JP2007003809A - Projection image display apparatus - Google Patents

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JP2007003809A JP2005183626A JP2005183626A JP2007003809A JP 2007003809 A JP2007003809 A JP 2007003809A JP 2005183626 A JP2005183626 A JP 2005183626A JP 2005183626 A JP2005183626 A JP 2005183626A JP 2007003809 A JP2007003809 A JP 2007003809A
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Takashi Aizaki
隆嗣 相崎
Tetsuji Suzuki
鉄二 鈴木
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Victor Company of Japan Ltd
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Victor Company of Japan Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make the size of an optical system from a light source to reflection type spatial optical modulation elements smaller and to make the size of an apparatus configuration smaller in a projection image display apparatus using the reflection type spatial optical modulation elements and reflection type polarizing plates. <P>SOLUTION: The apparatus is equipped with the reflection type polarizing plates 7, 12, 15 for respective color light rays which make one polarized light component of the respective color light rays R, G, B subjected to color separation by color separation optical systems 4, 10 incident on the reflection type spatial optical modulation elements 8, 13, 16 for the respective colors and reflect the image light rays reflected by the reflection type spatial optical modulation elements 8, 13, 16, a color composition optical system 17 which performs color composition of the image light rays reflected by the respective reflection type polarizing plates 7, 12, 15, and a projection lens 18 which projects the image light rays subjected to the color composition. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶ライトバルブなどの空間光変調素子を用いて変調した画像を投射レンズにより結像させて画像表示を行う投射型画像表示装置に関する。   The present invention relates to a projection type image display apparatus that displays an image by forming an image modulated using a spatial light modulation element such as a liquid crystal light valve by a projection lens.

従来、液晶ライトバルブなどの空間光変調素子を用いた投射型画像表示装置は、高解像度及び高コントラスト比の画像表示ができることから、種々の構成の装置が開発され、また、商品化されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, projection type image display devices using spatial light modulation elements such as liquid crystal light valves can display images with high resolution and high contrast ratio, and therefore various types of devices have been developed and commercialized. .

このような投射型画像表示装置の多くは、空間光変調素子を3枚備えて構成されるいわゆる「カラープロジェクタ」である。この「カラープロジェクタ」は、メタルハライドランプ等の強力な光源から得られる白色光を 三原色光に分解し、このように色分解された各色光を各色に対応する空間光変調素子に導き、各空間光変調素子を各色に対応する画像信号で駆動することにより変調し、さらに、各色の変調光を合成して投射することにより、画像表示を行うように構成されている。   Many of such projection-type image display apparatuses are so-called “color projectors” configured to include three spatial light modulation elements. This "color projector" separates white light obtained from a powerful light source such as a metal halide lamp into three primary color lights, and guides each color light thus separated to a spatial light modulation element corresponding to each color. Modulation is performed by driving the modulation element with an image signal corresponding to each color, and image display is performed by combining and projecting modulated light of each color.

反射型空間光変調素子を用いた投射型画像表示装置としては、例えば、特許文献1に記載されているように、空間光変調素子により変調された画像光を反射型偏光板によって分離させるようにしたものが提案されている。   As a projection type image display apparatus using a reflective spatial light modulation element, for example, as described in Patent Document 1, image light modulated by a spatial light modulation element is separated by a reflective polarizing plate. What has been proposed.

このような反射型偏光板を用いた投射型画像表示装置においては、図6に示すように、光源101から出射された照明光は、照明光学系を構成するライトパイプ102を透過し、第1のダイクロイックミラー103において、青色(B)光が透過し、赤緑色(RG)光が反射されることにより色分解される。   In the projection type image display apparatus using such a reflective polarizing plate, as shown in FIG. 6, the illumination light emitted from the light source 101 passes through the light pipe 102 constituting the illumination optical system, and the first In the dichroic mirror 103, blue (B) light is transmitted and red-green (RG) light is reflected, whereby color separation is performed.

第1のダイクロイックミラー103を透過した青色(B)光104は、ミラー105,106により反射され、第1の反射型偏光板107に入射し、一方向の偏光方向の光のみがこの第1の反射型偏光板107を透過する。第1の反射型偏光板107を透過した青色(B)光は、この青色(B)光に対応した第1の反射型空間光変調素子108に入射する。   The blue (B) light 104 transmitted through the first dichroic mirror 103 is reflected by the mirrors 105 and 106 and is incident on the first reflective polarizing plate 107, and only the light in one polarization direction is the first light. The light passes through the reflective polarizing plate 107. The blue (B) light transmitted through the first reflective polarizing plate 107 enters the first reflective spatial light modulation element 108 corresponding to the blue (B) light.

また、第1のダイクロイックミラー103において反射された赤緑色(RG)光109は、ミラー110により反射され、第2のダイクロイックミラー111に入射する。この第2のダイクロイックミラー111においては、赤色(R)光が透過し、緑色(G)光が反射されることにより、これら赤色(R)光及び緑色(G)光が色分解される。   Further, red-green (RG) light 109 reflected by the first dichroic mirror 103 is reflected by the mirror 110 and enters the second dichroic mirror 111. In the second dichroic mirror 111, red (R) light is transmitted and green (G) light is reflected, so that the red (R) light and green (G) light are color-separated.

第2のダイクロイックミラー111を透過した赤色(R)光は、第2の反射型偏光板113に入射し、一方向の偏光方向の光のみがこの第2の反射型偏光板113を透過する。第2の反射型偏光板113を透過した赤色(R)光は、この赤色(R)光に対応した第2の反射型空間光変調素子115に入射する。   The red (R) light that has passed through the second dichroic mirror 111 is incident on the second reflective polarizing plate 113, and only light in one polarization direction passes through the second reflective polarizing plate 113. The red (R) light transmitted through the second reflective polarizing plate 113 enters the second reflective spatial light modulator 115 corresponding to the red (R) light.

そして、第2のダイクロイックミラー111により反射された緑色(G)光は、第3の反射型偏光板112に入射し、一方向の偏光方向の光のみがこの第3の反射型偏光板112を透過する。第3の反射型偏光板112を透過した緑色(G)光は、この緑色(G)光に対応した第3の反射型空間光変調素子114に入射する。   Then, the green (G) light reflected by the second dichroic mirror 111 is incident on the third reflective polarizing plate 112, and only light in one direction of polarization passes through the third reflective polarizing plate 112. To Penetrate. The green (G) light transmitted through the third reflective polarizing plate 112 is incident on the third reflective spatial light modulation element 114 corresponding to the green (G) light.

各反射型空間光変調素子108,115,114に入射した赤色(R)光、緑色(G)光及び青色(B)光は、それぞれの画像信号に応じて偏光変調された画像光を含んで反射される。この画像光は、それぞれ反射型偏光板107,113,112により反射されて、クロスダイクロイックプリズム116に3方向から入射される。   The red (R) light, green (G) light, and blue (B) light incident on each of the reflective spatial light modulators 108, 115, and 114 includes image light that is polarization-modulated according to the respective image signals. Reflected. The image light is reflected by the reflective polarizing plates 107, 113, and 112, and is incident on the cross dichroic prism 116 from three directions.

このクロスダイクロイックプリズム116は、赤色(R)光、緑色(G)光及び青色(B)光を合成して、投射レンズ117に入射する。この投射レンズ117は、入射された各画像光を、図示しないスクリーン上に結像させ、画像表示を行う。   The cross dichroic prism 116 combines red (R) light, green (G) light, and blue (B) light and enters the projection lens 117. The projection lens 117 forms an image by forming each incident image light on a screen (not shown).

特開2004−279705公報JP 2004-279705 A

ところで、前述した従来の投射型画像表示装置においては、各ダイクロイックミラー103,111により色分解された後の各色光がミラーにより光路偏向される回数が多いため、装置構成が大型化、複雑化してしまうという問題がある。すなわち、この投射型画像表示装置においては、第1のダイクロイックミラー103において色分解された青色(B)光がミラー105,106によって2回光路偏向されている。   By the way, in the above-described conventional projection type image display apparatus, since each color light after color separation by the dichroic mirrors 103 and 111 is frequently deflected by the mirror, the apparatus configuration becomes larger and complicated. There is a problem of end. That is, in this projection type image display apparatus, the blue (B) light color-separated by the first dichroic mirror 103 is deflected twice by the mirrors 105 and 106.

そこで、本発明は、前述の実情に鑑みて提案されるものであって、反射型空間光変調素子及び反射型偏光板を使用した投射型画像表示装置において、光源から空間光変調素子に至る光学系の小型化を図ることにより、装置構成の小型化が図られた投射型画像表示装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been proposed in view of the above circumstances, and in a projection-type image display apparatus using a reflective spatial light modulation element and a reflective polarizing plate, an optical element from a light source to the spatial light modulation element is proposed. It is an object of the present invention to provide a projection type image display apparatus in which the size of the apparatus is reduced by downsizing the system.

上述の課題を解決するため、本発明に係る投射型画像表示装置は、以下のいずれかの構成を有するものである。   In order to solve the above-described problems, a projection-type image display device according to the present invention has one of the following configurations.

〔構成1〕
光源と、この光源からの光を赤色光、緑色光及び青色光の三原色に色分解する色分解光学系と、赤色光、緑色光及び青色光の三原色に対応された各色光用の反射型空間光変調素子と、色分解光学系を経た赤色光、緑色光及び青色光の各色ごとにP偏光、または、S偏光の偏光成分をそれぞれ透過させて対応する各色光用の反射型空間光変調素子にそれぞれ入射させるとともに各反射型空間光変調素子において対応する各色光の画像信号に応じて偏光変調されて反射された各色の画像光を反射させる各色光用の反射型偏光板と、これら各反射型偏光板により反射された画像光を色合成する色合成光学系と、この色合成光学系で得られた色合成画像光を投射する投射レンズとを備えたことを特徴とするものである。
[Configuration 1]
A light source, a color separation optical system that separates light from the light source into three primary colors of red light, green light, and blue light, and a reflective space for each color light corresponding to the three primary colors of red light, green light, and blue light Reflective spatial light modulation element for each color light by transmitting a light polarization element and a P-polarized light component or a S-polarized light polarized light component for each color of red light, green light and blue light that has passed through a color separation optical system And a reflection type polarizing plate for each color light that reflects the image light of each color that has been polarized and modulated in accordance with the image signal of each corresponding color light in each reflection type spatial light modulator, and each of these reflections The image forming apparatus includes a color combining optical system that combines the image light reflected by the mold polarizing plate and a projection lens that projects the color combining image light obtained by the color combining optical system.

〔構成2〕
構成1を有する投射型画像表示装置において、反射型偏光板は、入射される各色光のうち、P偏光の偏光成分を透過させ、S偏光の偏光成分を反射することを特徴とするものである。
[Configuration 2]
In the projection-type image display apparatus having the configuration 1, the reflection-type polarizing plate transmits the P-polarized polarization component and reflects the S-polarization polarization component among the incident color lights. .

そして、この投射型画像表示装置においては、色分解光学系を経た赤色光、緑色光及び青色光が対応する反射型空間光変調素子に入射するまでの間にミラーにより光路偏向をされる回数を1回以下とすることにより、光源から空間光変調素子に至る光学系の小型化が達成される。   In this projection type image display device, the number of times the optical path is deflected by the mirror before the red light, green light and blue light that have passed through the color separation optical system enter the corresponding reflective spatial light modulator. By making it once or less, it is possible to reduce the size of the optical system from the light source to the spatial light modulator.

なお、光源と色分解光学系との間には、光源から発する光の強度分布を均一化する照明光学系を配置してもよい。   An illumination optical system that makes the intensity distribution of light emitted from the light source uniform may be disposed between the light source and the color separation optical system.

また、この投射型画像表示装置において、色分解光学系としては、2枚のダイクロイックミラーが十字状に構成されたクロスダイクロイックミラーによって赤緑色(RG)光と青色(B)光とを色分解し、もしくは、赤色(R)光と緑青色(GB)光とを色分解する第1の色分解光学系と、赤緑色(RG)光、もしくは、緑青色(GB)光を、赤色(R)光と緑色(G)光とに色分解し、もしくは、緑色(G)光と青色(B)光とに色分解する第2の色分解光学系とからなるものとすることができる。   In this projection type image display apparatus, as a color separation optical system, red-green (RG) light and blue (B) light are color-separated by a cross dichroic mirror in which two dichroic mirrors are formed in a cross shape. Or a first color separation optical system that separates red (R) light and green-blue (GB) light, and red-green (RG) light or green-blue (GB) light into red (R) It may be composed of a second color separation optical system that performs color separation into light and green (G) light, or color separation into green (G) light and blue (B) light.

また、反射型偏光板の後には、各色光用の反射型偏光板により反射された各色の画像光から不要な偏光成分を除去する各色光用の透過型偏光板を設置してもよい。   Further, after the reflection type polarizing plate, a transmission type polarizing plate for each color light that removes an unnecessary polarization component from the image light of each color reflected by the reflection type polarizing plate for each color light may be installed.

そして、色合成光学系としては、クロスダイクロイックプリズムや、いわゆるフィリップスプリズムを用いることができる。   As the color synthesis optical system, a cross dichroic prism or a so-called Philips prism can be used.

なお、各反射型偏光板は、画像光を反射する反射素子面を各反射型空間光変調素子の側に向けて設置することにより、この反射型偏光板におけるコマ収差の発生を防止することができる。   In addition, each reflective polarizing plate can prevent the occurrence of coma aberration in the reflective polarizing plate by setting the reflective element surface that reflects image light toward the reflective spatial light modulator side. it can.

本発明に係る投射型画像表示装置においては、色分解光学系を経た赤色光、緑色光及び青色光が対応する反射型空間光変調素子に入射するまでの間にミラーにより光路偏向をされる回数を1回以下とすることにより、光源から空間光変調素子に至る光学系の小型化を図ることができる。   In the projection type image display apparatus according to the present invention, the number of times the optical path is deflected by the mirror before the red light, the green light, and the blue light that have passed through the color separation optical system enter the corresponding reflective spatial light modulator. By making the number of times one or less, the optical system from the light source to the spatial light modulator can be miniaturized.

すなわち、本発明は、反射型空間光変調素子及び反射型偏光板を使用した投射型画像表示装置において、光源から空間光変調素子に至る光学系の小型化を図ることにより、装置構成の小型化が図られた投射型画像表示装置を提供することができるものである。   That is, according to the present invention, in a projection-type image display device using a reflective spatial light modulator and a reflective polarizing plate, the optical system from the light source to the spatial light modulator is miniaturized, thereby reducing the size of the device configuration. It is possible to provide a projection type image display apparatus in which

以下、本発明に係る投射型画像表示装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Embodiments of a projection-type image display device according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

〔第1の実施の形態〕
図1は、本発明に係る投射型画像表示装置の第1の実施の形態における構成を示す平面図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a plan view showing the configuration of the projection type image display apparatus according to the first embodiment of the present invention.

この投射型画像表示装置は、図1に示すように、光源1から発せられた照明光は、照明光学系を構成するライトパイプ(ロッドインテグレータ)2を透過し、コンデンサレンズ3を経て、第1の色分解光学系となるクロスダイクロイックミラー4に入射される。なお、光源1としては、メタルハライドランプ等、強力な白色光が得られるものを使用する。ライトパイプ2においては、光源1からの照明光が多数回に亘って内面反射されることにより、この照明光の照度分布が均一化される。   In this projection type image display device, as shown in FIG. 1, the illumination light emitted from the light source 1 passes through the light pipe (rod integrator) 2 constituting the illumination optical system, passes through the condenser lens 3, and the first Is incident on a cross dichroic mirror 4 serving as a color separation optical system. In addition, as the light source 1, what can obtain strong white light, such as a metal halide lamp, is used. In the light pipe 2, the illumination light from the light source 1 is internally reflected many times, so that the illuminance distribution of the illumination light is made uniform.

クロスダイクロイックミラー4は、2枚のダイクロイックミラーが十字状に組み合わされて構成されたものであり、一方のダイクロイックミラーが青色光Bを反射させ、他方のダイクロイックミラーが赤緑色光RGを反射させる特性を有している。このクロスダイクロイックミラー4において、光源1からの照明光は、青色光B成分が一方向に反射され、赤緑色光RG成分が、青色光B成分が反射される方向の反対側である他方向に反射される。   The cross dichroic mirror 4 is configured by combining two dichroic mirrors in a cross shape. One dichroic mirror reflects blue light B, and the other dichroic mirror reflects red-green light RG. have. In the cross dichroic mirror 4, the illumination light from the light source 1 reflects the blue light B component in one direction, and the red-green light RG component in the other direction opposite to the direction in which the blue light B component is reflected. Reflected.

クロスダイクロイックミラー4において一方向に反射された青色光Bは、第1のミラー5により反射されて偏向し、リレーレンズ6を経て、第1の反射型偏光板7に入射する。この第1の反射型偏光板7は、いわゆる「ワイヤグリッド」であって、光路に対して略45°傾斜されて設置されており、この第1の反射型偏光板7に対するP偏向成分のみを透過させる。この第1の反射型偏光板7を透過した青色光Bは、この青色光Bに対応した第1の反射型空間光変調素子8に入射する。この反射型空間光変調素子は、例えば、反射型液晶ライトバルブである。また、クロスダイクロイックミラー4において他方向に反射された赤緑色光RGは、第2のミラー9により反射されて偏向し、第2の色分解光学系となるダイクロイックミラー10に入射する。このダイクロイックミラー10においては、赤色光Rが透過し、緑色光Gが反射されることにより、これら赤色光R及び緑色光Gが色分解される。   The blue light B reflected in one direction by the cross dichroic mirror 4 is reflected and deflected by the first mirror 5, and enters the first reflective polarizing plate 7 through the relay lens 6. The first reflective polarizing plate 7 is a so-called “wire grid” and is inclined at about 45 ° with respect to the optical path, and only the P deflection component with respect to the first reflective polarizing plate 7 is provided. Make it transparent. The blue light B transmitted through the first reflective polarizing plate 7 enters the first reflective spatial light modulator 8 corresponding to the blue light B. This reflective spatial light modulator is, for example, a reflective liquid crystal light valve. Further, the red-green light RG reflected in the other direction by the cross dichroic mirror 4 is reflected and deflected by the second mirror 9 and enters the dichroic mirror 10 serving as the second color separation optical system. In the dichroic mirror 10, the red light R is transmitted and the green light G is reflected, whereby the red light R and the green light G are color-separated.

ダイクロイックミラー10を透過した赤色光Rは、リレーレンズ11を経て、第2の反射型偏光板12に入射する。この第2の反射型偏光板12は、いわゆる「ワイヤグリッド」であって、光路に対して略45°傾斜されて設置されており、この第2の反射型偏光板12に対するP偏向成分のみを透過させる。この第2の反射型偏光板12を透過した赤色光Rは、この赤色光Rに対応した第2の反射型空間光変調素子13に入射する。   The red light R that has passed through the dichroic mirror 10 enters the second reflective polarizing plate 12 via the relay lens 11. The second reflective polarizing plate 12 is a so-called “wire grid” and is inclined at about 45 ° with respect to the optical path, and only the P deflection component with respect to the second reflective polarizing plate 12 is provided. Make it transparent. The red light R transmitted through the second reflective polarizing plate 12 enters the second reflective spatial light modulation element 13 corresponding to the red light R.

また、ダイクロイックミラー10において反射された緑色光Gは、リレーレンズ14を経て、第3の反射型偏光板15に入射する。この第3の反射型偏光板15は、いわゆる「ワイヤグリッド」であって、光路に対して略45°傾斜されて設置されており、この第3の反射型偏光板15に対するP偏向成分のみを透過させる。この第3の反射型偏光板15を透過した緑色光Gは、この緑色光Gに対応した第3の反射型空間光変調素子16に入射する。   The green light G reflected by the dichroic mirror 10 enters the third reflective polarizing plate 15 via the relay lens 14. The third reflective polarizing plate 15 is a so-called “wire grid”, and is inclined at about 45 ° with respect to the optical path, and only the P deflection component with respect to the third reflective polarizing plate 15 is provided. Make it transparent. The green light G transmitted through the third reflective polarizing plate 15 enters the third reflective spatial light modulation element 16 corresponding to the green light G.

図2は、反射型偏光板の構成を示す斜視図である。   FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the reflective polarizing plate.

各反射型偏光板7,12,15は、図2に示すように、光学ガラス板201上に、アルミニウムなどの金属線202を、例えば、140nm程度のピッチで規則正しくストライプ状に多数本並べて形成した反射素子面を有するものである。この反射型偏光板7,12,15は、金属線202に垂直な偏光成分(例えば、P偏光光)をそのまま透過させ、かつ、金属線202に平行な偏光成分(例えば、S偏光光)を反射する特性を有している。   As shown in FIG. 2, each of the reflective polarizing plates 7, 12, and 15 is formed by arranging a large number of metal wires 202 such as aluminum regularly in a stripe pattern at a pitch of about 140 nm on the optical glass plate 201. It has a reflective element surface. The reflective polarizing plates 7, 12, and 15 transmit a polarization component perpendicular to the metal line 202 (for example, P-polarized light) as it is and transmit a polarization component parallel to the metal line 202 (for example, S-polarized light). It has the property of reflecting.

この反射型偏光板7,12,15においては、入射角が変動しても、P偏光光の透過率の波長依存性の変動が極めて小さく、安定した特性が維持される。したがって、この投射型画像表示装置において、反射型偏光板7,12,15を用いることにより、明るく、色再現性の良好な表示画像を得ることができる。また、反射型偏光板7,12,15は、一枚の板状の偏光分離板であるので、軽量である。また、反射型偏光板7,12,15は、光源1から発せられる光を吸収しにくいため、複屈折による表示画像の品質低下を抑えることができる。   In the reflection type polarizing plates 7, 12, and 15, even if the incident angle varies, the variation in wavelength dependency of the transmittance of the P-polarized light is extremely small, and stable characteristics are maintained. Therefore, in this projection type image display apparatus, a bright display image with good color reproducibility can be obtained by using the reflective polarizing plates 7, 12, and 15. Further, the reflection type polarizing plates 7, 12, and 15 are a single plate-like polarization separation plate, and thus are lightweight. Further, since the reflective polarizing plates 7, 12, and 15 hardly absorb the light emitted from the light source 1, it is possible to suppress the deterioration of the display image quality due to birefringence.

なお、これら反射型偏光板7,12,15は、各反射型空間光変調素子8,13,16からの画像光を反射する反射素子面を、各反射型空間光変調素子8,13,16の側に向けて設置するようにする。このように設置することにより、各反射型空間光変調素子8,13,16から後述する投射レンズ18に至る画像光について、反射型偏光板7,12,15の光学ガラス板201におけるコマ収差の発生を防止することができる。   The reflective polarizing plates 7, 12, and 15 have reflective element surfaces that reflect image light from the reflective spatial light modulators 8, 13, and 16, and the reflective spatial light modulators 8, 13, and 16. Install it facing the side. By installing in this way, coma aberration in the optical glass plate 201 of the reflective polarizing plates 7, 12, and 15 for image light from each of the reflective spatial light modulators 8, 13, 16 to the projection lens 18 described later. Occurrence can be prevented.

各反射型空間光変調素子8,13,16に入射した青色光B、赤色光R及び緑色光Gは、それぞれの画像信号に応じて、各反射型偏光板7,12,15に対するS偏向に偏光変調された画像光を含んで反射される。これら画像光は、図1に示すように、それぞれ反射型偏光板7,12,15により反射されて、色合成光学系となるクロスダイクロイックプリズム17に3方向から入射される。   The blue light B, red light R, and green light G incident on the reflective spatial light modulators 8, 13, 16 are subjected to S deflection with respect to the reflective polarizers 7, 12, 15 according to the respective image signals. Reflected image light including polarization-modulated image light. As shown in FIG. 1, these image lights are respectively reflected by the reflection type polarizing plates 7, 12, and 15, and are incident on the cross dichroic prism 17 serving as a color synthesis optical system from three directions.

なお、各反射型偏光板7,12,15とクロスダイクロイックプリズム17の間には、各色光用の反射型偏光板7,12,15により反射された各色の画像光から不要な偏光成分を除去するために、各色光用の透過型偏光板を設置してもよい。   An unnecessary polarization component is removed from the image light of each color reflected by the reflective polarizers 7, 12, and 15 for each color light between the respective reflective polarizers 7, 12, and 15 and the cross dichroic prism 17. In order to do so, a transmissive polarizing plate for each color light may be provided.

このクロスダイクロイックプリズム17は、4つの三角柱状プリズムが接合されて立方体状に構成されたプリズムであって、各三角柱状プリズムの接合面には、ダイクロイック膜が形成されている。このダイクロイック膜は、2つの平面がクロスダイクロイックプリズム17の中心において十字状に交差した状態に形成されている。このクロスダイクロイックプリズム17において一方の平面をなすダイクロイック膜は、青色光B成分を反射し、赤色光R及び緑色光G成分を透過させる。また、このクロスダイクロイックプリズム17において他方の平面をなすダイクロイック膜は、赤色光R成分を反射し、青色光B及び緑色光G成分を透過させる。   This cross dichroic prism 17 is a prism formed by joining four triangular prisms into a cubic shape, and a dichroic film is formed on the joint surface of each triangular prism. The dichroic film is formed in a state where two planes intersect in a cross shape at the center of the cross dichroic prism 17. The dichroic film forming one plane in the cross dichroic prism 17 reflects the blue light B component and transmits the red light R and green light G components. The dichroic film forming the other plane in the cross dichroic prism 17 reflects the red light R component and transmits the blue light B and green light G components.

したがって、このクロスダイクロイックプリズム17においては、一側面から入射された青色光Bが一方の平面をなすダイクロイック膜により反射されて前方に出射され、他側面から入射された赤色光Rが他方の平面をなすダイクロイック膜により反射されて前方に出射され、後面から入射された緑色光Gが各ダイクロイック膜を透過して前方に出射されることにより、これら青色光B、赤色光R及び緑色光Gが合成される。   Accordingly, in the cross dichroic prism 17, the blue light B incident from one side surface is reflected by the dichroic film forming one plane and emitted forward, and the red light R incident from the other side surface passes through the other plane. The blue light B, red light R, and green light G are synthesized by the green light G that is reflected by the dichroic film formed and emitted forward, and is emitted from the rear surface through each dichroic film and emitted forward. Is done.

このようにしてクロスダイクロイックプリズム17において合成された青色光B、赤色光R及び緑色光Gは、投射レンズ18に入射される。この投射レンズ18は、入射された各画像光を、図示しないスクリーン上に結像させ、画像表示を行う。   The blue light B, red light R, and green light G synthesized in the cross dichroic prism 17 in this way are incident on the projection lens 18. The projection lens 18 forms an image by forming each incident image light on a screen (not shown).

〔第2の実施の形態〕
図3は、本発明に係る投射型画像表示装置の第2の実施の形態における構成を示す平面図である。
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a plan view showing the configuration of the projection type image display apparatus according to the second embodiment of the present invention.

本発明に係る投射型画像表示装置においては、図3に示すように、照明光学系として、前述のライトパイプ2に代えて、フライアイインテグレータ20を使用してもよい。   In the projection type image display apparatus according to the present invention, as shown in FIG. 3, a fly eye integrator 20 may be used as the illumination optical system instead of the light pipe 2 described above.

すなわち、この投射型画像表示装置においては、光源1から発せられた照明光は、照明光学系を構成するフライアイインテグレータ20を透過し、コンデンサレンズ3を経て、第1の色分解光学系となるクロスダイクロイックミラー4に入射される。以降の構成は、第1の実施の形態と同様である。   That is, in this projection type image display apparatus, the illumination light emitted from the light source 1 passes through the fly eye integrator 20 constituting the illumination optical system, passes through the condenser lens 3, and becomes the first color separation optical system. The light enters the cross dichroic mirror 4. The subsequent configuration is the same as that of the first embodiment.

このフライアイインテグレータ20は、一対の平板状の透明基材のそれぞれに、小径の凸レンズがマトリクス状に形成されたものである。このフライアイインテグレータ20においては、光源像が多数形成され、これら光源像が重ね合わされることにより、この照明光の照度分布が均一化される。   The fly eye integrator 20 has a small-diameter convex lens formed in a matrix on each of a pair of flat transparent substrates. In the fly eye integrator 20, a large number of light source images are formed, and these light source images are superimposed to make the illuminance distribution of the illumination light uniform.

〔第3の実施の形態〕
図4は、本発明に係る投射型画像表示装置の第3の実施の形態における構成を示す平面図である。
[Third Embodiment]
FIG. 4 is a plan view showing the configuration of the projection type image display apparatus according to the third embodiment of the present invention.

本発明に係る投射型画像表示装置は、図4に示すように、色合成光学系として、いわゆるフィリップスプリズム21を使用してもよい。   As shown in FIG. 4, the projection type image display apparatus according to the present invention may use a so-called Philips prism 21 as a color synthesis optical system.

すなわち、この投射型画像表示装置においては、色分解光学系から各空間光変調素子8,13,16に照明光が入射されるまでの光路は、前述の第1の実施の形態と同様である。ただし、この投射型画像表示装置においては、第1及び第2の反射型偏光板7,12は、光路に対して約30°の傾斜を有して設置されている。   That is, in this projection type image display device, the optical path from the color separation optical system until the illumination light enters each of the spatial light modulation elements 8, 13, 16 is the same as that in the first embodiment. . However, in this projection type image display device, the first and second reflective polarizing plates 7 and 12 are installed with an inclination of about 30 ° with respect to the optical path.

各反射型空間光変調素子8,13,16に入射した青色光B、赤色光R及び緑色光Gは、それぞれの画像信号に応じて、各反射型偏光板7,12,15に対するS偏向に偏光変調された画像光を含んで反射される。これら画像光は、それぞれ反射型偏光板7,12,15により反射されて、色合成光学系となるフィリップスプリズム21に3方向から入射される。   The blue light B, red light R, and green light G incident on the reflective spatial light modulators 8, 13, 16 are subjected to S deflection with respect to the reflective polarizers 7, 12, 15 according to the respective image signals. Reflected image light including polarization-modulated image light. These image lights are respectively reflected by the reflective polarizing plates 7, 12, and 15 and are incident on the Philips prism 21 serving as a color synthesis optical system from three directions.

このフィリップスプリズム21は、青色光B、赤色光R及び緑色光Gを合成して、投射レンズ18に入射する。この投射レンズ18は、入射された各画像光を、図示しないスクリーン上に結像させ、画像表示を行う。   The Philips prism 21 combines the blue light B, red light R, and green light G and enters the projection lens 18. The projection lens 18 forms an image by forming each incident image light on a screen (not shown).

フィリップスプリズム21は、例えば、特許第2505758号公報に記載されているように、画面対応部分に接合部を有さないプリズムであり、いわゆる「3板式ビデオカメラ」で色分解プリズムとして使用されているものである。このフィリップスプリズム21は、少なくとも2組の対向面を形成して配置された少なくとも第1乃至第3プリズム21a,21b,21cより構成されており、第1プリズム21aと第2プリズム21bとを接合した第1の対向面には、赤色光Rを反射し、かつ、緑色光Gを透過させる第1ダイクロイック膜が形成され、第1プリズム21aと第3プリズム21cとを接合した第2の対向面には、赤色光R及び緑色光Gを透過させ、かつ、青色光Bを反射する第2ダイクロイック膜が形成されている。   The Philips prism 21 is, for example, a prism that does not have a joint at the screen corresponding portion as described in Japanese Patent No. 2505758, and is used as a color separation prism in a so-called “three-plate video camera”. Is. The Phillips prism 21 is composed of at least first to third prisms 21a, 21b, and 21c arranged to form at least two pairs of opposing surfaces, and the first prism 21a and the second prism 21b are joined. A first dichroic film that reflects red light R and transmits green light G is formed on the first facing surface, and the second facing surface that joins the first prism 21a and the third prism 21c is formed on the first facing surface. A second dichroic film that transmits red light R and green light G and reflects blue light B is formed.

したがって、このフィリップスプリズム21において、第1プリズム21aから入射された赤色光Rは、第1ダイクロイック膜により反射され、第2ダイクロイック膜を透過して、第3プリズム21c内に進入し、また、第2プリズム21bから入射された緑色光Gは、第1及び第2ダイクロイック膜をそのまま透過して、第3プリズム21c内に進入し、また、第3プリズム21cから入射された青色光Bは、第2ダイクロイック膜により反射され、この第3プリズム21c内で、赤色光R、緑色光G及び青色光Bの各画像光が色合成される。   Therefore, in this Philips prism 21, the red light R incident from the first prism 21a is reflected by the first dichroic film, passes through the second dichroic film, enters the third prism 21c, and The green light G incident from the second prism 21b passes through the first and second dichroic films as they are, enters the third prism 21c, and the blue light B incident from the third prism 21c Reflected by the two dichroic film, the image light of the red light R, the green light G, and the blue light B is color-synthesized in the third prism 21c.

〔第4の実施の形態〕
図5は、本発明に係る投射型画像表示装置の第4の実施の形態における構成を示す平面図である。
[Fourth Embodiment]
FIG. 5 is a plan view showing a configuration of the projection type image display apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.

本発明に係る投射型画像表示装置は、図5に示すように、クロスダイクロイックミラーを使わないで構成することもできる。   The projection type image display apparatus according to the present invention can be configured without using a cross dichroic mirror as shown in FIG.

すなわち、この投射型画像表示装置においては、図5に示すように、光源1から発せられた照明光は、照明光学系を構成するライトパイプ(ロッドインテグレータ)2を透過し、コンデンサレンズ3を経て、第1の色分解光学系となる第1のダイクロイックミラー22に入射される。この第1のダイクロイックミラー22は、青色光Bを透過させ、赤緑色光RGを反射させる特性を有している。すなわち、この第1のダイクロイックミラー22において、光源1からの照明光は、青色光B成分が透過され、赤緑色光RG成分が反射される。   That is, in this projection type image display apparatus, as shown in FIG. 5, the illumination light emitted from the light source 1 passes through the light pipe (rod integrator) 2 constituting the illumination optical system, and passes through the condenser lens 3. Then, the light enters the first dichroic mirror 22 serving as a first color separation optical system. The first dichroic mirror 22 has a characteristic of transmitting the blue light B and reflecting the red-green light RG. That is, in the first dichroic mirror 22, the illumination light from the light source 1 transmits the blue light B component and reflects the red-green light RG component.

第1のダイクロイックミラー22を透過した青色光Bは、リレーレンズ6を経て、第1の反射型偏光板7に入射する。この第1の反射型偏光板7は、光路に対して略45°傾斜されて設置されており、この第1の反射型偏光板7に対するP偏向成分のみを透過させる。この第1の反射型偏光板7を透過した青色光Bは、この青色光Bに対応した第1の反射型空間光変調素子8に入射する。   The blue light B that has passed through the first dichroic mirror 22 is incident on the first reflective polarizing plate 7 via the relay lens 6. The first reflective polarizing plate 7 is installed with an inclination of about 45 ° with respect to the optical path, and transmits only the P deflection component with respect to the first reflective polarizing plate 7. The blue light B transmitted through the first reflective polarizing plate 7 enters the first reflective spatial light modulator 8 corresponding to the blue light B.

また、第1のダイクロイックミラー22において反射された赤緑色光RGは、ミラー9により反射されて偏向し、第2の色分解光学系となる第2のダイクロイックミラー10に入射する。この第2のダイクロイックミラー10においては、赤色光Rが透過し、緑色光Gが反射されることにより、これら赤色光R及び緑色光Gが色分解される。   Further, the red-green light RG reflected by the first dichroic mirror 22 is reflected and deflected by the mirror 9 and enters the second dichroic mirror 10 serving as a second color separation optical system. In the second dichroic mirror 10, the red light R is transmitted and the green light G is reflected, so that the red light R and the green light G are color-separated.

第2のダイクロイックミラー10を透過した赤色光Rは、リレーレンズ11を経て、第2の反射型偏光板12に入射する。この第2の反射型偏光板12は、光路に対して略45°傾斜されて設置されており、この第2の反射型偏光板12に対するP偏向成分のみを透過させる。この第2の反射型偏光板12を透過した赤色光Rは、この赤色光Rに対応した第2の反射型空間光変調素子13に入射する。   The red light R transmitted through the second dichroic mirror 10 enters the second reflective polarizing plate 12 through the relay lens 11. The second reflective polarizing plate 12 is installed with an inclination of about 45 ° with respect to the optical path, and transmits only the P deflection component with respect to the second reflective polarizing plate 12. The red light R transmitted through the second reflective polarizing plate 12 enters the second reflective spatial light modulation element 13 corresponding to the red light R.

また、第2のダイクロイックミラー10において反射された緑色光Gは、リレーレンズ14を経て、第3の反射型偏光板15に入射する。この第3の反射型偏光板15は、光路に対して略45°傾斜されて設置されており、この第3の反射型偏光板15に対するP偏向成分のみを透過させる。この第3の反射型偏光板15を透過した緑色光Gは、この緑色光Gに対応した第3の反射型空間光変調素子16に入射する。   Further, the green light G reflected by the second dichroic mirror 10 enters the third reflective polarizing plate 15 via the relay lens 14. The third reflective polarizing plate 15 is installed with an inclination of approximately 45 ° with respect to the optical path, and transmits only the P deflection component with respect to the third reflective polarizing plate 15. The green light G transmitted through the third reflective polarizing plate 15 enters the third reflective spatial light modulation element 16 corresponding to the green light G.

各反射型空間光変調素子8,13,16に入射した青色光B、赤色光R及び緑色光Gは、それぞれの画像信号に応じて、各反射型偏光板7,12,15に対するS偏向に偏光変調された画像光を含んで反射される。これら画像光は、それぞれ反射型偏光板7,12,15により反射されて、色合成光学系となるクロスダイクロイックプリズム17に3方向から入射される。   The blue light B, red light R, and green light G incident on the reflective spatial light modulators 8, 13, 16 are subjected to S deflection with respect to the reflective polarizers 7, 12, 15 according to the respective image signals. Reflected image light including polarization-modulated image light. These image lights are respectively reflected by the reflective polarizing plates 7, 12, and 15 and are incident on the cross dichroic prism 17 serving as a color synthesis optical system from three directions.

クロスダイクロイックプリズム17は、青色光B、赤色光R及び緑色光Gを合成して、投射レンズ18に入射する。この投射レンズ18は、入射された各画像光を、図示しないスクリーン上に結像させ、画像表示を行う。   The cross dichroic prism 17 combines the blue light B, the red light R, and the green light G and enters the projection lens 18. The projection lens 18 forms an image by forming each incident image light on a screen (not shown).

本発明に係る投射型画像表示装置の第1の実施の形態における構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure in 1st Embodiment of the projection type image display apparatus which concerns on this invention. 前記投射型画像表示装置における反射型偏光板の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the reflection type polarizing plate in the said projection type image display apparatus. 本発明に係る投射型画像表示装置の第2の実施の形態における構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure in 2nd Embodiment of the projection type image display apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る投射型画像表示装置の第3の実施の形態における構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure in 3rd Embodiment of the projection type image display apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る投射型画像表示装置の第4の実施の形態における構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure in 4th Embodiment of the projection type image display apparatus which concerns on this invention. 従来の投射型画像表示装置の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the conventional projection type image display apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 光源
4 クロスダイクロイックミラー
7 第1の反射型偏光板
8 第1の反射型空間光変調素子
10 ダイクロイックミラー(第2のダイクロイックミラー)
12 第2の反射型偏光板
13 第2の反射型空間光変調素子
15 第3の反射型偏光板
16 第3の反射型空間光変調素子
17 クロスダイクロイックプリズム
18 投射レンズ
21 フィリップスプリズム
22 第1のダイクロイックミラー
R 赤色光
G 緑色光
B 青色光
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 4 Cross dichroic mirror 7 1st reflection type polarizing plate 8 1st reflection type spatial light modulation element 10 Dichroic mirror (2nd dichroic mirror)
12 Second Reflective Polarizing Plate 13 Second Reflective Spatial Light Modulator 15 Third Reflective Polarizer 16 Third Reflective Spatial Light Modulator 17 Cross Dichroic Prism 18 Projection Lens 21 Phillips Prism 22 First Dichroic mirror R Red light G Green light B Blue light

Claims (2)

光源と、
前記光源からの光を赤色光、緑色光及び青色光の三原色に色分解する色分解光学系と、
前記赤色光、緑色光及び青色光の三原色に対応された各色光用の反射型空間光変調素子と、
前記色分解光学系を経た赤色光、緑色光及び青色光の各色ごとにP偏光、または、S偏光の偏光成分をそれぞれ透過させて、対応する各色光用の前記反射型空間光変調素子にそれぞれ入射させるとともに、前記各反射型空間光変調素子において対応する各色光の画像信号に応じて偏光変調されて反射された各色の画像光を反射させる各色光用の反射型偏光板と、
前記各反射型偏光板により反射された画像光を色合成する色合成光学系と、
前記色合成光学系で得られた色合成画像光を投射する投射レンズと
を備えたことを特徴とする投射型画像表示装置。
A light source;
A color separation optical system that separates light from the light source into three primary colors of red light, green light, and blue light;
A reflective spatial light modulator for each color light corresponding to the three primary colors of red light, green light and blue light;
Each of the red light, green light, and blue light that has passed through the color separation optical system transmits a P-polarized light component or a S-polarized light polarized component, and the corresponding reflective spatial light modulator for each color light respectively. A reflective polarizing plate for each color light that is incident and reflects image light of each color that is polarized and modulated according to an image signal of each corresponding color light in each of the reflective spatial light modulators;
A color synthesizing optical system that color-synthesizes the image light reflected by each of the reflective polarizing plates;
A projection type image display apparatus comprising: a projection lens that projects the color synthesis image light obtained by the color synthesis optical system.
前記反射型偏光板は、入射される各色光のうち、P偏光の偏光成分を透過させ、S偏光の偏光成分を反射する
ことを特徴とする請求項1記載の投射型画像表示装置。
2. The projection type image display device according to claim 1, wherein the reflection-type polarizing plate transmits a P-polarized polarization component and reflects an S-polarization polarization component among incident color lights.
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