JP2006126573A - Color decomposition/composition optical system and image display device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a color decomposition/composition optical system which is prevented from deteriorating in optical characteristic by making luminous flux of a polarization beam splitter as to, specially, blue component light incident from the side of an adhesive layer, and an image display device. <P>SOLUTION: The blue component light B emitted by a first polarization beam splitter 2 is made incident on a third polarization beam splitter 7 as a third polarized light separating element. In the third polarization beam splitter 7, the incident blue component light B is transmitted through the adhesive layer 7b to become S-polarized light to a polarized light separating film 7a slanted at 45° to the optical path of the incident light. This blue component light B is reflected by the polarized light separating film 7a and emitted from the third polarization beam splitter 7 to impinge on a reflection type spatial optical modulating element 8 as a third spatial optical modulating element. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、入射光束を3原色に分解し再び合成して出射する色分解合成光学系及びこのような色分解合成光学系を用いて構成された画像表示装置に関する。   The present invention relates to a color separation / combination optical system that splits an incident light beam into three primary colors, recombines and emits the same, and an image display device configured using such a color separation / combination optical system.

従来、反射型空間光変調素子を用いた画像表示装置が提案されている。このような画像表示装置においては、特許文献1及び特許文献2に記載されているように、偏光ビームスプリッタを用いて構成された色分解合成光学系が用いられている。この色分解合成光学系は、光源からの入射光束を3原色に分解し、これら3原色光によって各色用の反射型空間光変調素子を照明し、これら反射型空間光変調素子からの反射光束を再び合成して、結像系に向けて出射する光学系である。   Conventionally, an image display apparatus using a reflective spatial light modulator has been proposed. In such an image display device, as described in Patent Document 1 and Patent Document 2, a color separation / synthesis optical system configured using a polarization beam splitter is used. This color separation / synthesis optical system separates an incident light beam from a light source into three primary colors, illuminates a reflective spatial light modulation element for each color with these three primary color lights, and reflects the reflected light beam from these reflective spatial light modulation elements. It is an optical system that combines again and emits it toward the imaging system.

図5は、画像表示装置において用いられる従来の色分解合成光学系の構成を示す平面図である。   FIG. 5 is a plan view showing a configuration of a conventional color separation / synthesis optical system used in the image display apparatus.

この色分解合成光学系においては、図示しない光源から発せられた光束は、略々平行光束となされ、直線偏光となされて入射される。この入射光束は、赤色成分光R、緑色成分光G及び青色成分光Bを含んでおり、それぞれの色の成分光が直線偏光となっており、各色成分光の偏波面が同一方向となっている。   In this color separation / synthesis optical system, a light beam emitted from a light source (not shown) is made into a substantially parallel light beam, and is made into linearly polarized light and incident. This incident light beam includes red component light R, green component light G, and blue component light B, the component light of each color is linearly polarized, and the polarization plane of each color component light is in the same direction. Yes.

この入射光束は、第1の積層位相差フィルタ101に入射される。この積層位相差フィルタ101は、位相差板が積層されて構成された光学素子であって、特定の波長帯域のみの偏波面の方向を90°回転させるフィルタである。この第1の積層位相差フィルタ101を透過した光束においては、緑色成分光Gの偏波面は、赤色成分光R及び青色成分光Bの偏波面に対して直交している。   This incident light beam is incident on the first laminated phase difference filter 101. This laminated phase difference filter 101 is an optical element configured by laminating phase difference plates, and is a filter that rotates the direction of the polarization plane of only a specific wavelength band by 90 °. In the light flux that has passed through the first laminated phase difference filter 101, the polarization plane of the green component light G is orthogonal to the polarization planes of the red component light R and the blue component light B.

第1の積層位相差フィルタ101を透過した光束は、第1の偏光ビームスプリッタ102に入射される。この第1の偏光ビームスプリッタ102においては、偏光分離膜102aに対して、緑色成分光GがP偏光、赤色成分光R及び青色成分光BがS偏光となっている。したがって、この第1の偏光ビームスプリッタ102においては、赤色成分光R及び青色成分光Bが偏光分離膜102aにより反射され、緑色成分光Gが偏光分離膜102aを透過する。   The light beam that has passed through the first laminated phase difference filter 101 is incident on the first polarization beam splitter 102. In the first polarization beam splitter 102, the green component light G is P-polarized, the red component light R, and the blue component light B are S-polarized with respect to the polarization separation film 102a. Accordingly, in the first polarization beam splitter 102, the red component light R and the blue component light B are reflected by the polarization separation film 102a, and the green component light G is transmitted through the polarization separation film 102a.

第1の偏光ビームスプリッタ102から出射された赤色成分光R及び青色成分光Bは、第2の積層位相差フィルタ103に入射される。この第2の積層位相差フィルタ103は、赤色成分光Rの偏波面を青色成分光Bの偏波面に対して直交する状態として、これら赤色成分光R及び青色成分光Bを透過させる。   The red component light R and the blue component light B emitted from the first polarization beam splitter 102 are incident on the second stacked phase difference filter 103. The second laminated phase difference filter 103 transmits the red component light R and the blue component light B with the polarization plane of the red component light R orthogonal to the polarization plane of the blue component light B.

第2の積層位相差フィルタ103を透過した光束は、第2の偏光ビームスプリッタ104に入射される。この第2の偏光ビームスプリッタ104においては、偏光分離膜104aに対して、赤色成分光RがP偏光、青色成分光BがS偏光となっている。赤色成分光Rは、偏光分離膜104aを透過してこの第2の偏光ビームスプリッタ104より出射され、赤色用反射型空間光変調素子105に入射する。また、青色成分光Bは、偏光分離膜104aにより反射されてこの第2の偏光ビームスプリッタ104より出射され、青色用反射型空間光変調素子106に入射する。   The light beam that has passed through the second stacked phase difference filter 103 is incident on the second polarization beam splitter 104. In the second polarization beam splitter 104, the red component light R is P-polarized light and the blue component light B is S-polarized light with respect to the polarization separation film 104a. The red component light R is transmitted through the polarization separation film 104 a, is emitted from the second polarization beam splitter 104, and enters the red reflective spatial light modulator 105. Further, the blue component light B is reflected by the polarization separation film 104 a, is emitted from the second polarization beam splitter 104, and enters the blue reflective spatial light modulation element 106.

赤色用反射型空間光変調素子105及び青色用反射型空間光変調素子106は、いわゆる反射型液晶表示デバイスであって、それぞれ、入射光を表示画像の赤色成分及び青色成分に応じて偏光変調して反射する。   The red reflective spatial light modulator 105 and the blue reflective spatial light modulator 106 are so-called reflective liquid crystal display devices, which respectively modulate the polarization of incident light according to the red and blue components of the display image. Reflect.

赤色用反射型空間光変調素子105により変調されて反射された第1の変調光は、第2の偏光ビームスプリッタ104に再入射する。この第1の変調光は、偏光分離膜104aに対してS偏光となっているので、この偏光分離膜104aにより反射され、この第2の偏光ビームスプリッタ104から、第1の偏光ビームスプリッタ102に戻る方向と異なる方向に出射する。   The first modulated light modulated and reflected by the red reflective spatial light modulator 105 is incident on the second polarization beam splitter 104 again. Since the first modulated light is S-polarized with respect to the polarization separation film 104a, the first modulated light is reflected by the polarization separation film 104a and is transmitted from the second polarization beam splitter 104 to the first polarization beam splitter 102. The light is emitted in a direction different from the returning direction.

青色用反射型空間光変調素子106により変調されて反射された第2の変調光は、第2の偏光ビームスプリッタ104に再入射する。この第2の変調光は、偏光分離膜104aに対してP偏光となっているので、この偏光分離膜104aを透過して、この第2の偏光ビームスプリッタ104から、第1の偏光ビームスプリッタ102に戻る方向と異なる方向に出射する。   The second modulated light modulated and reflected by the blue reflective spatial light modulator 106 is incident on the second polarization beam splitter 104 again. Since the second modulated light is P-polarized with respect to the polarization separation film 104a, the second modulated light is transmitted through the polarization separation film 104a and is transmitted from the second polarization beam splitter 104 to the first polarization beam splitter 102. The light is emitted in a direction different from the direction returning to.

一方、第1の偏光ビームスプリッタ102から出射された緑色成分光Gは、第3の偏光ビームスプリッタ107に入射される。この第3の偏光ビームスプリッタ107においては、偏光分離膜107aに対して、緑色成分光GがP偏光となっている。この緑色成分光Gは、偏光分離膜107aを透過してこの第3の偏光ビームスプリッタ107より出射され、緑色用反射型空間光変調素子108に入射する。この緑色用反射型空間光変調素子108は、いわゆる反射型液晶表示デバイスであって、入射光を表示画像の緑色成分に応じて偏光変調して反射する。   On the other hand, the green component light G emitted from the first polarization beam splitter 102 is incident on the third polarization beam splitter 107. In the third polarization beam splitter 107, the green component light G is P-polarized with respect to the polarization separation film 107a. The green component light G passes through the polarization separation film 107a, is emitted from the third polarization beam splitter 107, and is incident on the green reflective spatial light modulator 108. The green reflective spatial light modulator 108 is a so-called reflective liquid crystal display device, and reflects incident light by polarization-modulating it according to the green component of the display image.

緑色用反射型空間光変調素子108により変調されて反射された第3の変調光は、第3の偏光ビームスプリッタ107に再入射する。この第3の変調光は、偏光分離膜107aに対してS偏光となっているので、この偏光分離膜107aにより反射されて、この第3の偏光ビームスプリッタ107から、第1の偏光ビームスプリッタ102に戻る方向と異なる方向に出射する。   The third modulated light modulated and reflected by the green reflective spatial light modulator 108 is incident on the third polarizing beam splitter 107 again. Since the third modulated light is S-polarized light with respect to the polarization separation film 107 a, it is reflected by the polarization separation film 107 a and is transmitted from the third polarization beam splitter 107 to the first polarization beam splitter 102. The light is emitted in a direction different from the direction returning to.

第2の偏光ビームスプリッタ104から出射された第1及び第2の変調光は、第3の積層位相差フィルタ109に入射される。この第3の積層位相差フィルタ109は、第1の変調光の偏波面を90°回転させて第1及び第2の変調光を透過させ、第4の偏光ビームスプリッタ110に入射させる。このとき、第1及び第2の変調光の偏波面は同一の方向となっている。   The first and second modulated lights emitted from the second polarization beam splitter 104 are incident on the third stacked phase difference filter 109. The third stacked phase difference filter 109 rotates the polarization plane of the first modulated light by 90 °, transmits the first and second modulated lights, and enters the fourth polarizing beam splitter 110. At this time, the polarization planes of the first and second modulated lights are in the same direction.

また、第3の偏光ビームスプリッタ107から出射された第3の変調光は、第4の偏光ビームスプリッタ110に入射される。   Further, the third modulated light emitted from the third polarizing beam splitter 107 is incident on the fourth polarizing beam splitter 110.

第4の偏光ビームスプリッタ110においては、偏光分離膜110aに対して、第1及び第2の変調光がP偏光、第3の変調光がS偏光となっている。第1及び第2の変調光は、偏光分離膜110aを透過して、この第4の偏光ビームスプリッタ110より出射される。第3の変調光は、偏光分離膜110aにより反射されて、この第4の偏光ビームスプリッタ110より出射される。このようにして、第1及び第2の変調光と、第3の変調光とが合成される。   In the fourth polarization beam splitter 110, the first and second modulated lights are P-polarized and the third modulated light is S-polarized with respect to the polarization separation film 110a. The first and second modulated lights pass through the polarization separation film 110 a and are emitted from the fourth polarization beam splitter 110. The third modulated light is reflected by the polarization separation film 110 a and is emitted from the fourth polarization beam splitter 110. In this way, the first and second modulated light and the third modulated light are combined.

第4の偏光ビームスプリッタ110から出射された第1乃至第3の変調光は、第4の積層位相差フィルタ111に入射される。この第4の積層位相差フィルタ111は、第3の変調光の偏波面を90°回転させて第1乃至第3の変調光を透過させる。この第4の積層位相差フィルタ111を経た第1乃至第3の変調光は、偏波面が同一の方向となっている。   The first to third modulated lights emitted from the fourth polarization beam splitter 110 are incident on the fourth stacked phase difference filter 111. The fourth laminated phase difference filter 111 rotates the polarization plane of the third modulated light by 90 ° and transmits the first to third modulated lights. The first to third modulated lights that have passed through the fourth laminated phase difference filter 111 have the same polarization plane.

第4の積層位相差フィルタ111を経た第1乃至第3の変調光は、偏光板112を透過することにより、偏波面の方向が異なる不要光を除去されて、図示しない投射光学系に入射する。この投射光学系は、第1乃至第3の変調光をスクリーン上に投影し、画像表示を行う。
特開2002−287094号公報 特開2000−284228号公報
The first to third modulated light beams that have passed through the fourth stacked phase difference filter 111 are transmitted through the polarizing plate 112, thereby removing unnecessary light having different polarization plane directions and entering a projection optical system (not shown). . The projection optical system projects the first to third modulated light onto the screen and displays an image.
JP 2002-287094 A JP 2000-284228 A

前述のような色分解合成光学系において使用される偏光ビームスプリッタは、図6に示すように、一の面に偏光分離膜120aが蒸着により形成された第1の三角プリズム1201と、この第1の三角プリズム1201の偏光分離膜120aが形成された面に対してこの偏光分離膜120a及び接着剤層120bを介して接着された第2の三角プリズム1202とから、立方体状に構成されている。   As shown in FIG. 6, the polarization beam splitter used in the color separation / synthesis optical system as described above includes a first triangular prism 1201 having a polarization separation film 120a formed by vapor deposition on one surface, and the first triangular prism 1201. The triangular prism 1201 is formed in a cubic shape from the polarization separating film 120a and the second triangular prism 1202 bonded via the adhesive layer 120b to the surface on which the polarization separating film 120a is formed.

従って、このような偏光ビームスプリッタを色分解合成光学系において配置する場合、光束が透過する経路の順として偏光分離膜120aを透過した光束が接着剤層120bを経るものと、接着剤層120bを透過した光束が偏光分離膜120aを経るものが存在する。   Accordingly, when such a polarizing beam splitter is arranged in the color separation / synthesis optical system, the light beam that has passed through the polarization separation film 120a passes through the adhesive layer 120b as the path of the light beam passing through the adhesive layer 120b, and the adhesive layer 120b. Some of the transmitted light passes through the polarization separation film 120a.

ところで、この第1の三角プリズム1201と第2の三角プリズム1202とを接着剤層を介して接着し立方体状に構成した偏光ビームスプリッタにおいて、この接着剤層と偏光分離膜との光束の透過順が光学特性を異ならしめることを見出した。   By the way, in the polarizing beam splitter in which the first triangular prism 1201 and the second triangular prism 1202 are bonded via an adhesive layer to form a cube shape, the transmission order of the light fluxes between the adhesive layer and the polarization separation film. Found that the optical properties differ.

そこで、本発明は、反射型空間光変調素子を有する画像表示装置などに使用される色分解合成光学系において、偏光ビームスプリッタの如き偏光分離素子における接着剤層と偏光分離膜との光束の透過順を規定して劣化の防止が図られた色分解合成光学系を提供し、また、このような色分解合成光学系を用いて構成された画像表示装置を提供しようとするものである。   Therefore, the present invention relates to a color separation / synthesis optical system used in an image display device having a reflective spatial light modulation element, and the transmission of a light beam between an adhesive layer and a polarization separation film in a polarization separation element such as a polarization beam splitter. It is an object of the present invention to provide a color separation / synthesis optical system in which the order is prescribed to prevent deterioration, and to provide an image display device configured using such a color separation / synthesis optical system.

本発明は、上記課題を解決するために、以下の1)〜2)に記載手段よりなる。
すなわち、
1)直線偏光状態の白色光の光束が入射され、この入射光束の赤色成分光及び緑色成分光の偏波面が青色成分光の偏波面に対して直交する状態とする第1の波長選択性偏光変換手段と、
前記第1の波長選択性偏光変換手段を経た光束が入射される偏光分離膜を有し、この偏光分離膜に対するP偏光成分を透過させS偏光成分を反射することにより、赤色成分光及び緑色成分光と、青色成分光との光路を分岐させる第1の偏光分離素子と、
前記第1の偏光分離素子から赤色成分光及び緑色成分光が入射され、赤色成分光及び緑色成分光のうち、第1の色成分光の偏波面と第2の色成分光の偏波面とが互いに直交する状態とする第2の波長選択性偏光変換手段と、
前記第2の波長選択性偏光変換手段から前記第1及び第2の色成分光が入射され、第1の色成分光を第1の空間光変調素子に入射させ、第2の色成分光を第2の空間光変調素子に入射させる第2の偏光分離素子と、
前記第1の偏光分離素子から青色成分光が入射され、この青色成分光を第3の空間光変調素子に入射させる第3の偏光分離素子と、
前記第1及び第2の空間光変調素子を経た赤色成分光及び緑色成分光の変調光と前記第3の空間光変調素子を経た青色成分光の変調光とが入射され、これら各変調光を合成して出射する偏光合成素子と、
を備え、
少なくとも前記第3の偏光分離素子は、偏光分離膜が形成された第1のプリズムと、この第1のプリズムの前記偏光分離膜が形成された面に対しこの偏光分離膜及び接着剤層を介して接着された第2のプリズムとからなる偏光ビームスプリッタであって、
前記第3の空間光変調素子に向かう青色成分光は、前記第2のプリズムに入射されて前記接着剤層を経た後、前記偏光分離膜により反射されて当該第2のプリズムより出射されることを特徴とする色分解合成光学系。
2)1)に記載の色分解合成光学系と、
前記色分解合成光学系に対し、少なくとも赤色成分光、緑色成分光及び青色成分光を含み直線偏光状態である光束を入射させる光源手段と、
前記色分解合成光学系の偏光合成素子から出射された光束を結像させる結像光学系と、
を備えることを特徴とする画像表示装置。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention comprises means described in the following 1) to 2).
That is,
1) First wavelength selective polarization in which a linearly polarized white light beam is incident and the polarization planes of the red component light and the green component light of the incident beam are orthogonal to the polarization plane of the blue component light Conversion means;
A red light component and a green light component are obtained by transmitting a P-polarized light component and reflecting an S-polarized light component with respect to the polarized light-separating film, and having a polarized light separating film on which the light beam having passed through the first wavelength-selective polarization converting means is incident. A first polarization separation element for branching an optical path between the light and the blue component light;
Red component light and green component light are incident from the first polarization separation element, and the polarization plane of the first color component light and the polarization plane of the second color component light out of the red component light and the green component light. Second wavelength-selective polarization conversion means that are orthogonal to each other;
The first and second color component lights are incident from the second wavelength selective polarization conversion means, the first color component light is incident on the first spatial light modulator, and the second color component light is A second polarization separation element that is incident on the second spatial light modulation element;
A third polarization separation element that receives blue component light from the first polarization separation element and makes the blue component light incident on a third spatial light modulation element;
The modulated light of the red component light and the green component light that has passed through the first and second spatial light modulation elements and the modulated light of the blue component light that has passed through the third spatial light modulation element are incident, A polarization combining element that combines and emits; and
With
At least the third polarization separation element includes a first prism on which a polarization separation film is formed, and a surface of the first prism on which the polarization separation film is formed via the polarization separation film and an adhesive layer. A polarizing beam splitter comprising a second prism bonded together,
The blue component light traveling toward the third spatial light modulator is incident on the second prism, passes through the adhesive layer, is reflected by the polarization separation film, and is emitted from the second prism. A color separation / synthesis optical system.
2) The color separation / synthesis optical system according to 1),
Light source means for making a light beam including at least a red component light, a green component light, and a blue component light in a linearly polarized state incident on the color separation / synthesis optical system;
An imaging optical system that forms an image of a light beam emitted from the polarization combining element of the color separation / synthesis optical system;
An image display device comprising:

本発明に係る色分解合成光学系においては、特に青色成分光に係る偏光ビームスプリッタの光束を接着剤層側から入射させるように偏光分離膜及び接着剤層を配置することによりコントラストの劣化を防止することができ光学特性の劣化の防止が図られた色分解合成光学系を提供できるものである。   In the color separation / synthesis optical system according to the present invention, in particular, the polarization separation film and the adhesive layer are arranged so that the light beam of the polarization beam splitter related to the blue component light is incident from the adhesive layer side, thereby preventing deterioration of contrast. Therefore, it is possible to provide a color separation / synthesis optical system capable of preventing deterioration of optical characteristics.

そして、本発明に係る画像表示装置においては、光学特性の劣化の防止が図られた色分解合成光学系を提供し、また、このような色分解合成光学系を用いて構成された画像表示装置を提供することができるものである。   In the image display apparatus according to the present invention, a color separation / synthesis optical system in which deterioration of optical characteristics is prevented is provided, and an image display apparatus configured using such a color separation / synthesis optical system is provided. Can be provided.

以下、本発明に係る色分解合成光学系及び画像表示装置の発明を実施するための最良の形態につき、好ましい実施例により説明する。   The best mode for carrying out the invention of the color separation / synthesis optical system and the image display apparatus according to the present invention will be described below with reference to preferred embodiments.

図1は、実施例1に適用される画像表示装置の構成を示す概略平面図である。   FIG. 1 is a schematic plan view illustrating a configuration of an image display device applied to the first embodiment.

この色分解合成光学系においては、図1に示すように、光源手段となる照明光学系13により、第1の波長選択性偏光変換手段となる第1の積層位相差フィルタ1に光束が入射される。   In this color separation / synthesis optical system, as shown in FIG. 1, a light beam is incident on a first laminated phase difference filter 1 serving as a first wavelength-selective polarization conversion unit by an illumination optical system 13 serving as a light source unit. The

照明光学系13は、光源14と、この光源14から発せられる光束を集光させる凹面鏡15とを有している。光源14から発せられた光は、凹面鏡15で反射され、熱線フィルタ16を透過し、コンデンサレンズ17及び偏光変換素子18を経て、照明光学系13から出射される。   The illumination optical system 13 includes a light source 14 and a concave mirror 15 that collects a light beam emitted from the light source 14. The light emitted from the light source 14 is reflected by the concave mirror 15, passes through the heat ray filter 16, passes through the condenser lens 17 and the polarization conversion element 18, and is emitted from the illumination optical system 13.

この照明光学系13より発せられた光束は、略々平行光束となされており、かつ、直線偏光となされている。また、この照明光学系13より発せられた光束は、赤色成分光R、青色成分光B及び緑色成分光Gを含んでいる。これら各色成分光R、B、Gは、それぞれが直線偏光となっており、互いに偏波面を同一方向としている。この実施の形態においては、入射光の各色成分光の偏波面は、図1の紙面に平行な方向となっている。   The light beam emitted from the illumination optical system 13 is substantially a parallel light beam and linearly polarized light. The light beam emitted from the illumination optical system 13 includes red component light R, blue component light B, and green component light G. Each of these color component lights R, B, and G is linearly polarized, and the planes of polarization are in the same direction. In this embodiment, the polarization plane of each color component light of the incident light is in a direction parallel to the paper surface of FIG.

照明光学系13からの光束が入射される第1の積層位相差フィルタ1は、位相差板が積層されて構成された光学素子であって、特定の波長帯域のみの偏波面の方向を90°回転させるフィルタである。このような積層位相差フィルタとしては、例えば、カラーリンク(Color Link)社製の「カラーセレクト(Color Select)」を使用することができる。   The first laminated phase difference filter 1 to which the light beam from the illumination optical system 13 is incident is an optical element formed by laminating phase difference plates, and the direction of the polarization plane of only a specific wavelength band is 90 °. It is a filter to rotate. As such a laminated phase difference filter, for example, “Color Select” manufactured by Color Link can be used.

この第1の積層位相差フィルタ1を透過した光束においては、赤色成分光R、青色成分光B及び緑色成分光Gがそれぞれ直線偏光であって、青色成分光Bのみの偏波面の方向が90°回転されて、青色成分光Bの偏波面が赤色成分光R及び緑色成分光Gの偏波面に対して直交している状態となる。   In the light flux that has passed through the first laminated phase difference filter 1, the red component light R, the blue component light B, and the green component light G are each linearly polarized light, and the direction of the polarization plane of only the blue component light B is 90. Rotated, the polarization plane of the blue component light B is orthogonal to the polarization planes of the red component light R and the green component light G.

第1の積層位相差フィルタ1を透過した光束は、第1の偏光分離素子となる第1の偏光ビームスプリッタ2に入射される。この第1の偏光ビームスプリッタ2においては、入射光の光路に対して45°の傾斜となされた偏光分離膜2aに対して、赤色成分光R及び緑色成分光GがP偏光、青色成分光BがS偏光となっている。したがって、この第1の偏光ビームスプリッタ2においては、赤色成分光R及び緑色成分光Gが偏光分離膜2aを透過し、青色成分光Bが偏光分離膜2aにより反射され、これら赤色成分光R及び緑色成分光Gの光路と、青色成分光Bの光路とが、偏波面方向に応じて分岐される。   The light beam that has passed through the first laminated phase difference filter 1 is incident on a first polarization beam splitter 2 that serves as a first polarization separation element. In the first polarization beam splitter 2, the red component light R and the green component light G are P-polarized and blue component light B with respect to the polarization separation film 2 a inclined at 45 ° with respect to the optical path of the incident light. Is S-polarized light. Therefore, in the first polarization beam splitter 2, the red component light R and the green component light G are transmitted through the polarization separation film 2a, and the blue component light B is reflected by the polarization separation film 2a. The optical path of the green component light G and the optical path of the blue component light B are branched according to the polarization plane direction.

この第1の偏光ビームスプリッタ2は、偏光分離膜2aが蒸着などにより一の面に形成された第1の三角プリズム21と、この第1の三角プリズム21の偏光分離膜2aが形成された面に対しこの偏光分離膜2a及び接着剤層2bを介して接着された第2の三角プリズム22とから、立方体状に構成されている。   The first polarizing beam splitter 2 includes a first triangular prism 21 having a polarization separation film 2a formed on one surface by vapor deposition or the like, and a surface on which the polarization separation film 2a of the first triangular prism 21 is formed. In contrast to this, the polarization separating film 2a and the second triangular prism 22 bonded through the adhesive layer 2b are formed in a cubic shape.

この第1の偏光ビームスプリッタ2に対しては、第1の積層位相差フィルタ1を透過した光束は、第1の三角プリズム21側から入射される。したがって、偏光分離膜2aにおいて反射される青色成分光Bは、各三角プリズムを接合させている接着剤層2bを透過することなく偏光分離膜2aによって反射されて、第1の三角プリズム21から出射される。   The light beam that has passed through the first laminated phase difference filter 1 is incident on the first polarizing beam splitter 2 from the first triangular prism 21 side. Accordingly, the blue component light B reflected by the polarization separation film 2a is reflected by the polarization separation film 2a without passing through the adhesive layer 2b joining the triangular prisms, and is emitted from the first triangular prism 21. Is done.

第1の偏光ビームスプリッタ2から出射された赤色成分光R及び緑色成分光Gは、第2の波長選択性偏光変換手段となる第2の積層位相差フィルタ3に入射される。この第2の積層位相差フィルタ3は、緑色成分光Gのみの偏波面を90°回転させ、緑色成分光Gの偏波面が赤色成分光Rの偏波面に対して直交する状態として、これら緑色成分光G及び赤色成分光Rを透過させる。   The red component light R and the green component light G emitted from the first polarization beam splitter 2 are incident on the second laminated phase difference filter 3 serving as the second wavelength selective polarization conversion means. The second laminated phase difference filter 3 rotates the polarization plane of only the green component light G by 90 °, and the green component light G is in a state in which the polarization plane of the green component light G is orthogonal to the polarization plane of the red component light R. The component light G and the red component light R are transmitted.

第2の積層位相差フィルタ3を透過した光束は、第2の偏光分離素子となる第2の偏光ビームスプリッタ4に入射される。この第2の偏光ビームスプリッタ4においては、入射光の光路に対して45°の傾斜となされた偏光分離膜4aに対して、赤色成分光RがP偏光、緑色成分光GがS偏光となっている。赤色成分光Rは、偏光分離膜4a及び接着剤4b層を透過してこの第2の偏光ビームスプリッタ4より出射され、第1の空間光変調素子である赤色用反射型空間光変調素子5に入射する。また、緑色成分光Gは、偏光分離膜4aにより反射されてこの第2の偏光ビームスプリッタ4より出射され、第2の空間光変調素子である緑色用反射型空間光変調素子6に入射する。   The light beam that has passed through the second laminated phase difference filter 3 is incident on a second polarization beam splitter 4 that serves as a second polarization separation element. In the second polarization beam splitter 4, the red component light R is P-polarized light and the green component light G is S-polarized light with respect to the polarization separation film 4 a inclined at 45 ° with respect to the optical path of the incident light. ing. The red component light R is transmitted through the polarization separation film 4a and the adhesive 4b layer, is emitted from the second polarization beam splitter 4, and is applied to the red reflective spatial light modulator 5 which is the first spatial light modulator. Incident. Further, the green component light G is reflected by the polarization separation film 4a, is emitted from the second polarization beam splitter 4, and enters the green reflective spatial light modulation element 6 which is the second spatial light modulation element.

この第2の偏光ビームスプリッタ4も、第1の偏光ビームスプリッタ2と同様に、偏光分離膜4aが蒸着などにより一の面に形成された第1の三角プリズム41と、この第1の三角プリズム41の偏光分離膜4aが形成された面に対しこの偏光分離膜4a及び接着剤層4bを介して接着された第2の三角プリズム42とから、立方体状に構成されている。   Similarly to the first polarizing beam splitter 2, the second polarizing beam splitter 4 also includes a first triangular prism 41 having a polarizing separation film 4a formed on one surface by vapor deposition or the like, and the first triangular prism. The second triangular prism 42 adhered to the surface on which the polarization separation film 4a 41 is formed via the polarization separation film 4a and the adhesive layer 4b is formed in a cubic shape.

この第2の偏光ビームスプリッタ2に対しては、第2の積層位相差フィルタ3を透過した光束は、第1の三角プリズム41側から入射される。したがって、偏光分離膜4aにおいて反射される緑色成分光Gは、各三角プリズムを接合させている接着剤層4bを透過することなく偏光分離膜4aによって反射されて、第1の三角プリズム41から出射される。   The light beam that has passed through the second laminated phase difference filter 3 is incident on the second polarizing beam splitter 2 from the first triangular prism 41 side. Therefore, the green component light G reflected by the polarization separation film 4a is reflected by the polarization separation film 4a without passing through the adhesive layer 4b joining the triangular prisms, and is emitted from the first triangular prism 41. Is done.

赤色用反射型空間光変調素子5及び緑色用反射型空間光変調素子6は、いわゆる反射型液晶表示デバイスであって、それぞれ、入射光を表示画像の赤色成分及び緑色成分に応じて偏光変調して反射する。表示画像の情報は、外部より、これら赤色用反射型空間光変調素子5及び緑色用反射型空間光変調素子6に供給される。   The red reflective spatial light modulator 5 and the green reflective spatial light modulator 6 are so-called reflective liquid crystal display devices, which respectively modulate the polarization of incident light according to the red and green components of the display image. Reflect. Information on the display image is supplied from the outside to the red reflective spatial light modulator 5 and the green reflective spatial light modulator 6.

赤色用反射型空間光変調素子5により変調されて反射された第1の変調光は、第2の偏光ビームスプリッタ4に再入射する。この第1の変調光は、赤色用反射型空間光変調素子5が白表示である場合において、偏光分離膜4aに対してS偏光となっているので、この偏光分離膜4aにより反射され、この第2の偏光ビームスプリッタ4から、第1の偏光ビームスプリッタ2に戻る方向と異なる方向に出射する。   The first modulated light modulated and reflected by the red reflective spatial light modulator 5 is incident on the second polarization beam splitter 4 again. The first modulated light is S-polarized with respect to the polarization separation film 4a when the red reflective spatial light modulation element 5 displays white, and is reflected by the polarization separation film 4a. The light is emitted from the second polarizing beam splitter 4 in a direction different from the direction returning to the first polarizing beam splitter 2.

緑色用反射型空間光変調素子6により変調されて反射された第2の変調光は、第2の偏光ビームスプリッタ4に再入射する。この第2の変調光は、緑色用反射型空間光変調素子6が白表示である場合において、偏光分離膜4aに対してP偏光となっているので、この偏光分離膜4a及び接着剤層4bを透過して、この第2の偏光ビームスプリッタ4から、第1の偏光ビームスプリッタ2に戻る方向と異なる方向に出射する。   The second modulated light modulated and reflected by the green reflective spatial light modulator 6 is incident on the second polarization beam splitter 4 again. Since the second modulated light is P-polarized with respect to the polarization separation film 4a when the green reflective spatial light modulation element 6 is displaying white, the polarization separation film 4a and the adhesive layer 4b. And is emitted from the second polarization beam splitter 4 in a direction different from the direction returning to the first polarization beam splitter 2.

一方、第1の偏光ビームスプリッタ2から出射された青色成分光Bは、第3の偏光分離素子となる第3の偏光ビームスプリッタ7に入射される。なお、これら第1の偏光ビームスプリッタ2と第3の偏光ビームスプリッタ7との間には、青色光透過フィルタ7cを配置してもよい。この第3の偏光ビームスプリッタ7においては、入射された青色成分光Bが接着剤層7bを透過した後、入射光の光路に対して45°の傾斜となされた偏光分離膜7aに対して、青色成分光BがS偏光となっている。この青色成分光Bは、偏光分離膜7aにより反射されてこの第3の偏光ビームスプリッタ7より出射され、第3の空間光変調素子である青色用反射型空間光変調素子8に入射する。この青色用反射型空間光変調素子8は、いわゆる反射型液晶表示デバイスであって、入射光を表示画像の緑色成分に応じて偏光変調して反射する。表示画像の情報は、外部より、この青色用反射型空間光変調素子8に供給される。   On the other hand, the blue component light B emitted from the first polarization beam splitter 2 is incident on a third polarization beam splitter 7 serving as a third polarization separation element. A blue light transmission filter 7 c may be disposed between the first polarization beam splitter 2 and the third polarization beam splitter 7. In the third polarizing beam splitter 7, after the incident blue component light B is transmitted through the adhesive layer 7b, the polarization separating film 7a inclined at 45 ° with respect to the optical path of the incident light, The blue component light B is S-polarized light. The blue component light B is reflected by the polarization separation film 7a, is emitted from the third polarization beam splitter 7, and is incident on the blue reflective spatial light modulator 8 which is the third spatial light modulator. The blue reflective spatial light modulator 8 is a so-called reflective liquid crystal display device, and reflects incident light by polarization-modulating the incident light according to the green component of the display image. Information of the display image is supplied to the blue reflective spatial light modulator 8 from the outside.

この第3の偏光ビームスプリッタ7も、第1の偏光ビームスプリッタ2と同様に、偏光分離膜7aが蒸着などにより一の面に形成された第2の三角プリズム72と、この第2の三角プリズム72の偏光分離膜7aが形成された面に対しこの偏光分離膜7a及び接着剤層7bを介して接着された第1の三角プリズム71とから、立方体状に構成されている。この第3の偏光ビームスプリッタ7に対しては、第1の偏光ビームスプリッタ2から出射された青色成分光Bは、第1の三角プリズム71側から入射される。   Similarly to the first polarizing beam splitter 2, the third polarizing beam splitter 7 also includes a second triangular prism 72 having a polarizing separation film 7a formed on one surface by vapor deposition or the like, and the second triangular prism. The first triangular prism 71 adhered to the surface on which the polarization separation film 7a 72 is formed via the polarization separation film 7a and the adhesive layer 7b is formed in a cubic shape. The blue component light B emitted from the first polarization beam splitter 2 is incident on the third polarization beam splitter 7 from the first triangular prism 71 side.

青色用反射型空間光変調素子8により変調されて反射された第3の変調光は、第3の偏光ビームスプリッタ7に再入射する。この第3の変調光は、青色用反射型空間光変調素子8が白表示である場合において、偏光分離膜7aに対してP偏光となっているので、この接着剤層7b及び偏光分離膜7aを透過し、この第3の偏光ビームスプリッタ7から、第1の偏光ビームスプリッタ2に戻る方向と異なる方向に出射する。   The third modulated light modulated and reflected by the blue reflective spatial light modulator 8 is incident on the third polarization beam splitter 7 again. Since the third modulated light is P-polarized with respect to the polarization separation film 7a when the blue reflective spatial light modulation element 8 displays white, the adhesive layer 7b and the polarization separation film 7a. And is emitted from the third polarizing beam splitter 7 in a direction different from the direction returning to the first polarizing beam splitter 2.

第2の偏光ビームスプリッタ4から出射された第1及び第2の変調光は、第3の積層位相差フィルタ9に入射される。この第3の積層位相差フィルタ9は、第1の変調光の偏波面を90°回転させて第1及び第2の変調光を透過させ、偏光合成素子となる第4の偏光ビームスプリッタ10に入射させる。このとき、第1及び第2の変調光の偏波面は同一の方向となっている。また、第3の偏光ビームスプリッタ7から出射された第3の変調光は、第4の積層位相差フィルタ11を透過して、第4の偏光ビームスプリッタ10に入射される。この第4の積層位相差フィルタ11は、第3の変調光の偏波面を90°回転させて透過させ、第4の偏光ビームスプリッタ10に入射させる。   The first and second modulated lights emitted from the second polarization beam splitter 4 are incident on the third stacked phase difference filter 9. The third stacked phase difference filter 9 rotates the polarization plane of the first modulated light by 90 ° to transmit the first and second modulated lights, and passes through the fourth polarizing beam splitter 10 serving as a polarization combining element. Make it incident. At this time, the polarization planes of the first and second modulated lights are in the same direction. Further, the third modulated light emitted from the third polarizing beam splitter 7 passes through the fourth stacked phase difference filter 11 and enters the fourth polarizing beam splitter 10. The fourth laminated phase difference filter 11 rotates the polarization plane of the third modulated light by 90 ° and transmits it, and makes it incident on the fourth polarization beam splitter 10.

この第4の偏光ビームスプリッタ10も、第1の偏光ビームスプリッタ2と同様に、偏光分離膜10aが蒸着などにより一の面に形成された第1の三角プリズム101と、この第1の三角プリズム101の偏光分離膜10aが形成された面に対しこの偏光分離膜10a及び接着剤層10bを介して接着された第2の三角プリズム102とから、立方体状に構成されている。   Similarly to the first polarizing beam splitter 2, the fourth polarizing beam splitter 10 also includes a first triangular prism 101 having a polarizing separation film 10a formed on one surface by vapor deposition or the like, and the first triangular prism. The second triangular prism 102 bonded to the surface on which the polarization separation film 10a 101 is formed via the polarization separation film 10a and the adhesive layer 10b is formed in a cubic shape.

第4の偏光ビームスプリッタ10においては、入射光の光路に対して45°の傾斜となされた偏光分離膜10aに対して、第1及び第2の変調光がP偏光、第3の変調光がS偏光となっている。第1及び第2の変調光は、偏光分離膜10a及び接着剤層10bを透過し、この第4の偏光ビームスプリッタ10より出射される。第3の変調光は、偏光分離膜10aにより反射され、この第4の偏光ビームスプリッタ10より出射される。このようにして、第1及び第2の変調光と、第3の変調光とが合成される。   In the fourth polarization beam splitter 10, the first and second modulated lights are P-polarized and the third modulated light is compared with the polarization separation film 10 a inclined at 45 ° with respect to the optical path of the incident light. S-polarized light. The first and second modulated lights pass through the polarization separation film 10a and the adhesive layer 10b, and are emitted from the fourth polarization beam splitter 10. The third modulated light is reflected by the polarization separation film 10 a and is emitted from the fourth polarization beam splitter 10. In this way, the first and second modulated light and the third modulated light are combined.

この第4の偏光ビームスプリッタ10に対しては、第3の偏光ビームスプリッタ7から出射された第3の変調光は、第1の三角プリズム101側から入射される。したがって、この第3の変調光は、接着剤層10bを透過することなく偏光分離膜10aによって反射されて、第1の三角プリズム101から出射される。   The third modulated light emitted from the third polarization beam splitter 7 is incident on the fourth polarization beam splitter 10 from the first triangular prism 101 side. Therefore, the third modulated light is reflected by the polarization separation film 10 a without passing through the adhesive layer 10 b and is emitted from the first triangular prism 101.

図2は、実施例1に適用される色分解合成光学系における特に青色成分光Bの光路を示す平面図である。   FIG. 2 is a plan view showing an optical path of the blue component light B in the color separation / synthesis optical system applied to the first embodiment.

第1の偏光ビームスプリッタ2から出射された青色成分光Bは、第3の偏光分離素子となる第3の偏光ビームスプリッタ7に入射される。なお、これら第1の偏光ビームスプリッタ2と第3の偏光ビームスプリッタ7との間には、青色光透過フィルタ7cを配置してもよい。この第3の偏光ビームスプリッタ7においては、入射された青色成分光Bが接着剤層7bを透過した後、入射光の光路に対して45°の傾斜となされた偏光分離膜7aに対して、青色成分光BがS偏光となっている。この青色成分光Bは、偏光分離膜7aにより反射されてこの第3の偏光ビームスプリッタ7より出射され、第3の空間光変調素子である青色用反射型空間光変調素子8に入射する。この青色用反射型空間光変調素子8は、いわゆる反射型液晶表示デバイスであって、入射光を表示画像の緑色成分に応じて偏光変調して反射する。表示画像の情報は、外部より、この青色用反射型空間光変調素子8に供給される。   The blue component light B emitted from the first polarization beam splitter 2 is incident on a third polarization beam splitter 7 serving as a third polarization separation element. A blue light transmission filter 7 c may be disposed between the first polarization beam splitter 2 and the third polarization beam splitter 7. In the third polarizing beam splitter 7, after the incident blue component light B is transmitted through the adhesive layer 7b, the polarization separating film 7a inclined at 45 ° with respect to the optical path of the incident light, The blue component light B is S-polarized light. The blue component light B is reflected by the polarization separation film 7a, is emitted from the third polarization beam splitter 7, and is incident on the blue reflective spatial light modulator 8 which is the third spatial light modulator. The blue reflective spatial light modulator 8 is a so-called reflective liquid crystal display device, and reflects incident light by polarization-modulating the incident light according to the green component of the display image. Information of the display image is supplied to the blue reflective spatial light modulator 8 from the outside.

青色用反射型空間光変調素子8により変調されて反射された第3の変調光は、第3の偏光ビームスプリッタ7に再入射する。この第3の変調光は、青色用反射型空間光変調素子8が白表示である場合において、偏光分離膜7aに対してP偏光となっているので、この接着剤層7b及び偏光分離膜7aを透過し、この第3の偏光ビームスプリッタ7から、第1の偏光ビームスプリッタ2に戻る方向と異なる方向に出射する。   The third modulated light modulated and reflected by the blue reflective spatial light modulator 8 is incident on the third polarization beam splitter 7 again. Since the third modulated light is P-polarized with respect to the polarization separation film 7a when the blue reflective spatial light modulation element 8 displays white, the adhesive layer 7b and the polarization separation film 7a. And is emitted from the third polarizing beam splitter 7 in a direction different from the direction returning to the first polarizing beam splitter 2.

第4の偏光ビームスプリッタ10から出射された第1乃至第3の変調光は、図1に示すように、第5の積層位相差フィルタ12に入射される。この第5の積層位相差フィルタ12は、第1から第3の直線偏光の変調光を円偏光光として透過させる。   The first to third modulated lights emitted from the fourth polarizing beam splitter 10 are incident on the fifth stacked phase difference filter 12 as shown in FIG. The fifth laminated phase difference filter 12 transmits the first to third linearly polarized modulated light as circularly polarized light.

なお、第5の積層位相差フィルタ12として、第3の変調光の偏波面を90度回転させて第1乃至第3の変調光を偏波面が同一の方向にそろえ、さらに偏光板を透過させるようにしてもよい。この偏光板により偏波面の方向が異なる不要光を除去される。   As the fifth laminated phase difference filter 12, the polarization plane of the third modulated light is rotated by 90 degrees so that the first to third modulated lights are aligned in the same direction and further transmitted through the polarizing plate. You may do it. This polarizing plate removes unnecessary light having a different polarization plane direction.

第5の積層位相差フィルタ12からの出射光は、結像光学系となる投射光学系19に入射する。この投射光学系19は、第1乃至第3の変調光をスクリーン20上に投影し、画像表示を行う。   Light emitted from the fifth laminated phase difference filter 12 enters a projection optical system 19 that is an imaging optical system. The projection optical system 19 projects the first to third modulated light onto the screen 20 and displays an image.

図3は、実施例2に適用される色分解合成光学系の構成を示す概略平面図である。   FIG. 3 is a schematic plan view illustrating a configuration of a color separation / synthesis optical system applied to the second embodiment.

この実施例2は、前述の実施例1における第1の偏光ビームスプリッタ2を平板状のワイヤグリッド型偏光分離素子に置換えたものである。   In the second embodiment, the first polarizing beam splitter 2 in the first embodiment is replaced with a flat wire grid type polarization separation element.

すなわち、この色分解合成光学系においては、図示しない光源から発せられた光束は、略々平行光束となされ、また、直線偏光となされて、図3に示すように、第1の積層位相差フィルタ1に入射される。この入射光の各色成分光R、B、Gは、それぞれが直線偏光となっており、互いに偏波面を同一方向としている。この実施例2においては、入射光の各色成分光の偏波面は、図3の紙面に平行な方向となっている。   That is, in this color separation / synthesis optical system, a light beam emitted from a light source (not shown) is made into a substantially parallel light beam and also into a linearly polarized light, and as shown in FIG. 1 is incident. Each of the color component lights R, B, and G of the incident light is linearly polarized and has the same plane of polarization. In the second embodiment, the polarization plane of each color component light of the incident light is in a direction parallel to the paper surface of FIG.

第1の積層位相差フィルタ1を透過した光束においては、赤色成分光R、青色成分光B及び緑色成分光Gがそれぞれ直線偏光であって、青色成分光Bのみの偏波面の方向が90°回転されて、青色成分光Bの偏波面が赤色成分光R及び緑色成分光Gの偏波面に対して直交している状態となる。   In the light beam that has passed through the first laminated phase difference filter 1, the red component light R, the blue component light B, and the green component light G are each linearly polarized light, and the direction of the polarization plane of only the blue component light B is 90 °. It is rotated and the polarization plane of the blue component light B is orthogonal to the polarization planes of the red component light R and the green component light G.

第1の積層位相差フィルタ1を透過した光束は、第1の偏光分離素子となる第1のワイヤグリッド型偏光分離素子21に入射される。この第1のワイヤグリッド型偏光分離素子21は、入射光の光路に対して45°の傾斜となされて配置されており、赤色成分光R及び緑色成分光GがP偏光、青色成分光BがS偏光となって入射される。したがって、この第1のワイヤグリッド型偏光分離素子21においては、赤色成分光R及び緑色成分光Gが透過し、青色成分光Bが反射され、これら赤色成分光R及び緑色成分光Gの光路と、青色成分光Bの光路とが、偏波面方向に応じて分岐される。   The light beam that has passed through the first laminated phase difference filter 1 is incident on a first wire grid type polarization separation element 21 that is a first polarization separation element. The first wire grid type polarization separation element 21 is disposed with an inclination of 45 ° with respect to the optical path of the incident light. The red component light R and the green component light G are P polarized light, and the blue component light B is Incident as S-polarized light. Therefore, in the first wire grid type polarization separation element 21, the red component light R and the green component light G are transmitted, the blue component light B is reflected, and the optical paths of the red component light R and the green component light G are The optical path of the blue component light B is branched according to the polarization plane direction.

第1のワイヤグリッド型偏光分離素子21から出射された赤色成分光R及び緑色成分光G、及び、第1のワイヤグリッド型偏光分離素子21により反射された青色成分光Bのその後の経路に関しては、上述の実施例1と同様である。   Regarding the red component light R and green component light G emitted from the first wire grid type polarization separation element 21 and the subsequent paths of the blue component light B reflected by the first wire grid type polarization separation element 21 This is the same as in the first embodiment.

図4は、実施例3に適用される色分解合成光学系の構成を示す概略平面図である。   FIG. 4 is a schematic plan view showing a configuration of a color separation / synthesis optical system applied to the third embodiment.

この実施例3は、前述の実施例1における第1の偏光ビームスプリッタ2を二色性波長分離膜(ダイクロイックフィルタ)に置換えたものである。   In the third embodiment, the first polarizing beam splitter 2 in the first embodiment is replaced with a dichroic wavelength separation film (dichroic filter).

すなわち、この色分解合成光学系においては、図示しない光源から発せられた光束は、略々平行光束となされ、また、直線偏光となされて、図4に示すように、第1の積層位相差フィルタ1に入射される。この入射光の各色成分光R、B、Gは、それぞれが直線偏光となっており、互いに偏波面を同一方向としている。この実施の形態においては、入射光の各色成分光の偏波面は、図4の紙面に平行な方向となっている。   That is, in this color separation / synthesis optical system, a light beam emitted from a light source (not shown) is substantially a parallel light beam and is also linearly polarized, and as shown in FIG. 1 is incident. Each of the color component lights R, B, and G of the incident light is linearly polarized and has the same plane of polarization. In this embodiment, the polarization plane of each color component light of the incident light is in a direction parallel to the paper surface of FIG.

第1の積層位相差フィルタ1を透過した光束においては、赤色成分光R、青色成分光B及び緑色成分光Gがそれぞれ直線偏光であって、青色成分光Bのみの偏波面の方向が90°回転されて、青色成分光Bの偏波面が赤色成分光R及び緑色成分光Gの偏波面に対して直交している状態となる。   In the light beam that has passed through the first laminated phase difference filter 1, the red component light R, the blue component light B, and the green component light G are each linearly polarized light, and the direction of the polarization plane of only the blue component light B is 90 °. It is rotated and the polarization plane of the blue component light B is orthogonal to the polarization planes of the red component light R and the green component light G.

第1の積層位相差フィルタ1を透過した光束は、二色性波長分離膜24に入射される。この二色性波長分離膜24は、入射光の光路に対して45°の傾斜となされて配置されており、赤色成分光R及び緑色成分光Gを透過させ、青色成分光Bを反射する。したがって、この二色性波長分離膜24において、これら赤色成分光R及び緑色成分光Gの光路と、青色成分光Bの光路とが、分岐される。   The light beam that has passed through the first laminated phase difference filter 1 is incident on the dichroic wavelength separation film 24. The dichroic wavelength separation film 24 is disposed with an inclination of 45 ° with respect to the optical path of the incident light, transmits the red component light R and the green component light G, and reflects the blue component light B. Therefore, in the dichroic wavelength separation film 24, the optical path of the red component light R and the green component light G and the optical path of the blue component light B are branched.

二色性波長分離膜24を透過した赤色成分光R及び緑色成分光G、及び、二色性波長分離膜24により反射された青色成分光Bのその後の経路に関しては、上述の実施例1と同様である。   Regarding the subsequent paths of the red component light R and the green component light G transmitted through the dichroic wavelength separation film 24 and the blue component light B reflected by the dichroic wavelength separation film 24, the above-described first embodiment and It is the same.

上述のように、偏光分離膜が蒸着などにより一の面に形成された第1の三角プリズムと、この第1の三角プリズムの偏光分離膜が形成された面に対しこの偏光分離膜及び接着剤層を介して接着された第2の三角プリズムとから立方体状に構成されている偏光ビームスプリッタにおいて、光束を接着剤層側から入射させたほうがコントラストが高くなる。これは、コントラストを決定する偏光ビームスプリッタ特性であるS偏光波反射率が、光束を接着剤層側から入射させたほうが高くなるためである。
発明者においては、光束を接着剤層側から入射させた場合と光束を偏光分離膜側から入射させた場合、前者のほうがコントラスト比1.3〜1.5倍高いという結果を得ている。
As described above, the first triangular prism in which the polarization separation film is formed on one surface by vapor deposition or the like, and the polarization separation film and the adhesive on the surface on which the polarization separation film of the first triangular prism is formed. In the polarizing beam splitter configured in a cubic shape from the second triangular prism bonded through the layers, the contrast becomes higher when the light beam is incident from the adhesive layer side. This is because the S-polarized wave reflectance, which is the polarization beam splitter characteristic that determines the contrast, becomes higher when the light beam is incident from the adhesive layer side.
The inventors have obtained a result that the contrast ratio is 1.3 to 1.5 times higher when the light beam is incident from the adhesive layer side and when the light beam is incident from the polarization separation film side.

上述の各実施例においては、第3の偏光ビームスプリッタの光束の経路を限定したが、実施例1における第1の偏光ビームスプリッタ、第2の偏光ビームスプリッタ、及び第4の偏光ビームスプリッタに適用してもよく、実施例2における第2の偏光ビームスプリッタ、及び第4の偏光ビームスプリッタに適用してもよい。   In each of the above-described embodiments, the path of the light beam of the third polarizing beam splitter is limited, but the present invention is applicable to the first polarizing beam splitter, the second polarizing beam splitter, and the fourth polarizing beam splitter in the first embodiment. Alternatively, the present invention may be applied to the second polarizing beam splitter and the fourth polarizing beam splitter in the second embodiment.

実施例1に適用される画像表示装置の構成を示す概略平面図である。1 is a schematic plan view illustrating a configuration of an image display device applied to Example 1. FIG. 実施例1に適用される色分解合成光学系における特に青色成分光Bの光路を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing an optical path of a blue component light B in the color separation / synthesis optical system applied to Example 1; 実施例2に適用される色分解合成光学系の構成を示す概略平面図である。6 is a schematic plan view illustrating a configuration of a color separation / synthesis optical system applied to Example 2. FIG. 実施例3に適用される色分解合成光学系の構成を示す概略平面図である。6 is a schematic plan view illustrating a configuration of a color separation / synthesis optical system applied to Example 3. FIG. 従来の色分解合成光学系の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the conventional color separation synthetic | combination optical system. 偏光ビームスプリッタを示す図である。It is a figure which shows a polarization beam splitter.

符号の説明Explanation of symbols

1 第1の積層位相差フィルタ
2 第1の偏光ビームスプリッタ
3 第2の積層位相差フィルタ
4 第2の偏光ビームスプリッタ
5 赤色用反射型空間光変調素子
6 緑色用反射型空間光変調素子
7 第3の偏光ビームスプリッタ
8 青色用反射型空間光変調素子
9 第3の積層位相差フィルタ
10 第4の偏光ビームスプリッタ
11 第4の積層位相差フィルタ
12 位相差フィルタ
13 照明光学系
19 投影光学系

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st lamination | stacking phase difference filter 2 1st polarization | polarized-light beam splitter 3 2nd lamination | stacking phase difference filter 4 2nd polarization | polarized-light beam splitter 5 Red reflection type spatial light modulation element 6 Green reflection type spatial light modulation element 7 1st 3 polarizing beam splitter 8 blue reflective spatial light modulator 9 third laminated phase difference filter 10 fourth polarizing beam splitter 11 fourth laminated phase difference filter 12 phase difference filter 13 illumination optical system 19 projection optical system

Claims (2)

直線偏光状態の白色光の光束が入射され、この入射光束の赤色成分光及び緑色成分光の偏波面が青色成分光の偏波面に対して直交する状態とする第1の波長選択性偏光変換手段と、
前記第1の波長選択性偏光変換手段を経た光束が入射される偏光分離膜を有し、この偏光分離膜に対するP偏光成分を透過させS偏光成分を反射することにより、赤色成分光及び緑色成分光と、青色成分光との光路を分岐させる第1の偏光分離素子と、
前記第1の偏光分離素子から赤色成分光及び緑色成分光が入射され、赤色成分光及び緑色成分光のうち、第1の色成分光の偏波面と第2の色成分光の偏波面とが互いに直交する状態とする第2の波長選択性偏光変換手段と、
前記第2の波長選択性偏光変換手段から前記第1及び第2の色成分光が入射され、第1の色成分光を第1の空間光変調素子に入射させ、第2の色成分光を第2の空間光変調素子に入射させる第2の偏光分離素子と、
前記第1の偏光分離素子から青色成分光が入射され、この青色成分光を第3の空間光変調素子に入射させる第3の偏光分離素子と、
前記第1及び第2の空間光変調素子を経た赤色成分光及び緑色成分光の変調光と前記第3の空間光変調素子を経た青色成分光の変調光とが入射され、これら各変調光を合成して出射する偏光合成素子と、
を備え、
少なくとも前記第3の偏光分離素子は、偏光分離膜が形成された第1のプリズムと、この第1のプリズムの前記偏光分離膜が形成された面に対しこの偏光分離膜及び接着剤層を介して接着された第2のプリズムとからなる偏光ビームスプリッタであって、
前記第3の空間光変調素子に向かう青色成分光は、前記第2のプリズムに入射されて前記接着剤層を経た後、前記偏光分離膜により反射されて当該第2のプリズムより出射されることを特徴とする色分解合成光学系。
First wavelength-selective polarization conversion means for entering a linearly polarized white light beam and setting the polarization planes of the red component light and green component light of the incident beam to be orthogonal to the polarization plane of the blue component light When,
A red light component and a green light component are provided by transmitting a P-polarized light component and reflecting an S-polarized light component with respect to the polarized light-separating film, and having a polarized light separating film on which the light beam having passed through the first wavelength selective polarization converting means is incident. A first polarization separation element for branching an optical path between the light and the blue component light;
Red component light and green component light are incident from the first polarization separation element, and the polarization plane of the first color component light and the polarization plane of the second color component light out of the red component light and the green component light. Second wavelength-selective polarization conversion means that are orthogonal to each other;
The first and second color component lights are incident from the second wavelength selective polarization conversion means, the first color component light is incident on the first spatial light modulator, and the second color component light is emitted. A second polarization separation element that is incident on the second spatial light modulation element;
A third polarization separation element that receives blue component light from the first polarization separation element and makes the blue component light incident on a third spatial light modulation element;
The modulated light of the red component light and the green component light that has passed through the first and second spatial light modulation elements and the modulated light of the blue component light that has passed through the third spatial light modulation element are incident, A polarization combining element that combines and emits; and
With
At least the third polarization separation element includes a first prism on which a polarization separation film is formed, and a surface of the first prism on which the polarization separation film is formed via the polarization separation film and an adhesive layer. A polarizing beam splitter comprising a second prism bonded together,
The blue component light traveling toward the third spatial light modulator is incident on the second prism, passes through the adhesive layer, is reflected by the polarization separation film, and is emitted from the second prism. A color separation / synthesis optical system.
請求項1に記載の色分解合成光学系と、
前記色分解合成光学系に対し、少なくとも赤色成分光、緑色成分光及び青色成分光を含み直線偏光状態である光束を入射させる光源手段と、
前記色分解合成光学系の偏光合成素子から出射された光束を結像させる結像光学系と、
を備えることを特徴とする画像表示装置。

A color separation / synthesis optical system according to claim 1;
Light source means for making a light beam including at least a red component light, a green component light, and a blue component light in a linearly polarized state incident on the color separation / synthesis optical system;
An imaging optical system that forms an image of a light beam emitted from the polarization combining element of the color separation / synthesis optical system;
An image display device comprising:

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