JP2005321544A - Projection type display device - Google Patents

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雄二 間辺
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projection type display device in which the color irregularities of a projection image are reduced. <P>SOLUTION: Each of the color rays of light into which light is decomposed by a color decomposing optical system is reflected by the polarizing separation part of a polarization beam splitter and made incident on a reflection type light valve. The color rays of light modulated by the reflection type light valve are transmitted through the polarizing separation part of the polarization beam splitter and detected. The detected color rays of light are composed by a color composing optical system and then made incident on a projection lens. The light emitted from the projection lens is made incident on the polarizing conversion member, simulatively converted into non-polarized light, and thereafter projected onto a transmission type screen comprising a Fresnel lens. Since the light is projected onto the transmission type screen after simulatively converted into the non-polarized light by the polarizing conversion member, the projection type display device in which color irregularities are reduced can be provided. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、投射型表示装置に関する。   The present invention relates to a projection display device.

従来、光源からの光を3色の光に色分解し、各色毎に配置された3つの偏光ビームスプリッタを介してライトバルブに照射し、色合成した光を投射する投射型表示装置が知られている。光源から射出した光は、色分解光学系で赤(R)色、緑(G)色、青(B)色の三色に分解される。色分解された各色光は、各色光毎に配置された偏光ビームスプリッタに入射して偏光分離され、偏光分離膜で反射されたS偏光の光が、各色光毎に配置された反射型ライトバルブに入射する。反射型ライトバルブで変調された光は反射射出し、再度偏光ビームスプリッタに入射する。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a projection type display device that separates light from a light source into three colors of light, irradiates the light valve via three polarization beam splitters arranged for each color, and projects the color combined light. ing. Light emitted from the light source is separated into three colors of red (R), green (G), and blue (B) by a color separation optical system. Each color light that has undergone color separation enters a polarization beam splitter disposed for each color light, is polarized and separated, and the S-polarized light reflected by the polarization separation film is disposed for each color light. Is incident on. The light modulated by the reflection type light valve is reflected and emitted, and enters the polarization beam splitter again.

偏光ビームスプリッタに入射した光のうち、偏光分離部を透過するP偏光の光が検光され、4つの三角柱プリズムからなる複合プリズムで構成される色合成光学系に入射する。色合成光学系で色合成された光は、内部にプラスチック光学部材からなる非球面形状のレンズを有する投射レンズに入射し、投射レンズ内部に配置された反射ミラーで偏向された後、射出される。射出された光はスクリーン上に投射される。なお背面投射型表示装置、いわゆるリアプリジェクションテレビでは、投射像はフレネルレンズから構成される透過型スクリーンに投射される。
特開平2003−29210号公報
Of the light incident on the polarization beam splitter, the P-polarized light that passes through the polarization separation unit is analyzed and is incident on a color combining optical system composed of a composite prism composed of four triangular prisms. The light synthesized by the color synthesizing optical system is incident on a projection lens having an aspherical lens made of a plastic optical member, deflected by a reflection mirror disposed inside the projection lens, and then emitted. . The emitted light is projected on the screen. In a rear projection display device, so-called reapplication television, a projected image is projected on a transmission screen composed of a Fresnel lens.
JP-A-2003-29210

従来の投射型表示装置においては、偏光ビームスプリッタで検光された各色光は偏光した光であるが、この偏光した光は投射レンズを通過する際に、投射レンズ中のレンズやミラーによって偏光状態が乱される。その際、B、G、Rの各色光毎に偏光状態は異なり、また、光が射出する方向によっても偏光状態はまちまちになる。このためこの光がフレネルレンズのスクリーンに入射すると、スクリーン固有の偏光特性と入射光の偏光状態との相互作用によって、スクリーンを透過した像に色ムラが発生してしまうという問題を有していた。   In a conventional projection display device, each color light detected by the polarization beam splitter is polarized light, and this polarized light is polarized by a lens or mirror in the projection lens when passing through the projection lens. Is disturbed. At that time, the polarization state is different for each color light of B, G, and R, and the polarization state varies depending on the direction in which the light is emitted. For this reason, when this light is incident on the screen of the Fresnel lens, there is a problem in that color unevenness occurs in the image transmitted through the screen due to the interaction between the polarization characteristics inherent to the screen and the polarization state of the incident light. .

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、投射像の色ムラを低減した投射型表示装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a projection display device in which color unevenness of a projected image is reduced.

上記問題を解決するために請求項1に係る発明は、光源からの光を変調するライトバルブと、前記ライトバルブで変調された光を透過型スクリーンに投射する投射レンズと、前記透過型スクリーンに投射される光の偏光状態を擬似的に無偏光にする偏光変換部材とを有することを特徴とする投射型表示装置を提供する。 In order to solve the above problem, an invention according to claim 1 is directed to a light valve that modulates light from a light source, a projection lens that projects light modulated by the light valve onto a transmissive screen, and the transmissive screen. There is provided a projection type display device comprising a polarization conversion member that makes a polarization state of projected light pseudo-non-polarized.

請求項2に係る発明は、前記偏光変換部材は、前記投射レンズと前記透過型スクリーンとの間に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の投射型表示装置を提供する。
請求項3に係る発明は、前記光源からの光をR(赤)光、G(緑)光、B(青)光に色分解する色分解光学系と、前記各色光毎に配置された反射型ライトバルブと前記色分解されたR光、G光、B光を偏光分離して、各色光ごとに配置された前記反射型ライトバルブに入射し、前記反射型ライトバルブから射出された光を検光する各色光毎に配置された偏光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタで検光された各色光を色合成する色合成光学系と、前記色合成された光を透過型スクリーンに投射する投射レンズと、前記投射レンズと前記透過型スクリーンとの間に配置され、前記透過型スクリーンに投射される光の偏光状態を擬似的に無偏光にする偏光変換部材とを有することを特徴とする投射型表示装置を提供する。
The invention according to claim 2 provides the projection display device according to claim 1, wherein the polarization conversion member is disposed between the projection lens and the transmission screen.
The invention according to claim 3 is a color separation optical system that separates light from the light source into R (red) light, G (green) light, and B (blue) light, and a reflection that is arranged for each of the color lights. The R-type light valve and the color-separated R light, G light, and B light are polarized and separated to enter the reflective light valve arranged for each color light, and the light emitted from the reflective light valve A polarizing beam splitter arranged for each color light to be analyzed, a color synthesis optical system for color-combining each color light detected by the polarization beam splitter, and a projection for projecting the color-synthesized light onto a transmission type screen A projection comprising: a lens; and a polarization conversion member that is disposed between the projection lens and the transmission screen, and makes a polarization state of light projected on the transmission screen pseudo-unpolarized. A type display device is provided.

請求項4に係る発明は、前記偏光ビームスプリッタと前記色合成光学系の間のR光とB光のそれぞれの光路、またはG光の光路に配置された1/2波長位相板を備え、前記色合成光学系は、直交して配置されたR光を反射する第1ダイクロイック膜とB光を反射する第2ダイクロイック膜とを有し、前記第1ダイクロイック膜と前記第2ダイクロイック膜に対して、前記色合成光学系に入射するR光とB光の偏光方向は、S偏光であり、G光はP偏光であることを特徴とする請求項3に記載の投射型表示装置を提供する。   The invention according to claim 4 includes a half-wavelength phase plate disposed in each optical path of the R light and the B light or the optical path of the G light between the polarizing beam splitter and the color combining optical system, The color synthesizing optical system includes a first dichroic film that reflects R light and a second dichroic film that reflects B light, which are arranged orthogonal to each other, with respect to the first dichroic film and the second dichroic film. 4. The projection display device according to claim 3, wherein the polarization directions of the R light and the B light incident on the color synthesis optical system are S-polarized light and the G light is P-polarized light.

請求項5に係る発明は、前記色合成光学系と前記投射レンズの間に配置された1/4波長位相板を有することを特徴とする請求項3または請求項4に記載の投射型表示装置を提供する。   The invention according to claim 5 has a quarter-wave phase plate disposed between the color synthesizing optical system and the projection lens, and the projection display device according to claim 3 or 4 I will provide a.

請求項6に係る発明は、前記光源からの光をR(赤)光、G(緑)光、B(青)光に色分解する色分解光学系と、前記各色光毎に配置されたライトバルブと、前記色分解された前記R光、G光、B光を偏光して各色光ごとに配置された前記ライトバルブに入射する偏光子と、前記ライトバルブから射出された光を検光する検光子と、前記検光子で検光された各色光を色合成する色合成光学系と前記色合成された光を透過型スクリーンに投射する投射レンズと、前記投射レンズと前記透過型スクリーンとの間に配置され、前記透過型スクリーンに投射される光の偏光状態を擬似的に無偏光にする偏光変換部材とを有することを特徴とする投射型表示装置を提供する。   The invention according to claim 6 is a color separation optical system for color-separating light from the light source into R (red) light, G (green) light, and B (blue) light, and a light disposed for each color light. Light is emitted from the bulb, a polarizer that polarizes the color-separated R light, G light, and B light and enters the light valve arranged for each color light, and light emitted from the light valve. An analyzer, a color synthesis optical system that color-synthesizes each color light analyzed by the analyzer, a projection lens that projects the color-synthesized light onto a transmission screen, and the projection lens and the transmission screen. There is provided a projection display device comprising a polarization conversion member that is disposed between the polarization conversion members to make the polarization state of light projected on the transmission screen pseudo-unpolarized.

請求項7に係る発明は、前記検光子と前記色合成光学系の間のR光とB光のそれぞれの光路、またはG光の光路に配置された1/2波長位相板を備え、前記色合成光学系は、直交して配置されたR光を反射する第1ダイクロイック膜とB光を反射する第2ダイクロイック膜とを有し、前記第1ダイクロイック膜と前記第2ダイクロイック膜に対して、前記色合成光学系に入射するR光とB光の偏光方向は、S偏光であり、G光はP偏光であることを特徴とする請求項6に記載の投射型表示装置を提供する。   The invention according to claim 7 is provided with a half-wavelength phase plate disposed in each optical path of the R light and the B light or the optical path of the G light between the analyzer and the color synthesis optical system, and the color The synthesizing optical system includes a first dichroic film that reflects R light and a second dichroic film that reflects B light, which are arranged orthogonally, and with respect to the first dichroic film and the second dichroic film, The projection type display device according to claim 6, wherein the polarization directions of the R light and the B light incident on the color synthesis optical system are S polarization, and the G light is P polarization.

請求項8に係る発明は、前記偏光変換部材は、20000nm以上の位相差を有する位相板であることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の投射型表示装置を提供する。   The invention according to claim 8 is the projection display device according to any one of claims 1 to 7, wherein the polarization conversion member is a phase plate having a phase difference of 20000 nm or more. provide.

請求項9に係る発明は、前記位相板の光学軸の方向は、前記検光された各色光の偏光方向と45度をなす角度で配置されることを特徴とする請求項8に記載の投射型表示装置を提供する。   The invention according to claim 9 is characterized in that the direction of the optical axis of the phase plate is arranged at an angle of 45 degrees with the polarization direction of each of the detected color lights. A type display device is provided.

請求項10に係る発明は、前記位相板の光学軸は、前記投射レンズの光軸の周りに回転することができることを特徴とする請求項8に記載の投射型表示装置を提供する。
請求項11に係る発明は、前記透過型スクリーンは、フレネルレンズからなることを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の投射型表示装置を提供する。
The invention according to claim 10 provides the projection display device according to claim 8, wherein the optical axis of the phase plate can rotate around the optical axis of the projection lens.
The invention according to an eleventh aspect provides the projection display device according to any one of the first to ninth aspects, wherein the transmissive screen is made of a Fresnel lens.

本発明は、投射像の色ムラを低減した投射型表示装置を提供することができる。   The present invention can provide a projection display device in which color unevenness of a projected image is reduced.

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
(第1実施形態)
図1は第1実施形態の投射型表示装置の構成図、図2は図1に示す投射型表示装置の光学エンジン10-1の構成図を示す。
まず、図2を参照して光学エンジン10-1の構成を説明する。光源11から射出された光は、偏光変換照明装置12に入射し偏光した光に変換される。偏光変換照明装置12は図2には示していないが、光源11からの光束を複数の中間光束に分割する複数のレンズをマトリクス形状に配置した第1レンズ板と、第1レンズ板のレンズのほぼ焦点の位置に複数のレンズを同様に相対して配置した第2レンズ板と、第2レンズ板のレンズ上に形成された複数の光源像からの光を単一偏光の光に変換する偏光変換部とから構成されている。偏光変換部には、光源からの光のうち特定の方向に偏光した光を透過し、それに直交する方向に偏光した光を反射する偏光素子と、偏光素子で反射された光を偏光素子を透過した光と同じ方向に進むように偏向する反射素子とが交互に組み合わされた組合せが、複数組配置されている。偏光素子を透過する光、または偏光素子で反射された後反射素子で反射された光のうち、何れか一方の射出面には1/2波長板が配置されている。これにより射出する光は、全て同一の方向に振動する偏光した光に変換される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram of a projection display device according to the first embodiment, and FIG. 2 is a configuration diagram of an optical engine 10-1 of the projection display device shown in FIG.
First, the configuration of the optical engine 10-1 will be described with reference to FIG. The light emitted from the light source 11 enters the polarization conversion illumination device 12 and is converted into polarized light. The polarization conversion illumination device 12 is not shown in FIG. 2, but includes a first lens plate in which a plurality of lenses for dividing a light beam from the light source 11 into a plurality of intermediate light beams are arranged in a matrix shape, and a lens of the first lens plate. A second lens plate in which a plurality of lenses are disposed in a similar manner at a substantially focal position, and polarized light that converts light from a plurality of light source images formed on the lenses of the second lens plate into single polarized light. And a conversion unit. The polarization converter transmits light polarized in a specific direction from light from the light source and reflects light polarized in a direction orthogonal to the light, and transmits light reflected by the polarization element through the polarization element. A plurality of combinations in which reflective elements that are deflected so as to travel in the same direction as the emitted light are alternately combined are arranged. A half-wave plate is disposed on one of the exit surfaces of the light transmitted through the polarizing element or the light reflected by the reflecting element after being reflected by the polarizing element. Thereby, all the emitted light is converted into polarized light that vibrates in the same direction.

さらに偏光変換照明装置12は、この偏光した光を後述のライトバルブ18B、18G、18R上に重畳して照明するコンデンサレンズを備えている。光源11から射出された光は、偏光変換照明装置12で紙面に垂直な方向に偏光方向を有する偏光した光に変換される。この偏光方向は、後述する偏光ビームスプリッタ17B、17G、17Rの偏光分離部に対してはS偏光の光になる。   Furthermore, the polarization conversion illumination device 12 includes a condenser lens that illuminates the polarized light by superimposing it on light valves 18B, 18G, and 18R described later. The light emitted from the light source 11 is converted into polarized light having a polarization direction in a direction perpendicular to the paper surface by the polarization conversion illumination device 12. This polarization direction is S-polarized light for the polarization beam splitters 17B, 17G, and 17R described later.

偏光変換照明装置12から射出された光は、B(青)光を反射し、R(赤)光とG(緑)光を透過する特性を有するダイクロイックミラー13Bと、R光とG光を反射し、B光を透過する特性を有するダイクロイックミラー13RGを互いに直交して配置したクロスダイクロイックミラー13に入射する。入射した光は、入射光に対して垂直で、互いに反対方向に進むB光と、R光とG光との混合光とに色分解される。色分解されたB光は、偏向ミラー14で偏向されて偏光ビームスプリッタ17Bに入射し、偏光分離部で反射されたS偏光の光がB光用反射型ライトバルブ18Bに入射する。   The light emitted from the polarization conversion illumination device 12 reflects B (blue) light, reflects R (red) light and G (green) light, and reflects R light and G light. Then, the dichroic mirror 13RG having the characteristic of transmitting the B light is incident on the cross dichroic mirror 13 arranged orthogonal to each other. The incident light is color-separated into B light that is perpendicular to the incident light and travels in opposite directions, and mixed light of R light and G light. The color-separated B light is deflected by the deflecting mirror 14 and enters the polarization beam splitter 17B, and the S-polarized light reflected by the polarization separation unit enters the B light reflection type light valve 18B.

色分解されたR光とG光との混合光は、偏向ミラー15で偏向された後G光を反射し、R光を透過する特性を有するダイクロイックミラー16に入射して、反射されるG光と、透過するR光とに色分解される。クロスダイクロイックミラー13と、ダイクロイックミラー16と偏向ミラー15とで色分解光学系を構成する。
色分解されたR光とG光はそれぞれ偏光ビームスプリッタ17G、17Rに入射し、偏光分離部で反射されたS偏光の光がそれぞれ反射型ライトバルブ18G、18Rに入射する。
The mixed light of the color-separated R light and G light is deflected by the deflecting mirror 15, then reflects the G light, enters the dichroic mirror 16 having a characteristic of transmitting the R light, and is reflected by the G light. And color separation into transmitted R light. The cross dichroic mirror 13, the dichroic mirror 16, and the deflecting mirror 15 constitute a color separation optical system.
The color-separated R light and G light enter the polarization beam splitters 17G and 17R, respectively, and the S-polarized light reflected by the polarization separation unit enters the reflection type light valves 18G and 18R, respectively.

反射型ライトバルブ18B、18G、18Rに入射した各色光は、それぞれの色信号によって変調作用を受けて反射射出され、再度偏光ビームスプリッタ17B、17G、17Rに入射する。偏光ビームスプリッタ17B、17G、17Rに入射した各色光は、偏光分離部を透過するP偏光を検光光として取りだす。検光された各色光は、色合成光学系を構成するクロスダイクロイックプリズム20にそれぞれ異なる入射面から入射する。クロスダイクロイックプリズム20の内部には、R光反射ダイクロイック膜20RとB光反射ダイクロイック膜20Bが直交して配置されており、R光反射ダイクロイック膜20RでR光が反射され、B光反射ダイクロイック膜20BでB光が反射され、G光は2つのダイクロイック膜を透過することによって色合成される。色合成された光は、投射レンズ21に入射する。投射レンズ21は、プラスチック光学部材からなる非球面レンズや、射出方向を変える反射ミラーなどを有している。   The respective color lights incident on the reflection type light valves 18B, 18G, and 18R are reflected and emitted by being modulated by the respective color signals, and enter the polarization beam splitters 17B, 17G, and 17R again. For each color light incident on the polarization beam splitters 17B, 17G, and 17R, P-polarized light that passes through the polarization separation unit is extracted as analysis light. The detected color lights enter the cross dichroic prism 20 constituting the color synthesis optical system from different incident surfaces. Inside the cross dichroic prism 20, an R light reflecting dichroic film 20R and a B light reflecting dichroic film 20B are arranged orthogonally, the R light is reflected by the R light reflecting dichroic film 20R, and the B light reflecting dichroic film 20B. The B light is reflected and the G light is color-synthesized by passing through the two dichroic films. The color-combined light enters the projection lens 21. The projection lens 21 includes an aspheric lens made of a plastic optical member, a reflection mirror that changes the emission direction, and the like.

図1に、投射型表示装置をY軸方向、すなわち側面から見た構成図を示す。光学エンジン10−1の投射レンズ21から射出された光は、所定の位相差を有する位相板22を経て反射ミラー23に入射し、フレネルレンズから構成されるスクリーン24に投射される。位相板22は、投射レンズ21から射出された光を擬似的に無偏光な光にする。
ここで位相板22を使用しない場合の投射像の色ムラについて説明する。スクリーンとして使用するフレネルレンズは、プラスチックからできており、同心円状に鋸刃形状の溝が細かく刻まれたものである。このスクリーンに光学エンジンから射出された光が入射するが、光軸から離れた周辺部分では大きな入射角度でフレネルレンズ上の鋸刃形状溝に入射する。
FIG. 1 shows a configuration diagram of the projection display device viewed from the Y-axis direction, that is, from the side. The light emitted from the projection lens 21 of the optical engine 10-1 enters the reflection mirror 23 through the phase plate 22 having a predetermined phase difference, and is projected onto the screen 24 composed of a Fresnel lens. The phase plate 22 makes the light emitted from the projection lens 21 pseudo-unpolarized light.
Here, the color unevenness of the projected image when the phase plate 22 is not used will be described. A Fresnel lens used as a screen is made of plastic, and has concentric circular saw-tooth grooves. Light emitted from the optical engine is incident on the screen, but is incident on the saw-tooth groove on the Fresnel lens at a large incident angle in a peripheral portion away from the optical axis.

そして誘電体物質、この場合はプラスチック、に大きな角度で入射する場合には、入射する偏光の振動方向(例えばP偏光とS偏光)によってその透過率に違いが生じる。したがって透過する光の量は、入射する光の偏光の振動方向(例えばP偏光とS偏光)の光量の比によって異なってくる。   When the light is incident on a dielectric material, in this case plastic, at a large angle, the transmittance varies depending on the oscillation direction of the incident polarized light (for example, P-polarized light and S-polarized light). Accordingly, the amount of transmitted light varies depending on the ratio of the amount of light in the polarization oscillation direction (for example, P-polarized light and S-polarized light) of incident light.

このようにフレネルレンズの透過光には偏光特性があるため、入射する光の偏光状態によってスクリーン上での明るさが変わってしまう。
一方、投射レンズ21中に配置されたミラーによる反射やプラスチック部材の透過、スクリーン前に配置された折り曲げミラーによる反射で発生する位相差が色によって異なるため、フレネルレンズに入射する光の偏光状態は、R光、G光、B光で同じではない。また偏光の状態は、投射される光が投射レンズから射出される方向によっても異なってくる。したがってフレネルレンズを透過する光は、スクリーン上の位置によって各色の光量比が異なり、その結果としてスクリーン面内の色ムラとなる。
Thus, since the light transmitted through the Fresnel lens has a polarization characteristic, the brightness on the screen changes depending on the polarization state of the incident light.
On the other hand, since the phase difference generated by reflection by the mirror arranged in the projection lens 21, transmission of the plastic member, and reflection by the bending mirror arranged in front of the screen differs depending on the color, the polarization state of light incident on the Fresnel lens is , R light, G light and B light are not the same. The state of polarization also varies depending on the direction in which the projected light is emitted from the projection lens. Therefore, the light passing through the Fresnel lens has a different light quantity ratio depending on the position on the screen, resulting in color unevenness in the screen surface.

そこでこの色ムラを解消する方法を考えてみると、各色光、および各射出方向のすべての光について偏光状態を同じようにそろえればよいことが、これまでのの説明から推測される。しかしながら射出するすべての方向、すべての色光について偏光状態を同じようにそろえることは困難である。   Accordingly, when considering a method for eliminating the color unevenness, it is presumed from the above description that the polarization states of the respective color lights and all the lights in the respective emission directions may be aligned in the same manner. However, it is difficult to align the polarization states in the same way for all directions of emission and for all color lights.

そこで本発明では、偏光状態をそろえるのではなくて、むしろ偏光状態を大きく乱すことによって、擬似的に無偏光な状態にすることとした。この方法によってフレネルレンズに入射するP偏光成分とS偏光成分との強度比を各色光についてそろえることにより、スクリーン24上での色ムラを低減するのである。   Therefore, in the present invention, the polarization state is not made uniform, but rather the polarization state is greatly disturbed to make it a pseudo non-polarization state. By this method, the intensity ratio of the P-polarized component and the S-polarized component incident on the Fresnel lens is made uniform for each color light, thereby reducing color unevenness on the screen 24.

次に投射光を擬似的に無偏光状態にする位相板22について説明する。まず、位相板22に直線偏光の光が入射した際の透過光の偏光度(P偏光成分強度とS偏光成分強度の比)と位相差量との関係について説明する。   Next, the phase plate 22 that makes the projected light pseudo-polarized will be described. First, the relationship between the degree of polarization of transmitted light (ratio of P-polarized component intensity and S-polarized component intensity) and the amount of phase difference when linearly polarized light enters the phase plate 22 will be described.

図3に、位相板22にP偏光の光が入射した時の、射出光のP偏光成分とS偏光成分の光強度の波長依存性を示す。位相板22の位相差は138nmとし、その光学軸の方位はP偏光、S偏光の方向に対して45度とする。横軸は波長(nm)、縦軸は強度(相対値)である。ここではそれぞれの偏光成分の総和が1となるように規格化して表している。Ipは透過後のP偏光成分の強度を、Isは透過後のS偏光成分の強度を示している。   FIG. 3 shows the wavelength dependence of the light intensity of the P-polarized component and S-polarized component of the emitted light when P-polarized light is incident on the phase plate 22. The phase difference of the phase plate 22 is 138 nm, and the orientation of its optical axis is 45 degrees with respect to the directions of P-polarized light and S-polarized light. The horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents intensity (relative value). Here, the polarization components are normalized so that the total sum of the polarization components is 1. Ip indicates the intensity of the P-polarized component after transmission, and Is indicates the intensity of the S-polarized component after transmission.

この場合、550nm近傍の波長ではP偏光とS偏光の強度はほぼ一致するが、この波長から離れるのにしたがってP偏光とS偏光との強度の差は大きくなる。具体的にはB光波長領域(400〜500nm)においてはS偏光成分の強度の方が大きくなるのに対し、R光波長領域(600〜700nm)においては逆にP偏光成分の強度の方が大きくなる。このことから、位相差が138nmの位相板では、B光波長領域での偏光状態(S偏光成分強度とP偏光成分強度との比率)とR光波長領域での偏光状態とが大きく異なるので、スクリーンを透過する光の量もB、G、R間で大きく異なり、スクリーン透過光は色づく、すなわち色ムラが生じる。つまり位相差138nm程度では擬似的に無偏光な状態にすることができない。   In this case, the intensities of the P-polarized light and the S-polarized light substantially coincide with each other at a wavelength near 550 nm, but the difference in intensity between the P-polarized light and the S-polarized light increases as the distance from the wavelength increases. Specifically, the intensity of the S-polarized component is larger in the B light wavelength region (400 to 500 nm), whereas the intensity of the P-polarized component is conversely in the R light wavelength region (600 to 700 nm). growing. From this, in the phase plate having a phase difference of 138 nm, the polarization state in the B light wavelength region (ratio of S polarization component intensity and P polarization component intensity) and the polarization state in the R light wavelength region are greatly different. The amount of light transmitted through the screen also varies greatly between B, G, and R, and the screen transmitted light is colored, that is, color unevenness occurs. In other words, a pseudo non-polarized state cannot be obtained with a phase difference of about 138 nm.

図4に位相差が5000nmの位相板にP偏光の光が入射した時の、射出光のP偏光成分とS偏光成分の光強度の波長依存性を示す。この位相板ではP偏光成分の強度とS偏光成分の強度はそれぞれ周期的に変化する。各色光(B光としては400〜500nm、G光としては500〜600nm、R光としては600〜700nm)の波長領域内で平均するとそれぞれの偏光成分の強度比は等しくなる。しかし人間の視感度特性は555nm付近で最も高くなることを考慮すると、視感度が高くなるB光波長領域内の長波長側、同じくR光波長領域内の短波長側において偏光成分の比率に偏りが見られる。すなわちB光の長波長側、450〜500nm付近では、強度が1周期程度しか変化しておらず、またR光の短波長側600〜650nm付近では、強度が1周期以下しか変化しておらず、擬似的に無偏光な光と見なすにはまだ十分とは言えない。   FIG. 4 shows the wavelength dependence of the light intensities of the P-polarized component and the S-polarized component of the emitted light when P-polarized light is incident on a phase plate having a phase difference of 5000 nm. In this phase plate, the intensity of the P-polarized component and the intensity of the S-polarized component change periodically. On average in the wavelength region of each color light (400 to 500 nm for B light, 500 to 600 nm for G light, and 600 to 700 nm for R light), the intensity ratio of each polarization component becomes equal. However, considering that the human visual sensitivity characteristic is highest near 555 nm, the polarization component ratio is biased on the long wavelength side in the B light wavelength region where the visual sensitivity is high, and also on the short wavelength side in the R light wavelength region. Is seen. In other words, the intensity changes only for about one cycle near 450 to 500 nm on the long wavelength side of B light, and the intensity changes only for one period or less near 600 to 650 nm on the short wavelength side of R light. It is still not enough to be regarded as pseudo-unpolarized light.

図5に位相差が20000nmの位相板にP偏光の光が入射した時の、射出光のP偏光成分とS偏光成分との光強度の波長依存性を示す。この場合、強度変化の周期が最も長くなっているR光においても各偏光成分はそれぞれ4周期以上変化しており、人間の視感度を考慮してもP偏光成分とS偏光成分の比率はほぼ同じと見なすことができる。B光、G光においてはさらに周期が増えているので、この位相板を配置することにより、投射レンズから射出される光を擬似的に無偏光にさせたと言うことができる。つまり、この位相板を投射レンズの後に配置することによって、スクリーン上の色ムラを低減することができる。   FIG. 5 shows the wavelength dependence of the light intensity of the P-polarized component and the S-polarized component of the emitted light when P-polarized light is incident on a phase plate having a phase difference of 20000 nm. In this case, even in the R light having the longest period of intensity change, each polarization component has changed by four cycles or more, and the ratio of the P polarization component to the S polarization component is almost the same even in consideration of human visibility. Can be considered the same. Since the period of B light and G light is further increased, it can be said that by arranging this phase plate, the light emitted from the projection lens is made pseudo-polarized. That is, by disposing the phase plate after the projection lens, color unevenness on the screen can be reduced.

なお位相板22の光学軸の方向は、図1におけるX軸またはY軸に対して約45度となることが好ましい。偏光ビームスプリッタ17B、17G、17RをP偏光で透過した光が、光学エンジン10−1から射出されるので、投射レンズ21を射出した直後の光は、Y軸方向またはX軸方向に最も強い偏光成分があることが予想されるからである。さらに位相板を投射レンズ21の光軸を中心として回転させて光学軸方向を調節できる構造とすれば、光学エンジンや投射レンズのばらつき、または使用するフレネルレンズ固有の特性に応じて色ムラの補正を最良な状態に持っていくことができる。   The direction of the optical axis of the phase plate 22 is preferably about 45 degrees with respect to the X axis or Y axis in FIG. Since the light transmitted through the polarization beam splitters 17B, 17G, and 17R as P-polarized light is emitted from the optical engine 10-1, the light immediately after exiting the projection lens 21 is the strongest polarized light in the Y-axis direction or the X-axis direction. This is because it is expected that there are ingredients. Further, if the phase plate is rotated around the optical axis of the projection lens 21 so that the optical axis direction can be adjusted, color unevenness can be corrected according to variations in the optical engine and the projection lens, or characteristics specific to the Fresnel lens used. Can be brought to the best state.

また位相板の位相差20000nmは波長550nmの光に対して、約36波長分の位相差となる。一方投射レンズ中のプラスチック光学部材からなる非球面レンズや、反射ミラー等によって発生する位相差は数波長程度である。したがって位相板の位相差としてこの程度の量があれば、投射レンズで発生する位相がこの位相板による疑似無偏光状態を乱す影響は無視できると言える。位相板の素材としてはポリカーボネートのようなプラスチックの素材や、サファイアガラス、水晶板などの一軸又は二軸結晶構造を有する複屈折性材料があるが、これらの素材固有の複屈折量に応じて厚さや光学軸の方位を位相差が20000nm以上の値となるように調節して使用すればよい。   The phase difference of 20000 nm of the phase plate is a phase difference of about 36 wavelengths with respect to light having a wavelength of 550 nm. On the other hand, the phase difference generated by an aspheric lens made of a plastic optical member in the projection lens, a reflection mirror, or the like is about several wavelengths. Therefore, if there is such an amount as the phase difference of the phase plate, it can be said that the influence of the phase generated in the projection lens disturbing the pseudo non-polarized state by the phase plate can be ignored. Phase plate materials include plastic materials such as polycarbonate, birefringent materials with a uniaxial or biaxial crystal structure, such as sapphire glass and quartz plates, but the thickness depends on the amount of birefringence unique to these materials. It is only necessary to adjust the azimuth of the optical axis so that the phase difference becomes a value of 20000 nm or more.

本実施形態では、位相差として約20000nmの位相板を使用したが、位相板として位相差が20000nm以上のものを使用すれば、さらなる無偏光状態を達成できることはいうまでもない。さらに位相板の光学軸の向きを調整することによって、個々の光学エンジンのバラツキや使用するフレネルレンズ固有の特性に応じて位相板を射出する投射光の擬似無偏光状態を最適化することができるため、フレネルレンズを配置したスクリーン上において色ムラの軽減された投射像を得ることができる。なお、スクリーン上での色ムラの様子から、実用上擬似的に無偏光状態と見なすことができるのであれば、位相差は20000nm以下であっても構わない。   In this embodiment, a phase plate having a phase difference of about 20000 nm is used, but it is needless to say that a further non-polarized state can be achieved if a phase plate having a phase difference of 20000 nm or more is used. Furthermore, by adjusting the direction of the optical axis of the phase plate, it is possible to optimize the quasi-non-polarized state of the projection light emitted from the phase plate according to the variations of individual optical engines and the characteristics specific to the Fresnel lens used. Therefore, it is possible to obtain a projected image with reduced color unevenness on the screen on which the Fresnel lens is arranged. Note that the phase difference may be 20000 nm or less as long as it can be regarded as a practically non-polarized state from the state of color unevenness on the screen.

(第2実施形態)
図6に第2実施形態の投射型表示装置に使用する光学エンジン10−2の構成図を示す。本実施形態の光学エンジン10−2の構成は、B光とR光の検光光の光路に1/2波長位相板を配置している点が第1実施形態の光学エンジンと異なり、その他の構成は同じである。
(Second Embodiment)
FIG. 6 shows a configuration diagram of an optical engine 10-2 used in the projection display device of the second embodiment. The configuration of the optical engine 10-2 of the present embodiment is different from the optical engine of the first embodiment in that a half-wave phase plate is disposed in the optical paths of the B light and R light analysis light. The configuration is the same.

B光とR光用の反射型ライトバルブ18B、18Rから反射射出された光は、偏光ビームスプリッタ17B、17Rに再度入射する。入射した光のうち偏光分離部を透過するP偏光が検光光として取り出される。偏光ビームスプリッタ18B、18Rから射出したB光とR光の検光光は、それぞれ1/2波長位相板25B、25Rに入射して90度偏光方向が回転し、S偏光に変換される。S偏光に変換されたB光とR光の検光光は、クロスダイクロイックプリズム20に入射し、P偏光のG光の検光光と色合成される。色合成された光は投射レンズ21に入射して、投射される。   The light reflected and emitted from the reflection light valves 18B and 18R for the B light and the R light again enters the polarization beam splitters 17B and 17R. Of the incident light, P-polarized light that passes through the polarization separation unit is extracted as the analysis light. The B light and R light detection lights emitted from the polarization beam splitters 18B and 18R are incident on the half-wave phase plates 25B and 25R, respectively, and their polarization directions are rotated by 90 degrees to be converted to S-polarized light. The B light and R light analysis light converted to S-polarized light is incident on the cross dichroic prism 20 and is color-combined with P-polarization G light detection light. The color-combined light enters the projection lens 21 and is projected.

一般的なダイクロイック膜の偏光特性を考慮し、クロスダイクロイックプリズム20のダイクロイック膜20R、20Bで反射されるB光、R光をS偏光、透過するG光をP偏光とすることによって、ダイクロイック膜で損失される光量を少なくすることができる。
投射型投射型表示装置としては図1で示した構成と同じであり、投射レンズ射出後に位相差として20000nm以上の量を有する位相板22が、その光学軸方位がX軸またはY軸に対して45度となるように配置されている。位相板22を配置することにより、スクリーン24へ射出される光は疑似的に無偏光な光とみなすことができるので、スクリーン24における色ムラの発生が低減される。
Considering the polarization characteristics of a general dichroic film, the B light reflected by the dichroic films 20R and 20B of the cross dichroic prism 20 is changed to S-polarized light, and the G light passing through it is changed to P-polarized light. The amount of light lost can be reduced.
The projection-type projection display device has the same configuration as that shown in FIG. 1, and the phase plate 22 having a phase difference of 20000 nm or more after the projection lens is emitted has an optical axis direction with respect to the X axis or the Y axis. It arrange | positions so that it may become 45 degree | times. By arranging the phase plate 22, the light emitted to the screen 24 can be regarded as pseudo non-polarized light, and the occurrence of color unevenness in the screen 24 is reduced.

なお本実施形態では、各色光用の偏光ビームスプリッタに入射した各色光は、偏光分離部で反射された後に反射型ライトバルブに入射し、反射型ライトバルブからの反射射出光のうち偏光ビームスプリッタの偏光分離部を透過したP偏光の光を検光光とする構成としている。このためクロスダイクロイックプリズム20に入射するB光とR光を、1/2波長位相板でS偏光に変換している。しかし偏光変換照明装置12による偏光の振動方向を90度変えることによって、偏光ビームスプリッタの偏光分離部を透過する光を反射型ライトバルブに入射し、反射型ライトバルブから反射射出された光のうち、偏光ビームスプリッタの偏光分離部で反射されるS偏光を検光光とする構成にしても構わない。この場合はG光の光路のみに1/2波長位相板を配置し、クロスダイクロイックプリズムにR光とB光はS偏光で入射し、G光はP偏光で入射する。この構成にしても同様の効果を奏することができる。   In this embodiment, each color light incident on the polarization beam splitter for each color light is reflected by the polarization separation unit and then incident on the reflection type light valve. Of the reflected emission light from the reflection type light valve, the polarization beam splitter. The P-polarized light that has passed through the polarization separation unit is used as the analysis light. For this reason, the B light and R light incident on the cross dichroic prism 20 are converted to S-polarized light by the half-wave phase plate. However, by changing the oscillation direction of the polarized light by the polarization conversion illumination device 12 by 90 degrees, the light transmitted through the polarization separation unit of the polarization beam splitter is incident on the reflection type light valve, and the light reflected and emitted from the reflection type light valve The S-polarized light reflected by the polarization separation unit of the polarization beam splitter may be configured to be the analysis light. In this case, a ½ wavelength phase plate is disposed only in the optical path of G light, R light and B light are incident on the cross dichroic prism as S-polarized light, and G light is incident as P-polarized light. Even if it is this structure, there can exist the same effect.

また上記どちらの構成においても、クロスダイクロイックプリズムに入射するG光をS偏光で使用するように、G用偏光ビームスプリッタとクロスダイクロイックプリズムとの間に、1/2波長位相板を配置してもよい。   In any of the above configurations, a half-wave phase plate may be disposed between the G polarization beam splitter and the cross dichroic prism so that the G light incident on the cross dichroic prism is used as S-polarized light. Good.

(第3実施形態)
図7に第3実施形態の投射型表示装置に使用する光学エンジン10−3の構成図を示す。本実施形態の光学エンジン10-3の構成は、クロスダイクロイックプリズム20と投射レンズ21の間に1/4波長位相板26が配置されている点で、第1実施形態の光学エンジン10−1と異なっている。
(Third embodiment)
FIG. 7 shows a configuration diagram of an optical engine 10-3 used in the projection display device of the third embodiment. The configuration of the optical engine 10-3 of the present embodiment is the same as that of the optical engine 10-1 of the first embodiment in that a quarter-wave phase plate 26 is disposed between the cross dichroic prism 20 and the projection lens 21. Is different.

クロスダイクロイックプリズム20から射出する色合成された光は、1/4波長板26を通過した後投射レンズ21に入射する。1/4波長位相板26によって、投射レンズ21中のレンズ部材の表面で反射して反射型ライトバルブまで逆行した光が、再度投射レンズに入射してゴースト光として投射されるのを防ぐことができる。1/4波長板26を通過する光はR光、G光、B光なので、1/4波長位相板は通常各色の中心波長であるG光に最適化したものを使用する。   The color-combined light emitted from the cross dichroic prism 20 passes through the quarter wavelength plate 26 and then enters the projection lens 21. The quarter-wave phase plate 26 prevents the light reflected from the surface of the lens member in the projection lens 21 and going back to the reflective light valve from entering the projection lens again and being projected as ghost light. it can. Since the light passing through the quarter-wave plate 26 is R light, G light, and B light, the quarter-wave phase plate is usually optimized for G light, which is the center wavelength of each color.

この場合クロスダイクロイックプリズム20から射出された光は、1/4波長位相板26によってG光は円偏光に変換され、B光とR光は楕円偏光に変換され、偏光状態が各色光で異なることになる。そのため位相板22を配置しないと、1/4波長位相板26による各色光の偏光状態の違いが、スクリーン24に入射した際には色ムラとなって現れる。しかし図1に示すように投射レンズ21射出後に位相差として20000nm以上の量を有する位相板22が、その光学軸方位がX軸またはY軸に対して45度となるように配置されている。位相板22を配置することにより、スクリーン24へ射出される光は疑似的に無偏光な光とみなすことができるので、スクリーン24における色ムラの発生が低減される。   In this case, the light emitted from the cross dichroic prism 20 is converted into circularly polarized light by the ¼ wavelength phase plate 26, B light and R light are converted into elliptically polarized light, and the polarization state is different for each color light. become. Therefore, if the phase plate 22 is not disposed, the difference in polarization state of each color light by the quarter wavelength phase plate 26 appears as color unevenness when entering the screen 24. However, as shown in FIG. 1, the phase plate 22 having a phase difference of 20000 nm or more after the projection lens 21 exits is disposed so that the optical axis direction thereof is 45 degrees with respect to the X axis or the Y axis. By arranging the phase plate 22, the light emitted to the screen 24 can be regarded as pseudo non-polarized light, and the occurrence of color unevenness in the screen 24 is reduced.

(第4実施形態)
図8に第4実施形態の投射型表示装置の構成図、図9に投射型表示装置に使用する光学エンジン10−4の構成図を示す。本実施形態の光学エンジン10-4の基本構成は第1実施形態の光学エンジン10−1と同じであるが、使用するライトバルブが透過型ライトバルブである点が異なる。
(Fourth embodiment)
FIG. 8 shows a configuration diagram of a projection display device according to the fourth embodiment, and FIG. 9 shows a configuration diagram of an optical engine 10-4 used in the projection display device. The basic configuration of the optical engine 10-4 of the present embodiment is the same as that of the optical engine 10-1 of the first embodiment, except that the light valve used is a transmissive light valve.

図9において、第1実施形態と同じ色分解光学系で色分解されたB光、G光、R光の各色光は偏向ミラー31B、31G、31Rで進行方向を変え、S偏光を透過し、P偏光を吸収する偏光子32B、32G、32Rを経て透過型ライトバルブ33B、33G、33Rに入射する。なお本実施形態では紙面に垂直な方向、Z軸方向、に偏光した光をS偏光とする。入射した各色光は、それぞれの色信号で変調された後射出され、P偏光を透過し、S偏光を吸収する偏光子34B、34G、34Rに入射してP偏光の光が検光光として取りだされる。検光された光は、クロスダイクロイックプリズム20に異なる入射面から入射して、色合成される。色合成された光は、投射レンズ35に入射し投射される。   In FIG. 9, the B light, G light, and R light, which are color-separated by the same color separation optical system as in the first embodiment, change the traveling direction by the deflecting mirrors 31B, 31G, 31R, and transmit S-polarized light. The light enters the transmissive light valves 33B, 33G, and 33R through the polarizers 32B, 32G, and 32R that absorb the P-polarized light. In this embodiment, light polarized in the direction perpendicular to the paper surface and in the Z-axis direction is S-polarized light. Each incident color light is emitted after being modulated by the respective color signal, transmitted through the P-polarized light, and incident on the polarizers 34B, 34G, and 34R that absorb the S-polarized light, and the P-polarized light is taken as the analysis light. It will be. The analyzed light is incident on the cross dichroic prism 20 from different incident surfaces and is color-synthesized. The color-synthesized light enters the projection lens 35 and is projected.

図8に示すように、光学エンジン10−4の投射レンズ35から射出した光は、図5に示した特性を有する位相板22に入射し、疑似的に無偏光の光に変換された後反射ミラー23で反射され、フレネルレンズを使用したスクリーン24に入射する。位相板22によって擬似的な無偏光光に変換されるのでスクリーン24に入射しても色ムラが低減された良好な投射像を得ることができる。   As shown in FIG. 8, the light emitted from the projection lens 35 of the optical engine 10-4 is incident on the phase plate 22 having the characteristics shown in FIG. 5, and is reflected after being converted into pseudo non-polarized light. The light is reflected by the mirror 23 and enters the screen 24 using a Fresnel lens. Since it is converted into pseudo non-polarized light by the phase plate 22, a good projection image with reduced color unevenness can be obtained even if it is incident on the screen 24.

本実施形態においても、第2実施形態のようにR光とB光の検光光をS偏光として、クロスダイクロイックプリズムに入射しても構わない。なお第1実施形態から第4実施形態においては、光源からの光を色分解し、各色光ごとにライトバルブを配置していたが、光源からの光を時系列色分解光学系で時系列に色分解し、1つのライトバルブで変調し、各色光の変調光を時系列に投射する投射型表示装置においても、投射レンズとスクリーンの間に位相差が約20000nmの位相板を配置することによって、上記実施形態と同様に投射像の色ムラを低減することができる。   Also in the present embodiment, as in the second embodiment, the R light and B light detection light may be S-polarized light and incident on the cross dichroic prism. In the first to fourth embodiments, the light from the light source is color-separated and a light valve is arranged for each color light. However, the light from the light source is time-sequentially processed by the time-series color separation optical system. Even in a projection type display device that performs color separation, modulates with one light valve, and projects the modulated light of each color light in time series, a phase plate having a phase difference of about 20000 nm is disposed between the projection lens and the screen. As in the above embodiment, color unevenness in the projected image can be reduced.

またこれまで説明した実施形態においては、位相板22を投射レンズとスクリーンの間に配置したが、スクリーンに投射される光を擬似的に無偏光にできるのであれば、位相板22の配置はこれに限られない。例えば投射レンズ中、すなわち投射レンズを構成するレンズや、ミラーの間に配置しても構わない。   In the embodiments described so far, the phase plate 22 is disposed between the projection lens and the screen. However, if the light projected on the screen can be made non-polarized in a pseudo manner, the phase plate 22 is disposed. Not limited to. For example, you may arrange | position in a projection lens, ie, the lens which comprises a projection lens, or between mirrors.

第1、第2、第3実施形態の背面投射型表示装置の構成図。The block diagram of the rear projection type display apparatus of 1st, 2nd, 3rd embodiment. 第1実施形態の光学エンジンの構成図。The block diagram of the optical engine of 1st Embodiment. 位相差138nmの位相板の光学特性を示す特性図。The characteristic view which shows the optical characteristic of the phase plate of phase difference 138nm. 位相差5000nmの位相板の光学特性を示す特性図。The characteristic view which shows the optical characteristic of the phase plate of phase difference 5000nm. 位相差20000nmの位相板の光学特性を示す特性図。The characteristic view which shows the optical characteristic of the phase plate of phase difference 20000nm. 第2実施形態の光学エンジンの構成図。The block diagram of the optical engine of 2nd Embodiment. 第3実施形態の光学エンジンの構成図。The block diagram of the optical engine of 3rd Embodiment. 第4実施形態の背面投射型表示装置の構成図。The block diagram of the rear projection type display apparatus of 4th Embodiment. 第4実施形態の光学エンジンの構成図。The block diagram of the optical engine of 4th Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10−1、10−2、10−3、10−4 光学エンジン
11 光源
12 偏光変換照明装置
13 クロスダイクロイックミラー
14、15、31R、31G、31B 偏向ミラー
16 ダイクロイックミラー
17R、17G、17B 偏光ビームスプリッタ
18R、18G、18B 反射型ライトバルブ
20 クロスダイクロイックプリズム
21、35 投射レンズ
21M 投射レンズ内反射ミラー
22 位相板
23 反射ミラー
24 スクリーン
25R、25B 1/2波長位相板
26 1/4波長位相板
32R、32G、32B、34R、34G、34B 偏光子
33R、33G、33B 透過型ライトバルブ
10-1, 10-2, 10-3, 10-4 Optical engine 11 Light source 12 Polarization conversion illumination device 13 Cross dichroic mirrors 14, 15, 31R, 31G, 31B Deflection mirror 16 Dichroic mirrors 17R, 17G, 17B Polarization beam splitter 18R, 18G, 18B Reflective light valve 20 Cross dichroic prism 21, 35 Projection lens 21M Reflection mirror 22 in projection lens 22 Phase plate 23 Reflection mirror 24 Screen 25R, 25B 1/2 wavelength phase plate 26 1/4 wavelength phase plate 32R, 32G, 32B, 34R, 34G, 34B Polarizers 33R, 33G, 33B Transmission type light valve

Claims (11)

光源からの光を変調するライトバルブと、
前記ライトバルブで変調された光を透過型スクリーンに投射する投射レンズと、
前記透過型スクリーンに投射される光の偏光状態を擬似的に無偏光にする偏光変換部材とを有すること
を特徴とする投射型表示装置。
A light valve that modulates the light from the light source;
A projection lens that projects light modulated by the light valve onto a transmissive screen;
A projection display device, comprising: a polarization conversion member that makes the polarization state of light projected on the transmission screen pseudo-unpolarized.
前記偏光変換部材は、前記投射レンズと前記透過型スクリーンとの間に配置されていること
を特徴とする請求項1に記載の投射型表示装置。
The projection display device according to claim 1, wherein the polarization conversion member is disposed between the projection lens and the transmission screen.
前記光源からの光をR(赤)光、G(緑)光、B(青)光に色分解する色分解光学系と、
前記各色光毎に配置された反射型ライトバルブと、
前記色分解されたR光、G光、B光を偏光分離して、各色光ごとに配置された前記反射型ライトバルブに入射し、前記反射型ライトバルブから射出された光を検光する各色光毎に配置された偏光ビームスプリッタと、
前記偏光ビームスプリッタで検光された各色光を色合成する色合成光学系と、
前記色合成された光を透過型スクリーンに投射する投射レンズと、
前記投射レンズと前記透過型スクリーンとの間に配置され、前記透過型スクリーンに投射される光の偏光状態を擬似的に無偏光にする偏光変換部材とを有すること
を特徴とする投射型表示装置。
A color separation optical system that separates light from the light source into R (red) light, G (green) light, and B (blue) light;
A reflective light valve arranged for each color light;
Each color that separates the color-separated R light, G light, and B light, enters the reflective light valve disposed for each color light, and analyzes the light emitted from the reflective light valve A polarizing beam splitter arranged for each light;
A color synthesizing optical system for synthesizing each color light detected by the polarizing beam splitter;
A projection lens that projects the color-synthesized light onto a transmission screen;
A projection display device, comprising: a polarization conversion member that is disposed between the projection lens and the transmissive screen and makes a polarization state of light projected on the transmissive screen pseudo-unpolarized. .
前記偏光ビームスプリッタと前記色合成光学系の間のR光とB光のそれぞれの光路、またはG光の光路に配置された1/2波長位相板を備え、
前記色合成光学系は、直交して配置されたR光を反射する第1ダイクロイック膜とB光を反射する第2ダイクロイック膜とを有し、
前記第1ダイクロイック膜と前記第2ダイクロイック膜に対して、前記色合成光学系に入射するR光とB光の偏光方向は、S偏光であり、G光はP偏光であること
を特徴とする請求項3に記載の投射型表示装置。
A half-wavelength phase plate disposed in the optical path of each of the R light and the B light between the polarizing beam splitter and the color combining optical system, or the optical path of the G light,
The color synthesis optical system includes a first dichroic film that reflects R light and a second dichroic film that reflects B light, which are arranged orthogonally,
With respect to the first dichroic film and the second dichroic film, the polarization directions of R light and B light incident on the color synthesis optical system are S-polarized light, and G light is P-polarized light. The projection display device according to claim 3.
前記色合成光学系と前記投射レンズの間に配置された1/4波長位相板を有すること
を特徴とする請求項3または請求項4に記載の投射型表示装置。
5. The projection display device according to claim 3, further comprising a ¼ wavelength phase plate disposed between the color synthesis optical system and the projection lens. 6.
前記光源からの光をR(赤)光、G(緑)光、B(青)光に色分解する色分解光学系と、
前記各色光毎に配置されたライトバルブと、
前記色分解された前記R光、G光、B光を偏光して各色光ごとに配置された前記ライトバルブに入射する偏光子と、
前記ライトバルブから射出された光を検光する検光子と、
前記検光子で検光された各色光を色合成する色合成光学系と、
前記色合成された光を透過型スクリーンに投射する投射レンズと、
前記投射レンズと前記透過型スクリーンとの間に配置され、前記透過型スクリーンに投射される光の偏光状態を擬似的に無偏光にする偏光変換部材とを有すること
を特徴とする投射型表示装置。
A color separation optical system that separates light from the light source into R (red) light, G (green) light, and B (blue) light;
A light valve arranged for each color light;
A polarizer that polarizes the color-separated R light, G light, and B light and enters the light valve disposed for each color light;
An analyzer for analyzing the light emitted from the light valve;
A color synthesizing optical system that synthesizes each color light analyzed by the analyzer;
A projection lens that projects the color-synthesized light onto a transmission screen;
A projection display device, comprising: a polarization conversion member that is disposed between the projection lens and the transmissive screen and makes a polarization state of light projected on the transmissive screen pseudo-unpolarized. .
前記検光子と前記色合成光学系の間のR光とB光のそれぞれの光路、またはG光の光路に配置された1/2波長位相板を備え、
前記色合成光学系は、直交して配置されたR光を反射する第1ダイクロイック膜とB光を反射する第2ダイクロイック膜とを有し、
前記第1ダイクロイック膜と前記第2ダイクロイック膜に対して、前記色合成光学系に入射するR光とB光の偏光方向は、S偏光であり、G光はP偏光であること
を特徴とする請求項6に記載の投射型表示装置。
A half-wavelength phase plate disposed in the optical path of each of R light and B light between the analyzer and the color synthesis optical system, or the optical path of G light,
The color synthesis optical system includes a first dichroic film that reflects R light and a second dichroic film that reflects B light, which are arranged orthogonally,
With respect to the first dichroic film and the second dichroic film, the polarization directions of R light and B light incident on the color synthesis optical system are S-polarized light, and G light is P-polarized light. The projection display device according to claim 6.
前記偏光変換部材は、20000nm以上の位相差を有する位相板であること
を特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の投射型表示装置。
The projection display device according to any one of claims 1 to 7, wherein the polarization conversion member is a phase plate having a phase difference of 20000 nm or more.
前記位相板の光学軸の方向は、前記検光された各色光の偏光方向と45度をなす角度で配置されること
を特徴とする請求項8に記載の投射型表示装置。
9. The projection type display device according to claim 8, wherein the direction of the optical axis of the phase plate is arranged at an angle of 45 degrees with the polarization direction of each of the analyzed color lights.
前記位相板の光学軸は、前記投射レンズの光軸の周りに回転することができること
を特徴とする請求項8に記載の投射型表示装置。
The projection display device according to claim 8, wherein an optical axis of the phase plate can rotate around an optical axis of the projection lens.
前記透過型スクリーンは、フレネルレンズからなること
を特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の投射型表示装置。
The projection display device according to claim 1, wherein the transmissive screen is made of a Fresnel lens.
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