JP2004157252A - Projection type image display device and optical unit used for the same - Google Patents

Projection type image display device and optical unit used for the same Download PDF

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JP2004157252A JP2002321412A JP2002321412A JP2004157252A JP 2004157252 A JP2004157252 A JP 2004157252A JP 2002321412 A JP2002321412 A JP 2002321412A JP 2002321412 A JP2002321412 A JP 2002321412A JP 2004157252 A JP2004157252 A JP 2004157252A
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Taro Imahase
太郎 今長谷
Satoshi Ouchi
敏 大内
Satoru Oishi
哲 大石
Tomohiro Miyoshi
智浩 三好
Tsutomu Nakajima
努 中島
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Hitachi Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology in which the contrast of a projection type image display device is increased while the dimension of the display device is suppressed. <P>SOLUTION: A viewing angle compensation phase difference plate which compensates the deviation of phase in polarized light and a 1/4 wavelength phase difference plate which rotates the polarization axis of the polarized light are provided at a position adjacent to an image display element as a liquid crystal panel, and the contrast of an optical image is enhanced by modifying the polarization of R (red), G(green) and B(blue) light which are made incident on or emitted from the image display element. Furthermore, a plurality of phase difference of plates which compensate the phase difference substantially equal to the compensation given by the 1/4 wavelength phase difference plate by rotating the polarization axis of the polarized light of respective colors is provided at a position adjacent to the image display element, thus the contrast of the optical image is enhanced. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源側からの光を液晶パネル等の映像表示素子に照射し映像信号に応じた光学像を形成して拡大投射する投射型映像表示装置におけるコントラスト向上化技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
投射型映像表示装置におけるコントラスト向上化技術の従来例としては、例えば特開2001−209007号公報(特許文献1)やHiroyuki MORI他「Optical Performance of a Novel Compensation Film for Wide−Viewing−Angle TN−LCDs」 IDW’96 p.189−192(非特許文献1)に記載されたものがある。特開2001−209007号公報には、反射型液晶パネルに隣接して1/4波長位相差板を設ける構成が記載されている。また、「Optical Performance of a Novel Compensation Film for Wide−Viewing−AngleTN−LCDs」には、視野角補償位相差板について記載されている。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−209007号公報(段落番号0041、0052、0060、0069、図1、図7、図8、図9)
【非特許文献1】
Hiroyuki MORI他「Optical Performance of a Novel Compensation Film forWide−Viewing−Angle TN−LCDs」 IDW’96 p.189−192
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
投射型映像表示装置においては、依然として、より一層の高コントラスト化が望まれる。例えば、ラビングを施した液晶パネルを映像表示素子として用いたものにおいては、電力印加時も、配光膜付近の液晶層が垂直にならず、そのためにコントラストが劣化している。
本発明の課題点は、上記従来技術の状況に鑑み、投射型映像表示装置において、装置寸法の増大を抑えた状態で、コントラストの増大を可能にすることである。
本発明の目的は、かかる課題点を解決できる技術の提供にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題点を解決するために、本発明では、基本的に、投射型映像表示装置において、偏光光の位相差ずれを液晶層などによって補償する視野角補償位相差板と、偏光光の偏光軸を回転させる1/4波長位相差板とを、液晶パネル等映像表示素子の隣接位置に備え、該映像表示素子に対し入射または出射するR(赤)、G(緑)、B(青)の各色光の偏光修正を行い、光学像のコントラストを増大可能な構成とする。また、映像表示素子に隣接して、各色光の偏光光の偏光軸を回転させることで1/4波長位相差板と略等しい位相差補償を行う複数の位相差板を備え、光学像のコントラストを増大可能な構成とする。具体的には、投射型映像表示装置として、(1)映像表示素子に対し入射または出射されるR、G、Bの各色光の偏光光の位相差ずれを補償する視野角補償位相差板と、該視野角補償位相差板に隣接して配され、上記各色光の偏光光の偏光軸を回転させる1/4波長位相差板とを備え、上記映像表示素子で形成される光学像のコントラストを増大可能とした構成とする。(2)光源側からの光の偏光方向を揃えP偏光光またはS偏光光を形成する偏光変換手段と、偏光変換された偏光光を、R、G、Bの各色光に分離する分離手段と、該分離された各色光の偏光光が照射され映像信号に基づき該偏光光を変調する映像表示素子と、該映像表示素子に隣接して配され該映像表示素子に対し入射または出射される色光の位相差ずれを補償する視野角補償位相差板と、該視野角補償位相差板に隣接して配され上記映像表示素子に対し入射または出射される色光の偏光光の偏光軸を回転させる1/4波長位相差板と、上記映像表示素子で変調され、上記視野角補償位相差板、上記1/4波長位相差板から出射される各色光の偏光光を色合成する色合成手段と、該色合成された偏光光の光学像を拡大投射する投射レンズユニットと、上記映像表示素子を駆動する駆動回路とを備え、上記色光に対する上記視野角補償位相差板による位相差の補償と上記1/4波長位相差板による偏光軸の回転との組合せにより偏光修正を行い、上記投射レンズユニットで拡大投射される光学像のコントラストを増大可能とした構成とする。(3)上記(1)または(2)において、上記視野角補償位相差板は固定、上記1/4波長位相差板は光軸に対し回転可能な構成とする。(4)上記(1)または(2)において、上記視野角補償位相差板と上記1/4波長位相差板は、光学的に一体の結合体とする。(5)上記(1)から(4)のいずれかにおいて、上記視野角補償位相差板は、光軸方向に位相差を有する構成とする。(6)映像表示素子に隣接して配され該映像表示素子に対し入射または出射されるR、G、Bの各色光の偏光光の偏光軸を略1/m波長(m>0)回転させる第1の位相差板と、該第1の位相差板に隣接して配され上記各色光の偏光光の偏光軸を略1/n波長(n>4)回転させる第2の位相差板とを備え、上記両位相差板により、上記映像表示素子に対し1/4波長位相差板と略等しい位相差補償を行い、上記映像表示素子で形成される光学像のコントラストを増大可能とした構成とする。(7)光源側からの光の偏光方向を揃えP偏光光またはS偏光光を形成する偏光変換手段と、偏光変換された偏光光を、R、G、Bの各色光に分離する分離手段と、該分離された各色光の偏光光が照射され映像信号に基づき該偏光光を変調する映像表示素子と、上記映像表示素子に隣接して配され該映像表示素子に対し入射または出射されるR、G、Bの各色光の偏光光の偏光軸を略1/m波長(m>0)回転させる第1の位相差板と、該第1の位相差板に隣接して配され上記各色光の偏光光の偏光軸を略1/n波長(n>4)回転させる第2の位相差板と、上記映像表示素子で変調され、上記第1、第2の位相差板から出射される各色光の偏光光を色合成する色合成手段と、該色合成された偏光光の光学像を拡大投射する投射レンズユニットと、上記映像表示素子を駆動する駆動回路とを備え、上記両位相差板により、上記映像表示素子に対し1/4波長位相差板と略等しい位相差補償を行い、上記投射レンズユニットで拡大投射される光学像のコントラストを増大可能とした構成とする。(8)上記(6)または(7)において、上記第1、第2の位相差板を、いずれか一方が固定、他方が光軸に対し回転可能な構成とする。また、投射型映像表示装置用の光学ユニットとして、(9)光源側からの光の偏光方向を揃えP偏光光またはS偏光光を形成する偏光変換手段と、偏光変換された偏光光を、R、G、Bの各色光に分離する分離手段と、該分離された各色光の偏光光が照射され映像信号に基づき該偏光光を変調する映像表示素子と、該映像表示素子に隣接して配され該映像表示素子に対し入射または出射される色光の位相差ずれを補償する視野角補償位相差板と、該視野角補償位相差板に隣接して配され上記映像表示素子に対し入射または出射される色光の偏光光の偏光軸を回転させる1/4波長位相差板と、上記映像表示素子で変調され、上記視野角補償位相差板、上記1/4波長位相差板から出射される各色光の偏光光を色合成する色合成手段と、該色合成された偏光光の光学像を拡大投射する投射レンズユニットとを備え、上記色光に対する上記視野角補償位相差板による位相差の補償と上記1/4波長位相差板による偏光軸の回転との組合せにより、上記投射レンズユニットで拡大投射される光学像のコントラストを増大可能とした構成とする。(10)光学ユニットとして、光源側からの光の偏光方向を揃えP偏光光またはS偏光光を形成する偏光変換手段と、偏光変換された偏光光を、R、G、Bの各色光に分離する分離手段と、該分離された各色光の偏光光が照射され映像信号に基づき該偏光光を変調する映像表示素子と、上記映像表示素子に隣接して配され該映像表示素子に対し入射または出射されるR、G、Bの各色光の偏光光の偏光軸を略1/m波長(m>0)回転させる第1の位相差板と、該第1の位相差板に隣接して配され上記各色光の偏光光の偏光軸を略1/n波長(n>4)回転させる第2の位相差板と、上記映像表示素子で変調され、上記第1、第2の位相差板から出射される各色光の偏光光を色合成する色合成手段と、該色合成された偏光光の光学像を拡大投射する投射レンズユニットとを備え、上記両位相差板により、上記映像表示素子に対し1/4波長位相差板と略等しい位相差補償を行い、上記投射レンズユニットで拡大投射される光学像のコントラストを増大可能とした構成とする。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例につき、図面を用いて説明する。
図1、図2は、本発明の第1の実施例の説明図である。図1は投射型映像表示装置の構成例を示す図、図2は視野角補償位相差板の説明図である。本第1の実施例では、映像表示素子として、R、G、Bの各色光に対応した3個の反射型映像表示素子を用いる。
図1において、1は光源を有する光源ユニット、2は光源からの光を反射するリフレクタ、3は偏光変換素子、6は第1のアレイレンズ、7は第2のアレイレンズ、8はコリメータレンズ、9はコンデンサレンズ、17は反射ミラー、18aはダイクロイックミラー、16aはダイクロフィルタ、14r、14gbは入射側偏光板、19r、19gb、19wは偏光ビームスプリッタ(PBS)、19waは偏光ビームスプリッタ19wの偏光分離膜面、23rは赤色光(以下、R光という)用の1/4波長位相差板、23gは緑色光(以下、G光という)用の1/4波長位相差板、23bは青色光(以下、B光という)用の1/4波長位相差板、25rはR光用の視野角補償位相差板、25gはG光用の視野角補償位相差板、25bはB光用の視野角補償位相差板、13rrはR光用の反射型映像表示素子、13rgはG光用の反射型映像表示素子、13rbはB光用の反射型映像表示素子、20a、20bは特定波長選択波長板、5は1/2波長位相差板、12は投射レンズを含む投射レンズユニット、22は投射型映像表示装置である。光源ユニット1の光源には、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、水銀キセノンランプ、ハロゲンランプ等の白色ランプを用いる。リフレクタ2は、楕円面または放物面または非球面の反射面を有し、光源からの光を集光かつ反射する。光源及びリフレクタ2は光源の発熱により高温となるため、冷却ファン(図示なし)により冷却する。第1のアレイレンズ6は、リフレクタ2の出射開口と略同等サイズの矩形枠に設けられた複数の集光レンズから構成され、複数の2次光源像を形成する。第2のアレイレンズ7は、複数の集光レンズにより構成され、映像表示素子に上記第1のアレイレンズ6個々のレンズ像を結像させる。光源ユニット1から出た光は、第1のアレイレンズ6に入射し、ここで集光されて複数の2次光源像を形成し、さらに第2のアレイレンズ7に入射する。該第2のアレイレンズ7からの出射光は偏光変換素子3に入射する。該偏光変換素子3は、第2のアレイレンズ7それぞれのレンズ光軸の横方向のピッチに適合するように配置された各々のレンズ幅の略1/2のサイズの菱形のプリズムの列により構成されている。該プリズム面には偏光分離膜が施され、入射光は該偏光分離膜によりP偏光光とS偏光光とに分離される。P偏光光はそのまま偏光分離膜を透過して出射される。一方、S偏光光は、該偏光分離膜により反射され、隣接する菱形プリズム内で本来の光軸方向にもう一度反射してから、このプリズムの出射面に設けられた1/2波長位相差板により、偏光方向を90°回転されてP偏光光に変換され、偏光分離膜を透過した上記P偏光光と併せて出射される。本実施例では、偏光ビームスプリッタの配置により、偏光変換素子3の偏光分離膜の面の接線と、色分離合成系において使用する偏光ビームスプリッタ19r、19gbの偏光分離膜の面の接線とは直交するようになっている。これは、偏光変換素子3の膜面基準からみてP偏光光として出射したが、偏光ビームスプリッタ19r、19gbの膜面基準ではS偏光光であることを示す。プリズム構成の色分離合成系には、S偏光光を入射させるため、ここでは、P偏光光で出射するようになっている。コリメータレンズ8は、正の屈折力を有し、光を集光させる。コリメータレンズ8を出た光(白色光のP偏光光)は、反射ミラー17で反射されて光路を略90度曲げられ、さらにコンデンサレンズ9を通過して、各反射型液晶表示素子13rr、13rg、13rbを照射される。ここで、反射ミラー17は、P偏光光での反射率が良好になるように設計されている。該反射ミラー17は、670×10−9m以上の光をカットするIRカットミラーであってもよい。さらに、該反射ミラー17としてはS偏光光で反射率の良いものを用い、偏光変換素子3の透過光路側に1/2波長位相差板を貼付け、偏光変換素子3からはS偏光光を出射させ、反射ミラー17で反射して光軸を曲げた後、色分離合成系に入射する前の光路上で1/2波長位相差板によりP偏光光に変換するようにしてもよい。以上の説明では、偏光光の位相の基準は、偏光変換素子3の偏光分離膜面としている。以下の説明では、偏光光の位相の基準は、色分離合成系に使用する偏光ビームスプリッタの偏光分離膜面である。コンデンサレンズ9から出た光は、ダイクロイックミラー18a(あるいは色分離プリズムでもよい)により、G光+B光とR光とに分離される。つまり、R光はそのまま透過し、G光、B光は反射され、光路を略90度曲げられ、それぞれ、偏光ビームスプリッタ19r、19gbに向かう。偏光ビームスプリッタ19r、19gbはそれぞれ、各波長域専用にコントラストが良くなるように膜を設計してある。ダイクロイックミラー18aを透過したR光は、ダイクロフィルタ16aに入射する。ダイクロフィルタ16aは、R光を透過し、G光成分及びB光成分は反射する。ダイクロイックミラー18aは透過率50%の波長を略575×10−9mと設定してあり、ダイクロフィルタ16aは、透過率50%の波長を略600×10−9mと設定してある。ダイクロフィルタ16aでは、黄色の光をカットして、白の色バランス及びR(赤)、G(緑)の単色の色純度を良くする。ダイクロフィルタ16aは光軸に対して入射角0度に配置されているため、光軸に対して45度傾斜しているダイクロイックミラー18aに比べ、入射角度による半値ずれが少なく、この例のようにダイクロイックミラー18aの後段側にダイクロフィルタ16aを配置することにより、黄色成分の漏れ込みをカットできる。このため、白の色バランス及びR(赤)、G(緑)の単色の色純度を良くすることができる。ダイクロイックミラー18aを透過したR光は、その後、偏光度を高めるためのR光用の入射側偏光板14rを透過して、R光専用の偏光ビームスプリッタ19rに入射し、その偏光分離膜面で反射され、赤色光用反射型映像表示素子13rrに照射される。一方、ダイクロイックミラー18aで反射されたG光とB光は、偏光度を上げるために配置された入射側偏光板14gbに入射する。該偏光板14gbは、特定の偏光光(ここではP偏光光)をカットするようになっている。該偏光板14gbを透過し、偏光度を向上された光は、特定波長選択波長板20aに入射する。特定波長選択波長板20aは、特定波長域のみ偏光方向を変換する。ここでは、G光はS偏光光のまま出射され、B光はS偏光光からP偏光光に変換されて出射される。P偏光光であるB光は、G光及びB光用の偏光ビームスプリッタ19gbの偏光分離膜面を透過して青色光用反射型映像表示素子13rbに照射される。S偏光光であるG光は、G光及びB光用の偏光ビームスプリッタ19gbの偏光分離膜面で反射された後、緑色光用反射型映像表示素子13rgに照射される。照射された各色光は、各反射型映像表示素子において映像信号に基づき偏光方向を変換された状態で反射され、再び各色光用の偏光ビームスプリッタ19r、9gbに入射され、S偏光光は反射され、P偏光光は透過する。各反射型映像表示素子は、例えば液晶パネルの場合、表示する画素に対応する数(例えば、横1365画素、縦768画素など)の液晶表示部が設けてある。各反射型映像表示素子は、駆動回路によって駆動され、該駆動回路から供給される映像信号に基づき各画素の偏光角度が変わり、偏光方向の一致した光がG光とB光は偏光ビームスプリッタ19gbにて、R光は偏光ビームスプリッタ19rにて検光される。この途中の角度の偏光を有する光は、偏光ビームスプリッタ19gb、19rの偏光度との関係で、偏光ビームスプリッで検光される量が決まる。このようにして、映像信号に従った映像を表示する。各反射型映像表示素子が黒表示を行う場合の偏光方向は入射光と略同じであり、反射光は入射光路に沿って光源側に戻される。
【0007】
各反射型表示素子13rr、13rg、13rbには、それぞれに隣接して、1/4波長位相差板23r、23g、23bと視野角補償位相差板25r、25g、25bとを配してあり、映像のコントラストを向上させることができるようになっている。1/4波長位相差板23r、23g、23bは各色光の偏光光の偏光軸を回転させる。視野角補償位相差板25r、25g、25bは、各色光の偏光光の位相差ずれを液晶層によってなくすように補償する。1/4波長位相差板23r、23g、23bはそれぞれ、回転調整可能、視野角補償位相差板25r、25g、25bはそれぞれ、固定された状態となっている。ここで、1/4波長位相差板23r、23g、23bは、反射型表示素子13rr、13rg、13rbと偏光ビームスプリッタ19gb、19r、あるいは、反射型表示素子13rr、13rg、13rbと入射側偏光板14r、14gbとの偏光軸を回転調整してコントラストを向上させる。また、視野角補償位相差板25r、25g、25bは、角度をもって反射型表示素子13rr、13rg、13rbに入射する偏光光の位相差をなくすように補償することによりコントラストを向上させる。また、1/4波長位相差板23r、23g、23bは、偏光ビームスプリッタ19gb、19rへの光の入射角度が膜面に対して傾斜していることに起因して発生する入射時と再入射時の位相差を補償し、コントラストを改善する。本実施例では、1/4波長位相差板23r、23g、23bは、これに入射する光軸と略垂直な面内あるいは反射型表示素子13rr、13rg、13rbの反射面と略平行な面内に位相差を有する。
【0008】
図2は、図1の構成に用いる視野角補償位相差板25r、25g、25bの原理説明の図である。本説明では、反射型表示素子13は液晶パネルであって、視野角補償位相差板25も液晶層を有する構成である場合につき説明する。ラビングを施した反射型表示素子13においては電力印加時でも、図2(a)に示すように配向膜13e付近の液晶層13fが垂直状態とならず、そのために、斜め方向からの入射光においてコントラストが劣化する。反射型表示素子13に隣接して視野角補償位相差板25を設けると、図2(b)のように、該視野角補償位相差板25は、それ自身の液晶層25fが略反転するため、反射型液晶表示素子13で発生した位相差を打ち消すことができるため、斜め方向からの入射光のコントラストを改善することができる。反射型表示素子13で反射し斜め方向から出射する光についても同様である。このように、視野角補償位相差板25は、上記1/4波長位相差板とはコントラスト改善に果たす役割が異なる。本実施例ではこの両者を組み合わせて用いる。これによって特に、斜め方向からの入射光のコントラストをより一層改善することができる。視野角補償位相差板としては、光軸方向に位相差を有する位相差板を用いてもよい。
【0009】
その後、特定波長域のみにつき偏光方向を変換する特定波長選択波長板20bにより、B光あるいはG光のいずれか一方をS偏光光からP偏光光に変換する。特定波長選択波長板20bに入射する光は、G光がP偏光光、B光がS偏光光である。ここでは、G光のみを偏光変換し、G光とB光はともにP偏光光として、偏光ビームスプリッタ19wに入射させる。R光専用の偏光ビームスプリッタ19rを透過したR光は、1/2波長位相差板5にてS偏光光に変換された後、偏光ビームスプリッタ19wに入射する。該偏光ビームスプリッタ19wにて、R光、G光、B光は、再び色合成される。色合成された光は、投射レンズユニット12を通過して拡大投射されスクリーンに映像を表示する。電源(図示なし)からは、光源(図示なし)や駆動回路(図示なし)に対し電力が供給される。反射型映像表示素子13rr、13rg、13rbや入射側偏光板14r、14gbや1/4波長位相差板23r、23g、23bは、高温下では、性能劣化を起したり、損傷を受けたりすることがある。このため、冷却等を行い、例えば70度以下等に保つ必要がある。
上記第1の実施例構成によれば、装置の寸法を増大させずに、表示映像のコントラスト増大化が可能となる。
【0010】
図3、図4は本発明の第2の実施例を示す図である。
本第2の実施例は、1/4波長位相差板と視野角補償位相差板とを一体化したものを用いる場合の例である。図3は、1/4波長位相差板と視野角補償位相差板の一体化構成例を示す図、図4はそれを用いた投射型映像表示装置の構成例図である。
図3において、23は1/4波長位相差板、25は視野角補償位相差板、27はガラス板、24は、1/4波長位相差板23と視野角補償位相差板25を貼り合せて一体化構造とした一体化構造位相差板である。(a)は、1/4波長位相差板23と視野角補償位相差板25を互いに直接貼り合せて一体化構造としたもの、(b)は、1/4波長位相差板23と視野角補償位相差板25をガラス板27を介して貼り合せて一体化構造としたものである。これら一体化構造とすることで、光の、空気中への入射面と空気中からの出射面の数を減らすことができる。このため、これらの面を光が透過する時に発生する反射ロスを少なくすることができ、光の利用効率を上げられる。また、反射光が投射レンズユニット12に迷光となって入射するために発生するコントラストの劣化を抑えることも可能となる。
【0011】
図4は、上記一体化構造位相差板を用いた投射型映像表示装置の構成例である。本発明の第2の実施例を示す。図4において、24rはR光用の一体化構造位相差板、24gはG光用の一体化構造位相差板、24bはB光用の一体化構造位相差板である。一体化構造位相差板24rは、図1の構成における1/4波長位相差板23rと視野角補償位相差板25rを一体化したもの、一体化構造位相差板24gは、同じく1/4波長位相差板23gと視野角補償位相差板25gを一体化したもの、一体化構造位相差板24bは、同じく1/4波長位相差板23bと視野角補償位相差板25bを一体化したものに相当する。他の部分の構成は、上記図1の場合と同様である。
上記第2の実施例構成によっても、装置の寸法を増大させずに、表示映像のコントラスト増大化が可能となる。特に、一体化構造位相差板を用いているため、光の利用率の向上も可能となり、明るい画面が得られる。
【0012】
図5は、本発明の第3の実施例を示す図である。
本第3の実施例は、1/4波長位相差板と同じ作用を有する光学部品を2枚の位相差板から構成し、これによってコントラストを増大させる場合の例である。図5において、26r、26r’はR光用の1/4波長位相差板と同じ作用を有する2枚の位相差板、26g、26g’はG光用の1/4波長位相差板と同じ作用を有する2枚の位相差板、26b、26b’はB光用の1/4波長位相差板と同じ作用を有する2枚の位相差板である。それぞれ2枚のうちの一方を固定、他方を回転可能とする。回転可能とすることで、コントラストに対する調整感度を高くでき、調整がし易くなる。視野角補償位相差板は用いない。他の部分の構成は、上記図1、図4の場合と同様である。
【0013】
上記2枚の位相差板は、固定側を1/m波長位相差板(m>0)、回転側を1/n波長位相差板(n>4)としたとき、下記を満たせばよい。
【0014】
1/m+1/n=1/4 …(数1)
波長の配分例を下記に示す。回転用に割り振る波長を短くするほど、位相差板の回転に対する感度が低くなる。
(1)回転用:1/8波長位相差板、固定用:1/8波長位相差板
(2)回転用:1/16波長位相差板、固定用:3/16波長位相差板
(3)回転用:1/32波長位相差板、固定用:7/32波長位相差板
本第3の実施例構成によっても、装置の寸法を増大させずに、表示映像のコントラスト増大化が可能となる。
【0015】
図6は、本発明の第4の実施例を示す図である。
本第4の実施例は、1/4波長位相差板と視野角補償位相差板とを反射型表示素子に隣接配置する構成に加え、光源ユニットの後段にロッドレンズを用い、色分離・合成系に3枚の反射型偏光板と1個のクロスダイクロイックプリズムを用いた場合の例である。
図6において、1は光源ユニット、41は偏光変換作用を備えたロッドレンズ、43は、ロッドレンズ41の出射口の像を反射型液晶パネル上に照射する結像レンズ群、17a、17bは反射ミラー、18bは、B光を透過し、R光とG光は反射する反射ダイクロイックミラ−、18cは、R光を透過し、G光は反射する反射ダイクロイックミラ−、14r、14g、14bはそれぞれ、R光用の入射側偏光板、G光用の入射側偏光板、B光用の入射側偏光板、42rはR光用の反射型偏光板、42gはG光用の反射型偏光板、42bはB光用の反射型偏光板、13rはR光用の反射型映像表示素子、13gはG光用の反射型映像表示素子、13bはB光用の反射型映像表示素子、14r’、14g’、14b’はそれぞれ、R光用の出射側偏光板、G光用の出射側偏光板、B光用の出射側偏光板、5’はG光用の1/2波長位相差板、40はクロスダイクロイックプリズム、12は投射レンズユニットである。各反射型偏光板は、図中ハッチング部が作用面側である。かかる構成において、光源1を出射した光は、ロッドレンズ41を通過し、反射ミラー17aにおいて方向を90°曲げられ、さらに、ダイクロイックミラー18b、18cによってR光、G光、B光に色分離される。ダイクロイックミラー18bを透過して色分離されたB光は、反射ミラー17bにより光線の方向を90°曲げられ、B光用の入射側偏光板14b、B光用の反射型偏光板42b、B光用の1/4波長位相差板23b、B光用の視野角補償位相差板25bを透過して、B光用の反射型映像表示素子13bに照射される。ダイクロイックミラー18bで反射された後ダイクロイックミラー18cを透過して色分離されたR光は、R光用の入射側偏光板14r、R光用の反射型偏光板42r、R光用の1/4波長位相差板23r、R光用の視野角補償位相差板25rを透過して、R光用の反射型映像表示素子13rに照射される。ダイクロイックミラー18bで反射された後さらにダイクロイックミラー18cで反射されて色分離されたG光は、G光用の入射側偏光板14g、G光用の反射型偏光板42g、G光用の1/4波長位相差板23g、G光用の視野角補償位相差板25gを透過して、G光用の反射型映像表示素子13gに照射される。照射された各色光は、
各反射型映像表示素子13r、13g、13bにおいて映像信号に基づき偏光方向を変換された状態で反射される。反射型映像表示素子13rで反射されたR光は再び、R光用の視野角補償位相差板25r、R光用の1/4波長位相差板23rを通って、R光用の反射型偏光板42rに入射する。入射したR光は該反射型偏光板42rで反射され、R光用の出射側偏光板14r’を経てクロスダイクロイックプリズム40に入射する。同様に、反射型映像表示素子13gで反射されたG光は再び、G光用の視野角補償位相差板25g、G光用の1/4波長位相差板23gを通って、G光用の反射型偏光板42gに入射する。入射したG光は該反射型偏光板42gで反射され、G光用の出射側偏光板14g’と1/2波長位相差板を経てクロスダイクロイックプリズム40に入射する。反射型映像表示素子13bで反射されたB光も、B光用の視野角補償位相差板25b、B光用の1/4波長位相差板23bを通って、B光用の反射型偏光板42bに入射する。B光は該反射型偏光板42bで反射され、B光用の出射側偏光板14b’を経てクロスダイクロイックプリズム40に入射する。クロスダイクロイックプリズム40においては、R光、G光、B光は色合成されて白色光にされ、投射レンズユニット12側に出射される。投射レンズユニット12からは白色の映像光がスクリーンに対し拡大投射される。本図6の構成では、インテグレータとしてロッドレンズ41を用いたが、これに限定されず、ライトパイプやマルチレンズ等を用いてもよい。1/4波長位相差板23r、23g、23b及び視野角補償位相差板25r、25g、25bの作用は上記第1の実施例の場合と同様である。
上記第4の実施例構成においても、装置の寸法を増大させずに、表示映像のコントラスト増大化が可能となる。
【0016】
図7は本発明の第5の実施例を示す図である。
本第5の実施例は、色分離した各色光を、回転多面反射体で反射させて反射型映像表示素子に照射するようにした場合の構成例である。
図7において、8a、8bはコリメータレンズ、18r、18g、18bはそれぞれ色分離部としてのダイクロイックミラーで、うち18rはR光を反射しB光とG光を透過するR光反射用のダイクロイックミラー、18bは、B光を反射しG光を透過するB光反射用のダイクロイックミラー、18gはG光を反射するG光反射用のダイクロイックミラーである。各ダイクロイックミラー18r、18g、18bは互いに非平行状態で配置され、配置の順番は、光源の分光特性に基づき、スクリーン等の映像投射面における色バランスを考慮して決められる。8c、8dは、該ダイクロイックミラー18r、18g、18bから出た各色光を集光させるためのコリメータレンズ、30は回転多面反射体、19は偏光ビームスプリッタ、13は、照射された各色光を映像信号に対応して変調し出射する反射型液晶パネル等の反射型映像表示素子、14は入射側偏光板、14’は出射側偏光板、12は投射レンズユニットである。回転多面反射体30は、その中心軸の周りの内周側(中心軸に対向する側)に環状に連なる複数の反射面が構成される。該複数の反射面はそれぞれ、上記中心軸に対し軸対称かつ該中心軸の長手方向に対し傾斜状態で配され、隣接する該反射面の成す角または隣接する該反射面の接線の成す角が光の入出射側において180゜よりも小さくされている。該回転多面反射体30は、モータにより上記中心軸周りに所定速度で回転され、該回転多面反射体30上の上記複数の反射面は、上記中心軸周りに回転しながら順に、上記コリメータレンズ8c、8dからの色分離された光を反射し、上記偏光ビームスプリッタ19側に出射する。該回転多面反射体30の反射面の切替わりと、各反射面上の入反射点及び入反射角度の変化により、反射光の方向が変化し、偏光ビームスプリッタ19側への出射光の方向が時間的に変化する。偏光ビームスプリッタ19から出射された各色光は、1/4波長位相差板23及び視野角補償位相差板25を通って反射型映像表示素子13に照射される。該反射型映像表示素子13に照射された各色光は、上記回転多面反射体30の回転に基づき反射面における光の入反射点、入反射角度が変化しながら該反射面が順次切替わることにより、該映像表示素子13上で所定方向に移動する。反射型映像表示素子13に照射された各色光はそれぞれ、
該反射型映像表示素子13において映像信号に基づき偏光方向を変換された状態で反射される。反射型映像表示素子13で反射されたR光、G光、B光の各色光は再び、視野角補償位相差板25、1/4波長位相差板23を通って、偏光ビームスプリッタ19に入射する。該偏光ビームスプリッタ19内では、R光、G光、B光の各色光が色合成され、白色光として投射レンズユニット12側に出射される。投射レンズユニット12からは白色の映像光がスクリーンに対し拡大投射される。視野角補償位相差板25及び1/4波長位相差板23の作用は上記第1の実施例の場合と同様である。
上記第5の実施例構成においても、装置の寸法を増大させずに、表示映像のコントラスト増大化が可能となる。
【0017】
なお、上記第1、第2、第4、第5の各実施例における視野角補償位相差板は、液晶層を有する構成のものに限定されず、他の構成のものであってもよい。また、上記第3の実施例では、1/4位相差板と略等しい作用を有する位相差板として、各色光毎に2枚を用いる構成のものとしたが、本発明はこれに限定されず、各色光毎に3枚以上設ける構成のものであってもよいし、あるいは、ある色光では2枚を用い、他の色光では3枚以上を用いる構成のものであってもよい。
【0018】
【発明の効果】
本発明によれば、投射型映像表示装置において、表示映像のコントラスト増大化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す図である。
【図2】視野角補償位相差板の原理説明図である。
【図3】1/4波長位相差板と視野角補償位相差板の一体化構成例を示す図である。
【図4】本発明の第2の実施例を示す図である。
【図5】本発明の第3の実施例を示す図である。
【図6】本発明の第4の実施例を示す図である。
【図7】本発明の第5の実施例を示す図である。
【符号の説明】
1…光源ユニット、 2…リフレクタ、 3…偏光変換素子、 5、5’…1/2波長位相差板、 6…第1のアレイレンズ、 7…第2のアレイレンズ、 8、8a、8b、8c、8d…コリメータレンズ、 9…コンデンサレンズ、 12…投射レンズユニット、 13、13r、13g、13b、13rr、13rg、13rb…反射型映像表示素子、 13e…配向膜、 13f…液晶層、14、14gb、14r、14g、14b…入射側偏光板、 14’、14r’、14g’、14b’…出射側偏光板、16a…ダイクロフィルタ、 17、17a、17b…反射ミラー、 18a、18b、18c、18r、18g、18b…ダイクロイックミラー、 19、19gb、19r…偏光ビームスプリッタ、20、20a、20b…特定波長選択波長板、 22…投射型映像表示装置、23、23r、23g、23b…1/4波長位相差板、 24…一体化構造位相差板、 25、25r、25g、25b…視野角補償位相差板、 26r、26g、26b、26r’、26g’、26b’…位相差板、 27…ガラス板、 30…回転多面反射体、 40…クロスダイクロイックプリズム、 41…ロッドレンズ、 42r、42g、42b…反射型偏光板、 43…結像レンズ群。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for improving contrast in a projection-type image display device that irradiates light from a light source side to an image display element such as a liquid crystal panel to form an optical image in accordance with an image signal and to perform enlarged projection.
[0002]
[Prior art]
As a conventional example of a technique for improving contrast in a projection type video display device, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-209007 (Patent Document 1), Hiroyuki MORI, and others, "Optical Performance of a Novel Compensation Film for Wide-Angling LCD-TN-T-N-LCD"IDW'96 p. 189-192 (Non-Patent Document 1). Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-209007 describes a configuration in which a quarter-wave retardation plate is provided adjacent to a reflective liquid crystal panel. Further, "Optical Performance of a Novel Compensation Film for Wide-Viewing-AngleTN-LCDs" describes a viewing angle compensating phase difference plate.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-209007 A (Paragraph Nos. 0041, 0052, 0060, 0069, FIGS. 1, 7, 8, and 9)
[Non-patent document 1]
Hiroyuki MORI et al., "Optical Performance of a Novel Compensation Film for Wide-Viewing-Angle TN-LCDs"IDW'96 p. 189-192
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the projection type image display device, still higher contrast is desired. For example, in a case where a rubbed liquid crystal panel is used as a video display element, the liquid crystal layer near the light distribution film does not become vertical even when power is applied, thereby deteriorating the contrast.
An object of the present invention is to provide a projection-type image display device capable of increasing contrast while suppressing an increase in device size, in view of the state of the related art.
An object of the present invention is to provide a technique capable of solving such a problem.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention basically provides a projection type image display device, a viewing angle compensation phase difference plate for compensating a phase difference shift of polarized light by a liquid crystal layer or the like, and a polarization axis of polarized light. And a quarter-wave retardation plate for rotating R, R (red), G (green), and B (blue) that enter or exit the image display element such as a liquid crystal panel. The polarization of each color light is corrected to increase the contrast of the optical image. Also, a plurality of phase difference plates are provided adjacent to the image display element to compensate for a phase difference substantially equal to that of a quarter wavelength phase difference plate by rotating the polarization axis of the polarized light of each color light. Is configured to be able to be increased. Specifically, as a projection type image display device, (1) a viewing angle compensation phase difference plate for compensating for a phase difference shift of polarized light of each of R, G, and B color lights entering or exiting the image display element; A quarter-wave retardation plate disposed adjacent to the viewing angle compensating retardation plate for rotating the polarization axis of the polarized light of each color light, and the contrast of an optical image formed by the image display device is provided. Is configured to be able to be increased. (2) Polarization conversion means for aligning the polarization direction of light from the light source side to form P-polarized light or S-polarized light, and separation means for separating the polarized light converted into R, G, and B color lights. An image display element that is irradiated with polarized light of each of the separated color lights and modulates the polarized light based on an image signal; and color light that is disposed adjacent to the image display element and that enters or exits the image display element. A viewing angle compensating phase difference plate for compensating for the phase difference deviation, and rotating the polarization axis of the polarized light of the color light which is arranged adjacent to the viewing angle compensating phase difference plate and which enters or exits the image display element. A 波長 wavelength retardation plate, and color combining means for performing color composition of polarized light of each color light modulated by the video display element and emitted from the viewing angle compensation phase difference plate and the 波長 wavelength phase difference plate, A projection lens unit for enlarging and projecting the optical image of the color-combined polarized light. And a drive circuit for driving the image display element, wherein the compensation of the phase difference with respect to the color light by the viewing angle compensation phase difference plate and the rotation of the polarization axis by the quarter wavelength phase difference plate are performed. The configuration is such that the polarization of the optical image enlarged and projected by the projection lens unit can be increased by performing polarization correction. (3) In the above (1) or (2), the viewing angle compensating phase difference plate is fixed, and the quarter wavelength phase difference plate is rotatable with respect to the optical axis. (4) In the above (1) or (2), the viewing angle compensation phase difference plate and the 波長 wavelength phase difference plate are optically integrated with each other. (5) In any one of the above items (1) to (4), the viewing angle compensating phase difference plate has a configuration having a phase difference in an optical axis direction. (6) The polarization axis of the polarized light of each of the R, G, and B color lights which is disposed adjacent to the image display element and which enters or exits the image display element is rotated by about 1 / m wavelength (m> 0). A first retardation plate, and a second retardation plate disposed adjacent to the first retardation plate for rotating the polarization axis of the polarized light of each color light by approximately 1 / n wavelength (n> 4). A configuration in which the two phase difference plates perform phase difference compensation on the image display element substantially equal to that of a quarter wavelength phase difference plate, thereby increasing the contrast of an optical image formed by the image display element. And (7) Polarization converting means for aligning the polarization directions of light from the light source side to form P-polarized light or S-polarized light, and separating means for separating the polarized light converted into R, G, and B color lights. A video display element that is irradiated with polarized light of each of the separated color lights and modulates the polarized light based on a video signal; and R that is disposed adjacent to the video display element and that enters or exits the video display element. , G, and B, a first retardation plate for rotating the polarization axis of the polarized light of each color light by about 1 / m wavelength (m> 0), and the respective color lights disposed adjacent to the first retardation plate. A second phase difference plate for rotating the polarization axis of the polarized light of about 1 / n wavelength (n> 4), and each color modulated by the image display device and emitted from the first and second phase difference plates A color combining means for combining colors of the polarized light, and a projection lens unit for enlarging and projecting an optical image of the combined polarized light. And a drive circuit for driving the image display element. The two phase difference plates perform the same phase difference compensation on the image display element as that of a quarter-wavelength phase difference plate, and are enlarged by the projection lens unit. The contrast of the projected optical image can be increased. (8) In the above (6) or (7), one of the first and second retardation plates is fixed and the other is rotatable with respect to the optical axis. Further, as an optical unit for a projection type image display device, (9) a polarization conversion unit that aligns the polarization directions of light from the light source side to form P-polarized light or S-polarized light, and converts the polarization-converted polarized light into R light. , G, and B color separation light, a video display element that irradiates polarized light of each of the separated color lights and modulates the polarized light based on a video signal, and is disposed adjacent to the video display element. A viewing angle compensating phase difference plate for compensating a phase difference between color lights incident or emitted to the image display element; and a light incident or emitting to the image display element disposed adjacent to the viewing angle compensation phase difference plate. A quarter-wave retarder for rotating the polarization axis of the polarized light of the color light to be emitted, and each color modulated by the image display device and emitted from the viewing angle compensation retarder and the quarter-wave retarder. Color combining means for combining colors of polarized light, And a projection lens unit for enlarging and projecting the optical image of the polarized light, wherein the compensation of the phase difference with respect to the color light by the viewing angle compensating phase difference plate and the rotation of the polarization axis by the quarter wavelength phase difference plate Thereby, the contrast of the optical image enlarged and projected by the projection lens unit can be increased. (10) As an optical unit, a polarization conversion unit that aligns the polarization directions of light from the light source side to form P-polarized light or S-polarized light, and separates the polarization-converted polarized light into R, G, and B color lights. Separating means, a polarized light of each of the separated color lights is irradiated, and a video display element that modulates the polarized light based on a video signal, and which is disposed adjacent to the video display element and is incident on the video display element or A first retardation plate for rotating the polarization axis of the polarized light of each of the emitted R, G, and B light by approximately 1 / m wavelength (m>0); and a first retardation plate adjacent to the first retardation plate. A second phase difference plate that rotates the polarization axis of the polarized light of each color light by approximately 1 / n wavelength (n>4); and a second phase difference plate modulated by the image display device and provided by the first and second phase difference plates. A color synthesizing means for synthesizing the polarized light of each color light to be emitted, and an enlarged image of the optical image of the color synthesized polarized light; A projection lens unit for performing the same phase difference compensation on the image display element as the 波長 wavelength phase difference plate by the two phase difference plates, and contrast of the optical image enlarged and projected by the projection lens unit. Is configured to be able to be increased.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 are explanatory diagrams of a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a projection type video display device, and FIG. 2 is an explanatory diagram of a viewing angle compensation phase difference plate. In the first embodiment, three reflective video display elements corresponding to R, G, and B color lights are used as the video display elements.
In FIG. 1, 1 is a light source unit having a light source, 2 is a reflector that reflects light from the light source, 3 is a polarization conversion element, 6 is a first array lens, 7 is a second array lens, 8 is a collimator lens, 9 is a condenser lens, 17 is a reflection mirror, 18a is a dichroic mirror, 16a is a dichroic filter, 14r and 14gb are incident side polarizing plates, 19r, 19gb and 19w are polarization beam splitters (PBS), and 19wa is polarization of the polarization beam splitter 19w. The surface of the separation film, 23r is a quarter-wave retarder for red light (hereinafter referred to as R light), 23g is a quarter-wave retarder for green light (hereinafter referred to as G light), and 23b is blue light. (Referred to as B light hereinafter) quarter-wave retarder, 25r is a viewing angle compensation retarder for R light, 25g is a viewing angle compensation retarder for G light, and 25b is B light. 13rr is a reflective image display element for R light, 13rg is a reflective image display element for G light, 13rb is a reflective image display element for B light, and 20a and 20b are specific wavelengths. The selection wavelength plate, 5 is a half-wave retardation plate, 12 is a projection lens unit including a projection lens, and 22 is a projection type image display device. As a light source of the light source unit 1, a white lamp such as an ultra-high pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a xenon lamp, a mercury xenon lamp, and a halogen lamp is used. The reflector 2 has an elliptical surface, a parabolic surface, or an aspherical reflecting surface, and collects and reflects light from a light source. Since the temperature of the light source and the reflector 2 becomes high due to the heat generated by the light source, the light source and the reflector 2 are cooled by a cooling fan (not shown). The first array lens 6 is composed of a plurality of condenser lenses provided in a rectangular frame having substantially the same size as the exit aperture of the reflector 2, and forms a plurality of secondary light source images. The second array lens 7 is constituted by a plurality of condenser lenses, and forms an image of each lens of the first array lens 6 on the image display device. The light emitted from the light source unit 1 enters the first array lens 6, where it is condensed to form a plurality of secondary light source images, and further enters the second array lens 7. Light emitted from the second array lens 7 enters the polarization conversion element 3. The polarization conversion element 3 is constituted by a row of rhombic prisms each having a size approximately half the width of each lens and arranged so as to match the horizontal pitch of the lens optical axis of each of the second array lenses 7. Have been. The prism surface is provided with a polarization separation film, and the incident light is separated into P-polarized light and S-polarized light by the polarization separation film. The P-polarized light passes through the polarization separation film and is emitted. On the other hand, the S-polarized light is reflected by the polarized light separating film, reflected again in the original optical axis direction in the adjacent rhombic prism, and then reflected by the half-wave retarder provided on the exit surface of the prism. Then, the polarization direction is rotated by 90 °, converted into P-polarized light, and emitted together with the P-polarized light transmitted through the polarization separation film. In this embodiment, the arrangement of the polarization beam splitter makes the tangent to the surface of the polarization separation film of the polarization conversion element 3 orthogonal to the surface of the polarization separation film of the polarization beam splitters 19r and 19gb used in the color separation / combination system. It is supposed to. This indicates that the light is emitted as P-polarized light when viewed from the film surface of the polarization conversion element 3, but is S-polarized light when viewed from the film surface of the polarization beam splitters 19r and 19gb. Here, in order to make the S-polarized light incident on the color separation / combination system having the prism configuration, the light is emitted here as P-polarized light. The collimator lens 8 has a positive refractive power and collects light. The light (the P-polarized light of white light) that has exited the collimator lens 8 is reflected by the reflection mirror 17, the optical path is bent by approximately 90 degrees, further passes through the condenser lens 9, and is passed through each of the reflective liquid crystal display elements 13rr, 13rg. , 13 rb. Here, the reflection mirror 17 is designed so that the reflectance with P-polarized light becomes good. The reflection mirror 17 is 670 × 10 -9 An IR cut mirror that cuts light of m or more may be used. Further, as the reflection mirror 17, an S-polarized light having good reflectance is used, a 波長 wavelength phase difference plate is attached to the transmission optical path side of the polarization conversion element 3, and the S-polarized light is emitted from the polarization conversion element 3. After being reflected by the reflection mirror 17 and bending the optical axis, the light may be converted into P-polarized light by a half-wave retardation plate on the optical path before entering the color separation / combination system. In the above description, the reference of the phase of the polarized light is the polarization splitting film surface of the polarization conversion element 3. In the following description, the reference of the phase of the polarized light is the plane of the polarization separation film of the polarization beam splitter used in the color separation / combination system. The light emitted from the condenser lens 9 is separated into G light + B light and R light by a dichroic mirror 18a (or a color separation prism). That is, the R light is transmitted as it is, the G light and the B light are reflected, the optical path is bent by approximately 90 degrees, and then travels to the polarization beam splitters 19r and 19gb, respectively. Each of the polarizing beam splitters 19r and 19gb is designed so that the contrast is improved exclusively for each wavelength range. The R light transmitted through the dichroic mirror 18a enters the dichroic filter 16a. The dichroic filter 16a transmits the R light, and reflects the G light component and the B light component. The dichroic mirror 18a has a wavelength of 50% transmittance of approximately 575 × 10 -9 m, and the dichroic filter 16a sets the wavelength of the transmittance of 50% to approximately 600 × 10 -9 m is set. The dichroic filter 16a cuts yellow light to improve the white color balance and the monochromatic color purity of R (red) and G (green). Since the dichroic filter 16a is arranged at an incident angle of 0 degree with respect to the optical axis, the half value shift due to the incident angle is smaller than that of the dichroic mirror 18a inclined at 45 degrees with respect to the optical axis. By arranging the dichroic filter 16a after the dichroic mirror 18a, the leakage of the yellow component can be cut. Therefore, it is possible to improve the white color balance and the color purity of R (red) and G (green) single colors. The R light transmitted through the dichroic mirror 18a then passes through the R-light incident-side polarizing plate 14r for increasing the degree of polarization, and is incident on the polarization beam splitter 19r dedicated to the R light, and is reflected by the polarization separation film surface. The light is reflected and irradiates the red light reflective image display element 13rr. On the other hand, the G light and the B light reflected by the dichroic mirror 18a are incident on the incident side polarizing plate 14gb arranged to increase the degree of polarization. The polarizing plate 14gb cuts a specific polarized light (here, P-polarized light). The light transmitted through the polarizing plate 14gb and having an improved degree of polarization is incident on the specific wavelength selection wavelength plate 20a. The specific wavelength selection wave plate 20a changes the polarization direction only in a specific wavelength range. Here, G light is emitted as S-polarized light, and B light is converted from S-polarized light to P-polarized light and emitted. The B light, which is the P-polarized light, passes through the polarization splitting film surface of the G beam and the B light polarizing beam splitter 19gb, and is emitted to the blue light reflective image display element 13rb. The G light, which is the S-polarized light, is reflected on the polarization splitting film surface of the polarization beam splitter 19gb for the G light and the B light, and then is emitted to the green light reflective image display element 13rg. Each of the irradiated color lights is reflected in each reflection type image display device in a state where the polarization direction is changed based on the video signal, and is again incident on the polarization beam splitters 19r and 9gb for each color light, and the S-polarized light is reflected. , P-polarized light is transmitted. For example, in the case of a liquid crystal panel, each of the reflective video display elements is provided with a liquid crystal display unit (for example, 1365 horizontal pixels, 768 vertical pixels, etc.) corresponding to the pixels to be displayed. Each reflection-type image display element is driven by a drive circuit, and the polarization angle of each pixel changes based on an image signal supplied from the drive circuit, and light having the same polarization direction is converted into G light and B light by a polarization beam splitter 19gb. The R light is detected by the polarization beam splitter 19r. The amount of light having a polarization at an intermediate angle is determined by the polarization beam splitter depending on the degree of polarization of the polarization beam splitters 19gb and 19r. In this way, an image according to the image signal is displayed. The polarization direction when each reflective image display element performs black display is substantially the same as that of the incident light, and the reflected light is returned to the light source along the incident optical path.
[0007]
The reflection type display elements 13rr, 13rg, and 13rb are provided with quarter-wave retarders 23r, 23g, and 23b and viewing angle compensation retarders 25r, 25g, and 25b, respectively, adjacent to each other. Image contrast can be improved. The quarter-wave retarders 23r, 23g, and 23b rotate the polarization axes of the polarized lights of the respective color lights. The viewing angle compensating retarders 25r, 25g, and 25b compensate so that the liquid crystal layer eliminates the phase difference deviation of the polarized light of each color light. The quarter-wave retarders 23r, 23g, and 23b are rotation-adjustable, and the viewing-angle compensating retarders 25r, 25g, and 25b are fixed. Here, the quarter-wave retarders 23r, 23g, and 23b are each composed of a reflective display element 13rr, 13rg, 13rb and a polarizing beam splitter 19gb, 19r, or a reflective display element 13rr, 13rg, 13rb and an incident-side polarizer. The contrast is improved by rotating and adjusting the polarization axes of 14r and 14gb. The viewing angle compensating phase difference plates 25r, 25g, and 25b improve the contrast by compensating for eliminating the phase difference of the polarized light incident on the reflective display elements 13rr, 13rg, and 13rb at an angle. The quarter-wave retarders 23r, 23g, and 23b are incident on the polarizing beam splitters 19gb and 19r at the time of incidence and re-incidence which occur due to the inclination angle of light to the film surface. Compensate for the phase difference at the time and improve the contrast. In the present embodiment, the quarter-wave retarders 23r, 23g, and 23b are in a plane substantially perpendicular to the optical axis incident thereon or in a plane substantially parallel to the reflective surfaces of the reflective display elements 13rr, 13rg, and 13rb. Have a phase difference.
[0008]
FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of the viewing angle compensating phase difference plates 25r, 25g, and 25b used in the configuration of FIG. In this description, a case will be described in which the reflective display element 13 is a liquid crystal panel, and the viewing angle compensating phase difference plate 25 also has a liquid crystal layer. In the reflective display element 13 subjected to rubbing, even when power is applied, the liquid crystal layer 13f near the alignment film 13e does not become vertical as shown in FIG. 2 (a). The contrast deteriorates. When the viewing angle compensating phase difference plate 25 is provided adjacent to the reflective display element 13, the viewing angle compensating phase difference plate 25 has its own liquid crystal layer 25f substantially inverted as shown in FIG. 2B. Since the phase difference generated in the reflection type liquid crystal display element 13 can be canceled, the contrast of incident light from an oblique direction can be improved. The same applies to light reflected by the reflective display element 13 and emitted from an oblique direction. As described above, the viewing angle compensating retarder 25 has a different role in improving the contrast from the above-mentioned quarter-wave retarder. In the present embodiment, both are used in combination. In particular, this makes it possible to further improve the contrast of the incident light obliquely. A phase difference plate having a phase difference in the optical axis direction may be used as the viewing angle compensation phase difference plate.
[0009]
Then, either the B light or the G light is converted from the S-polarized light to the P-polarized light by the specific wavelength selection wavelength plate 20b that converts the polarization direction only in the specific wavelength region. In the light incident on the specific wavelength selection wavelength plate 20b, G light is P-polarized light and B light is S-polarized light. Here, only the G light is polarization-converted, and both the G light and the B light are incident on the polarization beam splitter 19w as P-polarized light. The R light transmitted through the polarization beam splitter 19r dedicated to the R light is converted into S-polarized light by the 1 / wavelength phase difference plate 5, and then enters the polarization beam splitter 19w. In the polarization beam splitter 19w, the R light, the G light, and the B light are color-combined again. The color-combined light passes through the projection lens unit 12, is enlarged and projected, and displays an image on a screen. Power is supplied from a power supply (not shown) to a light source (not shown) and a drive circuit (not shown). The reflective image display elements 13rr, 13rg, 13rb, the incident-side polarizers 14r, 14gb, and the quarter-wave retarders 23r, 23g, 23b may be deteriorated in performance or damaged at high temperatures. There is. For this reason, it is necessary to perform cooling or the like and keep the temperature at, for example, 70 degrees or less.
According to the configuration of the first embodiment, the contrast of the displayed image can be increased without increasing the size of the device.
[0010]
3 and 4 show a second embodiment of the present invention.
The second embodiment is an example in the case of using a 1/4 wavelength phase difference plate and a viewing angle compensation phase difference plate integrated with each other. FIG. 3 is a diagram showing an example of an integrated configuration of a 1/4 wavelength phase difference plate and a viewing angle compensation phase difference plate, and FIG. 4 is a configuration example diagram of a projection type video display device using the same.
In FIG. 3, reference numeral 23 denotes a quarter-wave retarder, 25 denotes a viewing angle compensating retarder, 27 denotes a glass plate, and 24 denotes a quarter-wave retarder 23 and a viewing angle compensating retarder 25 bonded together. This is an integrated structure phase difference plate with an integrated structure. (A) is a structure in which the quarter-wave retardation plate 23 and the viewing angle compensating retardation plate 25 are directly bonded to each other to form an integrated structure. The compensating retardation plate 25 is bonded via a glass plate 27 to form an integrated structure. With these integrated structures, the number of light incident surfaces into the air and the number of light exit surfaces from the air can be reduced. Therefore, the reflection loss that occurs when light passes through these surfaces can be reduced, and the light use efficiency can be increased. Further, it is also possible to suppress the deterioration of the contrast that occurs because the reflected light enters the projection lens unit 12 as stray light.
[0011]
FIG. 4 shows a configuration example of a projection type video display device using the above-mentioned integrated structure phase difference plate. 2 shows a second embodiment of the present invention. In FIG. 4, reference numeral 24r denotes an integrated structure phase plate for R light, 24g denotes an integrated structure phase plate for G light, and 24b denotes an integrated structure phase plate for B light. The integrated structure phase difference plate 24r is obtained by integrating the 1/4 wavelength phase difference plate 23r and the viewing angle compensation phase difference plate 25r in the configuration of FIG. The phase difference plate 23g and the viewing angle compensation phase difference plate 25g are integrated, and the integrated structure phase difference plate 24b is the same as the 1 / wavelength phase difference plate 23b and the viewing angle compensation phase difference plate 25b integrated. Equivalent to. The configuration of the other parts is the same as in the case of FIG.
Also according to the configuration of the second embodiment, it is possible to increase the contrast of the displayed image without increasing the size of the device. In particular, since the integrated structure phase difference plate is used, the light utilization rate can be improved, and a bright screen can be obtained.
[0012]
FIG. 5 is a diagram showing a third embodiment of the present invention.
The third embodiment is an example in which an optical component having the same function as a quarter-wave retarder is composed of two retarders, thereby increasing the contrast. In FIG. 5, 26r and 26r 'are two retardation plates having the same action as the 1/4 wavelength retardation plate for R light, and 26g and 26g' are the same as 1/4 wavelength retardation plates for G light. The two retardation plates 26b and 26b 'having the function are two retardation plates having the same function as the quarter-wave retardation plate for B light. One of the two is fixed, and the other is rotatable. By making it rotatable, the sensitivity for adjusting contrast can be increased, and adjustment can be easily performed. No viewing angle compensating phase difference plate is used. The configuration of the other parts is the same as in the case of FIGS.
[0013]
When the fixed side is a 1 / m-wavelength phase difference plate (m> 0) and the rotating side is a 1 / n-wavelength phase difference plate (n> 4), the two phase difference plates may satisfy the following.
[0014]
1 / m + 1 / n = 1/4 (Equation 1)
An example of wavelength distribution is shown below. The shorter the wavelength allocated for rotation, the lower the sensitivity of the phase difference plate to rotation.
(1) For rotation: 1/8 wavelength retarder, for fixing: 1/8 wavelength retarder
(2) For rotation: 1/16 wavelength phase difference plate, for fixing: 3/16 wavelength phase difference plate
(3) For rotation: 1/32 wave retarder, for fixing: 7/32 wave retarder
According to the configuration of the third embodiment, it is possible to increase the contrast of the displayed image without increasing the size of the device.
[0015]
FIG. 6 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
In the fourth embodiment, in addition to a configuration in which a quarter-wave retardation plate and a viewing angle compensation retardation plate are arranged adjacent to a reflection type display element, a color separation / synthesis is performed by using a rod lens at a subsequent stage of a light source unit. This is an example in which three reflective polarizing plates and one cross dichroic prism are used in the system.
In FIG. 6, 1 is a light source unit, 41 is a rod lens having a polarization conversion function, 43 is an imaging lens group that irradiates an image of the exit of the rod lens 41 onto a reflective liquid crystal panel, and 17a and 17b are reflections. A reflecting dichroic mirror 18b transmits B light, reflects R light and G light, and a reflecting dichroic mirror 18c transmits R light and reflects G light, 14r, 14g, and 14b respectively. , An incident-side polarizing plate for R light, an incident-side polarizing plate for G light, an incident-side polarizing plate for B light, 42r is a reflective polarizing plate for R light, 42g is a reflective polarizing plate for G light, 42b is a reflective polarizing plate for B light, 13r is a reflective video display element for R light, 13g is a reflective video display element for G light, 13b is a reflective video display element for B light, 14r ', 14g 'and 14b' are emission-side polarizations for R light, respectively. , Exit polarizing plate for G light, the second polarizer for B light, 5 '1/2 wave plate for G light, 40 a cross dichroic prism, 12 denotes a projection lens unit. In each of the reflective polarizing plates, the hatched portion in the drawing is on the working surface side. In such a configuration, the light emitted from the light source 1 passes through the rod lens 41, is bent by 90 ° in the reflection mirror 17a, and is further color-separated into R light, G light, and B light by dichroic mirrors 18b and 18c. You. The B light that has passed through the dichroic mirror 18b and has been color-separated has its light ray direction bent by 90 ° by the reflecting mirror 17b, and is incident on the B-light polarizing plate 14b, the B-light reflective polarizing plate 42b, and the B light. Through the 1/4 wavelength phase difference plate 23b for B light and the viewing angle compensation phase difference plate 25b for B light to irradiate the reflection type image display element 13b for B light. The R light that has been reflected by the dichroic mirror 18b and then transmitted through the dichroic mirror 18c and color-separated is R-light incident side polarizer 14r, R-light reflective polarizer 42r, and 1 / of the R light. The light passes through the wavelength phase difference plate 23r and the viewing angle compensation phase difference plate 25r for R light, and is irradiated on the reflection type image display element 13r for R light. After being reflected by the dichroic mirror 18b, the G light further reflected by the dichroic mirror 18c and color-separated is incident on the G-light polarizing plate 14g, the reflective G-light polarizing plate 42g, and 1 / G of the G light. The light passes through the four-wavelength phase difference plate 23g and the viewing angle compensation phase difference plate 25g for G light, and is irradiated to the reflection type image display element 13g for G light. Each irradiated color light is
Each of the reflective image display elements 13r, 13g, and 13b is reflected in a state where the polarization direction is changed based on the image signal. The R light reflected by the reflection-type image display element 13r again passes through the viewing angle compensation phase difference plate 25r for the R light and the quarter-wave phase difference plate 23r for the R light, and then the reflection type polarization light for the R light. The light enters the plate 42r. The incident R light is reflected by the reflection-type polarizing plate 42r, and enters the cross dichroic prism 40 via the emission-side polarizing plate 14r 'for R light. Similarly, the G light reflected by the reflection-type image display element 13g passes again through the viewing angle compensation phase difference plate 25g for G light and the 1 / wavelength phase difference plate 23g for G light to pass through the G light. The light enters the reflective polarizing plate 42g. The incident G light is reflected by the reflection-type polarizing plate 42g, and enters the cross dichroic prism 40 via the emission-side polarizing plate 14g 'for G light and a half-wave retardation plate. The B light reflected by the reflection-type image display element 13b also passes through the viewing angle compensation phase difference plate 25b for the B light and the 波長 wavelength phase difference plate 23b for the B light, and then the reflection type polarizing plate for the B light. 42b. The B light is reflected by the reflection-type polarizing plate 42b, and enters the cross dichroic prism 40 via the emission-side polarizing plate 14b 'for B light. In the cross dichroic prism 40, the R light, the G light, and the B light are color-combined into white light, and emitted to the projection lens unit 12 side. From the projection lens unit 12, white image light is enlarged and projected on a screen. Although the rod lens 41 is used as the integrator in the configuration of FIG. 6, the present invention is not limited to this, and a light pipe, a multi-lens, or the like may be used. The operations of the quarter-wave retarders 23r, 23g, 23b and the viewing angle compensating retarders 25r, 25g, 25b are the same as those in the first embodiment.
Also in the configuration of the fourth embodiment, it is possible to increase the contrast of a displayed image without increasing the size of the device.
[0016]
FIG. 7 is a diagram showing a fifth embodiment of the present invention.
The fifth embodiment is an example of a configuration in which each of the color-separated color lights is reflected by a rotating polygonal reflector and irradiated to a reflection-type image display element.
In FIG. 7, reference numerals 8a and 8b denote collimator lenses, and reference numerals 18r, 18g and 18b denote dichroic mirrors each serving as a color separation unit. Among them, 18r denotes a dichroic mirror for reflecting R light and transmitting B light and G light. , 18b are dichroic mirrors for reflecting B light and reflecting G light for reflecting B light, and 18g are dichroic mirrors for reflecting G light which reflect G light. The dichroic mirrors 18r, 18g, and 18b are arranged in a non-parallel state to each other, and the order of arrangement is determined based on the spectral characteristics of the light source and in consideration of the color balance on an image projection surface such as a screen. 8c and 8d are collimator lenses for condensing each color light emitted from the dichroic mirrors 18r, 18g and 18b, 30 is a rotating polygonal reflector, 19 is a polarization beam splitter, and 13 is an image of each irradiated color light. A reflection type image display device such as a reflection type liquid crystal panel which modulates and emits light in accordance with a signal, 14 is an incident side polarizing plate, 14 'is an outgoing side polarizing plate, and 12 is a projection lens unit. The rotating polyhedral reflector 30 has a plurality of reflective surfaces that are annularly continuous on the inner peripheral side (the side facing the central axis) around the central axis. Each of the plurality of reflecting surfaces is arranged axially symmetric with respect to the central axis and inclined with respect to the longitudinal direction of the central axis, and an angle formed by an adjacent reflecting surface or an angle formed by a tangent of the adjacent reflecting surface is formed. The angle is made smaller than 180 ° on the light input / output side. The rotating polygonal reflector 30 is rotated at a predetermined speed around the central axis by a motor, and the plurality of reflecting surfaces on the rotating polygonal reflector 30 are sequentially rotated while rotating about the central axis to form the collimator lens 8c. , 8d is reflected and emitted to the polarization beam splitter 19 side. The direction of the reflected light changes due to the switching of the reflecting surface of the rotating polygonal reflector 30 and the change in the incident point and the incident angle on each reflecting surface, and the direction of the outgoing light toward the polarizing beam splitter 19 is changed. Changes over time. The respective color lights emitted from the polarization beam splitter 19 are applied to the reflection type image display device 13 through the 波長 wavelength phase difference plate 23 and the viewing angle compensation phase difference plate 25. Each color light applied to the reflective image display element 13 is sequentially switched while the incident / reflective point and the incident / reflective angle of the light on the reflective surface are changed based on the rotation of the rotating polygonal reflector 30. , Moves on the image display element 13 in a predetermined direction. Each color light applied to the reflective image display element 13 is
The light is reflected in the reflection type image display element 13 in a state where the polarization direction is changed based on the image signal. Each color light of R light, G light and B light reflected by the reflection type image display element 13 passes through the viewing angle compensating phase difference plate 25 and the quarter wavelength phase difference plate 23 again and is incident on the polarization beam splitter 19. I do. In the polarization beam splitter 19, the R, G, and B light components are color-combined, and emitted as white light to the projection lens unit 12 side. From the projection lens unit 12, white image light is enlarged and projected on a screen. The functions of the viewing angle compensating phase difference plate 25 and the quarter wavelength phase difference plate 23 are the same as those in the first embodiment.
Also in the configuration of the fifth embodiment, the contrast of the displayed image can be increased without increasing the size of the device.
[0017]
Note that the viewing angle compensating phase difference plate in each of the first, second, fourth, and fifth embodiments is not limited to the configuration having a liquid crystal layer, and may have another configuration. In the third embodiment, two retardation plates having substantially the same action as the quarter retardation plate are used for each color light. However, the present invention is not limited to this. Alternatively, a configuration in which three or more sheets are provided for each color light may be used, or a configuration in which two sheets are used for a certain color light and three or more sheets are used for another color light.
[0018]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in a projection type video display apparatus, the contrast of a display image can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating the principle of a viewing angle compensation phase difference plate.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an integrated configuration of a quarter-wave retardation plate and a viewing angle compensation retardation plate.
FIG. 4 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a fifth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source unit, 2 ... Reflector, 3 ... Polarization conversion element, 5, 5 '... 1/2 wavelength phase difference plate, 6 ... 1st array lens, 7 ... 2nd array lens, 8, 8a, 8b, 8c, 8d: collimator lens, 9: condenser lens, 12: projection lens unit, 13, 13r, 13g, 13b, 13rr, 13rg, 13rb: reflective image display element, 13e: alignment film, 13f: liquid crystal layer, 14, 14gb, 14r, 14g, 14b ... incident side polarizing plate, 14 ', 14r', 14g ', 14b' ... exit side polarizing plate, 16a ... dichroic filter, 17, 17a, 17b ... reflection mirror, 18a, 18b, 18c, 18r, 18g, 18b: dichroic mirror, 19, 19gb, 19r: polarizing beam splitter, 20, 20a, 20b: specific wavelength selection wavelength plate, 2 ... Projection type video display device, 23, 23r, 23g, 23b ... 1/4 wavelength phase difference plate, 24 ... Integrated structure phase difference plate, 25, 25r, 25g, 25b ... Viewing angle compensation phase difference plate, 26r, 26g , 26b, 26r ', 26g', 26b ': retardation plate, 27: glass plate, 30: rotating polygonal reflector, 40: cross dichroic prism, 41: rod lens, 42r, 42g, 42b: reflective polarizer, 43 ... imaging lens group.

Claims (10)

光源側からの光を偏光変換して映像表示素子に照射し映像信号に応じた光学像を形成して拡大投射する投射型映像表示装置において、
上記映像表示素子に対し入射または出射されるR、G、Bの各色光の偏光光の位相差ずれを補償する視野角補償位相差板と、該視野角補償位相差板に隣接して配され、上記各色光の偏光光の偏光軸を回転させる1/4波長位相差板と、
を備え、上記映像表示素子で形成される光学像のコントラストを増大可能とした構成を特徴とする投射型映像表示装置。
In a projection-type image display device that performs polarization conversion of light from the light source side, irradiates the image display element, forms an optical image corresponding to the image signal, and enlarges and projects the image.
A viewing angle compensation phase difference plate for compensating for a phase difference shift of polarized light of each of the R, G, and B color lights that enter or exit from the image display element; and are disposed adjacent to the viewing angle compensation phase difference plate. A quarter-wave retarder for rotating the polarization axis of the polarized light of each color light,
A projection-type image display device characterized by comprising: a configuration capable of increasing the contrast of an optical image formed by the image display element.
光源側からの光を映像表示素子に照射し映像信号に応じた光学像を形成して拡大投射する投射型映像表示装置において、
光源側からの光の偏光方向を揃えP偏光光またはS偏光光を形成する偏光変換手段と、
偏光変換された偏光光を、R、G、Bの各色光に分離する分離手段と、
該分離された各色光の偏光光が照射され映像信号に基づき該偏光光を変調する映像表示素子と、
該映像表示素子に隣接して配され該映像表示素子に対し入射または出射される色光の位相差ずれを補償する視野角補償位相差板と、
該視野角補償位相差板に隣接して配され上記映像表示素子に対し入射または出射される色光の偏光光の偏光軸を回転させる1/4波長位相差板と、
上記映像表示素子で変調され、上記視野角補償位相差板、上記1/4波長位相差板から出射される各色光の偏光光を色合成する色合成手段と、
該色合成された偏光光の光学像を拡大投射する投射レンズユニットと、
上記映像表示素子を駆動する駆動回路と、
を備え、上記色光に対する上記視野角補償位相差板による位相差の補償と上記1/4波長位相差板による偏光軸の回転との組合せにより、上記投射レンズユニットで拡大投射される光学像のコントラストを増大可能とした構成を特徴とする投射型映像表示装置。
In a projection-type image display device that irradiates light from a light source side to an image display element to form an optical image according to an image signal and enlarge and project the image,
Polarization conversion means for aligning the polarization direction of light from the light source side to form P-polarized light or S-polarized light,
Separation means for separating polarization-converted polarized light into R, G, and B color lights;
An image display device that irradiates the polarized light of each of the separated color lights and modulates the polarized light based on an image signal;
A viewing angle compensation phase difference plate that is arranged adjacent to the image display element and compensates for a phase difference shift of color light incident or emitted to the image display element;
A quarter-wave retarder disposed adjacent to the viewing angle compensating retarder for rotating the polarization axis of the polarized light of the color light that enters or exits the image display element;
A color synthesizing unit that modulates the color of polarized light of each color light that is modulated by the image display element and emitted from the viewing angle compensation phase difference plate and the quarter wavelength phase difference plate;
A projection lens unit for enlarging and projecting the optical image of the color-combined polarized light,
A drive circuit for driving the video display element,
And the contrast of the optical image enlarged and projected by the projection lens unit by a combination of the phase difference compensation for the color light by the viewing angle compensation phase difference plate and the rotation of the polarization axis by the quarter wavelength phase difference plate. A projection type video display device characterized by a configuration capable of increasing the number of images.
上記視野角補償位相差板は固定、上記1/4波長位相差板は光軸に対し回転可能な構成である請求項1または請求項2に記載の投射型映像表示装置。3. The projection type image display device according to claim 1, wherein the viewing angle compensating phase difference plate is fixed, and the quarter wavelength phase difference plate is rotatable with respect to an optical axis. 上記視野角補償位相差板と上記1/4波長位相差板は、光学的に一体の結合体として構成される請求項1または請求項2に記載の投射型映像表示装置。3. The projection type image display device according to claim 1, wherein the viewing angle compensating phase difference plate and the quarter wavelength phase difference plate are optically integrated with each other. 上記視野角補償位相差板は、光軸方向に位相差を有する構成である請求項1から4のいずれかに記載の投射型映像表示装置。5. The projection type video display according to claim 1, wherein the viewing angle compensating phase difference plate has a phase difference in an optical axis direction. 光源側からの光を偏光変換して映像表示素子に照射し映像信号に応じた光学像を形成して拡大投射する投射型映像表示装置において、
上記映像表示素子に隣接して配され、該映像表示素子に対し入射または出射されるR、G、Bの各色光の偏光光の偏光軸を略1/m波長(m>0)回転させる第1の位相差板と、
該第1の位相差板に隣接して配され、上記各色光の偏光光の偏光軸を略1/n波長(n>4)回転させる第2の位相差板と、
を備え、上記両位相差板により、上記映像表示素子に対し1/4波長位相差板と略等しい位相差補償を行い、上記映像表示素子で形成される光学像のコントラストを増大可能とした構成を特徴とする投射型映像表示装置。
In a projection-type image display device that performs polarization conversion of light from the light source side, irradiates the image display element, forms an optical image corresponding to the image signal, and enlarges and projects the image.
A second light source which is disposed adjacent to the image display element and rotates the polarization axis of the polarized light of each of the R, G, and B color lights entering or exiting the image display element by approximately 1 / m wavelength (m> 0). 1 retardation plate,
A second retardation plate disposed adjacent to the first retardation plate and rotating the polarization axis of the polarized light of each color light by approximately 1 / n wavelength (n>4);
A configuration in which the two phase difference plates perform phase difference compensation on the image display element substantially equal to that of a quarter wavelength phase difference plate, thereby increasing the contrast of an optical image formed by the image display element. A projection type video display device characterized by the above-mentioned.
光源側からの光を映像表示素子に照射し映像信号に応じた光学像を形成して拡大投射する投射型映像表示装置において、
光源側からの光の偏光方向を揃えP偏光光またはS偏光光を形成する偏光変換手段と、
偏光変換された偏光光を、R、G、Bの各色光に分離する分離手段と、
該分離された各色光の偏光光が照射され映像信号に基づき該偏光光を変調する映像表示素子と、
上記映像表示素子に隣接して配され、該映像表示素子に対し入射または出射されるR、G、Bの各色光の偏光光の偏光軸を略1/m波長(m>0)回転させる第1の位相差板と、
該第1の位相差板に隣接して配され、上記各色光の偏光光の偏光軸を略1/n波長(n>4)回転させる第2の位相差板と、
上記映像表示素子で変調され、上記第1、第2の位相差板から出射される各色光の偏光光を色合成する色合成手段と、
該色合成された偏光光の光学像を拡大投射する投射レンズユニットと、
上記映像表示素子を駆動する駆動回路と、
を備え、上記両位相差板により、上記映像表示素子に対し1/4波長位相差板と略等しい位相差補償を行い、上記投射レンズユニットで拡大投射される光学像のコントラストを増大可能とした構成を特徴とする投射型映像表示装置。
In a projection-type image display device that irradiates light from a light source side to an image display element to form an optical image according to an image signal and enlarge and project the image,
Polarization conversion means for aligning the polarization direction of light from the light source side to form P-polarized light or S-polarized light,
Separation means for separating polarization-converted polarized light into R, G, and B color lights;
An image display device that irradiates the polarized light of each of the separated color lights and modulates the polarized light based on an image signal;
A second light source which is disposed adjacent to the image display element and rotates the polarization axis of the polarized light of each of the R, G, and B color lights entering or exiting the image display element by approximately 1 / m wavelength (m> 0). 1 retardation plate,
A second retardation plate disposed adjacent to the first retardation plate and rotating the polarization axis of the polarized light of each color light by approximately 1 / n wavelength (n>4);
A color synthesizing unit that performs color synthesis of polarized light of each color light modulated by the video display element and emitted from the first and second retardation plates;
A projection lens unit for enlarging and projecting the optical image of the color-combined polarized light,
A drive circuit for driving the video display element,
And the two phase difference plates perform the same phase difference compensation on the image display element as the 1 / wavelength phase difference plate, thereby increasing the contrast of the optical image enlarged and projected by the projection lens unit. A projection type video display device having a configuration.
上記第1、第2の位相差板は、いずれか一方が固定、他方が光軸に対し回転可能な構成である請求項6または請求項7に記載の投射型映像表示装置。8. The projection display according to claim 6, wherein one of the first and second phase difference plates is fixed and the other is rotatable with respect to an optical axis. 光源側からの光を映像表示素子に照射し映像信号に応じた光学像を形成して拡大投射する投射型映像表示装置用の光学ユニットにおいて、
光源側からの光の偏光方向を揃えP偏光光またはS偏光光を形成する偏光変換手段と、
偏光変換された偏光光を、R、G、Bの各色光に分離する分離手段と、
該分離された各色光の偏光光が照射され映像信号に基づき該偏光光を変調する映像表示素子と、
該映像表示素子に隣接して配され該映像表示素子に対し入射または出射される色光の位相差ずれを補償する視野角補償位相差板と、
該視野角補償位相差板に隣接して配され上記映像表示素子に対し入射または出射される色光の偏光光の偏光軸を回転させる1/4波長位相差板と、
上記映像表示素子で変調され、上記視野角補償位相差板、上記1/4波長位相差板から出射される各色光の偏光光を色合成する色合成手段と、
該色合成された偏光光の光学像を拡大投射する投射レンズユニットと、
を備え、上記色光に対する上記視野角補償位相差板による位相差の補償と上記1/4波長位相差板による偏光軸の回転との組合せにより、上記投射レンズユニットで拡大投射される光学像のコントラストを増大可能とした構成を特徴とする光学ユニット。
In an optical unit for a projection-type image display device that irradiates light from a light source side to an image display element to form an optical image according to an image signal and performs enlarged projection,
Polarization conversion means for aligning the polarization direction of light from the light source side to form P-polarized light or S-polarized light,
Separation means for separating polarization-converted polarized light into R, G, and B color lights;
An image display device that irradiates the polarized light of each of the separated color lights and modulates the polarized light based on an image signal;
A viewing angle compensation phase difference plate that is arranged adjacent to the image display element and compensates for a phase difference shift of color light incident or emitted to the image display element;
A quarter-wave retarder disposed adjacent to the viewing angle compensating retarder for rotating the polarization axis of the polarized light of the color light that enters or exits the image display element;
A color synthesizing unit that modulates the color of polarized light of each color light that is modulated by the image display element and emitted from the viewing angle compensation phase difference plate and the quarter wavelength phase difference plate;
A projection lens unit for enlarging and projecting the optical image of the color-combined polarized light,
And the contrast of the optical image enlarged and projected by the projection lens unit by a combination of the phase difference compensation for the color light by the viewing angle compensation phase difference plate and the rotation of the polarization axis by the quarter wavelength phase difference plate. An optical unit characterized in that it is possible to increase the number.
光源側からの光を映像表示素子に照射し映像信号に応じた光学像を形成して拡大投射する投射型映像表示装置用の光学ユニットにおいて、
光源側からの光の偏光方向を揃えP偏光光またはS偏光光を形成する偏光変換手段と、
偏光変換された偏光光を、R、G、Bの各色光に分離する分離手段と、
該分離された各色光の偏光光が照射され映像信号に基づき該偏光光を変調する映像表示素子と、
上記映像表示素子に隣接して配され、該映像表示素子に対し入射または出射されるR、G、Bの各色光の偏光光の偏光軸を略1/m波長(m>0)回転させる第1の位相差板と、
該第1の位相差板に隣接して配され、上記各色光の偏光光の偏光軸を略1/n波長(n>4)回転させる第2の位相差板と、
上記映像表示素子で変調され、上記第1、第2の位相差板から出射される各色光の偏光光を色合成する色合成手段と、
該色合成された偏光光の光学像を拡大投射する投射レンズユニットと、
を備え、上記両位相差板により、上記映像表示素子に対し1/4波長位相差板と略等しい位相差補償を行い、上記投射レンズユニットで拡大投射される光学像のコントラストを増大可能とした構成を特徴とする光学ユニット。
In an optical unit for a projection-type image display device that irradiates light from a light source side to an image display element to form an optical image according to an image signal and performs enlarged projection,
Polarization conversion means for aligning the polarization direction of light from the light source side to form P-polarized light or S-polarized light,
Separation means for separating polarization-converted polarized light into R, G, and B color lights;
An image display device that irradiates the polarized light of each of the separated color lights and modulates the polarized light based on an image signal;
A second light source which is disposed adjacent to the image display element and rotates the polarization axis of the polarized light of each of the R, G, and B color lights entering or exiting the image display element by approximately 1 / m wavelength (m> 0). 1 retardation plate,
A second retardation plate disposed adjacent to the first retardation plate and rotating the polarization axis of the polarized light of each color light by approximately 1 / n wavelength (n>4);
A color synthesizing unit that performs color synthesis of polarized light of each color light modulated by the video display element and emitted from the first and second retardation plates;
A projection lens unit for enlarging and projecting the optical image of the color-combined polarized light,
And the two phase difference plates perform the same phase difference compensation on the image display element as the 1 / wavelength phase difference plate, thereby increasing the contrast of the optical image enlarged and projected by the projection lens unit. An optical unit having a configuration.
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