106と、PBS105および
ダイクロイックミラー106によって分離された光
(R、GおよびB)をそれぞれ変調する反射型画像表示
素子107−R、107−Gおよび107−Bと、反射
型画像表示素子107−R、GおよびBで変調された光
を投影する投影光学系(投影レンズ)108とを有す
る。
The image display apparatus 100 emits light of three primary colors, red, green and blue, with the polarization directions of the two colors of light being different from the polarization directions of the other one of the colors.
A PBS 105 as a light separating element for separating the light emitted from the illumination optical system 100a according to the polarization direction, a dichroic mirror 106 as a color separating element for separating the two colors of light having the same polarization direction, a PBS 105 and a dichroic Reflection type image display elements 107-R, 107-G and 107-B for modulating light (R, G and B) separated by the mirror 106, respectively, and modulation with the reflection type image display elements 107-R, G and B And a projection optical system (projection lens) 108 for projecting the obtained light.

【0075】照明光学系100aは、白色光源101
と、波長規制素子としてのトリミングフィルタ102
と、偏光選択素子としての偏光板103と、偏光制御素
子104とを有している。
The illumination optical system 100a includes a white light source 101
And a trimming filter 102 as a wavelength regulating element
And a polarization plate 103 as a polarization selection element and a polarization control element 104.

【0076】本実施形態では光源101として、120
W、アーク長1.4mmのPhilips社製のUHP
ランプを用いた。光源101としては、この他にハロゲ
ンランプやキセノンランプ、メタルハライドランプを用
いることができる。
In the present embodiment, 120 is used as the light source 101.
W, Philips UHP with 1.4 mm arc length
A lamp was used. As the light source 101, a halogen lamp, a xenon lamp, or a metal halide lamp can be used.

【0077】光源101からの光は、放物面鏡101a
で略平行光にされたのち、トリミングフィルタ102と
偏光板103に入射する。
The light from the light source 101 is applied to a parabolic mirror 101a.
Then, the light is converted into substantially parallel light, and then enters the trimming filter 102 and the polarizing plate 103.

【0078】偏光板103は、紙面に対して垂直方向の
光のみを透過し、得られた直線偏光は偏光制御素子10
4に入射する。
The polarizing plate 103 transmits only light in the direction perpendicular to the plane of the paper, and the obtained linearly polarized light is
4 is incident.

【0079】偏光制御素子104は、図2に示すような
特性を有しており、入射光のうちBの光の偏光方向だけ
を紙面に対して平行方向に回転し、PBS105に入射
させる。
The polarization control element 104 has a characteristic as shown in FIG. 2, and rotates only the polarization direction of the B light out of the incident light in a direction parallel to the plane of the paper and makes it incident on the PBS 105.

【0080】図2中の実線は、図3に示す光学系におい
てPBS105の光分離面PPで反射された光の特性で
あり、破線はPBS105の光分離面PPを透過した光
の特性である。
The solid line in FIG. 2 shows the characteristics of the light reflected on the light separation surface PP of the PBS 105 in the optical system shown in FIG. 3, and the broken line shows the characteristics of the light transmitted through the light separation surface PP of the PBS 105.

【0081】本実施形態では偏光制御素子104とし
て、USP5、751、384に開示されているような
素子を使用した。この素子は複数の波長板をその軸の角
度を変えて積層し、ある特定の波長域の光のみの偏光方
向を回転させる機能を有する。本実施形態のように、B
の偏光の偏光方向を回転させる素子を用いた場合、図4
に示すように、白色の直線偏光が本素子に入射すると、
その出射光のうちRおよびGの光の偏光方向は維持さ
れ、Bの光の偏光方向のみ回転させることができる。
In this embodiment, as the polarization control element 104, an element as disclosed in US Pat. No. 5,751,384 is used. This element has a function of laminating a plurality of wavelength plates while changing the angle of their axes, and rotating the polarization direction of only light in a specific wavelength range. As in the present embodiment, B
When an element for rotating the polarization direction of the polarized light is used, FIG.
As shown in the figure, when white linearly polarized light enters this device,
The polarization directions of the R and G lights of the emitted light are maintained, and only the polarization direction of the B light can be rotated.

【0082】本実施形態では、偏光制御素子104とし
て上記素子を用いたが、同様の機能を有するものであれ
ば、いかなるものでも利用でき、例えばコレステリック
液晶などを用いても良い。
In this embodiment, the above-described element is used as the polarization control element 104. However, any element having the same function can be used. For example, a cholesteric liquid crystal may be used.

【0083】トリミングフィルタ102は、図2の斜線
部で示す偏光制御素子104で偏光方向を回転させるB
の光と偏光が回転しないGの光の境界の波長域をカット
する働きと、RとGの境界波長域(570nm〜590
nm)をカットする働きをあわせ持つ。
The trimming filter 102 rotates the polarization direction by the polarization control element 104 indicated by the hatched portion in FIG.
The function of cutting the wavelength range at the boundary between G light and the light whose polarization does not rotate, and the boundary wavelength range between R and G (570 nm to 590 nm).
nm).

【0084】偏光制御素子104を出射した光がPBS
105に入射すると、RおよびGの光は、PBS105
に対してS偏光となるため光分離面PPで反射され、B
の光はP偏光となるために光分離面PPを透過する。
The light emitted from the polarization control element 104 is PBS
When the light is incident on the PBS 105, the R and G light
Is reflected by the light separating surface PP,
Is transmitted through the light separation plane PP because it becomes P-polarized light.

【0085】PBS105で反射されたRおよびGの光
は、PBS105の光分離面PPと略平行に配置された
ダイクロイックミラー106に入射し、Rの光は反射さ
れ、Gの光は透過する。ダイクロイックミラー106の
色分離面CPは、PBS105の光分離面PPと略平行
に配置されているので、上述したように、色分離面CP
による偏光状態の乱れが抑制され、コントラスト比が向
上する。
The R and G lights reflected by the PBS 105 are incident on a dichroic mirror 106 arranged substantially parallel to the light separation surface PP of the PBS 105, where the R light is reflected and the G light is transmitted. Since the color separation plane CP of the dichroic mirror 106 is disposed substantially parallel to the light separation plane PP of the PBS 105, as described above, the color separation plane CP
The disturbance of the polarization state due to is suppressed, and the contrast ratio is improved.

【0086】これらPBS105やダイクロイックミラ
ー106を透過・反射した光は、それぞれ対応する反射
型画像表示素子107−R、107−G、107−Bに
入射して、画像信号に合わせて変調される。その後、R
およびGの光はダイクロイックミラー106に再度入射
し、合成された後、再度PBS105に向けて反射され
る。Bの光も同様に変調された後にPBS105に向け
て反射される。PBS105によって、偏光方向が変調
された光のみが選択的に投影レンズ108に向けて出射
される。このとき、PBS105は偏光合成素子または
色合成素子として機能する。
The light transmitted and reflected by the PBS 105 and the dichroic mirror 106 are incident on the corresponding reflection type image display elements 107-R, 107-G and 107-B, and are modulated according to the image signals. Then, R
And G light again enter the dichroic mirror 106, are combined, and are reflected again toward the PBS 105. The B light is similarly modulated and reflected toward the PBS 105. Only the light whose polarization direction is modulated by the PBS 105 is selectively emitted toward the projection lens 108. At this time, the PBS 105 functions as a polarization combining element or a color combining element.

【0087】反射型画像表示素子107としては、0.
9型XGAパネルで、垂直配向の液晶モードのものを用
いた。液晶のモードとしては、この他にTNモードな
ど、いかなる反射型液晶表示素子でも使用できる。
As the reflection type image display element 107, a 0.1 mm.
A 9-inch XGA panel having a vertically aligned liquid crystal mode was used. As a liquid crystal mode, any reflective liquid crystal display device such as a TN mode can be used.

【0088】ダイクロイックミラー106は、図5に示
すような構造になっており、誘電体面(色分離面)CP
がガラス基板106aおよび106bにサンドイッチさ
れて光学的に貼り合わされている。よって、ダイクロイ
ックミラー106で色分離され、反射型画像表示素子1
07−R、107−Gで反射された光が、ダイクロイッ
クミラー106で色合成される時に、それぞれの光(R
とGの光)が通過するガラス中の光路長が同じになり、
それによって発生する非点収差量も同じとなる。勿論、
ガラス基板106aおよび106bとして、同じガラス
基板(平行平板)を用いることが好ましい。なお、上述
したように、ダイクロイックミラー106の色分離面C
Pは色合成面としても機能する。
The dichroic mirror 106 has a structure as shown in FIG. 5, and has a dielectric surface (color separation surface) CP
Are sandwiched between glass substrates 106a and 106b and optically bonded. Therefore, the color is separated by the dichroic mirror 106 and the reflection type image display device 1
When the lights reflected by the 07-R and 107-G are color-combined by the dichroic mirror 106, the respective lights (R
And the light of G) pass through the glass in the same optical path length,
The amount of astigmatism generated thereby is also the same. Of course,
It is preferable to use the same glass substrate (parallel plate) as the glass substrates 106a and 106b. As described above, the color separation surface C of the dichroic mirror 106
P also functions as a color synthesis surface.

【0089】この構造によって、ダイクロイックミラー
106では、ガラス基板106aおよび106bでの光
の屈折により、色分離面CPへの光の入射角度が変化
し、ダイクロイックミラー106の配置角度が変化した
場合と同様の状態になるが、その変化量は20°以下で
あるため、コントラスト比を大幅に低下させるほどの影
響は出ない。もちろん、ガラス基板106aおよび10
6bでの光の屈折を考慮して、色分離面CPへの入射角
が20°以下とすることが好ましい。
With this structure, in the dichroic mirror 106, the refraction of light on the glass substrates 106 a and 106 b changes the incident angle of light on the color separation plane CP, which is the same as when the arrangement angle of the dichroic mirror 106 changes. However, since the amount of change is not more than 20 °, there is no influence that significantly reduces the contrast ratio. Of course, the glass substrates 106a and 106a
In consideration of the refraction of light at 6b, it is preferable that the angle of incidence on the color separation surface CP be 20 ° or less.

【0090】一方、反射型画像表示素子107−Bで反
射された光は、透明ガラス基板109を通過した後に、
PBS105に入射することになる。よって、この透明
ガラス基板109の厚さをダイクロイックミラー106
の厚さ(ガラス基板106aおよび106bの厚さの合
計)と同じにしておけば、R、GおよびBの光に対する
非点収差量は互いに同じとなる。なお、ガラス基板10
9の光路に対する配置角が、ダイクロイックミラー10
6の光路に対する配置角と等しいことが好ましいこと
は、言うまでもない。但し、非点収差量を一致させるこ
とができるかぎり、他の構成を用いてもよい。
On the other hand, the light reflected by the reflective image display element 107-B passes through the transparent glass substrate 109,
The light will enter the PBS 105. Therefore, the thickness of the transparent glass substrate 109 is adjusted by the dichroic mirror 106.
(The sum of the thicknesses of the glass substrates 106a and 106b), the astigmatism amounts for the R, G, and B lights are the same. The glass substrate 10
9 with respect to the optical path, the dichroic mirror 10
Needless to say, it is preferable that the angle is equal to the arrangement angle with respect to the optical path of No. 6. However, another configuration may be used as long as the amount of astigmatism can be matched.

【0091】投影レンズ108は、これらの非点収差を
補償(補正)する設計とした。上述したように、基板間
に挟持された色分離面を有する色分離素子を用い、さら
に、色分離素子を経ないで反射型画像表示素子に至る光
路上に色分離素子と同じ厚さの透明基板を配置すること
によって、全ての色の光に対する非点収差を等しくでき
るので、投影レンズ108の設計を変更するだけで、非
点収差を補償することが可能となる。
The projection lens 108 is designed to compensate (correct) these astigmatisms. As described above, a color separation element having a color separation surface sandwiched between substrates is used, and a transparent layer having the same thickness as the color separation element is provided on the optical path to the reflective image display element without passing through the color separation element. By arranging the substrates, astigmatism for all colors of light can be equalized, so that astigmatism can be compensated only by changing the design of the projection lens 108.

【0092】本実施形態では、サンドイッチ構造のダイ
クロイックミラー106を用いたが、必要な解像度によ
っては、必ずしもサンドイッチ構造にする必要はなく、
従来の色分離面がガラスの表面に形成されたタイプのも
のを用いても良い。この場合、解像度に最も影響するG
の光に対応した反射型画像表示素子107−Gを非点収
差が発生しない光路に配置するか、もしくは、反射型画
像表示素子107−Gの非点収差をとるように投影レン
ズを設計するのが好ましい。また、同様に透明ガラス基
板109も必要な解像度によっては、必ずしも配置する
必要はない。
In this embodiment, the dichroic mirror 106 having a sandwich structure is used. However, depending on the required resolution, the dichroic mirror 106 is not necessarily required to have the sandwich structure.
A conventional type in which a color separation surface is formed on the surface of glass may be used. In this case, G, which most affects the resolution,
Either dispose the reflective image display element 107-G corresponding to the above-mentioned light in the optical path where astigmatism does not occur, or design the projection lens so as to take the astigmatism of the reflective image display element 107-G. Is preferred. Similarly, the transparent glass substrate 109 need not necessarily be provided depending on the required resolution.

【0093】PBS105と投影レンズ108の間に
は、偏光制御素子104と同特性の偏光制御素子110
と紙面に対して垂直方向の偏光を通過させる偏光板11
1が配置されている。
A polarization control element 110 having the same characteristics as the polarization control element 104 is provided between the PBS 105 and the projection lens 108.
And a polarizing plate 11 for transmitting polarized light perpendicular to the paper surface
1 is arranged.

【0094】PBS105の投影レンズ108側に設け
られた偏光制御素子110は、Bの光のみの偏光方向を
回転し、R、GおよびBの偏光方向を揃える働きを持
つ。偏光制御素子110として、偏光制御素子104と
同様の素子を用いることができる。また、偏光制御素子
110と投影レンズ108との間に設けられた偏光板1
11は、偏光制御素子110からの光のうちPBS10
5で本来カットされる光の漏れ光をカットし、コントラ
スト比を向上させる。このように、投影レンズ108に
よって投射され、表示に用いられるR、GおよびBの全
ての光が同じ偏光であると、偏光スクリーン上に投影す
ることによって、表示のコントラスト比を向上させるこ
とができる。
The polarization control element 110 provided on the projection lens 108 side of the PBS 105 has the function of rotating the polarization direction of only the B light and aligning the polarization directions of R, G and B. As the polarization control element 110, an element similar to the polarization control element 104 can be used. The polarizing plate 1 provided between the polarization control element 110 and the projection lens 108
11 is a PBS 10 out of the light from the polarization control element 110.
In step 5, leakage light of light originally cut is cut to improve the contrast ratio. As described above, if all the R, G, and B lights projected by the projection lens 108 and used for display have the same polarization, the contrast ratio of the display can be improved by projecting the light on the polarizing screen. .

【0095】PBS105と反射型画像表示素子107
−R、107−Gとの間及びPBS105と反射型画像
表示素子107−Bの間には、それぞれ図6(a)、
(b)に示すような特性のダイクロイックミラー11
2、113が挿入されており、各反射型画像表示素子1
07−R、107−G、107−Bが対応する光以外の
光をカットする働きを持つ。ダイクロイックミラー11
2、113で反射された不要光は、PBS105を介し
て光源101の方に戻る。なお、図6(a)はダイクロ
イックミラー112の分光特性(RとGとを選択的に透
過)を示し、図6(b)はダイクロイックミラー113
の分光特性(Bを選択的に透過)を示す。
The PBS 105 and the reflective image display device 107
6A, between FIG. 6A and FIG. 6A, between the PBS 105 and the reflective image display element 107-B.
Dichroic mirror 11 having characteristics as shown in FIG.
2 and 113 are inserted, and each reflective image display element 1
07-R, 107-G, and 107-B have a function of cutting light other than the corresponding light. Dichroic mirror 11
The unnecessary light reflected by 2, 113 returns to the light source 101 via the PBS 105. FIG. 6A shows the spectral characteristics (selective transmission of R and G) of the dichroic mirror 112, and FIG. 6B shows the dichroic mirror 113.
(Selective transmission of B).

【0096】本実施形態では、ダイクロイックミラー1
12をPBS105の直後に配置したが、RとGの光を
ダイクロイックミラー106で光を分離した後に配置し
ても良い。この場合、その分光特性は、Gの反射型画像
表示素子107−Gに対応するダイクロイックミラーは
Gのみ透過、Rの反射型画像表示素子107−Rに対応
するダイクロイックミラーはRのみ透過するものを用い
ても良く、PBS105や偏光制御素子104の特性に
よっては、どちらか一方に配置しても良い。
In this embodiment, the dichroic mirror 1
Although 12 is disposed immediately after the PBS 105, R and G lights may be disposed after the light is separated by the dichroic mirror 106. In this case, the spectral characteristics are such that the dichroic mirror corresponding to the G reflective image display element 107-G transmits only G, and the dichroic mirror corresponding to the R reflective image display element 107-R transmits only R. It may be used, and depending on the characteristics of the PBS 105 and the polarization control element 104, they may be arranged on either one of them.

【0097】また、本実施形態では、PBS105で分
離された光路の両方にそれぞれダイクロイックミラー1
12と113を配置したが、PBS105や偏光制御素
子104の特性によってはダイクロイックミラー11
2、113を配置しなくても良く、一方だけに挿入して
も良い。
In this embodiment, the dichroic mirrors 1 are provided on both optical paths separated by the PBS 105.
12 and 113 are arranged, but depending on the characteristics of the PBS 105 and the polarization control element 104, the dichroic mirror 11
It is not necessary to dispose 2, 113, and it is also possible to insert only one.

【0098】さらに、本実施形態では、BとGの光の境
界波長域をカットする働きと、RとGの光の境界波長域
をカットする働きをあわせ持つトリミングフィルタ10
2を使用したが、本フィルタではPBS105や偏光制
御素子104の特性及び、使用する波長域によっては、
必ずしも両方の境界波長域の光をカットする必要はな
く、また、要求される表示性能によっては、必ずしも配
置しなければいけないものではない。また、トリミング
フィルタ102の配置位置は光源からスクリーンまでの
光路上であればいかなる位置でも良い。
Further, in the present embodiment, the trimming filter 10 having both the function of cutting the boundary wavelength region of B and G light and the function of cutting the boundary wavelength region of R and G light is used.
In this filter, depending on the characteristics of the PBS 105 and the polarization control element 104 and the wavelength range used,
It is not always necessary to cut light in both boundary wavelength ranges, and it is not always necessary to dispose them depending on required display performance. The position of the trimming filter 102 may be any position on the optical path from the light source to the screen.

【0099】上記構成を有するプロジェクタ100は、
非常に明るく、高コントラスト比でありながら、コンパ
クトで低コストな液晶プロジェクションが実現できた。
The projector 100 having the above configuration is
Although it is very bright and has a high contrast ratio, a compact and low-cost liquid crystal projection was realized.

【0100】本実施形態では、Bの光の偏光方向を回転
させる偏光制御素子104、110を用いたが、偏光方
向を回転させる色はこれに限定されるものではなく、ま
た、PBS105に入射する各色のP、S偏光が入れ替
わっても良い。
In this embodiment, the polarization control elements 104 and 110 for rotating the polarization direction of the B light are used. However, the color for rotating the polarization direction is not limited to this, and the color is incident on the PBS 105. The P and S polarizations of each color may be switched.

【0101】本実施形態では白色光をPBS105でR
およびGとBの光に分離したが、GおよびBとRなど組
み合わせを変えることも可能である。この場合、偏光制
御素子104、110で回転させる光の色を変えるだけ
で良い。
In the present embodiment, the white light is converted into R light by the PBS 105.
Although the light is separated into light of G and B, the combination of G, B and R can be changed. In this case, it is only necessary to change the color of the light rotated by the polarization control elements 104 and 110.

【0102】また、本実施形態では、PBS105の光
入射側及び出射側の両方に偏光板と偏光制御素子を配置
したが、光出射側の偏光制御素子110と偏光板111
は必ずしも必要ではない。
In this embodiment, the polarizing plate and the polarization control element are arranged on both the light incident side and the light exit side of the PBS 105. However, the polarization control element 110 and the polarization plate 111 on the light emission side are arranged.
Is not necessary.

【0103】次に、図1に示した画像表示装置100に
よる表示の品位をさらに向上するための構造を説明す
る。図7(a)は、画像表示装置100におけるPBS
105の周辺の光学素子の配置関係を模式的に示す図で
あり、図7(b)はそれを改変した配置を模式的に示し
ている。なお、図7では、色分離用のダイクロイックミ
ラー106を省略し、反射型画像表示素子107−Rお
よび107−Gの一方を反射型画像表示素子107とし
て示している。なお、参照符号107は任意の反射型画
像表示素子に対しても用いる。
Next, a structure for further improving the display quality of the image display device 100 shown in FIG. 1 will be described. FIG. 7A shows the PBS in the image display device 100.
FIG. 7B is a diagram schematically showing an arrangement relationship of optical elements around 105, and FIG. 7B schematically shows an arrangement obtained by modifying the arrangement. In FIG. 7, the dichroic mirror 106 for color separation is omitted, and one of the reflective image display elements 107-R and 107-G is shown as the reflective image display element 107. Note that reference numeral 107 is used for any reflective image display device.

【0104】画像表示装置100のように、波長規制の
ためのダイクロイックミラー112および113を、そ
れぞれ対応する反射型画像表示素子107とPBS10
5との間に配置した場合、例えば、図7(a)に示した
ように、PBS105の光分離面PPを本来透過すべき
光B(p)(BのP偏光)の一部がPBS105の消光
比が完全でないため、PBS105の光分離面PPで反
射されて、光B(p)’としてダイクロイックミラー1
12に入射する。B光のP偏光のうちの不要なものを光
B(p)’として表すこととする。
As in the image display device 100, dichroic mirrors 112 and 113 for regulating wavelengths are connected to the corresponding reflection type image display device 107 and PBS 10 respectively.
7, for example, as shown in FIG. 7A, a part of the light B (p) (P polarization of B) that should originally pass through the light separation surface PP of the PBS 105 Since the extinction ratio is not perfect, the light is reflected by the light separating surface PP of the PBS 105 and becomes the light B (p) 'as the dichroic mirror 1
It is incident on 12. Unnecessary P-polarized light of B light is represented as light B (p) ′.

【0105】光B(p)’は、本来PBS105の光分
離面PPを透過し、対応する反射型画像表示素子107
−Bに入射する光であるため、ダイクロイックミラー1
12で反射され、再度PBS105に入射する。PBS
105に入射した光B(p)’のほとんどは、PBS1
05の光分離面PPを透過し、投影レンズ(不図示)に
入射するため、表示のコントラスト比を低下させる。
The light B (p) ′ originally passes through the light separation surface PP of the PBS 105 and is reflected by the corresponding reflection type image display element 107.
−B, so that the dichroic mirror 1
The light is reflected at 12 and reenters the PBS 105. PBS
Most of the light B (p) 'incident on 105
Since the light passes through the light separation surface PP of No. 05 and enters a projection lens (not shown), the contrast ratio of display is reduced.

【0106】ここで、図7(b)に示したように、ダイ
クロイックミラー112および113の光規制面と反射
型画像表示素子107の画像表示面とが角度をなすよう
に配置すると、ダイクロイックミラー112および11
3で反射された光B(p)’は、反射型画像表示素子1
07で反射された光(表示に用いられる光)と異なる角
度でPBS105に入射する。従って、図8に模式的に
示したように、投影レンズ108ではコントラスト比の
低下の原因となる光B(p)’のみが瞳でけられる。そ
の結果、PBS105の不完全な色分離特性に起因する
コントラスト比の低下を防止することができる。
Here, as shown in FIG. 7B, when the light control surfaces of the dichroic mirrors 112 and 113 and the image display surface of the reflection type image display element 107 are arranged at an angle, the dichroic mirror 112 And 11
The light B (p) ′ reflected at 3 is reflected by the reflection type image display device 1.
The light enters the PBS 105 at an angle different from the light reflected at 07 (light used for display). Therefore, as schematically shown in FIG. 8, in the projection lens 108, only the light B (p) ′ which causes a decrease in the contrast ratio is cut off by the pupil. As a result, it is possible to prevent a decrease in the contrast ratio due to the imperfect color separation characteristics of the PBS 105.

【0107】通常、投影型画像表示装置に使用される投
影レンズ108の受光角は、使用する画像表示素子のサ
イズによって変化するが、おおよそ3°〜27°(Fナ
ンバー1〜8)の範囲である。従って、コントラス比の
低下の原因となる不要光B(p)’が、図8の破線で示
すように、投影レンズ108の受光角よりも大きな角度
で入射するように、ダイクロイックミラー112の波長
規制面(典型的には、誘電体多層膜)の反射型画像表示
素子107の画像表面に対する角度θを、投影レンズの
受光角に応じて、約1.5°〜13.5°の範囲内で調
節することによって、不要光B(p)’がカットされ、
効果的にコントラスト比の向上が図れる。なお、ダイク
ロイックミラー112の波長規制面をθだけ傾けると、
反射光は入射光に対して2θの角をなすので、このと
き、投影レンズの受光角は2θ以下であることが必要で
ある。この関係を満足する範囲内で、投影レンズの受光
角に応じてダイクロイックミラー112の波長規制面の
反射型画像表示素子107の画像表面に対する角度θを
調節する。
Normally, the light receiving angle of the projection lens 108 used in the projection type image display device varies depending on the size of the image display element used, but is generally in the range of 3 ° to 27 ° (F number 1 to 8). is there. Accordingly, as shown by the broken line in FIG. 8, the wavelength control of the dichroic mirror 112 is performed so that the unnecessary light B (p) ′ which causes a decrease in the contrast ratio is incident at an angle larger than the light receiving angle of the projection lens 108. The angle θ of the surface (typically, a dielectric multilayer film) with respect to the image surface of the reflective image display element 107 is within a range of about 1.5 ° to 13.5 ° according to the light receiving angle of the projection lens. By adjusting, unnecessary light B (p) 'is cut,
The contrast ratio can be effectively improved. When the wavelength regulating surface of the dichroic mirror 112 is inclined by θ,
Since the reflected light forms an angle of 2θ with the incident light, the light receiving angle of the projection lens needs to be 2θ or less. Within the range that satisfies this relationship, the angle θ of the wavelength regulating surface of the dichroic mirror 112 with respect to the image surface of the reflective image display device 107 is adjusted according to the light receiving angle of the projection lens.

【0108】PBS105の不完全な光分離特性に起因
して、表示品位が低下することがある。図9を参照しな
がら、この現象を説明する。図9は、画像表示装置10
0におけるPBS105の周辺の光学素子の配置関係を
模式的に示す図である。なお、簡単さのために、説明に
不要な光学素子を省略している。
The display quality may be degraded due to the imperfect light separation characteristics of the PBS 105. This phenomenon will be described with reference to FIG. FIG. 9 shows the image display device 10.
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating an arrangement relationship of optical elements around a PBS 105 at 0. Note that, for simplicity, optical elements unnecessary for description are omitted.

【0109】図9に示したように、対応する反射型画像
表示素子107−Gに入射した光G(S)(GのS偏
光)が、反射型画像表示素子107−Gで変調されずに
反射されたとき(典型的には、反射型画像表示素子10
7−Gが黒表示状態のとき)、再びPBS105に入射
する光G(S)のほとんどは、PBS105の光分離面
PPで反射され、光源(不図示)の方向に戻るが、PB
S105の消光比が完全ではない為、その一部(「G
(s)’」と表記する。)は、PBS105の光分離面
PPを透過する。この光G(s)’のほとんどは、偏光
板111によってカットされる。しかしながら、特に、
偏光制御素子110がPBS105と偏光板111との
間に配置されている場合、PBS105の光分離面PP
を透過したG(s)’の一部の偏光方向が偏光制御素子
110によって乱され、偏光板111を透過し、その結
果、表示のコントラス比が低下する。
As shown in FIG. 9, light G (S) (S-polarized light of G) incident on the corresponding reflective image display element 107-G is not modulated by the reflective image display element 107-G. When reflected (typically, the reflective image display element 10
When 7-G is in a black display state), most of the light G (S) incident on the PBS 105 again is reflected by the light separating surface PP of the PBS 105 and returns to the direction of the light source (not shown).
Since the extinction ratio in S105 is not perfect, a part thereof (“G
(S) ′ ”. ) Transmits through the light separation surface PP of the PBS 105. Most of the light G (s) ′ is cut by the polarizing plate 111. However, in particular,
When the polarization control element 110 is disposed between the PBS 105 and the polarizing plate 111, the light separation plane PP of the PBS 105
The polarization direction of a part of G (s) ′ that has passed through is disturbed by the polarization control element 110 and passes through the polarizing plate 111, and as a result, the contrast ratio of display decreases.

【0110】また、図17に示した光学系では、照明光
をR、GおよびBの光に色分離した後、それぞれの色光
に対するPBS702に入射させているのに対し、本実
施形態の画像表示装置100では、全ての色光がPBS
105に入射するので、PBS105は、R、Gおよび
Bの光のすべての波長域に対して高い消光比が要求され
る。しかしながら、広い波長域に亘って、P偏光および
S偏光の両方に対して高い消光比を有するPBS105
を得ることは困難である。例えば、S偏光に対する特性
(反射率)が良くなるように設計した場合、P偏光に対
する特性(透過率)は低下する。すなわち、図10に示
すような、色分離特性が得られる。
In the optical system shown in FIG. 17, the illumination light is separated into R, G, and B lights, and then is incident on the PBS 702 for each color light. In the device 100, all the color lights are PBS
Since the light is incident on the light 105, the PBS 105 is required to have a high extinction ratio for all the wavelength ranges of the R, G, and B lights. However, the PBS 105 has a high extinction ratio for both P-polarized light and S-polarized light over a wide wavelength range.
It is difficult to get. For example, when the characteristics (reflectance) for S-polarized light are designed to be good, the characteristics (transmittance) for P-polarized light are reduced. That is, color separation characteristics as shown in FIG. 10 are obtained.

【0111】図10に示したように、S偏光対して高い
特性を示すPBSを図9のPBS105として用いる
と、光G(s)’を低減させることができ、コントラス
ト比を向上させることができる。
As shown in FIG. 10, when a PBS exhibiting high characteristics with respect to S-polarized light is used as the PBS 105 in FIG. 9, the light G (s) ′ can be reduced and the contrast ratio can be improved. .

【0112】一般に、PBS105の偏光分離特性をP
偏光およびS偏光のどちらに対して最適化してもよい
が、他方の偏光に対する偏光分離特性が低下するので、
より多くの反射型画像表示素子(通常、R、GおよびB
の3パネルが用いられるので、2枚以上)が配置されて
いる側の偏光方向に最適化するか、あるいは、より視感
度の高いGの光に対応した反射型画像表示素子が配置さ
れている偏光に対して、PBS105の偏光分離特性を
最適化することがより効果的である。
In general, the polarization separation characteristic of the PBS 105 is P
Although it may be optimized for either polarized light or s-polarized light, since the polarization separation characteristic for the other polarized light is reduced,
More reflective image display elements (usually R, G and B
Since three panels are used, the polarization direction on the side where two or more sheets are disposed is optimized, or a reflective image display element corresponding to G light having higher visibility is disposed. It is more effective to optimize the polarization separation characteristics of the PBS 105 for polarized light.

【0113】図11(a)および(b)に、画像表示装
置100に対して上述した構造を適用した投影型カラー
画像表示装置200および300を模式的に示す。
FIGS. 11A and 11B schematically show projection type color image display devices 200 and 300 in which the above-described structure is applied to the image display device 100. FIG.

【0114】図11(a)の画像表示装置200では、
ダイクロイックミラー112及び113は、それぞれが
対応する反射型画像表示素子107の表示面に対して、
約5°傾けて配置されている(図8中のθが約5°)。
また、図11(b)では、ダイクロイックミラー11
2、113と同様の機能を有するダイクロイックミラー
211、212および213をそれぞれ対応する反射型
画像表示素子107の表示面に対して、約5°傾けて配
置されている。
In the image display device 200 shown in FIG.
The dichroic mirrors 112 and 113 respectively move the display surface of the corresponding reflective image display element 107
They are arranged at an angle of about 5 ° (θ in FIG. 8 is about 5 °).
In FIG. 11B, the dichroic mirror 11
The dichroic mirrors 211, 212, and 213 having the same functions as the dichroic mirrors 2 and 113 are arranged at an angle of about 5 ° with respect to the display surface of the corresponding reflective image display element 107.

【0115】画像表示装置200および300は、とも
に、投影レンズ108として、Fno.が3.0(受光
角±9.5°)のものを用い、反射型画像表示素子10
7に対して、±10°の平行度を有する照明光を入射さ
せた。
The image display devices 200 and 300 are both Fno. Is 3.0 (receiving angle ± 9.5 °), and the reflective image display element 10
Illumination light having a degree of parallelism of ± 10 ° was incident on 7.

【0116】上記の構造を採用することによって、ダイ
クロイックミラー112および113、またはダイクロ
イックミラー211、212および213で反射された
不要光が、PBS105の不完全な偏光分離特性によっ
て、投影レンズ108の方向に出射されても、この不要
光は図8の破線で示したように投影レンズ108の瞳を
通過できないので、コントラスト比の低下が防止され
る。画像表示装置200および300は、明るさを低下
させずに、画像表示装置100よりもさらに高コントラ
スト比な表示を実現することができた。
By employing the above structure, unnecessary light reflected by the dichroic mirrors 112 and 113 or the dichroic mirrors 211, 212 and 213 is directed toward the projection lens 108 by the imperfect polarization separation characteristic of the PBS 105. Even if emitted, this unnecessary light cannot pass through the pupil of the projection lens 108 as shown by the broken line in FIG. 8, so that a decrease in the contrast ratio is prevented. The image display devices 200 and 300 were able to realize a display with a higher contrast ratio than the image display device 100 without lowering the brightness.

【0117】画像表示装置200および300では、ダ
イクロイックミラー112および113、またはダイク
ロイックミラー211、212および213で反射され
た不要光がすべて投影レンズ108でカットされるよう
に、ダイクロイックミラー112および113、または
ダイクロイックミラー211、212および213を傾
けたが、これらのダイクロイックミラーの傾き角を小さ
くし、不要光の一部が投影レンズ108を透過する構成
を採用しても、画像表示装置100よりも、コントラス
ト比を向上することができる。
In the image display apparatuses 200 and 300, the dichroic mirrors 112 and 113 or the dichroic mirrors 112 and 113 or Although the dichroic mirrors 211, 212 and 213 are tilted, even if the tilt angles of these dichroic mirrors are reduced and a part of unnecessary light is transmitted through the projection lens 108, the contrast is higher than that of the image display device 100. The ratio can be improved.

【0118】また、画像表示装置200および300で
は、PBS105として、図10に示したように、S偏
光に対する特性(反射率)がP偏光に対する特性(透過
率)よりも優れているものを用いている。従って、PB
S105の光分離面PPでP偏光よりも良好に分離され
たS偏光が、3枚の反射型画像表示素子のうちの反射型
画像表示素子107Gおよび107Rに入射し、偏光分
離特性が劣るP偏光は反射型画像表示素子107Bにの
み入射する。このように、PBS105の偏光分離特性
を最大限に利用することによって、コントラスト比を低
下させる光をさらに低減することができる。
Further, in the image display devices 200 and 300, as shown in FIG. 10, a PBS 105 having a characteristic (reflectance) for S-polarized light is superior to a characteristic (transmittance) for P-polarized light, as shown in FIG. I have. Therefore, PB
S-polarized light separated better than P-polarized light at the light separation plane PP in S105 is incident on the reflective image display elements 107G and 107R of the three reflective image display elements, and P-polarized light having poor polarization separation characteristics. Enters only the reflection type image display element 107B. As described above, by maximizing the polarization splitting characteristics of the PBS 105, light that lowers the contrast ratio can be further reduced.

【0119】画像表示装置200および300では、S
偏光に対する偏光分離特性を最適化したPBS105を
用い、2枚の反射型画像表示素子107Gおよび107
RをS偏光側に配置したが、S偏光側に視感度の高いG
に対応した反射型画像表示素子107G1枚を配置して
も同様の効果が得られる。また、P偏光に対して偏光分
離特性を最適化したPBS105を用いた場合、P偏光
側に2枚の反射型画像表示素子107を配置した構成を
採用してもよいし、P偏光側に視感度の高いG光に対応
した反射型画像表示素子107Gを1枚配置した構成を
採用しても、同様に効果が得られる。
In image display devices 200 and 300, S
Two reflective image display elements 107G and 107 using PBS 105 with optimized polarization separation characteristics for polarized light
R is arranged on the S-polarized side, but G with high visibility is placed on the S-polarized side.
The same effect can be obtained by arranging one reflective image display element 107G corresponding to the above. In addition, when the PBS 105 that optimizes the polarization separation characteristic with respect to the P-polarized light is used, a configuration in which two reflective image display elements 107 are arranged on the P-polarized light side may be adopted, The same effect can be obtained by adopting a configuration in which one reflective image display element 107G corresponding to G light with high sensitivity is arranged.

【0120】画像表示装置200および300では、偏
光制御素子104でBの偏光方向を回転させたが、Rと
Gの光の偏光方向を回転させても良く、PBSに入射す
る光のP偏光とS偏光が逆になっても良い。また、PB
S105で分離された光路の両方にそれぞれダイクロイ
ックミラー112と113及びダイクロイックミラー2
11、212および213を配置したが、PBS105
や偏光制御素子104の特性によっては上記のダイクロ
イックミラーを配置する数を減らしても良い。さらに、
PBS105の光入射側及び出射側の両方に偏光板と偏
光制御素子を配置したが、光出射側の偏光制御素子11
0と偏光板111は必ずしも必要ではない。
In the image display devices 200 and 300, the polarization direction of B is rotated by the polarization control element 104. However, the polarization directions of R and G light may be rotated. The S-polarized light may be reversed. Also, PB
The dichroic mirrors 112 and 113 and the dichroic mirror 2 are provided on both of the optical paths separated in S105.
11, 212 and 213 were placed, but PBS 105
Depending on the characteristics of the polarization control element 104, the number of the dichroic mirrors may be reduced. further,
The polarizing plate and the polarization control element are arranged on both the light incident side and the output side of the PBS 105.
0 and the polarizing plate 111 are not always necessary.

【0121】また、画像表示装置200および300に
おいても、色分離面が2枚のガラス基板にサンドイッチ
された色分離素子106を用いたが、必要な解像度によ
っては、必ずしもサンドイッチ構造の色分離素子106
を用いる必要はなく、ガラス基板の一方の表面に色分離
面が形成された従来の色分離素子106’(例えば図2
1参照)を用いてもよい。
Also, in the image display devices 200 and 300, the color separation element 106 in which the color separation surface is sandwiched between two glass substrates is used. However, depending on the required resolution, the color separation element 106 having a sandwich structure is not necessarily required.
It is not necessary to use a conventional color separation element 106 ′ in which a color separation surface is formed on one surface of a glass substrate (for example, FIG.
1) may be used.

【0122】次に、色分離素子として、ダイクロイック
プリズムを用いる構成とその動作を説明する。
Next, a configuration using a dichroic prism as a color separation element and its operation will be described.

【0123】上述したように、色分離素子として、平行
平板の一方の面上に色分離面を形成した従来のダイクロ
イックミラー106’を用いると、非点収差を発生する
ので、上述したように、その非点収差を補償するための
特別な工夫(色分離素子106やガラス基板109の使
用)が必要となる。
As described above, when a conventional dichroic mirror 106 'having a color separation surface formed on one surface of a parallel plate is used as a color separation element, astigmatism is generated. Special measures (use of the color separation element 106 and the glass substrate 109) for compensating the astigmatism are required.

【0124】さらに、従来のダイクロイックミラー10
6’のような平行平板状の色分離素子を用いると、図1
2に示すように、ガラス基板106a’の色分離面CP
に対向する表面で反射された光(「ゴースト光」と呼
ぶ。)によって、スクリーン上に画像が2重に映る現
象、いわゆるゴースト現象が発生する。
Further, the conventional dichroic mirror 10
When a parallel-plate color separation element such as 6 ′ is used, FIG.
As shown in FIG. 2, the color separation plane CP of the glass substrate 106a '
Due to the light reflected on the surface facing the surface (referred to as “ghost light”), a phenomenon in which an image is double reflected on a screen, a so-called ghost phenomenon, occurs.

【0125】これに対し、図13(a)および(b)に
示す投影型カラー画像表示装置400および500のよ
うに、プリズム状の色分離素子(ダイクロイックプリズ
ム)206を用いると、非点収差が発生しないので、図
1に示した画像表示装置100のような特別な工夫をす
ることなしに、表示品位を向上することができる。ダイ
クロイックプリズム206は、典型的には、2個の三角
柱プリズムを貼り合せた四角柱プリズムであり、貼り合
わせ面に誘電体多層膜が形成されており、貼り合わせ面
が色分離面CPとして機能する。
On the other hand, when a prism-shaped color separation element (dichroic prism) 206 is used as in the projection type color image display devices 400 and 500 shown in FIGS. 13A and 13B, astigmatism is reduced. Since this does not occur, the display quality can be improved without special measures such as the image display device 100 shown in FIG. The dichroic prism 206 is typically a quadrangular prism formed by bonding two triangular prisms together, a dielectric multilayer film is formed on a bonding surface, and the bonding surface functions as a color separation surface CP. .

【0126】さらに、ダイクロイックプリズム206を
用いると、反射型画像表示素子で反射された光は、ダイ
クロイックプリズム206に入射する際にその表面で反
射されても、反射型画像表示素子の方向に戻るので、ス
クリーンには入射しない。従って、ダイクロイックプリ
ズム206の表面で反射された光がゴースト現象を引き
起こすことは無い。
Further, when the dichroic prism 206 is used, the light reflected by the reflection type image display element returns to the direction of the reflection type image display element even if it is reflected on the surface when entering the dichroic prism 206. Does not enter the screen. Therefore, the light reflected on the surface of the dichroic prism 206 does not cause a ghost phenomenon.

【0127】なお、画像表示装置400のダイクロイッ
クプリズム206は、直角三角柱プリズムを貼り合せた
正方柱プリズムなので、色分離面CPへの光の入射角が
45°と比較的大きいので、偏光依存性が大きく、色分
離の効率が低い。そこで、図13(b)の画像表示装置
500のように、例えば、頂角が鈍角の2等辺三角柱プ
リズムを貼り合せた平行四辺形柱プリズムからなるダイ
クロイックプリズム206を用いると、色分離面CPへ
の入射角を45°未満となり、色分離特性の偏光依存性
を抑制することができる。この例では、光入射角が40
°となるダイクロイックプリズム206を用いた結果、
色分離の効率を向上し、明るさ及び色純度を向上させる
ことができた。
Since the dichroic prism 206 of the image display device 400 is a square prism formed by bonding right-angled triangular prisms, the angle of incidence of light on the color separation plane CP is relatively large at 45 °, so that the polarization dependence is low. Large, low color separation efficiency. Therefore, as in the image display device 500 of FIG. 13B, for example, if a dichroic prism 206 composed of a parallelogram prism bonded to an isosceles triangular prism having an obtuse angle is used, the color separation plane CP is reduced. Becomes less than 45 °, and the polarization dependence of the color separation characteristics can be suppressed. In this example, the light incident angle is 40
° using the dichroic prism 206,
The efficiency of color separation was improved, and the brightness and color purity were improved.

【0128】なお、色分離素子としてプリズム素子を用
いる場合には、それぞれの色の光の光路長を互いに等し
くするために、図13(a)および(b)に示したよう
に、ダイクロイックプリズム206を経ない光路にガラ
スブロック209を配置することが好ましい。
When a prism element is used as the color separation element, the dichroic prism 206 is used as shown in FIGS. 13A and 13B in order to make the optical path lengths of the respective colors equal to each other. It is preferable to arrange the glass block 209 in an optical path that does not pass through.

【0129】色分離素子として、ダイクロイックプリズ
ムを用いる画像表示装置の構成は、例示した画像表示装
置400および500に限られず、上述した構成と適宜
組み合わせることが可能で、ダイクロイックミラーに代
えてダイクロイックプリズムを用いることによって、上
述の効果を付加的に得ることができる。
The configuration of the image display device using the dichroic prism as the color separation element is not limited to the image display devices 400 and 500 described above, and can be appropriately combined with the above-described configuration. The dichroic prism can be replaced with a dichroic mirror. By using this, the above effects can be additionally obtained.

【0130】上述したように、色分離素子として、サン
ドイッチ構造を有するダイクロイックミラー106やダ
イクロイックプリズム206を用いることが好ましい
が、従来のダイクロイックミラー106’を用いてもよ
い。図14に本発明による他の投影型カラー画像表示装
置100’を模式的に示す。
As described above, it is preferable to use the dichroic mirror 106 or the dichroic prism 206 having a sandwich structure as the color separation element, but a conventional dichroic mirror 106 'may be used. FIG. 14 schematically shows another projection type color image display device 100 ′ according to the present invention.

【0131】図14に示した画像表示装置100’は、
図1に示した画像表示装置100におけるサンドイッチ
型ダイクロイックミラー106を、ガラス基板の一方の
表面に色分離面CPを有する従来のダイクロイックミラ
ー106’に置き換えたものである。ダイクロイックミ
ラー106’は、色分離面CPがPBS105の方向を
向くように配置されている。また、ダイクロイックミラ
ー106’として、Bの光を透過するものを用いる。さ
らに、ダイクロイックミラー106’を上述のように配
置すると、GまたはRの色光は、露出されている色分離
面CPで反射されるので、これらの色光には非点収差が
発生しない。従って、図1の画像表示装置100におけ
る透明基板109は設けていない。
The image display device 100 'shown in FIG.
In this embodiment, the sandwich type dichroic mirror 106 in the image display device 100 shown in FIG. 1 is replaced with a conventional dichroic mirror 106 'having a color separation plane CP on one surface of a glass substrate. The dichroic mirror 106 'is arranged so that the color separation plane CP faces the direction of the PBS 105. Further, a dichroic mirror 106 'that transmits B light is used. Further, when the dichroic mirror 106 'is arranged as described above, the G or R color light is reflected by the exposed color separation surface CP, and therefore, no astigmatism occurs in these color lights. Therefore, the transparent substrate 109 in the image display device 100 of FIG. 1 is not provided.

【0132】画像表示装置100’においては、Bの光
に対して非点収差が発生するが、RおよびGの光と合成
され、スクリーン上に投影された画像の解像度には、ほ
とんど影響しない。これは、Bの光に対する人間の目の
視感度は、RおよびGの光に対する視感度よりも低いの
で、投影表示された画像の解像度は、RおよびGの画像
の解像度が支配的となるからである。
In the image display device 100 ′, astigmatism is generated with respect to the B light, but it is combined with the R and G lights, and has little effect on the resolution of the image projected on the screen. This is because the visibility of the human eye with respect to the B light is lower than the visibility with respect to the R and G light, so that the resolution of the projected and displayed image is dominated by the resolution of the R and G images. It is.

【0133】さらに、ダイクロイックミラー106’の
色分離面CPをPBS105側に向け、且つ、視感度の
最も低いBの光を色分離面CPが透過する構成を採用す
ることによって、スクリーン上でのゴーストの発生をほ
とんど視認できない程度に抑制することができる。
Further, by adopting a configuration in which the color separation surface CP of the dichroic mirror 106 'is directed toward the PBS 105 and the color separation surface CP transmits B light having the lowest visibility, the ghost image on the screen is obtained. Can be suppressed to such an extent that it is hardly visible.

【0134】図14に示した配置では、反射型画像表示
素子107−Rおよび107−Gで反射された光は、直
接、色分離面CPで反射されるので、ゴーストは発生し
ない。反射型画像表示素子107−Bで反射された光
は、透明基板の色分離面CPが形成されていない面で反
射されるが、この反射光は投影レンズに入射しない。ま
た、色分離面CPに到達したBの光のほとんどは、色分
離面CPを透過する。色分離面CPの特性によってBの
光のその一部が反射され、この反射された光の一部が、
透明基板の色分離面CPが形成されていない方の面で再
度反射され、ゴーストとなる。しかしながら、このゴー
ストは、色分離面CPが反射型画像表示素子107側を
向くよう配置された構成(図12参照)で発生するゴー
ストに比べると極めて軽度である。もちろん、色分離面
CPが視感度の最も低いBの光を透過する構成を採用す
ることがゴーストの発生を抑制するために好ましいが、
他の色光を透過する構成を採用しても、図12に示した
構成よりも、ゴーストの発生は抑制される。
In the arrangement shown in FIG. 14, the light reflected by the reflective image display elements 107-R and 107-G is directly reflected by the color separation plane CP, so that no ghost occurs. The light reflected by the reflective image display element 107-B is reflected by a surface of the transparent substrate on which the color separation surface CP is not formed, but this reflected light does not enter the projection lens. Most of the B light that has reached the color separation plane CP is transmitted through the color separation plane CP. A part of the light of B is reflected by the characteristics of the color separation surface CP, and a part of the reflected light is
The light is reflected again on the surface of the transparent substrate on which the color separation surface CP is not formed, and becomes a ghost. However, this ghost is much lighter than a ghost generated in a configuration in which the color separation surface CP is arranged to face the reflective image display element 107 (see FIG. 12). Of course, it is preferable to adopt a configuration in which the color separation surface CP transmits the light of B having the lowest luminosity in order to suppress the occurrence of ghost,
Even if a configuration that transmits other color light is adopted, the occurrence of ghost is suppressed as compared with the configuration shown in FIG.

【0135】また、Bの光がダイクロイックミラー10
6’を透過する構成よりも効果は低いものの、必要とさ
れる画質によっては、Bの光の次に視感度が低い、Rの
光がダイクロイックミラー106’を透過する構成を採
用してもよい。
The light of B is emitted from the dichroic mirror 10.
Although the effect is lower than that of the configuration transmitting 6 ′, depending on the required image quality, a configuration may be adopted in which the visibility is lower than the B light and the R light transmits through the dichroic mirror 106 ′. .

【0136】画像表示装置100’においては、Bおよ
びGの光をPBS105で反射させる構成を採用した
が、BおよびRの光を反射させてもよい。また、Bおよ
びGの光、または、BおよびRの光を透過する構成を採
用してもよい。
In the image display device 100 ', the configuration is adopted in which the B and G lights are reflected by the PBS 105, but the B and R lights may be reflected. Further, a configuration that transmits B and G light or B and R light may be adopted.

【0137】上述したように、従来のダイクロイックミ
ラー106’の透明基板の一方の表面に形成された色分
離面CPをPBS105の方向を向くように配置するこ
とによって、ゴーストの発生を抑制することができる。
さらに、視感度の最も低いBの色光を透過するダイクロ
イックミラー106’を用いることによって、ゴースト
の発生をさらに抑制できるだけでなく、非点収差による
解像度の低下を抑制することができる。
As described above, by arranging the color separation surface CP formed on one surface of the transparent substrate of the conventional dichroic mirror 106 ′ so as to face the PBS 105, the occurrence of ghost can be suppressed. it can.
Furthermore, by using the dichroic mirror 106 'that transmits the B color light having the lowest luminosity, it is possible not only to further suppress the occurrence of ghost, but also to suppress the reduction in resolution due to astigmatism.

【0138】[0138]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、PBSに
入射するR、GおよびBのうちの1色を他の色と偏光方
向を異ならせることにより、PBSとダイクロイックミ
ラーで色分離が行えるため、コンパクトかつ、低コスト
な画像表示装置(例えば、液晶プロジェクタ)を実現で
きる。
As described above, according to the present invention, the color separation between the PBS and the dichroic mirror is achieved by making one of R, G and B incident on the PBS different in polarization direction from the other colors. Therefore, a compact and low-cost image display device (for example, a liquid crystal projector) can be realized.

【0139】また、R、GおよびBの光のうち偏光方向
が同じ2色の光のうちの一方をGとすることで、使用で
きる光の帯域が広げられ、明るさ、色純度をアップでき
る。
Further, by setting one of the two colors of light of the same polarization direction of R, G and B to be G, the band of usable light can be widened and the brightness and color purity can be increased. .

【0140】また、色分離用のダイクロイックミラーの
色分離面をガラス基板で挟み込む構造をとり、かつ、色
分離を行わない方の光路上に透明基板を挿入すること
で、各反射型画像表示素子に発生する非点収差の収差量
が同じになり、投影レンズで収差を補正できるため、解
像度の高い画像を実現することができる。
Further, by adopting a structure in which a color separation surface of a dichroic mirror for color separation is sandwiched between glass substrates and a transparent substrate is inserted on an optical path on which color separation is not performed, each reflection type image display element is formed. Since the amount of astigmatism generated in the image becomes the same and the aberration can be corrected by the projection lens, an image with high resolution can be realized.

【0141】さらに、S偏光とP偏光とが混在する波長
域の光や各反射型画像表示素子に対応した光以外の光を
カットする波長規制素子を設けることにより、R、Gお
よびBの色純度の向上やコントラストのアップを図るこ
とができる。
Further, by providing a wavelength regulating element for cutting light other than light corresponding to each reflection type image display element or light in a wavelength region where S-polarized light and P-polarized light are mixed, the R, G and B colors are provided. It is possible to improve the purity and the contrast.

【0142】さらに、波長規制素子の波長規制面を反射
型画像表示素子の画像表示面に対して傾斜して配置する
ことによって、コントラスト比をさらに向上することが
できる。
Further, the contrast ratio can be further improved by arranging the wavelength regulating surface of the wavelength regulating element at an angle with respect to the image display surface of the reflection type image display element.

【0143】また、プリズム状の色分離素子を用いる
と、さらに表示品位を向上することができる。
Further, the use of the prism-shaped color separation element can further improve the display quality.

【0144】さらに、偏光分離特性がP偏光およびS偏
光のうちのどちらか一方に対して最適化された光分離素
子を用い、G光が最適化された偏光として分離されるよ
うに配置するか、あるいは、2枚以上の反射型画像表示
素子を最適された偏光に対応して配置することによっ
て、さらに表示品位を向上することができる。
Furthermore, a light separating element whose polarization separation characteristic is optimized for one of P-polarized light and S-polarized light is used, and is arranged so that G light is separated as optimized polarized light. Alternatively, the display quality can be further improved by arranging two or more reflective image display elements corresponding to the optimum polarization.

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

【図1】本発明の実施形態に係る投影型カラー画像表示
装置100の模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a projection type color image display device 100 according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施形態で用いた偏光制御素子の分光
特性である。
FIG. 2 shows spectral characteristics of a polarization control element used in an embodiment of the present invention.

【図3】偏光制御素子の分光特性測定に用いた光学系で
ある。
FIG. 3 is an optical system used for measuring spectral characteristics of a polarization control element.

【図4】偏光制御素子の機能の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of functions of a polarization control element.

【図5】ダイクロイックミラーの構造図である。FIG. 5 is a structural diagram of a dichroic mirror.

【図6】本発明の実施形態で用いたダイクロイックミラ
ーの分光特性である。
FIG. 6 shows spectral characteristics of a dichroic mirror used in the embodiment of the present invention.

【図7】(a)は、投影型カラー画像表示装置100に
おけるPBS105の周辺の光学素子の配置関係を模式
的に示す図であり、(b)はそれを改変した配置を模式
的に示す図である。
FIG. 7A is a diagram schematically illustrating an arrangement relationship of optical elements around a PBS 105 in the projection type color image display device 100, and FIG. 7B is a diagram schematically illustrating an arrangement obtained by modifying the arrangement. It is.

【図8】図7(b)の配置によってコントラスト比の低
下が防止できることを示す模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing that the arrangement of FIG. 7B can prevent a decrease in contrast ratio.

【図9】PBSの不完全な偏光分離特性によってコント
ラスト比が低下するメカニズムを説明するための模式図
である。
FIG. 9 is a schematic diagram for explaining a mechanism in which a contrast ratio is reduced by incomplete polarization separation characteristics of a PBS.

【図10】本発明による実施形態の投影型カラー画像表
示装置に用いられるPBSの偏光分離特性を示すグラフ
である。
FIG. 10 is a graph showing polarization separation characteristics of a PBS used in a projection type color image display device according to an embodiment of the present invention.

【図11】(a)および(b)は、本発明による実施形
態の投影型カラー画像表示装置200および300をそ
れぞれ模式的に示す図である。
FIGS. 11A and 11B are diagrams schematically showing projection type color image display devices 200 and 300 according to an embodiment of the present invention, respectively.

【図12】従来のダイクロイックミラー106’による
ゴースト現象を説明するための模式図である。
FIG. 12 is a schematic diagram for explaining a ghost phenomenon caused by a conventional dichroic mirror 106 ′.

【図13】(a)および(b)は、本発明による実施形
態の投影型カラー画像表示装置400および500をそ
れぞれ模式的に示す図である。
FIGS. 13A and 13B are diagrams schematically showing projection type color image display devices 400 and 500 according to an embodiment of the present invention, respectively.

【図14】本発明による実施形態の投影型カラー画像表
示装置100’を模式的に示す図である。
FIG. 14 is a diagram schematically showing a projection type color image display device 100 ′ according to an embodiment of the present invention.

【図15】透過型液晶表示素子の画素部の説明図であ
る。
FIG. 15 is an explanatory diagram of a pixel portion of a transmission type liquid crystal display element.

【図16】反射型液晶表示素子の説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram of a reflective liquid crystal display element.

【図17】反射型液晶表示素子を用いた3板式液晶プロ
ジェクションの説明図である。
FIG. 17 is an explanatory diagram of a three-panel type liquid crystal projection using a reflective liquid crystal display element.

【図18】反射型液晶表示素子を用いた別の3板式液晶
プロジェクションの説明図である。
FIG. 18 is an explanatory diagram of another three-panel liquid crystal projection using a reflection type liquid crystal display element.

【図19】クロスダイクロイックプリズムの偏光依存性
の説明図である。
FIG. 19 is an explanatory diagram of polarization dependence of a cross dichroic prism.

【図20】色分離用ダイクロイックミラーの配置方向の
説明図である。
FIG. 20 is an explanatory diagram of an arrangement direction of a dichroic mirror for color separation.

【図21】従来の色分離用ダイクロイックミラーの説明
図である。
FIG. 21 is a diagram illustrating a conventional dichroic mirror for color separation.

【図22】赤と青の偏光方向を揃えた場合の偏光制御素
子の分光特性である。
FIG. 22 shows spectral characteristics of the polarization control element when the polarization directions of red and blue are aligned.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 投影型カラー画像表示装置 100a 照明光学系 101 光源 102 トリミングフィルタ 103 偏光板 104 偏光制御素子 105 PBS 106 色分離用ダイクロイックミラー 107 反射型画像表示素子 108 投影レンズ(投影光学系) 109 透明基板 110 偏光制御素子 111 偏光板 112 ダイクロイックミラー 113 ダイクロイックミラー 206 色分離用ダイクロイックプリズム 209 ガラスブロック 211、212、213 ダイクロイックミラー 601 TFT 602 ブラックマトリクス 603 ゲートバスライン 604 ソースバスライン 601 反射型の画素電極 701 光源 702 PBS 703 クロスダイクロイックミラー 704 反射型液晶表示素子 705 投影レンズ REFERENCE SIGNS LIST 100 Projection color image display device 100 a Illumination optical system 101 Light source 102 Trimming filter 103 Polarizer 104 Polarization control element 105 PBS 106 Dichroic mirror for color separation 107 Reflection type image display element 108 Projection lens (projection optical system) 109 Transparent substrate 110 Polarization Control element 111 Polarizing plate 112 Dichroic mirror 113 Dichroic mirror 206 Dichroic prism for color separation 209 Glass block 211, 212, 213 Dichroic mirror 601 TFT 602 Black matrix 603 Gate bus line 604 Source bus line 601 Reflective pixel electrode 701 Light source 702 PBS 703 Cross dichroic mirror 704 Reflective liquid crystal display device 705 Projection lens

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G09F 9/00 360 G09F 9/00 360D 5G435 H04N 5/74 H04N 5/74 K 9/31 9/31 C B Fターム(参考) 2H088 EA14 EA15 EA16 HA03 HA11 HA13 HA24 MA06 MA20 2H091 FA05X FA05Z FA14Y FA14Z FD01 GA06 HA07 LA11 2H099 AA12 BA09 CA00 CA02 CA11 DA05 5C058 AB03 AB05 EA02 EA12 EA13 EA14 EA26 EA42 5C060 BA03 BA08 BC05 HC09 HC11 HC14 HC24 HD05 5G435 AA01 AA02 AA04 AA18 BB12 BB16 DD04 FF05 GG03 GG04 GG11 GG23 KK07 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G09F 9/00 360 G09F 9/00 360D 5G435 H04N 5/74 H04N 5/74 K 9/31 9/31 C BF term (reference) 2H088 EA14 EA15 EA16 HA03 HA11 HA13 HA24 MA06 MA20 2H091 FA05X FA05Z FA14Y FA14Z FD01 GA06 HA07 LA11 2H099 AA12 BA09 CA00 CA02 CA11 DA05 5C058 AB03 AB05 EA02 EA12 HC05 HC05 HC05 HC05 5G435 AA01 AA02 AA04 AA18 BB12 BB16 DD04 FF05 GG03 GG04 GG11 GG23 KK07

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 赤、緑、青の3原色の光を、そのうちの
2色の光の偏光方向を他の1色の光の偏光方向と異なら
せて出射する照明光学系と、 前記照明光学系から出射された光を偏光方向によって分
離する光分離素子と、 偏光方向が同じ前記2色の光を分離する色分離素子と、 前記光分離素子および前記色分離素子によって分離され
た光を変調する複数の反射型画像表示素子と、 前記複数の反射型画像表示素子で変調された光を投影す
る投影光学系と、を有する画像表示装置。
1. An illumination optical system for emitting light of three primary colors of red, green, and blue with the polarization directions of two of the colors being different from the polarization directions of the other color light, and the illumination optical system. A light separating element for separating the light emitted from the system according to the polarization direction; a color separating element for separating the two colors of light having the same polarization direction; and a light modulator for modulating the light separated by the light separating element and the color separating element. An image display device, comprising: a plurality of reflective image display elements to perform light; and a projection optical system that projects light modulated by the plurality of reflective image display elements.
【請求項2】 前記光分離素子の光分離面と前記色分離
素子の色分離面とのなす角が20°以下である請求項1
記載の画像表示装置。
2. An angle between a light separating surface of the light separating element and a color separating surface of the color separating element is 20 ° or less.
The image display device as described in the above.
【請求項3】 前記照明光学系は、3原色の光を出射す
る光源と、前記光源からの3原色の光のうちの少なくと
も1色の光の偏光方向を変換させる第1の偏光制御素子
とを有する請求項1または2記載の画像表示装置。
3. The illumination optical system includes: a light source that emits light of three primary colors; and a first polarization control element that converts a polarization direction of at least one of the light of the three primary colors from the light source. The image display device according to claim 1, further comprising:
【請求項4】 前記第1の偏光制御素子の光入射側の光
路上に1方向の偏光方向の偏光のみを透過または反射さ
せる偏光選択素子が配置されている請求項3に記載の画
像表示装置。
4. The image display device according to claim 3, wherein a polarization selection element that transmits or reflects only polarized light in one polarization direction is disposed on an optical path on the light incident side of the first polarization control element. .
【請求項5】 前記色分離素子の色分離面が、2枚の基
板間に挟まれている請求項1から4のいずれかに記載の
画像表示装置。
5. The image display device according to claim 1, wherein the color separation surface of the color separation element is sandwiched between two substrates.
【請求項6】 前記光分離素子によって分離された光の
光路上の少なくとも一方に透明基板が配置されている請
求項5に記載の画像表示装置。
6. The image display device according to claim 5, wherein a transparent substrate is disposed on at least one of the optical paths of the light separated by the light separating element.
【請求項7】 前記色分離素子が2つの3角柱プリズム
を貼り合わせた4角柱プリズムである請求項1から4の
いずれかに記載の画像表示装置。
7. The image display device according to claim 1, wherein the color separation element is a quadrangular prism formed by bonding two triangular prisms.
【請求項8】 前記4角柱プリズムヘの入射光及び出射
光の主光線が、前記4角柱プリズムの光入射面及び出射
面の面法線に対して略平行に入出射し、かつ、前記4角
柱プリズムの光分離面の面法線に対して45°より小さ
い角度で入射する請求項7記載の画像表示装置。
8. The principal ray of the incident light and the outgoing light to and from the quadrangular prism enters and exits substantially parallel to the surface normal of the light incident surface and the exit surface of the quadrangular prism, and The image display device according to claim 7, wherein the light is incident at an angle smaller than 45 ° with respect to the surface normal of the light separating surface of the prism.
【請求項9】 前記色分離素子の色分離面は、基板の一
方の表面に形成されており、前記光分離素子側に向くよ
うに配置されており、且つ、青色の光を透過し、偏光方
向が同じ前記2色の光は青色の光を含む請求項1から4
のいずれかに記載の画像表示装置。
9. A color separation surface of the color separation element is formed on one surface of a substrate, is disposed so as to face the light separation element, transmits blue light, and is polarized. The light of the two colors having the same direction includes blue light.
The image display device according to any one of the above.
【請求項10】 前記光分離素子の前記投影光学系側に
前記赤、緑、青の3原色の光の偏光方向を同方向に揃え
る第2の偏光制御素子が配置されている請求項1から9
のいずれかに記載の画像表示装置。
10. A second polarization control element for aligning the polarization directions of the red, green, and blue primary colors in the same direction is disposed on the projection optical system side of the light separation element. 9
The image display device according to any one of the above.
【請求項11】 前記第2の偏光制御素子の光出射側の
光路上に1方向の偏光方向のみを透過または反射させる
偏光選択素子が配置されている請求項10記載の画像表
示装置。
11. The image display device according to claim 10, wherein a polarization selection element that transmits or reflects only one polarization direction is disposed on an optical path on the light emission side of the second polarization control element.
【請求項12】 前記光源と前記投影光学系との間の光
路上に、少なくとも一枚の波長規制素子が挿入されてい
る請求項1から8のいずれかに記載の画像表示装置。
12. The image display device according to claim 1, wherein at least one wavelength regulating element is inserted in an optical path between the light source and the projection optical system.
【請求項13】 前記波長規制素子が前記第1の偏光制
御素子で偏光方向が変換される光と、それ以外の光の波
長との境界の波長域の光をカットする請求項12記載の
画像表示装置。
13. The image according to claim 12, wherein the wavelength regulating element cuts light in a wavelength region at a boundary between the light whose polarization direction is converted by the first polarization control element and the wavelength of the other light. Display device.
【請求項14】 前記波長規制素子が前記光分離素子で
分離された光の光路上の少なくとも一方に配置され、前
記波長規制素子が挿入された光路に配置された前記複数
の反射型画像表示素子のいずれかが対応する光以外の光
をカットする請求項12記載の画像表示装置。
14. The plurality of reflective image display elements, wherein the wavelength regulating element is disposed on at least one of the optical paths of the light separated by the light separating element, and the plurality of reflective image display elements are disposed on an optical path into which the wavelength regulating element is inserted. 13. The image display device according to claim 12, wherein any one of the light sources cuts light other than the corresponding light.
【請求項15】 前記波長規制素子が、赤と緑の境界波
長域、および緑と青の境界波長域の少なくとも一方の光
をカットする請求項12記載の画像表示装置。
15. The image display device according to claim 12, wherein the wavelength regulating element cuts off at least one of a boundary wavelength region between red and green and a boundary wavelength region between green and blue.
【請求項16】 前記波長規制素子が、前記光分離素子
と前記反射型画像表示素子との間に配置され、前記波長
規制素子の光規制面が、前記反射型画像表示素子の画像
表示面と角度を成して配置されている請求項12から1
5のいずれかに記載の画像表示装置。
16. The wavelength regulating element is disposed between the light separating element and the reflective image display element, and the light regulating surface of the wavelength regulating element is in contact with the image display surface of the reflective image display element. 3. The method according to claim 1, wherein the elements are arranged at an angle.
6. The image display device according to any one of 5.
【請求項17】 前記波長規制素子の光規制面と、前記
反射型画像表示素子の画像表示面とのなす角度が1.5
°〜13.5°の範囲内にある請求項16に記載の画像
表示装置。
17. An angle between a light regulating surface of the wavelength regulating element and an image display surface of the reflection type image display element is 1.5.
The image display device according to claim 16, wherein the angle is in the range of ° to 13.5 °.
【請求項18】 前記赤、緑、青の3原色の光のうち、
偏光方向が同じ2色の光に緑の光が含まれている請求項
1から17のいずれかに記載の画像表示装置。
18. The light of three primary colors of red, green and blue,
18. The image display device according to claim 1, wherein the two colors of light having the same polarization direction include green light.
【請求項19】 前記光分離素子の光分離面のP偏光に
対する透過率およびS偏光に対する反射率のどちらか一
方が他方よりも高く、 前記一方を有する偏光として前記光分離素子で分離され
た光が前記複数の反射型画像表示素子の内の2枚以上に
入射する請求項1から18のいずれかに記載の画像表示
装置。
19. Light separated by the light separating element as polarized light having one of a transmittance of P-polarized light and a reflectance of S-polarized light of the light separating surface of the light separating element is higher than the other. The image display device according to any one of claims 1 to 18, wherein light is incident on two or more of the plurality of reflective image display elements.
【請求項20】 前記光分離素子の光分離面のP偏光に
対する透過率およびS偏光に対する反射率のどちらか一
方が他方よりも高く、緑の光が前記一方を有する偏光と
して前記光分離素子で分離される請求項1から18のい
ずれかに記載の画像表示装置。
20. One of a transmittance of P-polarized light and a reflectance of S-polarized light of a light separating surface of the light separating element is higher than the other, and green light is polarized light having the one by the light separating element. 19. The image display device according to claim 1, wherein the image display device is separated.
JP2000069002A 1999-06-04 2000-03-13 Image display device Expired - Fee Related JP3554520B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000069002A JP3554520B2 (en) 1999-07-08 2000-03-13 Image display device
US09/587,361 US6327093B1 (en) 1999-06-04 2000-06-02 Image display apparatus
KR10-2000-0030808A KR100481400B1 (en) 1999-06-04 2000-06-05 Image display apparatus
TW089110971A TW548426B (en) 1999-06-04 2000-06-05 Image display apparatus

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11-193875 1999-07-08
JP19387599 1999-07-08
JP2000069002A JP3554520B2 (en) 1999-07-08 2000-03-13 Image display device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001075174A true JP2001075174A (en) 2001-03-23
JP3554520B2 JP3554520B2 (en) 2004-08-18

Family

ID=26508143

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000069002A Expired - Fee Related JP3554520B2 (en) 1999-06-04 2000-03-13 Image display device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3554520B2 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030010947A (en) * 2001-07-27 2003-02-06 (주)유니드시스템 A Reflection Type LCD Projector
WO2002079856A3 (en) * 2001-03-30 2003-04-10 Koninkl Philips Electronics Nv Projection display system with white balance control
JP2005208256A (en) * 2004-01-21 2005-08-04 Fujinon Corp Trimming filter, color separation optical system, color composite optical system, imaging apparatus and projector
US7106401B2 (en) 2001-06-26 2006-09-12 Sony Corporation Reflex liquid crystal display device, display apparatus, projection optical system, and projection display system
US7270427B2 (en) 2003-04-21 2007-09-18 Seiko Epson Corporation Display device, lighting device and projector
US7330230B2 (en) 2001-06-26 2008-02-12 Sony Corporation Reflection type liquid crystal display element, display unit, projection optical system, and projection display system
JP2011508283A (en) * 2007-12-28 2011-03-10 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Photosynthesizer
JP2011521286A (en) * 2008-05-15 2011-07-21 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Optical element and color synthesizer
JP2011150159A (en) * 2010-01-22 2011-08-04 Seiko Epson Corp Projector
JP2011524019A (en) * 2008-05-15 2011-08-25 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Optical element and color synthesizer

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019105806A (en) * 2017-12-14 2019-06-27 日東電工株式会社 Projector and optical member used for projector

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002079856A3 (en) * 2001-03-30 2003-04-10 Koninkl Philips Electronics Nv Projection display system with white balance control
US7330230B2 (en) 2001-06-26 2008-02-12 Sony Corporation Reflection type liquid crystal display element, display unit, projection optical system, and projection display system
US7106401B2 (en) 2001-06-26 2006-09-12 Sony Corporation Reflex liquid crystal display device, display apparatus, projection optical system, and projection display system
US7903212B2 (en) 2001-06-26 2011-03-08 Sony Corporation Reflex liquid crystal display device, display apparatus, projection optical system, and projection display system
KR20030010947A (en) * 2001-07-27 2003-02-06 (주)유니드시스템 A Reflection Type LCD Projector
US7270427B2 (en) 2003-04-21 2007-09-18 Seiko Epson Corporation Display device, lighting device and projector
US7325932B2 (en) 2003-04-21 2008-02-05 Seiko Epson Corporation Display device, lighting device and projector
JP2005208256A (en) * 2004-01-21 2005-08-04 Fujinon Corp Trimming filter, color separation optical system, color composite optical system, imaging apparatus and projector
JP2011508283A (en) * 2007-12-28 2011-03-10 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Photosynthesizer
JP2011521286A (en) * 2008-05-15 2011-07-21 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Optical element and color synthesizer
JP2011524019A (en) * 2008-05-15 2011-08-25 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Optical element and color synthesizer
KR101537836B1 (en) * 2008-05-15 2015-07-17 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 Optical element and color combiner
JP2011150159A (en) * 2010-01-22 2011-08-04 Seiko Epson Corp Projector
US8827457B2 (en) 2010-01-22 2014-09-09 Seiko Epson Corporation Projector

Also Published As

Publication number Publication date
JP3554520B2 (en) 2004-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100481400B1 (en) Image display apparatus
US6183090B1 (en) Projection type image display apparatus
KR920000145B1 (en) Improved optical system for full color liquid crystal light valve image projection
US6379010B1 (en) Projection type display
US5798819A (en) Projection-display apparatus and method providing improved brightness of projected color image
US5580142A (en) Image forming apparatus and projector using the same
US7255444B2 (en) Optical unit and projection-type image display apparatus using the same
US5726719A (en) Projection-type color display device
US6067128A (en) Liquid-crystal display projector including an optical path adjuster arranged in the light path from the light source to the liquid-crystal display element
JPH08271854A (en) Device for projection of image of light source
US6089718A (en) Projection display device
JP3522591B2 (en) Image display device
JPH11223798A (en) Projecting device
JP3554520B2 (en) Image display device
US6320628B1 (en) Projection type color liquid crystal display apparatus capable of enhancing optical utilization efficiency
US6152566A (en) Projector for modulating polarized luminous flux
JP3791377B2 (en) Liquid crystal display element and display device using the same
US6022110A (en) Projection color liquid crystal display apparatus
JP3490886B2 (en) Projection type image display device
JP3757701B2 (en) Light flux compression unit, optical engine, and video display device using the same
JP2001056456A (en) Optical display system including colorless ferroelectric light valve
KR19990055242A (en) Projection type image display device
JPH10221673A (en) Projection type color image display device
JP3491809B2 (en) Projection type image display device
JP2001066551A (en) Picture display device and illuminator

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040203

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040405

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040427

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040507

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080514

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090514

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100514

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees