JP2002139701A - Projector and projection method - Google Patents

Projector and projection method

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JP2002139701A
JP2002139701A JP2000332345A JP2000332345A JP2002139701A JP 2002139701 A JP2002139701 A JP 2002139701A JP 2000332345 A JP2000332345 A JP 2000332345A JP 2000332345 A JP2000332345 A JP 2000332345A JP 2002139701 A JP2002139701 A JP 2002139701A
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Yasuyuki Takiguchi
康之 滝口
Kenji Kameyama
健司 亀山
Kazuya Miyagaki
一也 宮垣
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projection method and projector with which the relations between plural LCDs(liquid crystal displays) and optical systems can be arranged with good accuracy by fastening PBSs(polarization beam splitters) and DPs(dichroic prisms). SOLUTION: PBS prisms separate incident light to S polarized light and P polarized light and output the same. In the DPs, the separated light rays are further separated to the light rays of two wavelength bands in dichroic films. The LCDs rotate, 90 deg.C, the light rays separated by the dichroic films of the DPs based on electrical signal or the polarization direction of the separated light rays and reflect these light rays. The PBSs are so arranged that, when the polarized light of either the S polarized light or the P polarized light is made incident thereon, the incident S polarized light or P polarized light is guided to the DPs and, when the random light rays are made incident thereon, the polarized light of either one of the S polarized light or the P polarized light is guided to the DPs. The PBSs and the DPs are so installed that air layers are not disposed therebetween.

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、偏光ビームスプリ
ッタ(以下、PBSという)およびダイクロックプリズ
ム(以下、DPという)を使用して光の利用効率を向上
させる液晶プロジェクタの投射装置および投射方法に関
する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a projection apparatus and a projection method for a liquid crystal projector that use a polarizing beam splitter (hereinafter, referred to as PBS) and a dichroic prism (hereinafter, referred to as DP) to improve light use efficiency. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、PBSおよびDPを備えた投
射装置により照明するのに適した表示装置であるライト
バルブを使用した液晶プロジェクタが利用されている。
ところで、特開昭63−39294号公報には、PBS
(偏光ビームスプリッタ)とDP(ダイックロイックプ
リズム)とを用い、入射光をPBSの偏光分離膜で反射
させS偏光のみをDPを通してライトバルブに導き、そ
のS偏光を画像信号に従いP偏光に変調し、未変調S偏
光と共に再びDPを通してPBSに戻し、S偏光は反射
させ、変調されたP偏光のみを透過させて投射レンズに
導き、スクリーンへ像を形成するビデオプロジェクショ
ン装置が記載されている。また、特開平11−2490
76号公報には、PBSとDPとを用い、入射光をPB
Sの偏光分離膜を透過させP偏光のみをDPを通してラ
イトバルブに導き、そのP偏光を画像信号に従いS偏光
に変調し、未変調P偏光と共に再びDPを通してPBS
に戻し、P偏光は透過させ、変調されたS偏光のみを反
射させ投射レンズに導き、スクリーンへ像を形成する投
射型表示装置が記載されている。
2. Description of the Related Art Hitherto, a liquid crystal projector using a light valve, which is a display device suitable for illumination by a projection device having a PBS and a DP, has been used.
Incidentally, JP-A-63-39294 discloses a PBS.
(Polarizing beam splitter) and DP (Dicloic prism), incident light is reflected by PBS polarization splitting film, only S polarized light is guided to light valve through DP, and the S polarized light is modulated to P polarized light according to image signal. A video projection apparatus is described which returns the PBS together with the unmodulated S-polarized light through the DP to the PBS, reflects the S-polarized light, transmits only the modulated P-polarized light, guides the modulated P-polarized light to the projection lens, and forms an image on a screen. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-2490
No. 76 discloses the use of PBS and DP to reduce incident light to PB.
Only the P-polarized light is transmitted to the light valve through the DP through the S-polarized light separation film, and the P-polarized light is modulated into the S-polarized light according to the image signal.
And a projection display device that transmits P-polarized light, reflects only modulated S-polarized light, guides the modulated S-polarized light to a projection lens, and forms an image on a screen.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術では、PBSとDPの間にエアギャップを必要とす
るので、それぞれを単独で表示装置の筐体に固定しなけ
ればならず、その位置合わせのための加工精度と組み付
け精度の向上も必要であった。また、PBSとDPの間
にエアギャップがあると、装置に組み付け後に複数のラ
イトバルブ上にある各対応画素の位置ずれが生じやす
く、使用中に色調が変化してしまうことがあった。そこ
で、本発明の第1の目的は、PBSとDPを固着するこ
とにより、複数のLCD(液晶ディスプレイ)と光学系
の関係を精度よく配置できる投射装置および投射方法を
提供することである。本発明の第2の目的は、PBSと
DPを固着することにより、組み付け後の各色に対応す
る複数のライトバルブ上にある各対応画素の位置ずれを
なくし、高純度の色調を得ることができる投射装置およ
び投射方法を提供することである。
However, in the prior art, since an air gap is required between the PBS and the DP, each of them must be independently fixed to the housing of the display device. It was also necessary to improve the processing accuracy and assembly accuracy for this purpose. Also, if there is an air gap between the PBS and the DP, the position of each of the corresponding pixels on the plurality of light valves is likely to shift after being assembled to the device, and the color tone may change during use. Therefore, a first object of the present invention is to provide a projection device and a projection method that can accurately arrange a relationship between a plurality of LCDs (liquid crystal displays) and an optical system by fixing a PBS and a DP. A second object of the present invention is to fix a PBS and a DP, thereby eliminating positional displacement of each corresponding pixel on a plurality of light valves corresponding to each color after assembly and obtaining a high-purity color tone. An object of the present invention is to provide a projection device and a projection method.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、入射光を入射光と振動方向が同じ偏光(P偏光)
と、このP偏光とは振動方向が90度異なる偏光(S偏
光)とに分離して出力する偏光ビームスプリッタ(PB
S)と、この分離された前記P偏光または前記S偏光を
ダイクロイック膜においてさらに二つの波長帯域の光に
分離するダイクロイックプリズム(DP)と、電気信号
に基づいて、前記DPのダイクロイック膜によって分離
された光、または、分離された光の偏光方向を約90度
回転させて反射したりする液晶ディスプレイ(LCD)
と、を備えた投射装置において、前記PBSと前記DP
との間に空気層を設けないように前記PBSおよび前記
DPが設置されたことにより、前記第1および前記第2
の目的を達成する。
According to the first aspect of the present invention, the incident light is polarized (P-polarized light) having the same vibration direction as the incident light.
And a polarization beam splitter (PB) that separates and outputs polarized light (S-polarized light) having a vibration direction different from that of the P-polarized light by 90 degrees.
S), a dichroic prism (DP) for separating the separated P-polarized light or S-polarized light into light of two wavelength bands in a dichroic film, and a dichroic film of the DP based on an electric signal. Liquid crystal display (LCD) that reflects polarized light or separated light by rotating the polarization direction by about 90 degrees
Wherein the PBS and the DP
The first and second ports are provided by disposing the PBS and the DP so that no air layer is provided between the first and second ports.
Achieve the objectives.

【0005】請求項2記載の発明では、請求項1記載の
発明において、前記PBSと前記DPとを各々の硝材と
同じ密度である透明な接着材で接着したことにより、前
記第1および前記第2の目的を達成する。請求項3記載
の発明では、請求項1または請求項2記載の発明におい
て、前記DPのダイクロイック膜を主光軸に対して30
度に設定して配置したことにより、前記第1および前記
第2の目的を達成する。請求項4記載の発明では、請求
項1または請求項2記載の発明において、前記DPのダ
イクロイック膜を主光軸に対して45度に設定して配置
したことにより、前記第1および前記第2の目的を達成
する。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the PBS and the DP are bonded with a transparent adhesive material having the same density as that of each of the glass materials, so that the first and the second layers are bonded. Achieve two objectives. According to a third aspect of the present invention, in the first or the second aspect of the present invention, the DP dichroic film is set at 30 degrees with respect to the main optical axis.
The first and second objects are achieved by setting and disposing each time. According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the DP dichroic film is disposed at an angle of 45 degrees with respect to the main optical axis, thereby providing the first and second DPs. Achieve the objectives.

【0006】請求項5記載の発明では、偏光ビームスプ
リッタ(PBS)によって入射光を入射光と振動方向が
同じ偏光(P偏光)と、このP偏光とは振動方向が90
度異なる偏光(S偏光)とに分離して出力する第1の手
順と、前記第1の手順によって出力された前記P偏光ま
たは前記S偏光をダイクロイック膜においてさらに二つ
の波長帯域の光に分離する第2の手順と、電気信号に基
づいて、液晶ディスプレイ(LCD)によって前記第2
の手順で二つの波長帯域に分離された光の偏光方向を維
持するか、または、分離された光の偏光方向を約90度
回転させて反射する第3の手順と、前記S偏光または前
記P偏光のどちらかの偏光が入射した場合、入射した前
記S偏光または前記P偏光が前記DPへ導かれるよう
に、または、前記ランダムな光が入射した場合、前記S
偏光または前記P偏光どちらか一方の偏光が前記DPへ
導かれるように前記PBSを配置する第4の手順と、前
記DPの他端に所望の偏光を約90度回転させて反射し
て返すように前記LCDを配置する第5の手順と、前記
PBSと前記DPとの間に空気層が設けられないように
前記PBSと前記DPを配置する第6の手順と、を備え
たことにより、前記第1および前記第2の目的を達成す
る。
According to the fifth aspect of the present invention, the polarization beam splitter (PBS) converts the incident light into polarized light (P-polarized light) having the same vibration direction as the incident light, and the P-polarized light has a vibration direction of 90 degrees.
A first procedure of separating and outputting polarized light (S-polarized light) having different degrees, and separating the P-polarized light or the S-polarized light output by the first procedure into light of two wavelength bands in a dichroic film. A second procedure, based on an electrical signal, a second display by a liquid crystal display (LCD).
A third procedure of maintaining the polarization direction of the light separated into the two wavelength bands by the above procedure, or rotating the polarization direction of the separated light by about 90 degrees to reflect the light, and the S-polarized light or the P-polarized light. When either polarized light is incident, the S-polarized light or the P-polarized light is guided to the DP, or when the random light is incident, the S-polarized light or the P-polarized light is incident.
A fourth procedure of arranging the PBS so that either the polarized light or the P-polarized light is guided to the DP, and rotating the desired polarized light at the other end of the DP by about 90 degrees to reflect and return the polarized light. A fifth procedure of disposing the LCD and a sixth procedure of disposing the PBS and the DP so that no air layer is provided between the PBS and the DP. The first and second objects are achieved.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について図1ないし図7を参照して詳細に説明する。図
1は、本実施の形態に係る投射表示装置のPBSプリズ
ムとDPの構成を示した図である。図1(a)は、第1
の実施の形態の投射表示装置を、図1(b)は、従来の
投射表示装置を示した図である。図1(b)に示すよう
に従来の投射表示装置のPBSプリズムとDPとの境界
面には、エアギャップ4が設けられている。X方向から
入射した光はPBSプリズム1において、入射した偏光
(以下、P偏光という)と、P偏光とは振動方向が90
度異なる偏光(S偏光)に分離される。そして、S偏光
のみ偏光分離膜面5で反射され、DP2の方へ導かれ
る。ここで、入射した光にP偏光も混ざっていれば透過
して取り除かれる。本実施の形態のPBSプリズム1と
DP2との境界面は、硝材とほぼ同等の比重と持ち、図
1(a)に示されるように透過率が約100%の接着剤
で固着されているので(接着面3を参照)、S偏光の光
はそのまま直進する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a PBS prism and a DP of the projection display device according to the present embodiment. FIG. 1A shows the first
1 (b) is a diagram showing a conventional projection display device of the embodiment. As shown in FIG. 1B, an air gap 4 is provided at the boundary between the PBS prism and the DP of the conventional projection display device. In the PBS prism 1, the light incident from the X direction has a polarization direction of 90 degrees between the incident polarized light (hereinafter referred to as P polarized light) and the P polarized light.
The light is separated into differently polarized light (S-polarized light). Then, only the S-polarized light is reflected by the polarization separation film surface 5 and is guided to DP2. Here, if P-polarized light is mixed with the incident light, it is transmitted and removed. The boundary surface between the PBS prism 1 and DP2 in the present embodiment has a specific gravity almost equal to that of the glass material, and is fixed with an adhesive having a transmittance of about 100% as shown in FIG. 1A. (Refer to the bonding surface 3), the S-polarized light goes straight as it is.

【0008】ダイクロイック膜面Aでは、約500nm
付近の波長を境にして長い波長は透過し、短い波長は反
射するようになっている。この反射された光(すなわち
青(B)領域の光)は、DP2より出射され、その先に
設置してある反射型LCDで変調される。すなわち、反
射型LCDは、電気信号がオンの場合には到着したS偏
光をP偏光に変換して反射させ、オフの場合にはS偏光
をそのまま反射させる。このS偏光およびP偏光の双方
の光は、通過してきた経路を逆取りして偏光分離膜面5
まで到達する。そして、P偏光に変換された光は透過さ
れ、Y方向へ出射される。変換されずにS偏光のままで
きた光は、反射されて最初に入射したX方向へ戻る。
On the dichroic film surface A, about 500 nm
Longer wavelengths are transmitted and shorter wavelengths are reflected at wavelengths near the boundary. The reflected light (that is, light in the blue (B) region) is emitted from DP2, and is modulated by a reflection-type LCD provided ahead of the DP2. That is, the reflective LCD converts the arriving S-polarized light into P-polarized light when the electric signal is on, and reflects the S-polarized light when it is off. Both the S-polarized light and the P-polarized light reverse the path through which they pass, and
To reach. Then, the light converted into the P-polarized light is transmitted and emitted in the Y direction. The light that has been converted into the S-polarized light without being converted is reflected and returns to the X direction where it first entered.

【0009】ダイクロイック膜面Aで透過した長波長の
S偏光の光をダイクロイック膜面Bで約600nm付近
の波長を境にして、長い波長は透過し、短い波長を反射
するようになっている。この反射された光(すなわち赤
(R)領域の光)は、DP2より出射され、その先に設
置してある反射型LCDで変調される。すなわち、電気
信号がオンの場合には到着したS偏光をP偏光に変換し
て反射させ、オフの場合にはS偏光をそのまま反射させ
る。このS偏光およびP偏光の双方の光は、通過してき
た経路を逆取りして偏光分離膜面5まで到達する。そし
て、P偏光に変換された光は透過され、Y方向へ出射さ
れる。変換されずにS偏光のままできた光は、反射され
て最初に入射したX方向へ戻る。
The long-wavelength S-polarized light transmitted through the dichroic film surface A is transmitted through the dichroic film surface B at a wavelength of about 600 nm, and long wavelengths are transmitted and short wavelengths are reflected. The reflected light (that is, light in the red (R) region) is emitted from DP2, and is modulated by a reflection-type LCD provided ahead of the DP2. That is, when the electric signal is on, the arriving S-polarized light is converted into P-polarized light and reflected, and when the electric signal is off, the S-polarized light is reflected as it is. Both the S-polarized light and the P-polarized light arrive at the polarization separation film surface 5 by taking back the path that has passed. Then, the light converted into the P-polarized light is transmitted and emitted in the Y direction. The light that has been converted into the S-polarized light without being converted is reflected and returns to the X direction where it first entered.

【0010】ダイクロイック膜面Aおよびダイクロイッ
ク膜面Bで透過した波長のS偏光の光(すなわち緑
(G)領域の光)は、DP2より出射され、その先に設
置してある反射型LCDで変調される。すなわち、電気
信号がオンの場合には到着したS偏光をP偏光に変換し
て反射させ、オフの場合にはS偏光をそのまま反射させ
る。このS偏光およびP偏光の双方の光は、通過してき
た経路を逆取りして偏光分離膜面5まで到達する。そし
て、P偏光に変換された光は透過され、Y方向へ出射さ
れる。変換されずにS偏光のままできた光は、反射され
て最初に入射したX方向へ戻る。なお、Y方向には図示
しない投射レンズが設置してあり、各々の反射型LCD
で変調された各RGB(レッド・グリーン・ブルー)の
P偏光の光が合成され、その先に設置してあるスクリー
ン上に画像を形成することができるようになっている。
S-polarized light having a wavelength transmitted through the dichroic film surface A and the dichroic film surface B (that is, light in the green (G) region) is emitted from DP2 and is modulated by a reflection type LCD provided ahead of the DP2. Is done. That is, when the electric signal is on, the arriving S-polarized light is converted into P-polarized light and reflected, and when the electric signal is off, the S-polarized light is reflected as it is. Both the S-polarized light and the P-polarized light arrive at the polarization separation film surface 5 by taking back the path that has passed. Then, the light converted into the P-polarized light is transmitted and emitted in the Y direction. The light that has been converted into the S-polarized light without being converted is reflected and returns to the X direction where it first entered. A projection lens (not shown) is provided in the Y direction.
, And the RGB (red, green, blue) P-polarized light is synthesized, and an image can be formed on a screen installed in front of it.

【0011】次に、Y方向から照明光を入射した場合に
ついて説明する。Y方向から入射した光は、P偏光のみ
偏光分離膜面5で透過されてDP2の方へ導かれる。こ
こで、S偏光が混ざっていれば反射して取り除かれる。
本実施の形態のPBSプリズム1とDP2との境界面
は、硝材とほぼ同等の比重と持ち、図1(a)に示され
るように透過率が約100%の接着剤で固着されている
ので(接着面3を参照)、P偏光の光はそのまま直進す
る。ダイクロイック膜面Aでは、約500nm付近の波
長を境にして長い波長は透過し、短い波長は反射するよ
うになっている。この反射された光(すなわち青(B)
領域の光)は、DP2より出射され、その先に設置して
ある反射型LCDで変調される。すなわち、反射型LC
Dは、電気信号がオンの場合には到着したP偏光をS偏
光に変換して反射させ、オフの場合にはP偏光をそのま
ま反射させる。このP偏光およびS偏光の双方の光は、
通過してきた経路を逆取りして偏光分離膜面5まで到達
する。そして、S偏光に変換された光は反射してX方向
へ出射される。変換されずにP偏光のままできた光は、
透過されて最初に入射したY方向へ戻る。
Next, a case where illumination light is incident from the Y direction will be described. Light incident from the Y direction is transmitted through the polarization separation film surface 5 only for P-polarized light and is guided toward DP2. Here, if S-polarized light is mixed, it is reflected and removed.
The boundary surface between the PBS prism 1 and DP2 in the present embodiment has a specific gravity almost equal to that of the glass material, and is fixed with an adhesive having a transmittance of about 100% as shown in FIG. 1A. (Refer to the bonding surface 3), the P-polarized light travels straight as it is. On the dichroic film surface A, a long wavelength is transmitted and a short wavelength is reflected at a wavelength around 500 nm as a boundary. This reflected light (ie blue (B)
The light of the region) is emitted from DP2 and is modulated by a reflection type LCD provided in front thereof. That is, the reflection type LC
D converts the arriving P-polarized light into S-polarized light when the electric signal is on, and reflects the P-polarized light as it is when the electric signal is off. This P-polarized light and S-polarized light are both
The path that has passed through is reversed and reaches the polarization separation film surface 5. Then, the light converted into the S-polarized light is reflected and emitted in the X direction. Light that has been converted to P-polarized light without conversion is
The transmitted light returns to the Y direction where the light first entered.

【0012】ダイクロイック膜面Aで透過した長波長の
S偏光の光をダイクロイック膜面Bで約600nm付近
の波長を境にして、長い波長は透過し、短い波長を反射
するようになっている。この反射された光(すなわち赤
(R)領域の光)は、DP2より出射され、その先に設
置してある反射型LCDで変調される。すなわち、電気
信号がオンの場合には到着したP偏光をS偏光に変換し
て反射させ、オフの場合にはP偏光をそのまま反射させ
る。このP偏光およびS偏光の双方の光は、通過してき
た経路を逆取りして偏光分離膜面5まで到達する。そし
て、S偏光に変換された光は、反射してX方向へ出射さ
れる。変換されずにP偏光のままできた光は、透過され
て最初に入射したY方向へ戻る。
A long wavelength S-polarized light transmitted through the dichroic film surface A is transmitted at a wavelength of about 600 nm at the dichroic film surface B, and a long wavelength is transmitted and a short wavelength is reflected. The reflected light (that is, light in the red (R) region) is emitted from DP2, and is modulated by a reflection-type LCD provided ahead of the DP2. That is, when the electric signal is on, the arriving P-polarized light is converted into S-polarized light and reflected, and when the electric signal is off, the P-polarized light is reflected as it is. Both the P-polarized light and the S-polarized light arrive at the polarization separation film surface 5 by reversing the path that has passed. Then, the light converted into the S-polarized light is reflected and emitted in the X direction. The light, which is not converted and remains as P-polarized light, is transmitted and returns to the Y direction where it first entered.

【0013】ダイクロイック膜面Aおよびダイクロイッ
ク膜面Bで透過した波長のP偏光の光(すなわち緑
(G)領域の光)は、DP2より出射され、その先に設
置してある反射型LCDで変調される。すなわち、電気
信号がオンの場合には到着したP偏光をS偏光に変換し
て反射させ、オフの場合にはP偏光をそのまま反射させ
る。このP偏光およびS偏光の双方の光は、通過してき
た経路を逆取りして偏光分離膜面5まで到達する。そし
て、S偏光に変換された光は反射してX方向へ出射され
る。変換されずにP偏光のままできた光は、透過されて
最初に入射したY方向へ戻る。なお、X方向には図示し
ない投射レンズが設置してあり、各々の反射型LCDで
変調された各RGBのS偏光の光が合成され、その先に
設置してあるスクリーン上に画像を形成することができ
るようになっている。以上のように、本実施の形態では
PBSプリズム1とDP2が精度よく接着されることに
より一体的に機能することができるので、RGB各色が
画素単位で一致させることができ、色の再現性を維持す
ることができる。
The P-polarized light having the wavelength transmitted through the dichroic film surface A and the dichroic film surface B (that is, light in the green (G) region) is emitted from DP2 and is modulated by a reflection type LCD provided in front thereof. Is done. That is, when the electric signal is on, the arriving P-polarized light is converted into S-polarized light and reflected, and when the electric signal is off, the P-polarized light is reflected as it is. Both the P-polarized light and the S-polarized light arrive at the polarization separation film surface 5 by reversing the path that has passed. Then, the light converted into S-polarized light is reflected and emitted in the X direction. The light, which is not converted and remains as P-polarized light, is transmitted and returns to the Y direction where it first entered. A projection lens (not shown) is provided in the X direction, and the RGB S-polarized lights modulated by the respective reflective LCDs are combined, and an image is formed on a screen provided thereabove. You can do it. As described above, in the present embodiment, since the PBS prism 1 and the DP 2 can be integrally functioned by being accurately bonded, the RGB colors can be matched in pixel units, and the color reproducibility can be improved. Can be maintained.

【0014】図2は、入射光が2色または3色である場
合の本実施の形態に係る投射表示装置のPBSプリズム
とDPの構成を示した図である。図2(a)は、入射光
が2色である場合を示した図である。入射光が2色また
は3色のどちらの場合でも本実施の形態に係る投射表示
装置の機能は同じである。なお、データ表示用として使
用する場合には、2色で十分なことが多い。その場合の
ダイクロイック膜面の波長分離は、約500〜600n
mの間であれば良いとする。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the PBS prism and DP of the projection display apparatus according to the present embodiment when the incident light is of two or three colors. FIG. 2A is a diagram illustrating a case where incident light is of two colors. The function of the projection display apparatus according to the present embodiment is the same regardless of whether the incident light is of two colors or three colors. When used for data display, two colors are often sufficient. In this case, the wavelength separation of the dichroic film surface is about 500 to 600 n.
It suffices if it is between m.

【0015】図2(b)は、入射光が3色である場合を
示した図である。Y方向からランダムな照射光を入射す
ると、偏光分離膜面5でS偏光およびP偏光に分離され
る。ここで、例えばS偏光の光方向でダイクロイック膜
面6での波長分離を約600nmとし、P偏光の光方向
でのダイクロイック膜での波長分離を約500nmとす
る。S偏光側を使うG1−LCDの前には約500nm
以下の短波長を吸収するブルーカットフィルタを設け、
P偏光側を使うG2−LCDの前には約600nm以上
の長波長を吸収するレッドカットフィルタを設けるよう
にする。そして、X方向には図示しない投射レンズと、
投射レンズの先にスクリーンを設けて所望の画像を結像
することができるようになっている。なお、X方向から
ランダムな照射光を入射して用いる場合には、Y方向か
らランダムな照射光が入射された場合と対照的な関係と
なる。図2に示すように、偏光分離膜の特性、特に、P
偏光の透過特性としてリップルが多く角度依存性も高い
という点を補強することができ、良質な画像を得ること
ができる。
FIG. 2B is a diagram showing a case where incident light is of three colors. When random irradiation light is incident from the Y direction, the light is separated into S-polarized light and P-polarized light on the polarization separation film surface 5. Here, for example, the wavelength separation at the dichroic film surface 6 in the S-polarized light direction is about 600 nm, and the wavelength separation at the dichroic film in the P-polarized light direction is about 500 nm. Approximately 500nm before G1-LCD using S polarization side
Provide a blue cut filter that absorbs the following short wavelengths,
Before the G2-LCD using the P-polarized light side, a red cut filter for absorbing a long wavelength of about 600 nm or more is provided. And a projection lens (not shown) in the X direction;
A screen is provided at the end of the projection lens so that a desired image can be formed. It should be noted that when random irradiation light is incident from the X direction and used, the relationship is in contrast to the case where random irradiation light is incident from the Y direction. As shown in FIG. 2, the characteristics of the polarization separation film, in particular, P
It is possible to reinforce the fact that the polarized light has many ripples and high angle dependency as a transmission characteristic of polarized light, and a high-quality image can be obtained.

【0016】図3は、プロジェクタとして使用した場合
を示した図である。ここでは、一例として、P偏光の入
射光をLCDでオン信号によりS偏光に変更し、スクリ
ーン面に投射する実施例を示している。図4は、プロジ
ェクタとして使用した場合の変形例を示した図である。
ここでは、一例としてS偏光の入射光をLCDでオン信
号によりP偏光に変更し、スクリーン面に投射する実施
例を示している。偏光変換機能の詳細は後述する。
FIG. 3 is a diagram showing a case where the projector is used as a projector. Here, as an example, an embodiment is shown in which incident light of P-polarized light is changed to S-polarized light by an ON signal in an LCD and projected on a screen surface. FIG. 4 is a diagram showing a modified example when used as a projector.
Here, as an example, an embodiment is shown in which incident light of S-polarized light is changed to P-polarized light by an ON signal in an LCD and projected on a screen surface. Details of the polarization conversion function will be described later.

【0017】次に、ランプ10、11から本実施の形態
の投射表示装置の間に挿入される偏光変換機能について
説明する。図5は、偏光変換機能を説明するための照明
系の概念を示した図である。図5は、ランプで発生する
ランダムな光をS偏光のみ、またはP偏光のみに変換し
てLCDに照射する実施例である。LL1とLL2は直
角に入っており、リフレクタには回転楕円面鏡を、第2
フライアイに直交レンチキュラーを使用している。ま
た、偏光変換機能は、偏光整列プリズムアレイで行うよ
うにし、S偏光とP偏光に分けるPBSとプリズムをア
レイ状にした方式を使用している。これにより、偏光変
換効率を向上することができる。このような照明系を利
用することにより、ランプから発生する光を有効利用す
ることができる。
Next, the polarization conversion function inserted between the lamps 10 and 11 and the projection display apparatus of the present embodiment will be described. FIG. 5 is a diagram showing a concept of an illumination system for explaining a polarization conversion function. FIG. 5 shows an embodiment in which random light generated by a lamp is converted into only S-polarized light or only P-polarized light and irradiated onto the LCD. LL1 and LL2 are at right angles, the reflector is a spheroidal mirror, and the second
Uses orthogonal lenticulars for fly eyes. Further, the polarization conversion function is performed by a polarization alignment prism array, and a system in which a PBS and a prism for separating into S-polarized light and P-polarized light are arranged in an array is used. Thereby, the polarization conversion efficiency can be improved. By using such an illumination system, light generated from the lamp can be effectively used.

【0018】図6は、PBSとDPの膜面の位置関係を
90度回転させた実施形態を示した図である。図6に示
すように90度回転させた方が色むらの発生を減少させ
ることができる。図7は、DP膜面を主光軸に対して4
5度に設定した場合の実施形態を示した図である。これ
により、複数のLCDと光学系の関係を精度よく配置で
きるので、各対応画素の位置ずれを少なくし、色むらの
発生を減少させることができる。また、DP膜面を主光
軸に対して30度に設定した場合も同様に色むらの発生
を減少させることができる。
FIG. 6 is a diagram showing an embodiment in which the positional relationship between the film surfaces of PBS and DP is rotated by 90 degrees. As shown in FIG. 6, the rotation of 90 degrees can reduce the occurrence of color unevenness. FIG. 7 shows that the DP film surface is
It is a figure showing an embodiment when it is set to 5 degrees. Thus, the relationship between the plurality of LCDs and the optical system can be arranged with high precision, so that the positional deviation of each corresponding pixel can be reduced and the occurrence of color unevenness can be reduced. Also, when the DP film surface is set at 30 degrees with respect to the main optical axis, the occurrence of color unevenness can be similarly reduced.

【0019】[0019]

【発明の効果】請求項1記載の発明では、PBSとDP
との間に空気層を設けないようにPBSとDPを設置し
て投射するので、複数のLCDと光学系の関係を精度よ
く配置でき、各色に対応する複数のライトバルブ上にあ
る各対応画素の位置ずれをなくし、高純度の色調を得る
ことができ、組み付け後も位置ずれの発生を防ぐことが
でき、使用中の色調の変化を減少することができる。請
求項2記載の発明では、PBSとDPとの間を各々の硝
材と同じ密度である透明な接着材で接着したので、組み
付け後の位置ずれの発生を防ぐことができ、使用中の色
調の変化を減少することができる。請求項3記載の発明
では、DPのダイクロイック膜を主光軸に対して30度
に設定して配置したので、より高純度の色調を得ること
ができる。請求項4記載の発明では、DPのダイクロイ
ック膜を主光軸に対して45度に設定して配置したの
で、より高純度の色調を得ることができる。
According to the first aspect of the present invention, PBS and DP are used.
Since the PBS and DP are installed and projected so that no air layer is provided between them, the relationship between a plurality of LCDs and the optical system can be accurately arranged, and each corresponding pixel on a plurality of light valves corresponding to each color , The color tone of high purity can be obtained, the occurrence of the positional shift after assembling can be prevented, and the change of the color tone during use can be reduced. According to the second aspect of the present invention, since a transparent adhesive having the same density as that of each glass material is used to bond between the PBS and the DP, it is possible to prevent the occurrence of displacement after assembling, and to improve the color tone during use. Changes can be reduced. According to the third aspect of the present invention, since the DP dichroic film is set at an angle of 30 degrees with respect to the main optical axis, a higher purity color tone can be obtained. According to the fourth aspect of the present invention, since the DP dichroic film is arranged at an angle of 45 degrees with respect to the main optical axis, a higher purity color tone can be obtained.

【0020】請求項5記載の発明では、PBSとDPと
の間に空気層を設けないようにPBSとDPを設置して
投射するので、複数のLCDと光学系の関係を精度よく
配置でき、各色に対応する複数のライトバルブ上にある
各対応画素の位置ずれをなくし、高純度の色調を得るこ
とができ、組み付け後も位置ずれの発生を防ぐことがで
き、使用中の色調の変化を減少することができる。
According to the fifth aspect of the present invention, since the PBS and the DP are set and projected so that no air layer is provided between the PBS and the DP, the relationship between the plurality of LCDs and the optical system can be accurately arranged. Eliminates misalignment of each corresponding pixel on multiple light valves corresponding to each color, provides high-purity color tone, prevents misregistration even after assembly, and prevents color tone change during use. Can be reduced.

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

【図1】本実施の形態に係る投射表示装置のPBSプリ
ズムとDPの構成を示した図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a PBS prism and a DP of a projection display apparatus according to the present embodiment.

【図2】入射光が2色または3色の場合の本実施の形態
に係る投射表示装置のPBSプリズムとDPの構成を示
した図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a PBS prism and a DP of a projection display device according to the present embodiment when incident light is two colors or three colors.

【図3】プロジェクタとして使用した場合を示した図で
ある。
FIG. 3 is a diagram showing a case where the projector is used as a projector.

【図4】プロジェクタとして使用した場合の変形例を示
した図である。
FIG. 4 is a diagram showing a modified example when used as a projector.

【図5】偏光変換機能を説明するための照明系の概念を
示した図である。
FIG. 5 is a diagram showing a concept of an illumination system for explaining a polarization conversion function.

【図6】PBSとDPの膜面の位置関係を90度回転さ
せた実施形態を示した図である。
FIG. 6 is a diagram showing an embodiment in which the positional relationship between the film surfaces of PBS and DP is rotated by 90 degrees.

【図7】DP膜面を主光軸に対して45度に設定した場
合の実施形態を示した図である。
FIG. 7 is a diagram showing an embodiment in which the DP film surface is set at 45 degrees with respect to the main optical axis.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 PBS(偏光ビームスプリッタ)プリズム 2 DP(ダイクロイックプリズム) 3 接着面 4 エアギャップ 5 偏光分離膜面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 PBS (polarization beam splitter) prism 2 DP (dichroic prism) 3 Adhesion surface 4 Air gap 5 Polarization separation film surface

───────────────────────────────────────────────────── 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) G02F 1/13357 G03B 21/00 E 5C060 G03B 21/00 33/12 33/12 H04N 9/31 C H04N 9/31 G02F 1/1335 530 (72)発明者 宮垣 一也 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 Fターム(参考) 2H042 CA01 CA06 CA08 CA10 CA14 CA16 CA17 2H049 BA05 BA42 BB61 BC14 BC22 2H088 EA15 EA16 HA13 HA20 MA05 MA20 2H091 FA05X FA10X FA14Z FA26X FA41X FD24 LA03 LA11 LA15 2H099 AA12 BA09 CA02 DA05 5C060 BA03 BA08 BC05 EA00 GB02 GB06 HC00 HC24 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G02F 1/13357 G03B 21/00 E 5C060 G03B 21/00 33/12 33/12 33/12 H04N 9/31 C H04N 9 / 31 G02F 1/1335 530 (72) Inventor Kazunari Miyagaki 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo F-term in Ricoh Co., Ltd. 2H042 CA01 CA06 CA08 CA10 CA14 CA16 CA17 2H049 BA05 BA42 BB61 BC14 BC22 2H088 EA15 EA16 HA13 HA20 MA05 MA20 2H091 FA05X FA10X FA14Z FA26X FA41X FD24 LA03 LA11 LA15 2H099 AA12 BA09 CA02 DA05 5C060 BA03 BA08 BC05 EA00 GB02 GB06 HC00 HC24

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入射光を入射光と振動方向が同じ偏光
(P偏光)と、このP偏光とは振動方向が90度異なる
偏光(S偏光)とに分離して出力する偏光ビームスプリ
ッタ(PBS)と、この分離された前記P偏光または前
記S偏光をダイクロイック膜においてさらに二つの波長
帯域の光に分離するダイクロイックプリズム(DP)
と、電気信号に基づいて、前記DPのダイクロイック膜
によって分離された光、または、分離された光の偏光方
向を約90度回転させて反射したりする液晶ディスプレ
イ(LCD)と、を備えた投射装置において、 前記PBSと前記DPとの間に空気層を設けないように
前記PBSおよび前記DPが設置されたことを特徴とす
る投射装置。
1. A polarization beam splitter (PBS) for separating incident light into polarized light (P-polarized light) having the same vibration direction as the incident light and polarized light (S-polarized light) having a vibration direction different from the P-polarized light by 90 degrees and outputting the separated light. ) And a dichroic prism (DP) that separates the separated P-polarized light or S-polarized light into light of two wavelength bands in a dichroic film.
And a liquid crystal display (LCD) that reflects the light separated by the dichroic film of the DP or the separated light by rotating the polarization direction by about 90 degrees based on an electric signal. In the apparatus, the PBS and the DP are installed such that no air layer is provided between the PBS and the DP.
【請求項2】 前記PBSと前記DPとを各々の硝材と
同じ密度である透明な接着材で接着したことを特徴とす
る請求項1記載の投射装置。
2. The projection apparatus according to claim 1, wherein said PBS and said DP are bonded with a transparent adhesive having the same density as each glass material.
【請求項3】 前記DPのダイクロイック膜を主光軸に
対して30度に設定して配置したことを特徴とする請求
項1または請求項2記載の投射装置。
3. The projection device according to claim 1, wherein the dichroic film of the DP is set at 30 degrees with respect to a main optical axis.
【請求項4】 前記DPのダイクロイック膜を主光軸に
対して45度に設定して配置したことを特徴とする請求
項1または請求項2記載の投射装置。
4. The projection device according to claim 1, wherein the dichroic film of the DP is set at 45 degrees with respect to a main optical axis.
【請求項5】 偏光ビームスプリッタ(PBS)によっ
て入射光を入射光と振動方向が同じ偏光(P偏光)と、
このP偏光とは振動方向が90度異なる偏光(S偏光)
とに分離して出力する第1の手順と、 前記第1の手順によって出力された前記P偏光または前
記S偏光をダイクロイック膜においてさらに二つの波長
帯域の光に分離する第2の手順と、 電気信号に基づいて、液晶ディスプレイ(LCD)によ
って前記第2の手順で二つの波長帯域に分離された光の
偏光方向を維持するか、または、分離された光の偏光方
向を約90度回転させて反射する第3の手順と、 前記S偏光または前記P偏光のどちらかの偏光が入射し
た場合、入射した前記S偏光または前記P偏光が前記D
Pへ導かれるように、または、前記ランダムな光が入射
した場合、前記S偏光または前記P偏光どちらか一方の
偏光が前記DPへ導かれるように前記PBSを配置する
第4の手順と、 前記DPの他端に所望の偏光を約90度回転させて反射
して返すように前記LCDを配置する第5の手順と、 前記PBSと前記DPとの間に空気層が設けられないよ
うに前記PBSと前記DPを配置する第6の手順と、を
備えたことを特徴とする投射方法。
5. A polarization beam splitter (PBS) for converting incident light into polarized light (P-polarized light) having the same vibration direction as the incident light,
Polarized light (S-polarized light) whose vibration direction differs from this P-polarized light by 90 degrees
A second procedure of separating the P-polarized light or the S-polarized light output by the first procedure into light of two wavelength bands in a dichroic film; and Based on the signal, the polarization direction of the light separated into the two wavelength bands in the second procedure is maintained by the liquid crystal display (LCD), or the polarization direction of the separated light is rotated by about 90 degrees. A third procedure for reflection, and when either the S-polarized light or the P-polarized light enters, the incident S-polarized light or P-polarized light
A fourth procedure of arranging the PBS so that one of the S-polarized light and the P-polarized light is guided to the DP when guided to P or when the random light is incident; A fifth procedure of arranging the LCD so that the desired polarized light is rotated by about 90 degrees and reflected and returned at the other end of the DP, and the air layer is not provided between the PBS and the DP. 6. A projection method, comprising: a PBS and a sixth procedure for arranging the DP.
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