JP2005003825A - Image display device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、変調手段である液晶パネルを青、緑、赤の各色光毎に配し、表示画像を装置内で合成して投写することで拡大画像を得る画像表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
現在、透過型液晶ライトバルブを用いた投写型画像表示装置を中心に、プロジェクター市場が急拡大しつつある。
【0003】
商品の流れは、高輝度化と小型化に大別できる。
【0004】
特に、高輝度化は、透過型液晶パネルの高開口率化、光源の短アーク化による集光効率向上、光源高出力化により着実に実現されつつある。
【0005】
現在主流の透過型液晶パネルを用いたライトバルブ部の構成は、偏光子、変調素子(液晶パネル)、検光子から成っている。
【0006】
検光子としては、画像表示における不要光を吸収するための吸収型偏光板が用いられることが多い。
【0007】
より具体的に述べると、現在のプロジェクタ構成は、従来の吸収型偏光板を利用する投写型画像表示装置の概略構成図である図8に示したクロスプリズムによる色合成光学系を用いたものが主流である(たとえば、特許文献1参照)。このような従来の吸収型偏光板を利用する投写型画像表示装置は、光源501、色分解ダイクロイックミラー502〜503、リレー光学系504、ライトバルブ(出射側に吸収型偏光板を有している)505〜507、色合成光学系(クロスプリズム)508、投写レンズ509を備えている。
【0008】
しかし、前述した高輝度化の技術改善が進むことにより、吸収型偏光板にかかる熱負荷が増大し、装置の長時間使用による画質劣化が発生することがあった。特に、吸収型偏光板は、有機材料から成っており、熱負荷に加えて耐光性という面からも、信頼性に限界がある。
【0009】
そこで、吸収型偏光板ではなく、一般に光学的に偏光光を分離する手段として用いられる偏光ビームスプリッターを応用する構成が考えられる。これによれば、検光子は無機物で構成できるので、信頼性は改善できる。
【0010】
なお、吸収型偏光板に換えて偏光ビームスプリッターを配置した場合を、従来の偏光ビームスプリッターを利用する投写型画像表示装置の概略構成図である図9に示した。このような従来の偏光ビームスプリッターを利用する投写型画像表示装置は、光源601、色分解ダイクロイックミラー602〜603、リレー光学系604、ライトバルブ605〜607、色合成光学系(クロスプリズム)608、投写レンズ609、偏光ビームスプリッタ610〜612を備えている。
【0011】
【特許文献1】
特許第2952904号
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の偏光ビームスプリッターを利用する投写型画像表示装置においては、液晶パネルから投写レンズからの間隔が拡大し、装置全体が大型化してしまう。
【0013】
なお、このような従来の投写型画像表示装置は、投写レンズの設計が困難である上に、比較的高価な偏光ビームスプリッターが3つも増えてしまうため、商品化に至っていない。
【0014】
本発明は、上記従来のこのような課題を考慮し、信頼性が高くかつ装置の大型化が抑制された画像表示装置を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
第1の本発明は、第1の入射面を有する第1のプリズムと、
第2の入射面を有し、第1の膜が配置された第1の接合面で前記第1のプリズムと接合される第2のプリズムと、
第3の入射面を有し、第2の膜が配置された第2の接合面で前記第2のプリズムと接合される第3のプリズムとを備え、
第1の光の少なくとも第1種の光は、前記第1の入射面から入射し、前記第1のプリズムを通過し、前記第1の接合面を透過し、前記第2のプリズムを通過し、前記第2の接合面を透過し、前記第3のプリズムを通過し、
第2の光の第1種の光は、前記第2の入射面から入射し、前記第2のプリズムを通過し、前記第1の接合面で反射し、前記第2のプリズムを通過し、前記第2の接合面を透過し、前記第3のプリズムを通過し、
前記第2の光の第2種の光は、前記第2の入射面から入射し、前記第2のプリズムを通過し、前記第1の接合面を透過し、前記第1のプリズムを通過し、
第3の光の第1種の光は、前記第3の入射面から入射し、前記第3のプリズムを通過し、前記第2の接合面で反射し、前記第3のプリズムを通過し、
前記第3の光の第2種の光は、前記第3の入射面から入射し、前記第3のプリズムを通過し、前記第2の接合面を透過し、前記第2のプリズムを通過し、前記第1の接合面を透過し、前記第1のプリズムを通過する画像表示装置である。
【0016】
第2の本発明は、前記第1の膜は、前記第1の光の少なくとも第1種の光、前記第2の光の第2種の光、および前記第3の光の第2種の光を透過させ、前記第2の光の第1種の光を反射させるための膜であり、
前記第2の膜は、前記第1の光の少なくとも第1種の光、前記第2の光の第1種の光、および前記第3の光の第2種の光を透過させ、前記第3の光の第1種の光を反射させるための膜である第1の本発明の画像表示装置である。
【0017】
第3の本発明は、前記第3のプリズムから出射した後の前記第1の光の第2種の光を少なくとも規制するための第1の規制部材をさらに備えた第1の本発明の画像表示装置である。
【0018】
第4の本発明は、前記第1のプリズムに入射する前の前記第1の光の第2種の光を規制するための第2の規制部材をさらに備えた第1の本発明の画像表示装置である。
【0019】
第5の本発明は、前記第1から第3のプリズムの形状は、30°、60°90°の内角をもつ三角形を底面として有する三角柱であり、
前記第1の入射面は、前記第1のプリズムの30°の内角の対辺を含む前記三角柱の側面を利用して形成され、
前記第2の入射面は、前記第2のプリズムの30°の内角の対辺を含む前記三角柱の側面を利用して形成され、
前記第3の入射面は、前記第3のプリズムの30°の内角の対辺を含む前記三角柱の側面を利用して形成され、
前記第1の接合面は、前記第1のプリズムの90°の内角の対辺を含む前記三角柱の側面と前記第2のプリズムの90°の内角の対辺を含む前記三角柱の側面とを利用して形成され、
前記第2の接合面は、前記第2のプリズムの60°の内角の対辺を含む前記三角柱の側面と前記第3のプリズムの60°の内角の対辺を含む前記三角柱の側面とを利用して形成される第1の本発明の画像表示装置である。
【0020】
第6の本発明は、前記第1から第3の光は、偏光方向の揃った偏光光であり、
前記第2の光の第1種の光は、前記第1の膜に対してS偏光の光であり、
前記第3の光の第1種の光は、前記第2の膜に対してS偏光の光である第1の本発明の画像表示装置である。
【0021】
第7の本発明は、前記第1の光は、赤色光であり、
前記第2の光は、青色光であり、
前記第3の光は、緑色光である第1の本発明の画像表示装置である。
【0022】
第8の本発明は、前記第1から第3のプリズムは、互いに合同である第1の本発明の画像表示装置である。
【0023】
第9の本発明は、前記第1の光を発生させて出射させるための第1の光源、前記第2の光を発生させて出射させるための第2の光源、および前記第3の光を発生させて出射させるための第3の光源を有する光源部と、
前記発生して出射した第1の光を調光して前記第1の入射面から入射させるための透過型液晶パネルをもつ第1のライトバルブ、前記発生して出射した第2の光を調光して前記第2の入射面から入射させるための透過型液晶パネルをもつ第2のライトバルブ、および前記発生して出射した第3の光を調光して前記第3の入射面から入射させるための透過型液晶パネルをもつ第3のライトバルブを有するライトバルブ部と、
前記第3のプリズムを通過して出射した第1から第3の光の第1種の光を入射させて所定の画像を投射するための投写レンズを有する投写光学系とをさらに備え、
前記第1のライトバルブから前記投写レンズまでの前記第1の光の第1種の光に関する光路長と、前記第2のライトバルブから前記投写レンズまでの前記第2の光の第1種の光に関する光路長と、前記第3のライトバルブから前記投写レンズまでの前記第3の光の第1種の光に関する光路長とは、実質的に等しい第1の本発明の画像表示装置である。
【0024】
第10の本発明は、前記第1から第3の光源は、レーザー光源である第9の本発明の画像表示装置である。
【0025】
第11の本発明は、光を発生させて出射させるための光源を有する光源部と、
前記発生して出射した光を前記第1から第3の光に分光する分光光学系と、
前記分光された第1の光を調光して前記第1の入射面から入射させるための透過型液晶パネルをもつ第1のライトバルブ、前記分光された第2の光を調光して前記第2の入射面から入射させるための透過型液晶パネルをもつ第2のライトバルブ、および前記分光された第3の光を調光して前記第3の入射面から入射させるための透過型液晶パネルをもつ第3のライトバルブを有するライトバルブ部と、
前記第3のプリズムを通過して出射した第1から第3の光の第1種の光を入射させて所定の画像を投射するための投写レンズを有する投写光学系とをさらに備え、
前記第1のライトバルブから前記投写レンズまでの前記第1の光の第1種の光に関する光路長と、前記第2のライトバルブから前記投写レンズまでの前記第2の光の第1種の光に関する光路長と、前記第3のライトバルブから前記投写レンズまでの前記第3の光の第1種の光に関する光路長とは、実質的に等しい第1の本発明の画像表示装置である。
【0026】
第12の本発明は、前記分光光学系は、前記発生して出射した光を前記第1から第2の光と前記第3の光とに分光する第1のダイクロイックミラー、前記第1のダイクロイックミラーによって前記分光された第1から第2の光を前記第1の光と前記第2の光とに分光する第2のダイクロイックミラー、前記第2のダイクロイックミラーによって前記分光された第1の光を前記第1のライトバルブに入射させるための第1の反射ミラー、前記第2のダイクロイックミラーによって前記分光された第2の光を前記第2のライトバルブに入射させるための第2の反射ミラー、および前記第1のダイクロイックミラーによって前記分光された第3の光を前記第3のライトバルブに入射させるための第3の反射ミラーを有し、
前記光源から前記第1のライトバルブまでの前記第1の光に関する光路長と、前記光源から前記第2のライトバルブまでの前記第2の光に関する光路長と、前記光源から前記第3のライトバルブまでの前記第3の光に関する光路長とは、実質的に等しい第11の本発明の画像表示装置である。
【0027】
第13の本発明は、前記光源部から出射する光の光軸と、前記投写光学系に入射する光の光軸とは実質的に直交しており、
前記光源部から出射する光の主光線の前記第1のダイクロイックミラーに関する入射角は、実質的に45°よりも小さい第12の本発明の画像表示装置である。
【0028】
第14の本発明は、前記光源部から出射する光の光軸と、前記投写光学系に入射する光の光軸とは実質的に平行であり、
前記光源部から出射する光の主光線の前記第1のダイクロイックミラーに関する入射角は、実質的に45°よりも大きい第12の本発明の画像表示装置。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【0030】
(実施の形態1)
はじめに、本発明にかかる実施の形態1の投写型画像表示装置の概略構成図である図1を主として参照しながら、本実施の形態の投写型画像表示装置の構成について説明する。
【0031】
本実施の形態の投写型画像表示装置は、緑色光用光源部101、青色光用光源部102、赤色光用光源部103、ライトバルブ部104、色合成光学系105、投写光学系106を備えている。
【0032】
緑色光用光源部101は、電極間の放電によりアークを形成し白色のランダム偏光光を発生する光源107と、光源107からの光をその回転対称軸上の一方向に反射するリフレクター108と、その開口前面に配置された緑透過ダイクロイックフィルター109とからなる。
【0033】
青色光用光源部102は、電極間の放電によりアークを形成し白色のランダム偏光光を発生する光源110と、光源110からの光をその回転対称軸上の一方向に反射するリフレクター111と、その開口前面に配置された青透過ダイクロイックフィルター112とからなる。
【0034】
赤色光用光源部103は、電極間の放電によりアークを形成し白色のランダム偏光光を発生する光源113と、光源113からの光をその回転対称軸上の一方向に反射するリフレクター114と、その開口前面に配置された赤透過ダイクロイックフィルター115とからなる。
【0035】
ライトバルブ部104は、各色光毎に配置された緑用ライトバルブユニット117と、青用ライトバルブユニット119と、赤用ライトバルブユニット121とからなる。
【0036】
ライトバルブ部104の各ライトバルブは、本発明にかかる実施の形態1のライトバルブ部104の各ライトバルブの概略斜視図である図2に示されているように、入射側偏光板122と液晶パネル123とからなっている。
【0037】
本実施の形態においては、入射側偏光板122は、図2に示されているように、矩形の外形形状の短手方向の偏光方向の光を透過し、これに直交する偏光方向の光を吸収するように設定されている。
【0038】
液晶パネル123は、外部信号により、多数の各画素開口毎に、入射側偏光板122を透過して液晶パネル123に入射した光の偏光方向を変えることが出来る。
【0039】
本実施の形態においては、各画素を駆動しない場合には透過光は偏光方向が90度回転せしめられ、駆動した場合には透過光は偏光方向の変化無く透過する。
【0040】
また、液晶パネル123を出射した光のうち、投写光学系まで到達させられるる光(すなわち、スクリーン(図示省略)上に投射される光)は、色合成光学系105の多層膜である緑反射多層膜128,青反射多層膜129から成る反射面に対してS偏光となるように、入射側偏光板122、液晶パネル123が設けられている。
【0041】
色合成光学系105は、頂角を30度とした三角柱形状のプリズム125,126,127を3つ接合してなり、その接合面には、所定の色選択性と波長選択性とを備えた緑反射多層膜128、青反射多層膜129が施されている。
【0042】
緑反射多層膜128の特性は、本発明にかかる実施の形態1の緑反射多層膜128の特性図である図3に示されている。波長が緑に対応するP偏光の光をほぼ完全に透過するように緑反射多層膜128の特性が設定されている点が、重要である。なぜならば、このような設定により、波長が緑に対応するP偏光の光を投写光学系106に至る光路から外すことが可能となり、同光を吸収するために必須であった吸収型偏光板が不要となるからである。
【0043】
また、青反射多層膜129の特性は、本発明にかかる実施の形態1の青反射多層膜129の特性図である図4に示されている。波長が青に対応するP偏光の光をほぼ完全に透過するように青反射多層膜129の特性が設定されている点が、重要である。なぜならば、このような設定により、波長が青に対応するP偏光の光を投写光学系106に至る光路から外すことが可能となり、同光を吸収するために必須であった吸収型偏光板が不要となるからである。
【0044】
補助偏光板131は、入射側偏光板122と同様に、一方向の偏光方向の光のみを透過する特性を有しており、青反射多層膜129、緑反射多層膜128に対して、S偏光の光は透過しP偏光の光は吸収するよう設定されている。
【0045】
ライトバルブ部104の各ライトバルブから投写光学系106の投写レンズまでの光路長は、それぞれおよそ等しく構成されている。
【0046】
なお、三角柱形状のプリズム127は本発明の第1のプリズムに対応し、三角柱形状のプリズム126は本発明の第2のプリズムに対応し、三角柱形状のプリズム125は本発明の第3のプリズムに対応し、青反射多層膜129は本発明の第1の膜に対応し、緑反射多層膜128は本発明の第2の膜に対応する。
【0047】
また、補助偏光板131は、本発明の第1の規制部材に対応する。
【0048】
また、光源113は本発明の第1の光源に対応し、光源110は本発明の第2の光源に対応し、光源107は本発明の第3の光源に対応し、緑色光用光源部101、青色光用光源部102、赤色光用光源部103を含む手段は本発明の光源部に対応する。
【0049】
また、赤用ライトバルブユニット121は本発明の第1のライトバルブに対応し、青用ライトバルブユニット119は本発明の第2のライトバルブに対応し、緑用ライトバルブユニット117は本発明の第3のライトバルブに対応し、ライトバルブ部104は本発明のライトバルブ部に対応する。
【0050】
また、投写光学系106は、本発明の投写光学系に対応する。
【0051】
また、本実施の形態における赤色光は本発明の第1の光に対応し、本実施の形態における青色光は本発明の第2の光に対応し、本実施の形態における緑色光は本発明の第3の光に対応する。なお、本実施の形態におけるS偏光は本発明の第1種の光に対応し、本実施の形態におけるP偏光は本発明の第2種の光に対応する。
【0052】
つぎに、本実施の形態の投写型画像表示装置の動作について説明する。
【0053】
(A)赤色光用光源部103からの赤色光(光は一点鎖線で図示される、他でも同様)は、コンデンサーレンズ120を経て赤用ライトバルブユニット121に至る。
【0054】
赤用ライトバルブユニット121から出射された光のうち、スクリーン(図示省略)までいたるべき光は、青反射多層膜129、緑反射多層膜128に対してS偏光の光として、三角柱形状のプリズム125、126,127、青反射多層膜129、緑反射多層膜128、出射面130を抜けて、出射面130上に備えられた補助偏光板131に至る。補助偏光板131は、青反射多層膜129、緑反射多層膜128に対してS偏光の光を透過させるよう設定されているので、スクリーンまでいたるべき光は、投写光学系106に入射する。
【0055】
一方、赤用ライトバルブユニット121から出射された光のうち、スクリーン(図示省略)までいたるべきではない光(黒表示される光)は、青反射多層膜129、緑反射多層膜128に対してP偏光の光として、三角柱形状のプリズム125,126,127、青反射多層膜129、緑反射多層膜128を出射面130を抜けて、この補助偏光板131に至る。補助偏光板131は、青反射多層膜129、緑反射多層膜128に対してP偏光の光を吸収するよう設定されているので、スクリーンまでいたるべきではない光は、投写光学系106に入射しない。
【0056】
(B)青色光用光源部102からの青色光は、コンデンサーレンズ118を経て青用ライトバルブユニット119に至る。
【0057】
青用ライトバルブユニット119から出射された光のうち、スクリーン(図示省略)までいたるべき光は、青反射多層膜129、緑反射多層膜128に対してS偏光の光であり、三角柱形状のプリズム126を透過後、青反射多層膜129で反射せしめられ再度プリズム126を透過後、緑反射多層膜128、プリズム125、出射面130を抜けて、この出射面130上に備えられた補助偏光板131に至る。補助偏光板131は、青反射多層膜129、緑反射多層膜128に対してS偏光の光を透過させるよう設定されているので、青色光は、投写光学系106に入射する。
【0058】
一方、青用ライトバルブユニット119から出射された光のうち、スクリーン(図示省略)までいたるべきではない光(黒表示される光)は、青反射多層膜129、緑反射多層膜128に対してP偏光の光として、色合成光学系105に入射する。このスクリーン(図示省略)までいたるべきではない光は、三角柱形状のプリズム126を透過後、青反射多層膜129を透過し、プリズム127を透過後、プリズム側面132を透過することで投写光学系106に至る光路から外れることでスクリーンにいたらない。このため、画像としては、この光が照明すべき部分は黒表示となる。
【0059】
(C)緑色光用光源部101からの緑色光は、コンデンサーレンズ116を経て緑用ライトバルブユニット117に至る。
【0060】
緑用ライトバルブユニット117から出射された光のうち、スクリーン(図示省略)までいたるべき光は、青反射多層膜129、緑反射多層膜128に対してS偏光の光であり、三角柱形状のプリズム125を透過後、出射面130で全反射せしめられ再度プリズム125を透過して緑反射多層膜128に入射する。このスクリーン(図示省略)までいたるべき光は、ここで反射されることで、プリズム125を透過し、出射面130を抜けて、出射面130上に備えられた補助偏光板131に至る。補助偏光板131は、青反射多層膜129、緑反射多層膜128に対してS偏光の光を透過させるよう設定されているので、緑色光は、投写光学系106に入射する。
【0061】
一方、緑用ライトバルブユニット117から出射された光のうち、スクリーン(図示省略)までいたるべきではない光(黒表示される光)は、青反射多層膜129、緑反射多層膜128に対してP偏光の光として、色合成光学系105に入射する。このスクリーン(図示省略)までいたるべきではない光は、三角柱形状のプリズム126を透過後、出射面130で全反射せしめられ再度プリズム125を透過して緑反射多層膜128に至る。このスクリーン(図示省略)までいたるべきではない光は、ここを透過し、プリズム126、青反射多層膜129、プリズム127を透過後、プリズム側面132を透過することで投写光学系106に至る光路から外れることでスクリーンにいたらない。このため、画像としては、この光が照明すべき部分は黒表示となる。
【0062】
以上においては、本実施の形態の投写型画像表示装置の構成および動作について説明を行った。
【0063】
このように、本実施の形態においては、青、緑の光を積極的に吸収する偏光板(有機材料からなる)を用いる代わりに、色合成機能のみならず偏光選択性をも有する無機物から成る多層膜を利用することから、従来の液晶プロジェクターにおける青、緑光路での出射側偏光板の信頼性問題を、根本的に解決することが出来る。
【0064】
また、色合成光学系は、プリズムを接合することで形成されていることから、強度上の問題や経時変化にも有利であり、コンバージェンス調整後もずれることなく高画質を維持できる。また、ガラスで光路が充填されていることから、光路長を比較的短く形成できる。
【0065】
また、色合成光学系の反射面は、全て一つの面からなっているので、良好なピントを実現する。そして、クロスプリズムタイプにあった合わせ面の影や反射面を形成する2つの面の分光特性の差による色ムラの発生が無く、均一性の良い画像を提供できる。
【0066】
また、投写レンズのバックフォーカスを最小限とし、投写レンズの小型化や低コスト化をも可能にする。
【0067】
また、プリズム形状が3つとも基本的には同形状で構成可能なことや、先に述べた面の合わせ作業がないことから、コスト的にも従来のクロスプリズムタイプより有利である。
【0068】
▲1▼なお、本実施の形態では、出射面130に補助偏光板131を設けている。その目的は赤色光のP偏光の光の吸収(および、青、緑光の漏れ光の吸収)にある。装置の構成上、この補助偏光板131にかかる負担が大きい場合には、赤用ライトバルブユニット121と三角柱形状のプリズム127との間に偏光板を設けて、負荷を分散する構成を取ることも可能である。
【0069】
または、補助偏光板131を吸収型ではなく無機物から成る反射型偏光板に置き換えることも有効である。ただし反射型の場合、不要光が再度色合成光学系に戻って画質劣化を起こさないよう配慮が必要なことは言うまでもない。
【0070】
なお、赤用ライトバルブユニット121と三角柱形状のプリズム127間に偏光板(本発明の第2の規制部材に対応する)を設けることで補助偏光板131を設ける必然性は無くなるのでこれを除いた構成も可能である。但し、商品として高画質化(高コントラスト)を追求する必要が有るのであれば、補助偏光板を備えるのが望ましい。
【0071】
なお、赤色光についてはP偏光の光をスクリーンに至る光とする構成もできるが、位相差板等が余分に必要となることから上記実施例の構成が望ましい。
【0072】
▲2▼また、本実施の形態では、光源は、白色放電管からの光をフィルターで色選択していたが、これに限らず、放電管でも各色光に適切なスペクトル分布を持つもので有れば、色選択手段は必要ないことは明らかである。
【0073】
なお、光源方式も、レーザーやEL(エレクトロルミネッセンス)等放電管でない場合でも応用可能なことは言うまでもない。
【0074】
▲3▼なお、色合成光学系のプリズム接合面の色合成波長の設定は、色分解光学系により設定されたカットオフ領域よりも広く設定されていることが望ましい。このように構成すれば、誤差等の部品の出来に影響されずに構成できる。
【0075】
(実施の形態2)
はじめに、本発明にかかる実施の形態2の投写型画像表示装置の概略構成図である図5を主として参照しながら、本実施の形態の投写型画像表示装置の構成について説明する。
【0076】
本実施の形態の投写型画像表示装置は、光源部201、色分解光学系202、ライトバルブ部203、色合成光学系204、投写光学系205を備えている。
【0077】
光源部201は、電極間の放電によりアークを形成しランダム偏光光を発生する光源206と、光源206からの光をその回転対称軸上の一方向に反射するリフレクター207とからなる。
【0078】
ライトバルブ部203、色合成光学系204、投写光学系205の構成は、上述した実施の形態1のライトバルブ部104、色合成光学系105、投写光学系106の構成と同様である。
【0079】
なお、光源部201から、緑用ライトバルブユニット211、青用ライトバルブユニット215、赤用ライトバルブユニット218の各ライトバルブまでの光路長は、それぞれおよそ等しい。
【0080】
また、投写光学系205の投写レンズから各ライトバルブまでの光路長は、およそ等しく構成されている。
【0081】
また、緑反射ダイクロイックミラー208と反射ミラー216とを結ぶ光軸と投写光学系205の光軸とがおよそ直交している(このため、装置の投写方向の奥行きが抑えられている)。
【0082】
また、光源部201の光源から緑反射ダイクロイックミラー208に至る主光線は、45度よりも小さな入射角を持って光が入射するように設定されており、色分解光学系202での光路長は、それぞれおよそ等しく設定されている。
【0083】
なお、光源206は本発明の光源に対応し、光源部201は本発明の光源部に対応する。
【0084】
また、色分解光学系202は、本発明の分光光学系に対応する。
【0085】
また、赤用ライトバルブユニット218は本発明の第1のライトバルブに対応し、青用ライトバルブユニット215は本発明の第2のライトバルブに対応し、緑用ライトバルブユニット211は本発明の第3のライトバルブに対応し、ライトバルブ部203は本発明のライトバルブ部に対応する。
【0086】
また、投写光学系205は、本発明の投写光学系に対応する。
【0087】
また、緑反射ダイクロイックミラー208は本発明の第1のダイクロイックミラーに対応し、青反射ダイクロイックミラー212は本発明の第2のダイクロイックミラーに対応し、反射ミラーは本発明の第1の反射ミラーに対応し、反射ミラー213は本発明の第2の反射ミラーに対応し、反射ミラー209は本発明の第3の反射ミラーに対応する。
【0088】
また、本実施の形態における赤色光は本発明の第1の光に対応し、本実施の形態における青色光は本発明の第2の光に対応し、本実施の形態における緑色光は本発明の第3の光に対応する。なお、本実施の形態におけるS偏光は本発明の第1種の光に対応し、本実施の形態におけるP偏光は本発明の第2種の光に対応する。
【0089】
つぎに、本実施の形態の投写型画像表示装置の動作について説明する。
【0090】
光源部201からの光は、色分解光学系202に至る。
【0091】
緑反射ダイクロイックミラー208に入射した光のうち、緑光は、ここで反射され、更に反射ミラー209で反射され、コンデンサーレンズ210を経て緑用ライトバルブユニット211に至る(これ以降の緑光の振る舞いは、上述した実施の形態1の場合と同様である)。
【0092】
緑反射ダイクロイックミラー208を透過した光は、青反射ダイクロイックミラー212に入射する。
【0093】
青反射ダイクロイックミラー212に入射した光のうち、青光は、ここで反射せしめられ、更に反射ミラー213で反射され、コンデンサーレンズ214を経て青用ライトバルブユニット215に至る(これ以降の青光の振る舞いは、上述した実施の形態1の場合と同様である)。
【0094】
青反射ダイクロイックミラー212に入射した光のうち、赤光は、青反射ダイクロイックミラー212を透過し、反射ミラー216で反射され、コンデンサーレンズ217を経て赤用ライトバルブユニット218に至る(これ以降の赤光の振る舞いは、上述した実施の形態1の場合と同様である)。
【0095】
以上においては、本実施の形態の投写型画像表示装置の構成および動作について説明を行った。
【0096】
このように、本実施の形態においては、前述した実施の形態1の信頼性、コンパクト性、高画質の長所はそのままに、現在プロジェクタ光源として主流の白色光源(高圧水銀灯、メタルハライドランプ、ハロゲンランプ)を用いた場合に、光を効率よく利用することが可能になる。
【0097】
特に、色分解光学系は、他方式に導入されているリレー光学系を伴わずに構成できることから、小型化を実現しつつ、リレー光学系による画像反転による色ムラの低減やリレー光学系分のコスト削減が実現できる。
【0098】
▲1▼なお、本発明にかかる別の実施の形態の投写型画像表示装置(その1)の概略構成図である図6に示されているように、緑反射ダイクロイックミラー208と反射ミラー216とを結ぶ光軸と投写光学系205の光軸とが直交しない関係にあり、緑反射ダイクロイックミラー208と反射ミラー209とを結ぶ光軸と投写光学系205の光軸が平行な関係ではない場合にも、光源部201の光源から青反射ダイクロイックミラー212に至る主光線は、光が45度よりも小さな入射角を持って入射するように構成される。
【0099】
▲2▼また、本発明にかかる別の実施の形態の投写型画像表示装置(その2)の概略構成図である図7に示されているように、光源部201から緑用ライトバルブユニット211、青用ライトバルブユニット215、赤用ライトバルブユニット218の各ライトバルブまでの光路長がそれぞれ等しく、投写光学系205の投写レンズから各ライトバルブまでの光路長がおよそ等しくなるようにしながら、緑反射ダイクロイックミラー208の代わりに緑透過ダイクロイックミラー219を利用して、緑透過ダイクロイックミラー219と反射ミラー209とを結ぶ光軸と投写光学系205の光軸とがおよそ平行になるような構成をとってもよい。このような構成をとった場合には、光源部201の光源から緑透過ダイクロイックミラー219に至る主光線は、光が45度より大きな入射角を持って入射するように設定されるが、色分解光学系202での光路長を等しく設定することが可能である。
【0100】
以上においては、実施の形態1〜2について詳細に説明を行った。
【0101】
【発明の効果】
本発明は、信頼性が高くかつ装置の大型化が抑制された画像表示装置を提供することができるという長所を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる実施の形態1の投写型画像表示装置の概略構成図
【図2】本発明にかかる実施の形態1のライトバルブ部104の各ライトバルブの概略斜視図
【図3】本発明にかかる実施の形態1の緑反射多層膜128の特性図
【図4】本発明にかかる実施の形態1の青反射多層膜129の特性図
【図5】本発明にかかる実施の形態2の投写型画像表示装置の概略構成図
【図6】本発明にかかる別の実施の形態の投写型画像表示装置(その1)の概略構成図
【図7】本発明にかかる別の実施の形態の投写型画像表示装置(その2)の概略構成図
【図8】従来の吸収型偏光板を利用する投写型画像表示装置の概略構成図
【図9】従来の偏光ビームスプリッターを利用する投写型画像表示装置の概略構成図
【符号の説明】
101 緑色光用光源部
102 青色光用光源部
103 赤色光用光源部
104、203 ライトバルブ部
105、204 色合成光学系
106、205 投写光学系
107、110、113、206 光源
108、111、114、207 リフレクター
109 緑透過ダイクロイックフィルター
112 青透過ダイクロイックフィルター
115 赤透過ダイクロイックフィルター
116、118、120、210、214、217 コンデンサーレンズ
117、211 緑用ライトバルブユニット
119、215 青用ライトバルブユニット
121、218 赤用ライトバルブユニット
122 入射側偏光板
123 液晶パネル
125、126、127 三角柱形状のプリズム
128 緑反射多層膜
129 青反射多層膜
130 プリズム出射面
131 補助偏光板
132 プリズム側面
201 光源部
202 色分解光学系
208 緑反射ダイクロイックミラー
209、213、216 反射ミラー
212 青反射ダイクロイックミラー
219 緑透過ダイクロイックミラー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image display device that obtains an enlarged image by, for example, arranging a liquid crystal panel as modulation means for each color light of blue, green, and red and combining and projecting a display image in the device. .
[0002]
[Prior art]
Currently, the projector market is rapidly expanding, centering on projection type image display devices using transmissive liquid crystal light valves.
[0003]
The product flow can be broadly divided into higher brightness and smaller size.
[0004]
In particular, high brightness is being steadily realized by increasing the aperture ratio of a transmissive liquid crystal panel, improving the light collection efficiency by shortening the arc of the light source, and increasing the light source output.
[0005]
The structure of a light valve unit using a currently transmissive liquid crystal panel is composed of a polarizer, a modulation element (liquid crystal panel), and an analyzer.
[0006]
As the analyzer, an absorption polarizing plate for absorbing unnecessary light in image display is often used.
[0007]
More specifically, the current projector configuration uses a cross-prism color synthesizing optical system shown in FIG. 8, which is a schematic configuration diagram of a projection type image display device using a conventional absorption type polarizing plate. The mainstream (for example, see Patent Document 1). A projection type image display apparatus using such a conventional absorption type polarizing plate has a
[0008]
However, as the above-described technical improvement for increasing the brightness progresses, the heat load applied to the absorption-type polarizing plate increases, and image quality deterioration due to long-term use of the apparatus may occur. In particular, the absorption-type polarizing plate is made of an organic material, and its reliability is limited in terms of light resistance in addition to heat load.
[0009]
In view of this, a configuration in which a polarizing beam splitter, which is generally used as a means for optically separating polarized light, is applied instead of an absorbing polarizing plate. According to this, since the analyzer can be composed of an inorganic material, the reliability can be improved.
[0010]
Note that FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a projection type image display apparatus using a conventional polarizing beam splitter in the case where a polarizing beam splitter is arranged instead of the absorbing polarizing plate. A projection type image display apparatus using such a conventional polarizing beam splitter includes a
[0011]
[Patent Document 1]
Patent No. 2952904
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the projection type image display apparatus using such a conventional polarizing beam splitter, the distance from the liquid crystal panel to the projection lens is increased, and the entire apparatus is enlarged.
[0013]
Such a conventional projection-type image display device has not been commercialized because it is difficult to design a projection lens and the number of relatively expensive polarizing beam splitters increases by three.
[0014]
An object of the present invention is to provide an image display apparatus that has high reliability and suppresses an increase in size of the apparatus in consideration of the above-described conventional problems.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The first aspect of the present invention is a first prism having a first incident surface;
A second prism having a second entrance surface and joined to the first prism at a first joint surface on which the first film is disposed;
A third prism having a third entrance surface and joined to the second prism at a second joint surface on which the second film is disposed;
At least a first type of first light is incident from the first incident surface, passes through the first prism, passes through the first joint surface, and passes through the second prism. , Passing through the second joint surface, passing through the third prism,
The first type of light of the second light is incident from the second incident surface, passes through the second prism, is reflected by the first joint surface, passes through the second prism, Passing through the second cemented surface, passing through the third prism,
The second type of light of the second light is incident from the second incident surface, passes through the second prism, passes through the first joint surface, and passes through the first prism. ,
The first type of light of the third light is incident from the third incident surface, passes through the third prism, is reflected by the second joint surface, passes through the third prism,
The second type of light of the third light is incident from the third incident surface, passes through the third prism, passes through the second joint surface, and passes through the second prism. , An image display device that passes through the first joint surface and passes through the first prism.
[0016]
According to a second aspect of the present invention, the first film includes at least a first type of light of the first light, a second type of light of the second light, and a second type of the third light. A film that transmits light and reflects the first type of the second light,
The second film transmits at least the first type of light of the first light, the first type of light of the second light, and the second type of light of the third light. 3 is an image display device according to the first aspect of the present invention, which is a film for reflecting the first type of light of the third light.
[0017]
The third aspect of the present invention is the image according to the first aspect of the present invention, further comprising a first restricting member for restricting at least a second type of the first light emitted from the third prism. It is a display device.
[0018]
The fourth aspect of the present invention is the image display according to the first aspect of the present invention, further comprising a second restricting member for restricting the second type of light of the first light before entering the first prism. Device.
[0019]
In a fifth aspect of the present invention, the shape of the first to third prisms is a triangular prism having a triangle having an inner angle of 30 °, 60 ° and 90 ° as a bottom surface.
The first incident surface is formed using a side surface of the triangular prism including the opposite side of the internal angle of 30 ° of the first prism,
The second incident surface is formed by using a side surface of the triangular prism including the opposite side of the internal angle of 30 ° of the second prism,
The third incident surface is formed using a side surface of the triangular prism including the opposite side of the inner angle of 30 ° of the third prism,
The first cemented surface uses a side surface of the triangular prism including the opposite side of the 90 ° inner angle of the first prism and a side surface of the triangular prism including the opposite side of the second prism of the inner angle of 90 °. Formed,
The second cementing surface utilizes a side surface of the triangular prism including the opposite side of the second prism having an inner angle of 60 ° and a side surface of the triangular prism including the opposite side of the third prism having an inner angle of 60 °. It is the image display apparatus of the 1st form of the present invention formed.
[0020]
In a sixth aspect of the present invention, the first to third lights are polarized lights having a uniform polarization direction.
The first type light of the second light is S-polarized light with respect to the first film,
In the image display device according to the first aspect of the present invention, the first type of the third light is S-polarized light with respect to the second film.
[0021]
In a seventh aspect of the present invention, the first light is red light.
The second light is blue light;
The third light is the image display device according to the first aspect of the present invention, which is green light.
[0022]
An eighth aspect of the present invention is the image display device according to the first aspect of the present invention, wherein the first to third prisms are congruent to each other.
[0023]
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a first light source for generating and emitting the first light, a second light source for generating and emitting the second light, and the third light. A light source unit having a third light source for generating and emitting;
A first light valve having a transmissive liquid crystal panel for dimming the generated and emitted first light to enter from the first incident surface; and adjusting the generated and emitted second light. A second light valve having a transmissive liquid crystal panel for allowing light to enter from the second incident surface, and dimming the generated and emitted third light to be incident from the third incident surface A light valve portion having a third light valve having a transmissive liquid crystal panel for causing
A projection optical system having a projection lens for projecting a predetermined image by making the first type of first to third light emitted through the third prism incident thereon;
An optical path length for the first type of light of the first light from the first light valve to the projection lens, and a first type of the second light from the second light valve to the projection lens. The optical path length related to light and the optical path length related to the first type of light of the third light from the third light valve to the projection lens are substantially equal to each other in the image display device of the first aspect of the present invention. .
[0024]
A tenth aspect of the present invention is the image display device according to the ninth aspect of the present invention, wherein the first to third light sources are laser light sources.
[0025]
An eleventh aspect of the present invention is a light source unit having a light source for generating and emitting light,
A spectroscopic optical system for splitting the generated and emitted light into the first to third light;
A first light valve having a transmissive liquid crystal panel for dimming the split first light and making it incident from the first incident surface; dimming the split second light; A second light valve having a transmissive liquid crystal panel for incidence from a second incident surface; and a transmissive liquid crystal for dimming the split third light to be incident from the third incident surface A light valve portion having a third light valve with a panel;
A projection optical system having a projection lens for projecting a predetermined image by making the first type of first to third light emitted through the third prism incident thereon;
An optical path length for the first type of light of the first light from the first light valve to the projection lens, and a first type of the second light from the second light valve to the projection lens. The optical path length related to light and the optical path length related to the first type of light of the third light from the third light valve to the projection lens are substantially equal to each other in the image display device of the first aspect of the present invention. .
[0026]
In a twelfth aspect of the present invention, the spectroscopic optical system includes a first dichroic mirror that splits the generated and emitted light into the first to second light and the third light, and the first dichroic. A second dichroic mirror that splits the first and second light split by the mirror into the first light and the second light; and the first light split by the second dichroic mirror The first reflecting mirror for making the first light valve enter the first light valve, and the second reflecting mirror for making the second light dispersed by the second dichroic mirror enter the second light valve And a third reflecting mirror for making the third light split by the first dichroic mirror incident on the third light valve,
An optical path length related to the first light from the light source to the first light valve, an optical path length related to the second light from the light source to the second light valve, and the third light from the light source. In the image display device according to the eleventh aspect of the present invention, the optical path length related to the third light to the bulb is substantially equal.
[0027]
In a thirteenth aspect of the present invention, the optical axis of the light emitted from the light source unit and the optical axis of the light incident on the projection optical system are substantially orthogonal to each other,
In the image display device according to the twelfth aspect of the present invention, an incident angle of the principal ray of light emitted from the light source unit with respect to the first dichroic mirror is substantially smaller than 45 °.
[0028]
In a fourteenth aspect of the present invention, the optical axis of light emitted from the light source unit and the optical axis of light incident on the projection optical system are substantially parallel.
An image display apparatus according to a twelfth aspect of the present invention, wherein an incident angle of the principal ray of light emitted from the light source unit with respect to the first dichroic mirror is substantially larger than 45 °.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0030]
(Embodiment 1)
First, the configuration of the projection type image display apparatus according to the present embodiment will be described with reference mainly to FIG. 1 which is a schematic configuration diagram of the projection type image display apparatus according to the first embodiment of the present invention.
[0031]
The projection type image display apparatus according to the present embodiment includes a green
[0032]
The green
[0033]
The light source unit for blue light 102 forms an arc by discharge between electrodes to generate white randomly polarized light, a reflector 111 that reflects light from the
[0034]
The light source unit for
[0035]
The
[0036]
As shown in FIG. 2 which is a schematic perspective view of each light valve of the
[0037]
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the incident-side
[0038]
The
[0039]
In this embodiment, when each pixel is not driven, the transmitted light is rotated in the polarization direction by 90 degrees, and when driven, the transmitted light is transmitted without change in the polarization direction.
[0040]
Of the light emitted from the
[0041]
The color synthesizing
[0042]
The characteristics of the green
[0043]
The characteristics of the blue
[0044]
Similar to the incident-side
[0045]
The optical path lengths from the light valves of the
[0046]
The
[0047]
The auxiliary
[0048]
The
[0049]
The red
[0050]
The projection
[0051]
The red light in this embodiment corresponds to the first light of the present invention, the blue light in this embodiment corresponds to the second light of the present invention, and the green light in this embodiment corresponds to the present invention. Corresponds to the third light. The S-polarized light in the present embodiment corresponds to the first type of light of the present invention, and the P-polarized light in the present embodiment corresponds to the second type of light of the present invention.
[0052]
Next, the operation of the projection type image display apparatus according to the present embodiment will be described.
[0053]
(A) Red light from the light source unit for red light 103 (the light is indicated by a one-dot chain line, and the same applies to others) reaches the red
[0054]
Of the light emitted from the red
[0055]
On the other hand, of the light emitted from the red
[0056]
(B) Blue light from the blue
[0057]
Of the light emitted from the blue
[0058]
On the other hand, of the light emitted from the blue
[0059]
(C) The green light from the
[0060]
Of the light emitted from the green light valve unit 117, the light that should reach the screen (not shown) is S-polarized light with respect to the blue
[0061]
On the other hand, of the light emitted from the green light valve unit 117, light that should not reach the screen (not shown) (light displayed in black) is transmitted to the blue
[0062]
In the foregoing, the configuration and operation of the projection type image display apparatus according to the present embodiment have been described.
[0063]
Thus, in the present embodiment, instead of using a polarizing plate (made of an organic material) that actively absorbs blue and green light, it is made of an inorganic material that has not only a color synthesis function but also a polarization selectivity. Since the multilayer film is used, the reliability problem of the output side polarizing plate in the blue and green light paths in the conventional liquid crystal projector can be fundamentally solved.
[0064]
Further, since the color synthesis optical system is formed by bonding prisms, it is advantageous for strength problems and changes with time, and can maintain high image quality without deviation even after convergence adjustment. Moreover, since the optical path is filled with glass, the optical path length can be formed relatively short.
[0065]
In addition, since the reflecting surfaces of the color synthesis optical system are all made up of one surface, a good focus is realized. Further, it is possible to provide a uniform image without occurrence of color unevenness due to a difference in spectral characteristics between the two surfaces forming the shadow or reflection surface of the mating surface suitable for the cross prism type.
[0066]
In addition, the back focus of the projection lens is minimized, and the projection lens can be reduced in size and cost.
[0067]
Further, since all three prism shapes can be basically configured in the same shape, and there is no work for aligning the surfaces described above, this is advantageous in terms of cost over the conventional cross prism type.
[0068]
(1) In this embodiment, an auxiliary
[0069]
Alternatively, it is also effective to replace the auxiliary
[0070]
Since the necessity of providing the auxiliary
[0071]
The red light may be configured to use P-polarized light reaching the screen, but the configuration of the above embodiment is desirable because an extra phase difference plate or the like is required.
[0072]
(2) In the present embodiment, the light source is color-selected for light from the white discharge tube with a filter. However, the present invention is not limited to this, and the discharge tube may have an appropriate spectral distribution for each color light. Clearly, no color selection means is required.
[0073]
Needless to say, the light source method can be applied even when the discharge tube is not a laser or EL (electroluminescence).
[0074]
(3) It is desirable that the color composition wavelength of the prism joint surface of the color composition optical system is set wider than the cutoff region set by the color separation optical system. If comprised in this way, it can comprise without being influenced by the performance of components, such as an error.
[0075]
(Embodiment 2)
First, the configuration of the projection type image display apparatus according to the present embodiment will be described with reference mainly to FIG. 5 which is a schematic configuration diagram of the projection type image display apparatus according to the second embodiment of the present invention.
[0076]
The projection type image display apparatus according to the present embodiment includes a
[0077]
The
[0078]
The configurations of the
[0079]
The light path lengths from the
[0080]
Further, the optical path lengths from the projection lens of the projection
[0081]
In addition, the optical axis connecting the green reflecting
[0082]
The principal ray from the light source of the
[0083]
The
[0084]
The color separation
[0085]
The red
[0086]
The projection
[0087]
The green reflecting
[0088]
The red light in this embodiment corresponds to the first light of the present invention, the blue light in this embodiment corresponds to the second light of the present invention, and the green light in this embodiment corresponds to the present invention. Corresponds to the third light. The S-polarized light in the present embodiment corresponds to the first type of light of the present invention, and the P-polarized light in the present embodiment corresponds to the second type of light of the present invention.
[0089]
Next, the operation of the projection type image display apparatus according to the present embodiment will be described.
[0090]
The light from the
[0091]
Of the light incident on the green reflecting
[0092]
The light transmitted through the green reflecting
[0093]
Of the light incident on the blue reflecting
[0094]
Of the light incident on the blue reflecting
[0095]
In the foregoing, the configuration and operation of the projection type image display apparatus according to the present embodiment have been described.
[0096]
As described above, in the present embodiment, the mainstream white light source (high pressure mercury lamp, metal halide lamp, halogen lamp) is currently used as a projector light source while maintaining the advantages of the reliability, compactness, and high image quality of the first embodiment. When using the light, it becomes possible to efficiently use light.
[0097]
In particular, since the color separation optical system can be configured without the relay optical system introduced in other systems, it is possible to reduce the color unevenness due to image reversal by the relay optical system and to reduce the size of the relay optical system while realizing a reduction in size. Cost reduction can be realized.
[0098]
(1) As shown in FIG. 6 which is a schematic configuration diagram of a projection type image display apparatus according to another embodiment of the present invention (part 1), a green reflection
[0099]
(2) Further, as shown in FIG. 7 which is a schematic configuration diagram of a projection type image display apparatus (No. 2) according to another embodiment of the present invention, the
[0100]
In the above, Embodiment 1-2 was demonstrated in detail.
[0101]
【The invention's effect】
The present invention has an advantage that it is possible to provide an image display device that is highly reliable and in which an increase in size of the device is suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a projection type image display apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic perspective view of each light valve of the
FIG. 3 is a characteristic diagram of the green
FIG. 4 is a characteristic diagram of the blue
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a projection-type image display apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a projection-type image display apparatus (part 1) according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a projection-type image display apparatus (part 2) according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a projection-type image display device using a conventional absorption-type polarizing plate.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a projection-type image display device using a conventional polarization beam splitter.
[Explanation of symbols]
101 Light source for green light
102 Light source for blue light
103 Light source for red light
104, 203 Light valve
105,204 color synthesis optical system
106, 205 Projection optical system
107, 110, 113, 206 Light source
108, 111, 114, 207 reflector
109 Green transmissive dichroic filter
112 Blue transmissive dichroic filter
115 Red transmission dichroic filter
116, 118, 120, 210, 214, 217 condenser lens
117, 211 Light valve unit for green
119, 215 Light valve unit for blue
121,218 Light valve unit for red
122 Incident-side polarizing plate
123 LCD panel
125, 126, 127 Triangular prism
128 Green reflective multilayer film
129 Blue reflective multilayer film
130 Prism exit surface
131 Auxiliary polarizing plate
132 Prism side
201 Light source
202 Color separation optical system
208 Green reflective dichroic mirror
209, 213, 216 Reflective mirror
212 Blue reflective dichroic mirror
219 Green transmissive dichroic mirror
Claims (14)
第2の入射面を有し、第1の膜が配置された第1の接合面で前記第1のプリズムと接合される第2のプリズムと、
第3の入射面を有し、第2の膜が配置された第2の接合面で前記第2のプリズムと接合される第3のプリズムとを備え、
第1の光の少なくとも第1種の光は、前記第1の入射面から入射し、前記第1のプリズムを通過し、前記第1の接合面を透過し、前記第2のプリズムを通過し、前記第2の接合面を透過し、前記第3のプリズムを通過し、
第2の光の第1種の光は、前記第2の入射面から入射し、前記第2のプリズムを通過し、前記第1の接合面で反射し、前記第2のプリズムを通過し、前記第2の接合面を透過し、前記第3のプリズムを通過し、
前記第2の光の第2種の光は、前記第2の入射面から入射し、前記第2のプリズムを通過し、前記第1の接合面を透過し、前記第1のプリズムを通過し、
第3の光の第1種の光は、前記第3の入射面から入射し、前記第3のプリズムを通過し、前記第2の接合面で反射し、前記第3のプリズムを通過し、
前記第3の光の第2種の光は、前記第3の入射面から入射し、前記第3のプリズムを通過し、前記第2の接合面を透過し、前記第2のプリズムを通過し、前記第1の接合面を透過し、前記第1のプリズムを通過する画像表示装置。A first prism having a first entrance surface;
A second prism having a second entrance surface and joined to the first prism at a first joint surface on which the first film is disposed;
A third prism having a third entrance surface and joined to the second prism at a second joint surface on which the second film is disposed;
At least a first type of first light is incident from the first incident surface, passes through the first prism, passes through the first joint surface, and passes through the second prism. , Passing through the second joint surface, passing through the third prism,
The first type of light of the second light is incident from the second incident surface, passes through the second prism, is reflected by the first joint surface, passes through the second prism, Passing through the second cemented surface, passing through the third prism,
The second type of light of the second light is incident from the second incident surface, passes through the second prism, passes through the first joint surface, and passes through the first prism. ,
The first type of light of the third light is incident from the third incident surface, passes through the third prism, is reflected by the second joint surface, passes through the third prism,
The second type of light of the third light is incident from the third incident surface, passes through the third prism, passes through the second joint surface, and passes through the second prism. An image display device that passes through the first joint surface and passes through the first prism.
前記第2の膜は、前記第1の光の少なくとも第1種の光、前記第2の光の第1種の光、および前記第3の光の第2種の光を透過させ、前記第3の光の第1種の光を反射させるための膜である請求項1記載の画像表示装置。The first film transmits at least the first type of light of the first light, the second type of light of the second light, and the second type of light of the third light. A film for reflecting the first type of light of 2;
The second film transmits at least the first type of light of the first light, the first type of light of the second light, and the second type of light of the third light. The image display device according to claim 1, wherein the image display device is a film for reflecting the first type of the third light.
前記第1の入射面は、前記第1のプリズムの30°の内角の対辺を含む前記三角柱の側面を利用して形成され、
前記第2の入射面は、前記第2のプリズムの30°の内角の対辺を含む前記三角柱の側面を利用して形成され、
前記第3の入射面は、前記第3のプリズムの30°の内角の対辺を含む前記三角柱の側面を利用して形成され、
前記第1の接合面は、前記第1のプリズムの90°の内角の対辺を含む前記三角柱の側面と前記第2のプリズムの90°の内角の対辺を含む前記三角柱の側面とを利用して形成され、
前記第2の接合面は、前記第2のプリズムの60°の内角の対辺を含む前記三角柱の側面と前記第3のプリズムの60°の内角の対辺を含む前記三角柱の側面とを利用して形成される請求項1記載の画像表示装置。The shape of the first to third prisms is a triangular prism having a triangle having an inner angle of 30 °, 60 °, and 90 ° as a bottom surface,
The first incident surface is formed using a side surface of the triangular prism including the opposite side of the internal angle of 30 ° of the first prism,
The second incident surface is formed by using a side surface of the triangular prism including the opposite side of the internal angle of 30 ° of the second prism,
The third incident surface is formed using a side surface of the triangular prism including the opposite side of the inner angle of 30 ° of the third prism,
The first cemented surface uses a side surface of the triangular prism including the opposite side of the 90 ° inner angle of the first prism and a side surface of the triangular prism including the opposite side of the second prism of the inner angle of 90 °. Formed,
The second cementing surface utilizes a side surface of the triangular prism including the opposite side of the second prism having an inner angle of 60 ° and a side surface of the triangular prism including the opposite side of the third prism having an inner angle of 60 °. The image display device according to claim 1, which is formed.
前記第2の光の第1種の光は、前記第1の膜に対してS偏光の光であり、
前記第3の光の第1種の光は、前記第2の膜に対してS偏光の光である請求項1記載の画像表示装置。The first to third lights are polarized lights having a uniform polarization direction,
The first type light of the second light is S-polarized light with respect to the first film,
The image display apparatus according to claim 1, wherein the first type of the third light is S-polarized light with respect to the second film.
前記第2の光は、青色光であり、
前記第3の光は、緑色光である請求項1記載の画像表示装置。The first light is red light;
The second light is blue light;
The image display apparatus according to claim 1, wherein the third light is green light.
前記発生して出射した第1の光を調光して前記第1の入射面から入射させるための透過型液晶パネルをもつ第1のライトバルブ、前記発生して出射した第2の光を調光して前記第2の入射面から入射させるための透過型液晶パネルをもつ第2のライトバルブ、および前記発生して出射した第3の光を調光して前記第3の入射面から入射させるための透過型液晶パネルをもつ第3のライトバルブを有するライトバルブ部と、
前記第3のプリズムを通過して出射した第1から第3の光の第1種の光を入射させて所定の画像を投射するための投写レンズを有する投写光学系とをさらに備え、
前記第1のライトバルブから前記投写レンズまでの前記第1の光の第1種の光に関する光路長と、前記第2のライトバルブから前記投写レンズまでの前記第2の光の第1種の光に関する光路長と、前記第3のライトバルブから前記投写レンズまでの前記第3の光の第1種の光に関する光路長とは、実質的に等しい請求項1記載の画像表示装置。A first light source for generating and emitting the first light; a second light source for generating and emitting the second light; and for generating and emitting the third light. A light source section having a third light source;
A first light valve having a transmissive liquid crystal panel for dimming the generated and emitted first light to enter from the first incident surface; and adjusting the generated and emitted second light. A second light valve having a transmissive liquid crystal panel for allowing light to enter from the second incident surface, and dimming the generated and emitted third light to be incident from the third incident surface A light valve portion having a third light valve having a transmissive liquid crystal panel for causing
A projection optical system having a projection lens for projecting a predetermined image by making the first type of first to third light emitted through the third prism incident thereon;
An optical path length for the first type of light of the first light from the first light valve to the projection lens, and a first type of the second light from the second light valve to the projection lens. The image display device according to claim 1, wherein an optical path length related to light and an optical path length related to the first type of the third light from the third light valve to the projection lens are substantially equal.
前記発生して出射した光を前記第1から第3の光に分光する分光光学系と、
前記分光された第1の光を調光して前記第1の入射面から入射させるための透過型液晶パネルをもつ第1のライトバルブ、前記分光された第2の光を調光して前記第2の入射面から入射させるための透過型液晶パネルをもつ第2のライトバルブ、および前記分光された第3の光を調光して前記第3の入射面から入射させるための透過型液晶パネルをもつ第3のライトバルブを有するライトバルブ部と、
前記第3のプリズムを通過して出射した第1から第3の光の第1種の光を入射させて所定の画像を投射するための投写レンズを有する投写光学系とをさらに備え、
前記第1のライトバルブから前記投写レンズまでの前記第1の光の第1種の光に関する光路長と、前記第2のライトバルブから前記投写レンズまでの前記第2の光の第1種の光に関する光路長と、前記第3のライトバルブから前記投写レンズまでの前記第3の光の第1種の光に関する光路長とは、実質的に等しい請求項1記載の画像表示装置。A light source unit having a light source for generating and emitting light;
A spectroscopic optical system for splitting the generated and emitted light into the first to third light;
A first light valve having a transmissive liquid crystal panel for dimming the split first light and making it incident from the first incident surface; dimming the split second light; A second light valve having a transmissive liquid crystal panel for incidence from a second incident surface; and a transmissive liquid crystal for dimming the split third light to be incident from the third incident surface A light valve portion having a third light valve with a panel;
A projection optical system having a projection lens for projecting a predetermined image by making the first type of first to third light emitted through the third prism incident thereon;
An optical path length for the first type of light of the first light from the first light valve to the projection lens, and a first type of the second light from the second light valve to the projection lens. The image display device according to claim 1, wherein an optical path length related to light and an optical path length related to the first type of the third light from the third light valve to the projection lens are substantially equal.
前記光源から前記第1のライトバルブまでの前記第1の光に関する光路長と、前記光源から前記第2のライトバルブまでの前記第2の光に関する光路長と、前記光源から前記第3のライトバルブまでの前記第3の光に関する光路長とは、実質的に等しい請求項11記載の画像表示装置。The spectroscopic optical system includes a first dichroic mirror that splits the generated and emitted light into the first to second light and the third light, and the first dichroic mirror that is split by the first dichroic mirror. A second dichroic mirror that splits the first to second light into the first light and the second light; and the first light valve splits the first light split by the second dichroic mirror. A first reflecting mirror for causing the second light to be incident on the second light valve, and a second reflecting mirror for causing the second light split by the second dichroic mirror to enter the second light valve, and the first dichroic. A third reflecting mirror for causing the third light split by the mirror to enter the third light valve;
An optical path length related to the first light from the light source to the first light valve, an optical path length related to the second light from the light source to the second light valve, and the third light from the light source. The image display device according to claim 11, wherein an optical path length related to the third light to the bulb is substantially equal.
前記光源部から出射する光の主光線の前記第1のダイクロイックミラーに関する入射角は、実質的に45°よりも小さい請求項12記載の画像表示装置。The optical axis of the light emitted from the light source unit and the optical axis of the light incident on the projection optical system are substantially orthogonal,
The image display apparatus according to claim 12, wherein an incident angle of the principal ray of light emitted from the light source unit with respect to the first dichroic mirror is substantially smaller than 45 °.
前記光源部から出射する光の主光線の前記第1のダイクロイックミラーに関する入射角は、実質的に45°よりも大きい請求項12記載の画像表示装置。The optical axis of the light emitted from the light source unit and the optical axis of the light incident on the projection optical system are substantially parallel.
The image display apparatus according to claim 12, wherein an incident angle of the principal ray of light emitted from the light source unit with respect to the first dichroic mirror is substantially larger than 45 °.
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