JP3139387B2 - Projection display device - Google Patents

Projection display device

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JP3139387B2
JP3139387B2 JP08256120A JP25612096A JP3139387B2 JP 3139387 B2 JP3139387 B2 JP 3139387B2 JP 08256120 A JP08256120 A JP 08256120A JP 25612096 A JP25612096 A JP 25612096A JP 3139387 B2 JP3139387 B2 JP 3139387B2
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color
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真也 三戸
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【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、主としてライトバ
ルブ上ルに形成された光学像をスクリーン上に拡大投写
する投写型表示装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection display device for mainly projecting an optical image formed on a light valve on a screen in an enlarged manner.

【0002】[0002]

【従来の技術】大画面映像を得るために、ライトバルブ
に映像信号に応じた光学像を形成し、その光学像に光を
照射し投写レンズによりスクリーン上に拡大投写する方
法が従来よりよく知られている。最近では、ライトバル
ブとして液晶パネルを用いる投写型表示装置が注目され
ている。
2. Description of the Related Art In order to obtain a large-screen image, a method of forming an optical image corresponding to an image signal on a light valve, irradiating the optical image with light, and enlarging and projecting the image on a screen by a projection lens is well known. Have been. Recently, a projection type display device using a liquid crystal panel as a light valve has attracted attention.

【0003】フルカラーで、高輝度、高解像度の投写画
像を得るために、ライトバルブを赤用、緑用、青用とし
て3つ用い、1つの投写レンズで投写する方式が多く用
いられている。この場合、光源から出力される白色光を
赤、緑、青の3色に分解する色分解光学系と、3色を再
び1つに合成する色合成光学系が必要となる。
In order to obtain a full-color, high-brightness, high-resolution projected image, a system in which three light valves are used for red, green, and blue, and a single projection lens is used for projection is often used. In this case, a color separation optical system that separates white light output from the light source into three colors of red, green, and blue, and a color combining optical system that combines the three colors into one again are required.

【0004】色分解光学系、色合成光学系ともに、プレ
ート状のダイクロイックミラーを用いて構成した投写型
表示装置の構成例を(図13)に示す。光源1から出力
する白色光は、全反射ミラー2で反射された後、ダイク
ロイックミラー3,4、全反射ミラー5で構成される色
分解光学系によって赤、緑、青の3原色光に分解され
る。各原色光は、それぞれ対応するフィールドレンズ
6,7,8、ライトバルブ9,10,11を透過後、ダ
イクロイックミラー12,13、全反射ミラー14で構
成される色合成光学系で1つに合成され、投写レンズ1
5によってスクリーン上(図示せず)に拡大投写され
る。
FIG. 13 shows a configuration example of a projection type display device in which both a color separation optical system and a color synthesis optical system are configured using a plate-like dichroic mirror. The white light output from the light source 1 is reflected by a total reflection mirror 2 and then separated into three primary colors of red, green and blue by a color separation optical system composed of dichroic mirrors 3 and 4 and a total reflection mirror 5. You. Each primary color light passes through the corresponding field lenses 6, 7, 8 and light valves 9, 10, 11 and then is combined into one by a color combining optical system composed of dichroic mirrors 12, 13 and a total reflection mirror 14. And projection lens 1
5, the image is enlarged and projected on a screen (not shown).

【0005】また、色合成光学系をダイクロイックプリ
ズムを用いて構成した投写型表示装置の構成例を(図1
4(a)〜(c))に示す。
A configuration example of a projection type display device in which a color combining optical system is configured using a dichroic prism (FIG. 1).
4 (a) to 4 (c)).

【0006】(図14(a))に示す構成は、色合成プリ
ズム36の2つのダイクロイックミラー面がX字状をな
したタイプである。光源21からの出力光は全反射ミラ
ー22を経て、ダイクロイックミラー23,24、全反
射ミラー25,26,27で構成される色分解光学系で
3つの原色光に分解される。全反射ミラー26,27を
経て進行する色成分は、他の2つの色成分と照明光路長
(光源21からライトバルブ33,34,35までの距
離)が異なるため、スクリーン上の照度分布が3色とも
等光路長である場合と等価的に略等しくなるように、リ
レーレンズ28,29を補助的に配置している。3つの
原色光は対応するフィールドレンズ30,31,32、
ライトバルブ33,34,35を透過し、色合成プリズ
ム36で1つに合成された後、投写レンズ37によって
スクリーン上(図示せず)に拡大投写される。
The configuration shown in FIG. 14A is of a type in which two dichroic mirror surfaces of a color combining prism 36 have an X-shape. Output light from the light source 21 passes through a total reflection mirror 22 and is separated into three primary color lights by a color separation optical system including dichroic mirrors 23 and 24 and total reflection mirrors 25, 26 and 27. The color component that travels through the total reflection mirrors 26 and 27 has an illumination light path length (distance from the light source 21 to the light valves 33, 34, and 35) different from the other two color components. The relay lenses 28 and 29 are supplementarily arranged so that the colors are equivalently substantially equal to those having the same optical path length. The three primary color lights correspond to the corresponding field lenses 30, 31, 32,
After being transmitted through the light valves 33, 34, and 35 and combined into one by the color combining prism 36, the image is enlarged and projected on a screen (not shown) by the projection lens 37.

【0007】(図14(b))に示す構成は、色合成プリ
ズム52の2つのダイクロイックミラー面、及び全反射
面が、(図13)に示した構成のダイクロイックミラー
12,13、全反射ミラー14と同じように配置され、
光が通過する空間を全てプリズムとし、プリズム全体と
してL字状なしたタイプである。光源41からの出力光
は全反射ミラー42を経て、ダイクロイックミラー4
3,44、全反射ミラー45で構成される色分解光学系
で3つの原色光に分解される。3つの原色光は対応する
フィールドレンズ46,47,48、ライトバルブ4
9,50,51を透過し、色合成プリズム52で1つに
合成された後、投写レンズ53によってスクリーン上
(図示せず)に拡大投写される。
In the configuration shown in FIG. 14B, the two dichroic mirror surfaces and the total reflection surface of the color combining prism 52 have dichroic mirrors 12 and 13 and a total reflection mirror having the configuration shown in FIG. It is arranged in the same way as 14,
All the spaces through which light passes are prisms, and the entire prism is L-shaped. The output light from the light source 41 passes through a total reflection mirror 42 and is output to a dichroic mirror 4.
The light is separated into three primary color lights by a color separation optical system composed of 3, 44 and a total reflection mirror 45. The three primary color lights correspond to the corresponding field lenses 46, 47, 48 and the light valve 4
After being transmitted through 9, 50, and 51 and combined into one by a color combining prism 52, the image is enlarged and projected on a screen (not shown) by a projection lens 53.

【0008】(図14(c))に示す構成は、色合成光学
系の2つのダイクロイックミラー面、及び全反射面が、
(図14(b))の構成と同じように配置されているが、
2つのキューブ状のダイクロイックプリズム74,75
と、1つの三角柱状の全反射プリズム73で色合成光学
系を構成したタイプである。光源61からの出力光は全
反射ミラー62を経て、ダイクロイックミラー63,6
4、全反射ミラー65で構成される色分解光学系で3つ
の原色光に分解される。3つの原色光は対応するフィー
ルドレンズ66,67,68、ライトバルブ69,7
0,71を透過し、ダイクロイックプリズム73,7
4、全反射プリズム72で構成される色合成光学系によ
って1つに合成された後、投写レンズ53によってスク
リーン上(図示せず)に拡大投写される。
In the configuration shown in FIG. 14C, two dichroic mirror surfaces and a total reflection surface of the color combining optical system are
(See FIG. 14B)
Two cube-shaped dichroic prisms 74 and 75
And a type in which one triangular prism-shaped total reflection prism 73 constitutes a color combining optical system. The output light from the light source 61 passes through a total reflection mirror 62, and becomes dichroic mirrors 63 and 6.
4. The light is separated into three primary color lights by a color separation optical system constituted by a total reflection mirror 65. The three primary color lights correspond to the corresponding field lenses 66, 67, 68 and the light valves 69, 7.
0, 71 and the dichroic prisms 73, 7
4. After being combined into one by the color combining optical system constituted by the total reflection prism 72, the image is enlarged and projected on a screen (not shown) by the projection lens 53.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】3つのライトバルブと
投写レンズとの間に配置されることになる色合成光学系
は、ライトバルブ上の光学像をスクリーン上に結像させ
る投写光学系の一部であり、色合成光学系を構成するダ
イクロイックミラー、全反射ミラーのそれぞれの反射面
の傾き角精度、位置精度、平面度、及びダイクロイック
ミラーを透過する場合に発生する非点隔差は、直接スク
リーン上の投写画像の画質を左右する。
A color synthesizing optical system to be disposed between the three light valves and the projection lens is one type of a projection optical system for forming an optical image on the light valves on a screen. The dichroic mirror that constitutes the color synthesizing optical system, the tilt angle accuracy, position accuracy, and flatness of each reflecting surface of the total reflection mirror, and the astigmatism that occurs when the light passes through the dichroic mirror are directly screened. Determines the image quality of the upper projected image.

【0010】(図13)に示した構成は、色合成光学系
を構成するダイクロイックミラー13,14、全反射ミ
ラー12がいずれもプレート状であるため、色合成光学
系が軽量、かつ低コストであり、しかもダイクロイック
ミラー13,14の光学特性が色再現、色利用効率とい
う観点で比較的良好であるという長所を有する。
In the configuration shown in FIG. 13, since the dichroic mirrors 13, 14 and the total reflection mirror 12 constituting the color synthesizing optical system are all plate-shaped, the color synthesizing optical system is lightweight and low cost. There is an advantage that the optical characteristics of the dichroic mirrors 13 and 14 are relatively good in terms of color reproduction and color use efficiency.

【0011】しかし、セット全体に衝撃が加えられた場
合、ダイクロイックミラー13,14、全反射ミラー1
2の各反射面が初期状態から機構的にずれ、これによっ
て赤、緑、青の光軸が互いにずれてスクリーン上のコン
バージェンスずれが発生しやすいという課題がある。
However, when an impact is applied to the entire set, the dichroic mirrors 13, 14 and the total reflection mirror 1
There is a problem in that the respective reflection surfaces are mechanically deviated from the initial state, whereby the red, green, and blue optical axes are deviated from each other, and convergence deviation on the screen easily occurs.

【0012】また、ダイクロイックミラー13,14、
全反射ミラー12はいずれもプレート状であるため、平
面度の精度を良好に保つことが困難である。一般的に、
色合成光学系の反射面に要求される平面度は、理想的な
平面との有効範囲内での最大のずれ量が、入射する光の
波長をλとすると、2λ以下、望ましくはλ以下が必要
となる。平面度が良好でない場合、コンバージェンスず
れや結像性能の劣化による解像度低下を招く。特に、ダ
イクロイックミラー13,14の場合、基板上に形成さ
れている多層膜の内部応力により、平面度は経時変化が
発生するという問題もあり、上記平面度を実現しようと
すると板厚を厚くする必要がある。但し、板厚を厚くす
ることは非点隔差を増大させ、これも解像度を著しく劣
化させる要因となる。
Further, dichroic mirrors 13 and 14,
Since all of the total reflection mirrors 12 are plate-shaped, it is difficult to maintain good flatness accuracy. Typically,
The flatness required for the reflection surface of the color combining optical system is such that the maximum deviation amount within an effective range from an ideal plane is 2λ or less, preferably λ or less, where λ is the wavelength of incident light. Required. When the flatness is not good, a convergence shift or a deterioration in image formation performance causes a reduction in resolution. In particular, in the case of the dichroic mirrors 13 and 14, there is also a problem that the flatness changes with time due to the internal stress of the multilayer film formed on the substrate. To achieve the flatness, the plate thickness is increased. There is a need. However, increasing the plate thickness increases the astigmatic difference, which also causes a significant deterioration in resolution.

【0013】さらに、(図13)の構成は、ライトバル
ブ9,10,11から投写レンズ15までの空間が長
く、投写レンズ15は長いバックフーカスを有する必要
がある。この場合、投写レンズ15の特にライトバルブ
9,10,11側の外径が大きく、投写レンズ15の全
長も長くなり、投写レンズのコストアップにつながる。
Further, in the configuration shown in FIG. 13, the space from the light valves 9, 10, 11 to the projection lens 15 is long, and the projection lens 15 needs to have a long back focus. In this case, the outer diameter of the projection lens 15, particularly on the side of the light valves 9, 10, and 11, is large, and the overall length of the projection lens 15 is increased, which leads to an increase in the cost of the projection lens.

【0014】そこで、(図14(a)〜(c))に示した構
成のように、色合成光学系をプリズムを用いた構成にす
れば、反射面の角度精度、位置精度はプリズムの加工精
度のみに依存し、セット組立後の衝撃等によるコンバー
ジェンスずれはほとんど発生しない。また、プリズムは
十分な厚さを有しているため、各反射面の要求される平
面度も比較的容易に実現でき、平面度の経時変化もほと
んどない。非点隔差も屈折率の等しいプリズムでダイク
ロイックミラー面が狭持されているため発生しない。従
って、コンバージェンスずれのない、高解像度の投写画
像を容易に実現できる。
Therefore, if the color synthesizing optical system uses a prism as in the configuration shown in FIGS. 14A to 14C, the angle accuracy and the position accuracy of the reflecting surface can be reduced by the processing of the prism. It depends only on the accuracy, and there is almost no convergence deviation due to impact after assembly of the set. Further, since the prism has a sufficient thickness, the required flatness of each reflecting surface can be relatively easily realized, and the flatness hardly changes with time. Astigmatism does not occur because the dichroic mirror surface is held by prisms having the same refractive index. Therefore, a high-resolution projection image without convergence deviation can be easily realized.

【0015】さらに、ライトバルブから投写レンズまで
の空間は、空気より屈折率の高い光学ガラスなどの材料
で占められているため、空気換算光路長が(図13)の
構成に比べて短くすることができ、投写レンズをコンパ
クトに構成できる。
Further, since the space from the light valve to the projection lens is occupied by a material such as optical glass having a higher refractive index than air, the air-equivalent optical path length should be shorter than that of the configuration shown in FIG. And the projection lens can be made compact.

【0016】このように、色合成光学系をプリズムによ
る構成とすることで、(図13)の構成で発生する上記
課題を解決できる。
As described above, by forming the color combining optical system by the prism, the above-mentioned problem which occurs in the structure shown in FIG. 13 can be solved.

【0017】しかし、(図14(a)〜(c))に示した構
成は、いずれも色合成光学系のダイクロイックミラー面
に入射する光の基準入射角が45゜であり、これがダイ
クロイックプリズムである場合、プレート状のダイクロ
イックミラーに比べて色再現性、色利用効率の点で不利
となる。
However, in each of the configurations shown in FIGS. 14A to 14C, the reference incident angle of light incident on the dichroic mirror surface of the color combining optical system is 45 °, which is a dichroic prism. In some cases, it is disadvantageous in terms of color reproducibility and color use efficiency as compared with a plate-shaped dichroic mirror.

【0018】一例として、(図14(a))に示した構成
の色合成プリズム36のダイクロイックミラーの分光透
過率を(図15(a),(b)、図16(a),(b))に示
す。グラフの縦軸は透過率、横軸は波長を表している。
(図15(a)、図16(a))は、X字状に配置されてい
る2つのダイクロイックミラー面の一方の分光透過率
(赤反射青緑透過)を表し、(図15(b)、図16
(b))は、もう一方の分光透過率(青反射緑赤反射)を
表している。また、(図15(a),(b))は、基準入射
角45゜におけるS偏光、P偏光、及び自然光の分光透
過率、(図16(a),(b))自然光の基準入射角45゜
の場合と、基準入射角から空気換算中で±5゜ずれた場
合の分光透過率を表している。
As an example, the spectral transmittance of the dichroic mirror of the color synthesizing prism 36 having the configuration shown in FIG. 14 (a) is shown in FIGS. 15 (a), (b), 16 (a), (b). ). The vertical axis of the graph represents transmittance, and the horizontal axis represents wavelength.
FIGS. 15 (a) and 16 (a) show the spectral transmittance (red reflection blue green transmission) of one of the two dichroic mirror surfaces arranged in an X-shape, and FIG. 15 (b) FIG.
(b)) represents the other spectral transmittance (blue reflection green red reflection). (FIGS. 15 (a) and (b)) show the spectral transmittances of S-polarized light, P-polarized light and natural light at a reference incident angle of 45 °, and (FIGS. 16 (a) and (b)) the standard incident angles of natural light. It shows the spectral transmittance for the case of 45 ° and the case of ± 5 ° in air conversion from the reference incident angle.

【0019】まず、(図15(a),(b))からわかるよ
うに、いずれの分光特性もS偏光とP偏光の50%透過
率波長(以下、半値波長)の分離幅が非常に大きい。色
分離、または色合成をする場合、反射波長帯域と透過波
長帯域の間の分光曲線ができるだけシャープであること
が色再現と色利用効率を両立するために有利となる。従
って、(図15(a),(b))に示す分光特性の場合、直
線偏光のみを利用する方式では、S偏光の分光特性を用
いればよいが、特に自然光を用いた投写型表示装置の場
合、1つの指標として透過率が90%と10%となる波
長幅をみると、いずれも60nm以上もあり、このまま
では色再現性の良好な、しかも色利用効率の高い性能を
実現することは困難となる。
First, as can be seen from FIGS. 15 (a) and (b), the separation width of the 50% transmittance wavelength (hereinafter, half-value wavelength) of S-polarized light and P-polarized light is very large in any of the spectral characteristics. . When performing color separation or color synthesis, it is advantageous that the spectral curve between the reflection wavelength band and the transmission wavelength band is as sharp as possible in order to achieve both color reproduction and color use efficiency. Therefore, in the case of the spectral characteristics shown in FIGS. 15A and 15B, in a system using only linearly polarized light, the spectral characteristic of S-polarized light may be used. In this case, looking at the wavelength widths at which the transmittance is 90% and 10% as one index, all of them are 60 nm or more, and it is impossible to realize performance with good color reproducibility and high color use efficiency. It will be difficult.

【0020】次に、(図16(a),(b))からわかるよ
うに、いずれも入射角依存性が大きく、これは投写画像
の色むらの原因となる。ダイクロイックプリズムの場
合、プレート状のダイクロイックミラーと同等の入射角
依存性とするためには少なくと基準入射角を35゜以
下、望ましくは30゜以下にする必要があり、(図14
(a)〜(c))に示した構成はいずれも45゜であるた
め、投写画像の色利用効率を維持しながら投写画像の色
むらを除去することは困難となる。
Next, as can be seen from FIGS. 16 (a) and 16 (b), the incident angle dependency is large, which causes color unevenness of the projected image. In the case of a dichroic prism, the reference incident angle must be at least 35 ° or less, desirably 30 ° or less in order to have the same incident angle dependence as a plate-like dichroic mirror (FIG. 14).
Since the configurations shown in (a) to (c) are all 45 °, it is difficult to remove the color unevenness of the projected image while maintaining the color use efficiency of the projected image.

【0021】以上のような、(図13)に示した構成の
課題と、(14(a)〜(c))に示した構成の課題を解決
する手段として、(図17)に示す構成が例えば特開昭
63−311892号公報に開示されている。光源81
から出力する光は、レンズ82を経てダイクロイックミ
ラー83,84、ミラー85,86,87で構成される
色分解光学系で3原色光に分解される。3原色光は、そ
れぞれ対応する集光レンズ88,89,90、液晶パネ
ル91,92,93を透過した後、色合成プリズム94
で1つに合成され、投写レンズ95によって拡大投写さ
れる。色合成プリズム94として、特公昭38−237
24号公報に開示されている空気層を有する3つプリズ
ムの組み合わせで構成されたタイプを用いている。この
タイプのプリズムをにすれば、V字状に配置された2つ
のダイクロイックミラー面に入射する光の角度を45゜
よりも小さくできるので、(図14(a)〜(c))に示し
た構成の分光特性の課題を解決でき、またプリズムであ
るため、(図13)に示したような、プレート状のダイ
クロイックミラーを用いることによる投写画像の画質劣
化も低減できる。
As means for solving the problem of the structure shown in FIG. 13 and the problem of the structure shown in (14 (a) to (c)), the structure shown in FIG. For example, it is disclosed in JP-A-63-31892. Light source 81
Is split into three primary color lights by a color separation optical system including dichroic mirrors 83 and 84 and mirrors 85, 86 and 87 via a lens 82. The three primary color lights pass through the corresponding condenser lenses 88, 89, 90 and the liquid crystal panels 91, 92, 93, respectively, and thereafter, the color combining prism 94
And are enlarged and projected by the projection lens 95. As the color combining prism 94, Japanese Patent Publication No. 38-237
No. 24 discloses a type constituted by a combination of three prisms having an air layer. If this type of prism is used, the angle of light incident on the surfaces of the two dichroic mirrors arranged in a V-shape can be made smaller than 45 °, and is shown in FIGS. 14 (a) to (c). Since the problem of the spectral characteristics of the configuration can be solved, and the prism is used, the degradation of the image quality of the projected image due to the use of the plate-like dichroic mirror as shown in FIG. 13 can also be reduced.

【0022】しかし、(図17)に示す構成の場合、空
気層を十分薄く、しかも十分均一(空気層の両側のプリ
ズム界面の平行度を高精度に)に調整することがプリズ
ムの組立上、大幅なコストアップにつながる。空気層が
厚い場合、発生する非点隔差が投写画像の解像度を劣化
させ、また空気層が十分均一でない場合もプリズムの光
入射面と光出射面の平行度低下が投写画像の解像度劣化
の原因となる。
However, in the case of the structure shown in FIG. 17, it is necessary to adjust the air layer sufficiently thin and sufficiently uniform (with high accuracy of the parallelism of the prism interface on both sides of the air layer) in terms of assembling the prism. This leads to a significant cost increase. When the air layer is thick, the astigmatism that occurs degrades the resolution of the projected image, and when the air layer is not sufficiently uniform, the parallelism between the light entrance surface and the light exit surface of the prism causes the resolution degradation of the projected image. Becomes

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】本発明は以上の課題を鑑
みてなされたものであり、高輝度、高画質の液晶投写型
表示装置を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a high-brightness, high-quality liquid crystal projection display device.

【0024】また、本発明の投写型表示装置は、3原色
の色成分を含む自然光を放射する光発生手段と、光発生
手段の放射光を3つの原色光に分解する色分離手段と、
3つの原色光が入射し、原色光を変調して光学像を形成
する3つの画像形成手段と、3つの画像形成手段からの
出力光を1つに合成する色合成手段と、色合成手段で合
成された光を投写する投写手段とを具備し、色合成手段
は、2つの接合面を有する3つのプリズム部材からな
り、前記2つの接合面には、それぞれ投写手段側から順
に第1のダイクロイックミラーと第2のダイクロイック
ミラーが形成され、第1のダイクロイックミラーに入射
する光の角度θ1は20゜以上40゜以下であり、第2
のダイクロイックミラーに入射する光の角度θ2は25
゜以上35゜以下であり、θ 1 、θ 2 は以下の条件を満足
し、かつ投写レンズから出力される光は自然光であるも
のである。
Further, the projection type display device of the present invention comprises: a light generating means for radiating natural light containing three primary color components; a color separating means for decomposing the radiated light of the light generating means into three primary color lights;
The three primary color lights enter, modulate the primary color lights to form an optical image, three image forming units, a color combining unit that combines the output lights from the three image forming units into one, and a color combining unit. Projecting means for projecting the combined light, wherein the color synthesizing means comprises three prism members having two joining surfaces, and each of the two joining surfaces has a first dichroic in order from the projection means side. A mirror and a second dichroic mirror are formed, and an angle θ 1 of light incident on the first dichroic mirror is not less than 20 ° and not more than 40 °, and
The angle θ 2 of light incident on the dichroic mirror is 25
゜ 35 ° or less, and θ 1 and θ 2 satisfy the following conditions
And the light output from the projection lens is natural light.
It is.

【0025】[0025]

【数5】 (Equation 5)

【0026】本発明の投写型表示装置は、3原色の色成
分を含む自然光を放射する光発生手段と、光発生手段の
放射光を3つの原色光に分解する色分離手段と、3つの
原色光が入射し、原色光を変調して光学像を形成する3
つの画像形成手段と、3つの画像形成手段からの出力光
を1つに合成する色合成手段と、色合成手段で合成され
た光を投写する投写手段とを具備し、色合成手段は、2
つの接合面を有する3つのプリズム部材からなり、2つ
の接合面には、それぞれ投写手段側から順に第1のダイ
クロイックミラーと第2のダイクロイックミラーが形成
され、第1のダイクロイックミラーに入射する光の角度
θ1は20゜以上40゜以下であり、第2のダイクロイ
ックミラーに入射する光の角度θ2は25゜以上35゜
以下であり、θ 1 、θ 2 は(数5)の条件を満足し、3つ
の画像形成手段は、前記色合成手段の光入射面にそれぞ
れ光学的に結合されるように固着され、投写レンズから
出力される光は自然光であるものである。
According to the projection display device of the present invention, light generating means for radiating natural light containing three primary color components, color separating means for decomposing light emitted from the light generating means into three primary color lights, and three primary colors are provided. Light enters and modulates primary color light to form an optical image 3
And a color synthesizing unit for synthesizing output lights from the three image forming units into one, and a projection unit for projecting the light synthesized by the color synthesizing unit.
A first dichroic mirror and a second dichroic mirror are formed on the two joining surfaces in this order from the side of the projection means. The angle θ 1 is 20 ° or more and 40 ° or less, the angle θ 2 of light incident on the second dichroic mirror is 25 ° or more and 35 ° or less, and θ 1 and θ 2 satisfy the condition of (Equation 5). The three image forming units are fixed so as to be optically coupled to the light incident surfaces of the color synthesizing unit, respectively, and the light output from the projection lens is natural light.

【0027】本発明の投写型表示装置は、3原色の色成
分を含む自然光を放射する光発生手段と、光発生手段の
放射光を3つの原色光に分解する色分離手段と、3つの
原色光が入射し、前記原色光を変調して光学像を形成す
る3つの画像形成手段と、3つの画像形成手段からの出
力光を1つに合成する色合成手段と、色合成手段で合成
された光を投写する投写手段とを具備し、色分解手段
と、色合成手段は、いずれも、入射する光の角度θ1
20゜以上40゜以下である第1のダイクロイックミラ
ーと、入射する光の角度θ2が25゜以上35゜以下で
ある第2のダイクロイックミラーの、少なくとも2つの
ダイクロイックミラー面を有するプリズム体であり、θ
1 、θ 2 は(数5)の条件を満足し、3つの原色光は、光
発生手段から前記投写手段までの光路長が互いに略等し
くなるように構成され、投写レンズから出力される光は
自然光であるものである
According to the projection display device of the present invention, light generating means for radiating natural light containing three primary color components, color separating means for decomposing light emitted from the light generating means into three primary color lights, and three primary colors are provided. Light is incident, three image forming means for modulating the primary color light to form an optical image, a color combining means for combining output lights from the three image forming means into one, and a color combining means. Projection means for projecting the reflected light, wherein the color separation means and the color synthesis means both enter the first dichroic mirror in which the angle θ 1 of the incident light is 20 ° or more and 40 ° or less. the second dichroic mirror angle theta 2 of the light is 35 ° or less than 25 °, a prism having at least two dichroic mirror surface, theta
1 , θ 2 satisfies the condition of (Equation 5), and the three primary color lights are configured such that the optical path lengths from the light generating means to the projecting means are substantially equal to each other, and the light output from the projection lens is
It is natural light .

【0028】本発明の投写型表示装置は、3原色の色成
分を含む自然光を放射する光発生手段と、前記光発生手
段からの放射光を3つの原色光に分解し、再び合成する
色分解合成手段と、入射する前記3つの原色光をそれぞ
れ変調して、光学像を形成する3つの反射型画像形成手
段と、前記色分解合成手段により1つに合成された出力
光を投写する投写手段とを具備し、前記色分解合成手段
は、入射する光の角度θ1が20゜以上40゜以下であ
る第1のダイクロイックミラーと、入射する光の角度θ
2が25゜以上35゜以下である第2のダイクロイック
ミラーの、少なくとも2つのダイクロイックミラー面を
有するプリズム体であり、θ 1 、θ 2 は(数5)の条件を
満足し、前記3つの原色光は、前記光発生手段から前記
投写手段までの光路長が互いに略等しくなるように構成
されているものである。
A projection display apparatus according to the present invention comprises a light generating means for radiating natural light containing three primary color components, and a color separation for decomposing light emitted from the light generating means into three primary color lights and recombining them. Synthesizing means, three reflective image forming means for modulating each of the three primary color light beams incident thereon to form an optical image, and a projection means for projecting the output light synthesized by the color separation / combining means into one. Wherein the color separation / combination means comprises: a first dichroic mirror having an incident light angle θ 1 of 20 ° or more and 40 ° or less; and an incident light angle θ
2 is a prism body having at least two dichroic mirror surfaces of a second dichroic mirror in which 25 ° or more and 35 ° or less, and θ 1 and θ 2 satisfy the condition of (Equation 5).
Satisfied, the three primary color lights are configured such that the optical path lengths from the light generation means to the projection means are substantially equal to each other.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、(図1)から(図12)を用いて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0030】(実施の形態1)(図1)は、本発明の投
写型表示装置の構成一例を示したもので、101は光発
生手段としての光源、104,105はダイクロイック
ミラー、103,106,107,108は全反射ミラ
ー、114,115,116は画像形成手段としての液
晶パネル、117は色合成手段としての3色合成プリズ
ム、118は投写手段としての投写レンズであり、ダイ
クロイックミラー103,105と、全反射ミラー10
6,107,108は、色分解手段としての色分解光学
系を構成する。
(Embodiment 1) (FIG. 1) shows an example of the configuration of a projection type display apparatus of the present invention, wherein 101 is a light source as light generating means, 104 and 105 are dichroic mirrors, and 103 and 106. , 107 and 108 are total reflection mirrors, 114, 115 and 116 are liquid crystal panels as image forming means, 117 is a three-color synthesizing prism as color synthesizing means, 118 is a projection lens as projection means, and dichroic mirrors 103 and 105 and the total reflection mirror 10
6, 107 and 108 constitute a color separation optical system as color separation means.

【0031】光源101は、メタルハライドランプなど
の放電ランプと、ランプから放射された光の赤外光を透
過し、可視光を反射するコールドミラーが形成された凹
面鏡とで構成され、凹面鏡から略平行光が出力されるよ
うになっている。
The light source 101 is composed of a discharge lamp such as a metal halide lamp, and a concave mirror having a cold mirror which transmits infrared light of light emitted from the lamp and reflects visible light, and is substantially parallel to the concave mirror. Light is output.

【0032】光源101から出力された赤、緑、青の3
原色光を含む自然光は、紫外線を反射し、可視光を透過
する紫外線カットフィルタ、全反射ミラー103を経
て、ダイクロイックミラー104に44゜の角度で入射
する。ダイクロイックミラー104によって青色光は反
射され、緑色光、赤色光は透過してダイクロイックミラ
ー105に38゜の角度で入射する。ダイクロイックミ
ラー105によって赤色光は反射され緑色光は透過す
る。このように白色光は、2つのダイクロイックミラー
104,105で3つの原色光に分解される。分解され
た、青、赤、緑の光はそれぞれ、青色光が全反射ミラー
106を経て、フィールドレンズ111に、赤色光はフ
ィールドレンズ112に、リレーレンズ109、緑色光
は全反射ミラー107、リレーレンズ110、全反射ミ
ラー108を経て、フィールドレンズ113に入射す
る。さらに、3つの原色光は、それぞれ対応するフィー
ルドレンズ111,112,113、液晶パネル11
4,115,116を透過した後、3色合成プリズム1
17に入射する。3色合成プリズム117は、3つの原
色光を1つに合成し、合成された光は投写レンズ118
に入射する。液晶パネル114,115,116で変調
された光の中で、散乱する光はそのほとんどが光学系の
有効部外に入射して遮蔽され、直進する光は投写レンズ
118を透過してスクリーン(図示せず)に到達する。
このようにして、液晶パネル114,115,116上
に散乱特性の変化として形成された光学像は、投写レン
ズ118によってスクリーン上に拡大投写される。
The red, green, and blue 3 output from the light source 101
Natural light, including primary color light, enters the dichroic mirror 104 at an angle of 44 ° through an ultraviolet cut filter that reflects ultraviolet light and transmits visible light, and a total reflection mirror 103. The blue light is reflected by the dichroic mirror 104, and the green light and the red light are transmitted and enter the dichroic mirror 105 at an angle of 38 °. The red light is reflected by the dichroic mirror 105 and the green light is transmitted. As described above, the white light is separated into three primary color lights by the two dichroic mirrors 104 and 105. The blue light, the red light and the green light that have been decomposed are respectively passed through the total reflection mirror 106 to the blue light, to the field lens 111, to the red light to the field lens 112, to the relay lens 109, to the green light into the total reflection mirror 107, and to the relay. The light enters a field lens 113 via a lens 110 and a total reflection mirror 108. Further, the three primary color lights correspond to the corresponding field lenses 111, 112, 113 and the liquid crystal panel 11 respectively.
After passing through 4,115,116, the three-color combining prism 1
It is incident on 17. The three-color combining prism 117 combines the three primary color lights into one, and combines the combined light into a projection lens 118.
Incident on. Of the light modulated by the liquid crystal panels 114, 115, and 116, most of the scattered light enters the outside of the effective portion of the optical system and is shielded, and the light that goes straight passes through the projection lens 118 and passes through the screen (see FIG. (Not shown).
The optical image formed as a change in the scattering characteristics on the liquid crystal panels 114, 115, and 116 is enlarged and projected on the screen by the projection lens 118.

【0033】光源101から液晶パネル114,11
5,116までの照明光路長距離は、青色光と赤色光と
を等しくなるように設定している。
From the light source 101 to the liquid crystal panels 114 and 11
The illumination light path long distance up to 5,116 is set so that blue light and red light are equal.

【0034】緑色光の照明光路長は、青色光、赤色光の
照明光路長とが異なるため、スクリーン上の照度分布が
3色とも等光路長である場合と等価的に略等しくなるよ
うに、緑色光の光路中にリレーレンズ107,108を
補助的に配置している。
Since the illumination light path length of the green light is different from the illumination light path lengths of the blue light and the red light, the illuminance distribution on the screen is equivalently substantially equal to the case where all three colors have the same optical path length. Relay lenses 107 and 108 are additionally provided in the optical path of the green light.

【0035】フィールドレンズ111,112,113
は、照明光を効率よく利用するため、投写レンズの入射
瞳に照明光が集光する様に配置されている。
Field lenses 111, 112, 113
Are arranged such that the illumination light is focused on the entrance pupil of the projection lens in order to use the illumination light efficiently.

【0036】液晶パネル114,115,116は、液
晶として、映像信号に応じた光散乱特性の変化によって
光学像を形成する高分子分散液晶(以下、PD液晶と呼
ぶ)を用いている。PD液晶を用いた場合、自然光を利
用できるので、旋光性の変化によって光学像を形成する
ために一方の直線偏光のみを利用し、しかも偏光子、検
光子としての偏光板が不可欠なツイストネマティック液
晶(TN液晶)に比べて、飛躍的に高輝度な投写画像を
表示できる。従って、(図1)に示した投写型表示装置
は、投写レンズ118から自然光が出射する。
The liquid crystal panels 114, 115, and 116 use, as the liquid crystal, a polymer dispersed liquid crystal (hereinafter, referred to as a PD liquid crystal) that forms an optical image by changing a light scattering characteristic according to a video signal. When a PD liquid crystal is used, natural light can be used. Therefore, a twisted nematic liquid crystal that uses only one linearly polarized light to form an optical image by changing the optical rotation, and a polarizing plate as a polarizer and analyzer is indispensable. (TN liquid crystal), it is possible to display a projection image with a remarkably high brightness. Accordingly, in the projection display device shown in FIG. 1, natural light is emitted from the projection lens 118.

【0037】ここでPD液晶パネルの動作について(図
2(a),(b))を用いて簡単に説明する。
Here, the operation of the PD liquid crystal panel will be briefly described with reference to FIGS. 2 (a) and 2 (b).

【0038】ポリマー125中には水滴状の液晶(以
後、水滴状液晶124と呼ぶ)が分散されている。画素
電極122にはTFT(図示せず)等が接続され、TF
Tのオン、オフにより画素電極122に電圧が印加され
て、画素電極122上の液晶配向方向を可変させて光を
変調する。(図2(a))に示すように電圧を印加してい
ない状態では、それぞれの水滴状液晶124は不規則な
方向に配向している。この状態ではポリマー125と水
滴状液晶124とに屈折率差が生じ、入射光は散乱す
る。
In the polymer 125, a liquid crystal in the form of droplets (hereinafter referred to as a liquid crystal 124) is dispersed. A TFT (not shown) or the like is connected to the pixel electrode 122, and TF
When T is turned on and off, a voltage is applied to the pixel electrode 122, and the direction of liquid crystal alignment on the pixel electrode 122 is changed to modulate light. When no voltage is applied as shown in FIG. 2 (a), each liquid crystal 124 is oriented in an irregular direction. In this state, a difference in refractive index occurs between the polymer 125 and the water-droplet liquid crystal 124, and the incident light is scattered.

【0039】ここで(図2(b))に示すように、対向電
極123と画素電極122間に電圧を印加すると液晶分
子の方向がそろう。液晶分子が一定方向に配向したとき
の屈折率をあらかじめポリマー125の屈折率と合わせ
ておくと、入射光は散乱せずに直進する。
Here, as shown in FIG. 2B, when a voltage is applied between the counter electrode 123 and the pixel electrode 122, the directions of the liquid crystal molecules are aligned. If the refractive index when the liquid crystal molecules are aligned in a certain direction is previously set to the refractive index of the polymer 125, incident light goes straight without scattering.

【0040】ここで、PD液晶パネルの製造方法につい
て説明しておく。ポリマー125として、光硬化樹脂、
特に紫外線により硬化する紫外線硬化樹脂(以後、UV
樹脂)が通常用いられる。アレイ基板121と対向基板
126とは一定の間隔をあけて保持される。保持手段と
しては微細なビーズが用いられることが多い。なお、P
D液晶パネルには基本的には配向膜の形成は必要ない。
アレイ基板121と対向基板126間に未硬化のUV樹
脂成分と液晶成分とを混合させた溶液(以後、混合溶液
と呼ぶ)を注入する。次に紫外線光を混合溶液に照射す
る。すると混合溶液のUV樹脂は硬化し、樹脂成分と液
晶成分とが相分離する。液晶が少ない場合は(図2)に
示すように水滴液晶124となり、液晶が多い場合は、
水滴状液晶124は連続状につながる。
Here, a method of manufacturing a PD liquid crystal panel will be described. As the polymer 125, a photocurable resin,
In particular, UV-curable resin (hereinafter referred to as UV
Resin) is usually used. The array substrate 121 and the opposing substrate 126 are held at a fixed interval. Fine beads are often used as the holding means. Note that P
It is basically unnecessary to form an alignment film on a D liquid crystal panel.
A solution in which an uncured UV resin component and a liquid crystal component are mixed (hereinafter, referred to as a mixed solution) is injected between the array substrate 121 and the counter substrate 126. Next, the mixed solution is irradiated with ultraviolet light. Then, the UV resin of the mixed solution is cured, and the resin component and the liquid crystal component undergo phase separation. When the amount of liquid crystal is small, the liquid crystal becomes the water droplet liquid crystal 124 as shown in FIG.
The water-drop liquid crystal 124 is continuous.

【0041】次に、(図1)に示した構成の中で、3色
合成プリズム117について、(図3)を用いて説明す
る。
Next, the three-color combining prism 117 in the configuration shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.

【0042】3色合成プリズム117は、(図1)中の
投写レンズ118側から順に、第1のプリズム131、
第2のプリズム132、第3のプリズム133の3つの
プリズムが接合して構成されている。3つのプリズムは
光学ガラスを研磨したものであり、それぞれの屈折率は
互いに等しいものを用いている。それぞれの接合面に
は、第1のダイクロイックミラー134と第2のダイク
ロイックミラー135が形成されている。
The three-color combining prism 117 includes a first prism 131 and a first prism 131 in this order from the projection lens 118 side in FIG.
The three prisms of the second prism 132 and the third prism 133 are joined. The three prisms are made of polished optical glass and have the same refractive index. On each joint surface, a first dichroic mirror 134 and a second dichroic mirror 135 are formed.

【0043】入射面136に入射する緑色光は、出射面
139で一度全反射され、第1のダイクロイックミラー
134に入射角θ1で入射し、再び反射されて出射面1
39より出射する。入射面137に入射する青色光は、
第2のダイクロイックミラー135に入射角θ2で入射
後反射され、第1のダイクロイックミラー134を透過
して出射面139より出射する。入射面138に入射す
る赤色光は、第2のダイクロイックミラー135、第1
のダイクロイックミラー134を順次透過して出射面1
39より出射する。
The green light incident on the incident surface 136 is totally reflected once on the exit surface 139, is incident on the first dichroic mirror 134 at an incident angle θ 1 , is reflected again, and is reflected again.
Emitted from 39. The blue light incident on the incident surface 137 is
After being incident on the second dichroic mirror 135 at an incident angle θ 2 , it is reflected, passes through the first dichroic mirror 134, and exits from the exit surface 139. The red light incident on the incident surface 138 is reflected by the second dichroic mirror 135 and the first
Sequentially pass through the dichroic mirror 134 of the
Emitted from 39.

【0044】ここで、入射角θ1と入射角θ2は、(図
3)に示すプリズム構成とすることでいずれも45゜よ
りも小さく設定でき、良好な分光特性が得られる。ま
た、3色合成プリズム117全体としてもコンパクトに
構成できる。
Here, both the incident angle θ 1 and the incident angle θ 2 can be set smaller than 45 ° by adopting the prism configuration shown in FIG. 3 and good spectral characteristics can be obtained. Further, the three-color combining prism 117 can be made compact as a whole.

【0045】設定する入射角の範囲としては、入射角θ
1が20゜以上40゜以下、入射角θ2が25゜以上35
゜以下が望ましい。
As the range of the incident angle to be set, the incident angle θ
1 is between 20 ° and 40 °, incident angle θ 2 is between 25 ° and 35
゜ The following is desirable.

【0046】入射角θ1が20゜以下の場合は、第1の
プリズム131が光軸140と垂直な方向に極端に長く
なり、色合成プリズム117、及び(図1)に示した投
写型表示装置をコンパクトに構成できない。また、入射
角θ1が40゜以上の場合は、基準入射角が45゜のダ
イクロイックプリズムの分光特性に近くなり、前述した
S偏光とP偏光に半値波長の分離幅と、入射角依存性に
起因する問題が発生する。
When the incident angle θ 1 is less than 20 °, the first prism 131 becomes extremely long in the direction perpendicular to the optical axis 140, and the color combining prism 117 and the projection type display shown in FIG. The device cannot be made compact. When the incident angle θ 1 is 40 ° or more, the spectral characteristic of the dichroic prism with the reference incident angle of 45 ° is close to that of the dichroic prism. Caused problems.

【0047】また、入射角θ2が25゜以下の場合は、
入射角θ1が40゜以上となる場合があり、入射角θ2
35゜以上の場合は、入射角θ1が20゜以上となる場
合がある。
When the incident angle θ 2 is 25 ° or less,
The incident angle θ 1 may be 40 ° or more, and when the incident angle θ 2 is 35 ° or more, the incident angle θ 1 may be 20 ° or more.

【0048】さらに、好ましくは、入射角θ1が20゜
以上30゜以下、入射角θ2が25゜以上30゜以下で
あれば、分光特性、コンパクト性ともにより良好な結果
が得られる。
More preferably, when the incident angle θ 1 is 20 ° or more and 30 ° or less and the incident angle θ 2 is 25 ° or more and 30 ° or less, better results are obtained in both spectral characteristics and compactness.

【0049】第2のプリズム132と第3のプリズム1
33は、同一形状にするとよい。こうすることで、プリ
ズム加工上、第2のプリズム132と第3のプリズム1
33は同じ加工治具で生産でき、低コスト化に有利であ
る。
The second prism 132 and the third prism 1
33 may have the same shape. By doing so, the second prism 132 and the third prism 1 can be used in the prism processing.
33 can be produced with the same processing jig, which is advantageous for cost reduction.

【0050】その場合、入射角θ1と入射角θ2との関係
は、以下の式で表すことができる。
In this case, the relationship between the incident angle θ 1 and the incident angle θ 2 can be expressed by the following equation.

【0051】[0051]

【数6】 (Equation 6)

【0052】従って、数式(6)を満たす条件で、かつ
上記角度範囲内で入射角θ1と入射角θ2の基準入射角を
決定すれば良い。(図1)、(図3)に示した本実施の
形態例においては、基準入射角をそれぞれ入射角θ1
26゜、入射角θ2が32゜となるように設定してい
る。
Therefore, the reference incident angles of the incident angles θ 1 and θ 2 may be determined under the conditions satisfying the expression (6) and within the above-mentioned angle range. In the present embodiment shown in FIGS. 1 and 3, the reference incident angles are set such that the incident angle θ 1 is 26 ° and the incident angle θ 2 is 32 °.

【0053】(図4(a),(b))、(図5(a),(b))
に、第1のダイクロイックミラー134と第2のダイク
ロイックミラー135の分光透過率特性を示す。(図4
(a))、(図5(a))は第1のダイクロイックミラー1
34の分光透過率、(図4(b))、(図5(b))は第2
のダイクロイックミラー135の分光透過率を表し、
(図4(a),(b))はS偏光、P偏光、自然光のそれぞ
れの分光透過率、(図5(a),(b))は自然光の分光透
過率の入射角依存性を表している。
(FIGS. 4A and 4B), (FIGS. 5A and 5B)
FIG. 9 shows the spectral transmittance characteristics of the first dichroic mirror 134 and the second dichroic mirror 135. FIG. (FIG. 4
(a)) and (FIG. 5 (a)) show the first dichroic mirror 1
The spectral transmittance of No. 34 (FIG. 4 (b)) and (FIG. 5 (b)) are the second.
Represents the spectral transmittance of the dichroic mirror 135,
(FIGS. 4A and 4B) show the respective spectral transmittances of S-polarized light, P-polarized light and natural light, and FIGS. 5A and 5B show the incident angle dependence of the natural light spectral transmittance. ing.

【0054】第1のダイクロイックミラーは緑反射なの
で、半値波長は2つ存在し、短波長側の半値波長を49
5nm、長波長側の半値波長を585nmとしている。
また、青反射である第2のダイクロイックミラー135
は、半値波長を540nmとしている。
Since the first dichroic mirror reflects green light, there are two half-value wavelengths and the half-value wavelength on the short wavelength side is 49
The half-value wavelength at 5 nm and the longer wavelength side is 585 nm.
Also, the second dichroic mirror 135 that reflects blue light
Has a half-value wavelength of 540 nm.

【0055】まず、(図4(a),(b))に示すグラフか
らわかるように、(図15(a),(b))に示した分光特
性に比べて基準入射角が小さいので、第1のダイクロイ
ックミラー134、第2のダイクロイックミラー135
ともにS偏光、P偏光の半値波長での波長分離幅が小さ
くなり、自然光を用いた場合の反射波長帯域が良好に確
保できている。従って、3色合成プリズム117から出
射する光は、自然光の場合でも色再現性が良好で、しか
も色利用効率も良好な投写画像を表示できる。
First, as can be seen from the graphs shown in FIGS. 4A and 4B, since the reference incident angle is smaller than the spectral characteristics shown in FIGS. 15A and 15B, First dichroic mirror 134, second dichroic mirror 135
In both cases, the wavelength separation width at the half-value wavelength of the S-polarized light and the P-polarized light is reduced, and the reflection wavelength band when natural light is used can be satisfactorily secured. Therefore, even if the light emitted from the three-color combining prism 117 is natural light, a projected image having good color reproducibility and good color use efficiency can be displayed.

【0056】特に、ダイクロイックミラー134は、基
準入射角が26゜と、ダイクロイックミラー135の3
2゜よりもさらに小さいので、S偏光、P偏光の半値波
長での波長分離幅はより抑制できる。即ち、第1のダイ
クロイックミラー134を緑反射とすれば、第2のダイ
クロイックミラー135には緑色光が入射しないので、
第2のダイクロイックミラー135の半値波長を赤と青
の中間の波長(540nm前後)に設定すれば、第2の
ダイクロイックミラー135は、第1のダイクロイック
ミラー134より基準入射角が大きくても、これによる
S偏光、P偏光の半値波長分離幅増大や入射角依存性に
よる影響は実用上無視できるレベルとなる。また、こう
することで、第2のダイクロイックミラー135の半値
波長公差も、第1のダイクロイックミラーより広く設定
でき、歩留まりの点でも有利である。
In particular, the dichroic mirror 134 has a reference incident angle of 26 °,
Since it is even smaller than 2 ゜, the wavelength separation width at the half-value wavelength of S-polarized light and P-polarized light can be further suppressed. That is, if the first dichroic mirror 134 reflects green light, no green light is incident on the second dichroic mirror 135.
If the half-value wavelength of the second dichroic mirror 135 is set to an intermediate wavelength between red and blue (around 540 nm), the second dichroic mirror 135 can be used even if the reference incident angle is larger than that of the first dichroic mirror 134. Of the S-polarized light and the P-polarized light, the influence of the increase in the half value wavelength separation width and the incident angle dependency are practically negligible. Further, by doing so, the half-value wavelength tolerance of the second dichroic mirror 135 can be set wider than that of the first dichroic mirror, which is advantageous in terms of yield.

【0057】次に、(図5(a),(b))に示すグラフか
らわかるように、(図16(a),(b))に示した分光特
性に比べて第1のダイクロイックミラー134、第2の
ダイクロイックミラー135ともに、入射角依存性が低
減されている。従って、(図14(a),(b))の構成よ
り色むらの少ない投写画像を表示できる。
Next, as can be seen from the graphs shown in FIGS. 5A and 5B, the first dichroic mirror 134 is compared with the spectral characteristics shown in FIGS. 16A and 16B. And the second dichroic mirror 135 have reduced incident angle dependence. Therefore, it is possible to display a projected image with less color unevenness than the configuration shown in FIGS. 14 (a) and (b).

【0058】さらに、(図3)に示した3色合成プリズ
ム117は、(図17)に示した構成の色合成プリズム
94のように空気層を有していないので、空気層がある
場合に発生する可能性のある解像度劣化は起こらない。
従って、空気層の組立精度が要求される(図17)の色
合成プリズム94より、プリズムの組立が容易で生産
性、コストの点で有利でとなる。
Further, the three-color combining prism 117 shown in FIG. 3 does not have an air layer unlike the color combining prism 94 having the configuration shown in FIG. There is no potential resolution degradation.
Therefore, it is easier to assemble the prism than the color synthesizing prism 94 in which the assembly accuracy of the air layer is required (FIG. 17), which is advantageous in terms of productivity and cost.

【0059】ここで、(図1)に示した構成の色分解光
学系を構成するダイクロイックミラー104、ダイクロ
イックミラー105は、それぞれ入射する光の基準入射
角を44゜、38゜とし、いずれも45゜以下としてい
る。こうすることにより、セット全体もコンパクトに構
成できる。しかも、プレート状のダイクロイックミラー
104,105においても基準入射角が小さいほど分光
特性がS偏光、P偏光の半値波長分離幅、入射角依存性
の点でより有利となる。
Here, the dichroic mirror 104 and the dichroic mirror 105 constituting the color separation optical system having the configuration shown in FIG. 1 have the reference incident angles of the incident light at 44 ° and 38 °, respectively, and both are 45 °.て い る The following is assumed. By doing so, the entire set can be made compact. In addition, in the plate-shaped dichroic mirrors 104 and 105, the smaller the reference incident angle is, the more advantageous the spectral characteristics are in terms of the S-polarized light and the half-wavelength separation width of the P-polarized light and the incident angle dependence.

【0060】以上のように、本発明の投写型表示装置
は、色合成光学系に(図3)に示した構成の3色合成プ
リズムを用いているので、(図13)に示したプレート
状のダイクロイックミラーを用いた場合に発生するコン
バージェンスずれや解像度劣化、さらには長バーックフ
ォーカス化に伴う投写レンズのコストアップの課題を解
決でき、また、(図14(a)〜(b))に示したダイクロ
イックミラーへの基準入射角が45゜であるダイクロイ
ックプリズムを用いた場合に発生する、ダイクロイック
ミラーの分光特性劣化の課題や、(図17)に示した空
気層を有するダイクロイックプリズムの空気層に起因す
るコスト高、または解像度劣化も同時に解決できる。従
って、本発明の投写型表示装置は、高解像度で色再現、
色利用効率の良好な投写画像を容易に実現できる。
As described above, since the projection type display apparatus of the present invention uses the three-color combining prism having the configuration shown in FIG. 3 for the color combining optical system, the plate-like configuration shown in FIG. The problems of convergence shift and resolution degradation that occur when the dichroic mirror is used, and the cost increase of the projection lens due to the long bark focus, can be solved, and (FIGS. 14A and 14B). The problem of the deterioration of the spectral characteristics of the dichroic mirror, which occurs when the dichroic prism whose reference incident angle to the dichroic mirror is 45 ° is used, and the air layer of the dichroic prism having the air layer shown in FIG. This can solve the cost increase or the resolution degradation caused by the above. Therefore, the projection display device of the present invention can reproduce color with high resolution,
A projection image with good color use efficiency can be easily realized.

【0061】なお、(図1)、(図3)に示した構成
は、第1のダイクロイックミラー134を緑反射に、第
2のダイクロイックミラーを青反射とし、それに伴って
色分解光学系を構成するダイクロイックミラー104は
青反射、ダイクロイックミラー105は赤反射としてい
るが、色分解、色合成の各色配置は、他の方式でも良
い。
The arrangement shown in FIGS. 1 and 3 is such that the first dichroic mirror 134 reflects green light, the second dichroic mirror reflects blue light, and the color separation optical system is configured accordingly. The dichroic mirror 104 performs blue reflection and the dichroic mirror 105 performs red reflection. However, each color arrangement of color separation and color composition may be another method.

【0062】例えば、第1のダイクロイックミラー13
4を青反射、第2のダイクロイックミラー135を緑反
射とし、色分解光学系のダイクロイックミラー104を
緑反射、ダイクロイックミラー105を赤反射とした場
合の第1のダイクロイックミラー134と第2のダイク
ロイックミラー135の分光透過率特性を(図6(a),
(b))、(図7(a),(b))に示す。
For example, the first dichroic mirror 13
4 is blue reflection, the second dichroic mirror 135 is green reflection, the dichroic mirror 104 of the color separation optical system is green reflection, and the first dichroic mirror 134 and the second dichroic mirror when the dichroic mirror 105 is red reflection. 135 (FIG. 6A,
(b)) and (FIGS. 7 (a) and 7 (b)).

【0063】(図6(a))、(図7(a))は第1のダイ
クロイックミラー134の分光透過率、(図6(b))、
(図7(b))は第2のダイクロイックミラー135の分
光透過率を表し、(図6(a),(b))はS偏光、P偏
光、自然光のそれぞれの分光透過率、(図7(a),
(b))は自然光の分光透過率の入射角依存性を表してい
る。
(FIG. 6 (a)) and (FIG. 7 (a)) show the spectral transmittance of the first dichroic mirror 134, (FIG. 6 (b))
FIG. 7B shows the spectral transmittance of the second dichroic mirror 135, and FIGS. 6A and 6B show the spectral transmittances of S-polarized light, P-polarized light, and natural light, respectively. (a),
(b)) shows the incident angle dependence of the natural light spectral transmittance.

【0064】青反射である第1のダイクロイックミラー
の半値波長は495nmとし、緑反射である第2のダイ
クロイックミラー135は、半値波長を585nmとし
ている。
The half-wavelength of the first dichroic mirror that reflects blue is 495 nm, and the second dichroic mirror 135 that reflects green is 585 nm.

【0065】この場合、2つのダイクロックミラーとも
1色反射で構成しているため、加工上、多層膜の半値波
長制御がしやすいという利点がある。
In this case, since the two dichroic mirrors are configured by one-color reflection, there is an advantage that the half-value wavelength control of the multilayer film is easy to process.

【0066】この場合も、(図6(a),(b))に示すグ
ラフからわかるように、(図15(a),(b))に示した
分光特性に比べて、第1のダイクロイックミラー13
4、第2のダイクロイックミラー135ともにS偏光、
P偏光の半値波長での波長分離幅が小さくなり、自然光
を用いた場合の反射波長帯域が良好に確保できている。
In this case, too, as can be seen from the graphs shown in FIGS. 6A and 6B, the first dichroic is different from the spectral characteristics shown in FIGS. 15A and 15B. Mirror 13
4. Both S-polarized light of the second dichroic mirror 135,
The wavelength separation width at the half-value wavelength of the P-polarized light is reduced, and the reflection wavelength band when natural light is used can be secured well.

【0067】また、(図5(a),(b))に示すグラフか
らわかるように、入射角依存性についても同様に(図1
6(a),(b))に示した分光特性に比べて第1のダイク
ロイックミラー134、第2のダイクロイックミラー1
35ともに低減されている。
As can be seen from the graphs shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), the incident angle dependence is also the same (FIG. 1).
6 (a) and 6 (b)), the first dichroic mirror 134 and the second dichroic mirror 1 are compared with each other.
35 are both reduced.

【0068】このように、本実施の形態では、(図3)
に示す3色合成プリズムの分光特性例を2つ示したが、
赤、青、緑の3色の配置はさらに他の組み合わせであっ
ても、基準入射角が45゜のプリズムの分光特性に対す
る有利性は確保できる。
As described above, in the present embodiment, (FIG. 3)
Two examples of spectral characteristics of the three-color combining prism shown in FIG.
Even if the arrangement of the three colors of red, blue, and green is still another combination, it is possible to secure the advantage with respect to the spectral characteristics of the prism having the reference incident angle of 45 °.

【0069】また、本実施の形態では、第1のダイクロ
イックミラーへの基準入射角を26゜、第2のダイクロ
イックミラーへの基準入射角を32゜にそれぞれ設定し
たが、前述の条件に範囲内であれば、他の基準入射角の
組み合わせでも良い。
In this embodiment, the reference incident angle to the first dichroic mirror is set to 26 ° and the reference incident angle to the second dichroic mirror is set to 32 °. If so, another combination of the reference incident angles may be used.

【0070】色分解光学系のダイクロイックミラー10
4,105についても、本実施の形態では、基準入射角
をそれぞれ44゜、38゜としているが、45゜以下で
あれば他の基準入射角の組み合わせとしても良い。
Dichroic mirror 10 of color separation optical system
In the present embodiment, the reference incident angles are set to 44 ° and 38 ° for 4,105, however, other combinations of the reference incident angles may be used as long as they are 45 ° or less.

【0071】3色合成プリズム、色分解光学系の3色の
色配置や、ダイクロイックミラー面への基準入射角につ
いては、以下の実施の形態についても同様のことが言え
る。
The same applies to the following embodiments with respect to the color arrangement of the three colors of the three-color combining prism and the color separation optical system, and the reference angle of incidence on the dichroic mirror surface.

【0072】(実施の形態2)(図8)に示す投写型表
示装置の構成は、液晶パネル114,115,116を
それぞれ3色合成プリズム117の入射面に固着したも
のであり、各構成部品、及び配置角度等は全て(図1)
に示した構成と同一である。
(Embodiment 2) The configuration of the projection type display apparatus shown in FIG. 8 is such that liquid crystal panels 114, 115 and 116 are fixed to the entrance surface of a three-color synthesizing prism 117, respectively. , And the arrangement angle etc. (Figure 1)
Is the same as that shown in FIG.

【0073】液晶パネル114,115,116を3色
合成プリズム117の入射面の面と固着することによ
り、空気との界面反射による不要反射光は少なくなりコ
ントラストが向上する。この場合、各液晶パネル11
4,115,116は3色合成プリズム117に光学結
合剤により光学的に結合されている。
By fixing the liquid crystal panels 114, 115, and 116 to the surface of the incident surface of the three-color synthesizing prism 117, unnecessary reflected light due to interface reflection with air is reduced and the contrast is improved. In this case, each liquid crystal panel 11
4, 115 and 116 are optically coupled to the three-color combining prism 117 by an optical coupling agent.

【0074】光学結合剤としては、アクリル系やエポキ
シ系などの透明接着剤、シリコン樹脂を成分をするゲ
ル、エチレングリコールなどの液体などが例示される。
これらの光結合剤は屈折率が表示パネルの基板の屈折率
に近いものが多く実用上充分である。具体的には信越化
学工業(株)製の透明シリコーン樹脂KE1051であ
り、屈折率は1.40である。これは、2種類の液体で
供給されており、2液を混合して室温放置または加熱す
ると、付加重合反応によりゲル状に硬化する。
Examples of the optical binder include a transparent adhesive such as an acrylic or epoxy resin, a gel containing a silicone resin, and a liquid such as ethylene glycol.
Many of these optical coupling agents have a refractive index close to the refractive index of the substrate of the display panel and are practically sufficient. Specifically, it is a transparent silicone resin KE1051 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., and has a refractive index of 1.40. This is supplied as two kinds of liquids. When the two liquids are mixed and left at room temperature or heated, they are cured into a gel by an addition polymerization reaction.

【0075】いずれの光学結合剤を用いる場合も、に示
した対向基板と、張り付ける対象物との間に空気層があ
るとそこで画質異常を生じるので、空気層を含まないよ
うにする必要がある。
In the case of using any of the optical binders, if there is an air layer between the counter substrate and the object to be stuck as described above, image quality abnormality occurs there, so it is necessary to exclude the air layer. is there.

【0076】各液晶パネル114,115,116が3
色合成プリズム117に光学結合剤で固着した場合の効
果について、(図2)に示した液晶パネル114,11
5,116の動作原理図を用いて以下に説明する。
Each of the liquid crystal panels 114, 115 and 116 has 3
Regarding the effect when the color combining prism 117 is fixed with an optical binder, the liquid crystal panels 114 and 11 shown in FIG.
This will be described below with reference to the operation principle diagrams 5 and 116.

【0077】各液晶パネル114,115,116が固
着されていない場合、入射光はアレイ基板121側から
入射し、ポリマー124層の水滴状液晶124で散乱す
る。散乱した光の一部は対向基板126の空気との界面
で反射し、再びポリマー125層に入射する。入射した
光は水滴状液晶124で再び散乱(2次散乱と呼ぶ)
し、その散乱した光の一部は対向基板126から出射す
る。出射した光は投写レンズに入射し、スクリーンに投
写される。この、2次散乱による出射光は投写画像のコ
ントラスト性能を著しく劣化させる要因となる。
When the liquid crystal panels 114, 115, and 116 are not fixed, the incident light enters from the array substrate 121 side and is scattered by the droplet liquid crystal 124 of the polymer 124 layer. Part of the scattered light is reflected at the interface of the opposing substrate 126 with the air, and again enters the polymer 125 layer. The incident light is scattered again by the water droplet liquid crystal 124 (referred to as secondary scattering).
Then, part of the scattered light exits from the counter substrate 126. The emitted light enters a projection lens and is projected on a screen. The emitted light due to the secondary scattering is a factor that significantly deteriorates the contrast performance of the projected image.

【0078】従って、液晶パネル114,115,11
6を3色合成プリズム117に光結合剤を介して固着す
ることで、液晶パネル114,115,116と3色合
成プリズム117との間に不要反射光が発生する界面を
光学的に除去でき、コントラスト劣化を防ぐことが出来
る。
Therefore, the liquid crystal panels 114, 115, 11
6 is fixed to the three-color synthesizing prism 117 via an optical coupling agent, whereby an interface between the liquid crystal panels 114, 115, and 116 and the three-color synthesizing prism 117 where unnecessary reflected light is generated can be optically removed. Contrast deterioration can be prevented.

【0079】また、3色合成プリズム117の無効領域
には光吸収膜が塗布されている。こうすることで、散乱
した光はそのほとんどが光吸収膜に入射して吸収され、
液晶パネル114,115,116に再び戻り、2次散
乱を発生させることはほとんどない。したがって、表示
コントラストはさらに向上し、また、液晶パネル11
4,115,116と3色色合成プリズムとの界面反射
光もなくなるため、乱反射による画素のにじみ、ウィン
ドコントラストの低下もなくなる。
Further, a light absorbing film is applied to an invalid area of the three-color synthesizing prism 117. By doing so, most of the scattered light enters the light absorbing film and is absorbed,
Returning to the liquid crystal panels 114, 115, and 116 again, almost no secondary scattering occurs. Therefore, the display contrast is further improved, and the liquid crystal panel 11
Since there is no reflected light at the interface between the 4, 115, 116 and the three-color combining prism, blurring of pixels due to irregular reflection and reduction of the window contrast are also eliminated.

【0080】なお、この場合、液晶パネル114,11
5,116が3色合成プリズム117に固着されている
ので、組立調整後に液晶パネル114,115,116
の機構的位置ずれによるコンバージェンスずれの発生も
なくなる。
In this case, the liquid crystal panels 114 and 11
5 and 116 are fixed to the three-color combining prism 117, so that the liquid crystal panels 114, 115 and 116 are adjusted after assembly.
The convergence shift due to the mechanical shift of the position is not caused.

【0081】以上、(図8)に示した構成は、コントラ
スト性能をより向上させるために、(図1)に示した構
成の液晶パネル114,115,116と3色合成プリ
ズム117を固着した場合を示したが、3色合成プリズ
ム117は(図3)に示したものと同一であり、このプ
リズムを色合成光学系に用いた効果は、実施の形態1と
全く同様である。
As described above, the configuration shown in FIG. 8 is used when the liquid crystal panels 114, 115, and 116 having the configuration shown in FIG. 1 are fixed to the three-color combining prism 117 in order to further improve the contrast performance. However, the three-color combining prism 117 is the same as that shown in FIG. 3, and the effect of using this prism in the color combining optical system is exactly the same as that of the first embodiment.

【0082】(実施の形態3)(図9)に示す投写型表
示装置は、色分解光学系も色合成光学系と同様に(図
3)に示した構成のプリズムを用い、赤、青、緑とも照
明光路長を等しくした場合の構成の斜視図である。
(Embodiment 3) The projection display apparatus shown in FIG. 9 uses a prism having the configuration shown in FIG. 3 for the color separation optical system similarly to the color synthesis optical system, and It is a perspective view of the structure at the time of making the illumination optical path length equal to green.

【0083】141は光発生手段としての光源、143
は3色分解プリズム、153,154,155は画像形
成手段としての液晶パネル、156は色合成手段として
の3色合成プリズム、157は投写手段としての投写レ
ンズである。
Reference numeral 141 denotes a light source as light generation means;
Denotes a three-color separating prism, 153, 154, and 155 denote liquid crystal panels as image forming means; 156, a three-color combining prism as color combining means; and 157, a projection lens as projection means.

【0084】液晶パネル153,154,155は、映
像信号に応じて光散乱特性の変化として光学像を形成す
る高分子分散液晶を用いたものであり、(図1)に示し
た液晶パネル114,115,116ものと同一であ
る。また、3色分解プリズム143と3色合成プリズム
156も(図1)に示した3色合成プリズム117と同
じものを用いている。
The liquid crystal panels 153, 154, and 155 use a polymer dispersed liquid crystal that forms an optical image as a change in light scattering characteristics in accordance with an image signal. The liquid crystal panels 114 and 155 shown in FIG. 115 and 116 are the same. The three-color separation prism 143 and the three-color synthesis prism 156 are the same as the three-color synthesis prism 117 shown in FIG.

【0085】光源141は、メタルハライドランプなど
の放電ランプと、ランプから放射された光の赤外光を透
過し、可視光を反射するコールドミラーが形成された凹
面鏡とで構成され、凹面鏡から略平行光が出力されるよ
うになっている。
The light source 141 is composed of a discharge lamp such as a metal halide lamp, and a concave mirror having a cold mirror which transmits infrared light of the light emitted from the lamp and reflects visible light, and is substantially parallel to the concave mirror. Light is output.

【0086】光源141から出力された赤、緑、青の3
原色光を含む自然光は、全反射ミラー142を経て、3
色分解プリズム143に入射する。3色分解プリズム1
43によって分解された3つの原色光は、青色光が全反
射ミラー144,147を経てフィールドレンズ150
に、赤色光が全反射ミラー145,148を経てフィー
ルドレンズ151に、緑色光が全反射ミラー146,1
49を経て、フィールドレンズ152にそれぞれ入射す
る。さらに、3つの原色光は、それぞれ対応するフィー
ルドレンズ150,151,152、液晶パネル15
3,154,155を透過した後、3色合成プリズム1
56に入射する。3色合成プリズム156は、3つの原
色光を1つに合成し、合成された光は投写レンズ157
に入射する。液晶パネル153,154,155に形成
された光学像は、投写レンズ157によってスクリーン
上(図示せず)に拡大投写される。
The three colors red, green and blue output from the light source 141
Natural light including primary color light passes through the total reflection mirror 142 and
The light enters the color separation prism 143. Three-color separation prism 1
As for the three primary color lights separated by 43, the blue light passes through total reflection mirrors 144 and 147 and passes through the field lens 150.
The red light passes through the total reflection mirrors 145 and 148 to the field lens 151, and the green light passes through the total reflection mirrors 146 and 1.
The light enters the field lens 152 via 49. Further, the three primary color lights correspond to the corresponding field lenses 150, 151, 152 and the liquid crystal panel 15 respectively.
After passing through 3,154,155, the three-color combining prism 1
It is incident on 56. The three-color combining prism 156 combines the three primary color lights into one, and combines the combined light into a projection lens 157.
Incident on. The optical images formed on liquid crystal panels 153, 154, and 155 are enlarged and projected on a screen (not shown) by projection lens 157.

【0087】この構成の場合、光源141から液晶パネ
ル153,154,155までの照明光路長距離が3色
とも等しくなるので、スクリーン上の色均一性が(図
1)に示した構成で用いたリレーレンズ109,110
を用いなくても良好となり、また、色分解光学系もプリ
ズムによる構成としているためにセット全体を非常にコ
ンパクトに構成できる。
In the case of this configuration, the illumination light path long distance from the light source 141 to the liquid crystal panels 153, 154, and 155 becomes equal for all three colors, so that the color uniformity on the screen is used in the configuration shown in FIG. Relay lenses 109, 110
And the color separation optical system is configured by a prism, so that the entire set can be configured very compactly.

【0088】3色分解プリズム143、3色合成プリズ
ムは、(図3)に示した3色合成プリズム117と同じ
ものを用いているので、分光特性も(図4(a),
(b))、(図5(a),(b))の示したようになり、(図
13)に示したプレート状のダイクロイックミラーを用
いた場合に発生するコンバージェンスずれや解像度劣
化、さらには長バーックフォーカス化に伴う投写レンズ
のコストアップの課題を解決でき、また、(図14(a)
〜(b))、(図15(a),(b))に示したダイクロイッ
クミラーへの基準入射角が45゜であるダイクロイック
プリズムを用いた場合に発生する、ダイクロイックミラ
ーの分光特性劣化の課題や、(図17)に示した空気層
を有するダイクロイックプリズムの空気層に起因するコ
スト高、または解像度劣化も同時に解決できる。従っ
て、本実施の形態の投写型表示装置も、高解像度で色再
現、色利用効率の良好な投写画像を容易に実現できる。
Since the three-color separating prism 143 and the three-color combining prism used are the same as the three-color combining prism 117 shown in FIG. 3, the spectral characteristics are also (FIG. 4A, FIG.
(b)) and (FIGS. 5 (a) and 5 (b)), and the convergence shift and resolution degradation that occur when the plate-shaped dichroic mirror shown in (FIG. 13) is used. It is possible to solve the problem of increasing the cost of the projection lens due to the long bark focus, and (FIG. 14A)
-(B)) and the problem of the deterioration of the spectral characteristics of the dichroic mirror which occurs when the dichroic prism shown in FIGS. 15 (a) and (b) whose reference incident angle to the dichroic mirror is 45 ° is used. In addition, the cost increase or the resolution degradation due to the air layer of the dichroic prism having the air layer shown in FIG. 17 can be solved at the same time. Therefore, the projection display apparatus of the present embodiment can also easily realize a projection image with high resolution, color reproduction, and good color use efficiency.

【0089】なお、照明光路中に配置されている3色分
解プリズム143は、3色合成プリズム156ほど、ダ
イクロイックミラー面の平面度や角度精度が要求されな
いので、プリズムとしてガラス一体成形品や、プラスチ
ック一体成型品を用いれば、より低コストにできる。そ
の他、入射窓、および出射窓となるガラス基板とアルミ
ニウムなどからなる枠体とで容器を構成し、この容器内
に、色分解面となる基板を挿入し、容器の空間内にガラ
スの屈折率に近い液体を充填したものでもよい。液体と
してはエチレングリコールを主成分としたものが、光学
性能(透明性、屈折率均一性等)、耐熱性、耐寒性など
に優れている点で望ましい。また、エチレングリコール
の他に、少なくとも組立時には液体であるが、組立完了
後は次第にゲル状となる透明シリコン樹脂などを用いて
もよい。但し、これらの場合の3色分解プリズム143
の形状は、3色合成プリズム156と略同一形状、また
は相似形状にすることが望ましい。
The three-color separation prism 143 disposed in the illumination light path does not require the flatness or angular accuracy of the dichroic mirror surface as much as the three-color synthesis prism 156. If an integrally molded product is used, the cost can be reduced. In addition, a container is composed of a glass substrate serving as an entrance window and an exit window and a frame body made of aluminum or the like, and a substrate serving as a color separation surface is inserted into the container, and the refractive index of glass is set in the space of the container. It may be filled with a liquid close to. As the liquid, a liquid containing ethylene glycol as a main component is desirable because it is excellent in optical performance (transparency, uniformity of refractive index, etc.), heat resistance, cold resistance and the like. Further, in addition to ethylene glycol, a transparent silicon resin or the like which is liquid at least at the time of assembly, but gradually becomes gel-like after the completion of assembly may be used. However, in these cases, the three-color separation prism 143 is used.
Is desirably substantially the same as or similar to the three-color combining prism 156.

【0090】(実施の形態4)(図10)、(図1
1)、(図12)に示す投写型表示装置は、いずれも反
射型の画像形成手段を用いた投写型表示装置の構成例で
あり、(図10)に示す構成の画像形成手段は、映像信
号に応じて光散乱特性の変化として光学像を形成する高
分子分散液晶を用いライトバルブであり、(図11)に
示す構成の画像形成手段は、マトリックス状に反射ミラ
ーが配列され、前記反射ミラーの傾角を制御することに
より光学像を形成する反射素子であり、(図12)に示
す構成の画像形成手段は、複屈折性の変化として光学像
を形成する液晶を用いたライトバルブである。
(Embodiment 4) (FIG. 10), (FIG. 1)
The projection display devices shown in 1) and (FIG. 12) are both examples of the configuration of a projection display device using a reflection type image forming device, and the image forming device having the configuration shown in FIG. The light valve uses a polymer dispersed liquid crystal that forms an optical image as a change in light scattering characteristics in response to a signal. The image forming unit having the configuration shown in FIG. A reflection element that forms an optical image by controlling the tilt angle of a mirror, and the image forming unit having the configuration shown in FIG. 12 is a light valve that uses liquid crystal that forms an optical image as a change in birefringence. .

【0091】以下に、上記3つの構成例について、図面
を参照にしながら説明する。まず、(図10)に示す投
写型表示装置は高分子分散液晶を用いたもので、161
は光発生手段としての光源、164は色分解合成手段と
しての3色分解合成プリズム、165,166,167
は画像形成手段としての液晶パネル、169は投写手段
としての投写レンズである。
Hereinafter, the above-mentioned three configuration examples will be described with reference to the drawings. First, the projection display device shown in FIG. 10 uses a polymer-dispersed liquid crystal.
Is a light source as light generating means, 164 is a three-color separation / combination prism as color separation / combination means, 165, 166, 167
Denotes a liquid crystal panel as image forming means, and 169 denotes a projection lens as projection means.

【0092】液晶パネル165,166,167は、映
像信号に応じて光散乱特性の変化として光学像を形成す
る高分子分散液晶を用いた反射型パネルである。また、
3色分解合成プリズム164は、(図1)に示した3色
合成プリズム117と同じものを用いている。
The liquid crystal panels 165, 166, and 167 are reflection type panels using a polymer dispersed liquid crystal that forms an optical image as a change in light scattering characteristics according to a video signal. Also,
As the three-color separating / combining prism 164, the same one as the three-color separating / combining prism 117 shown in FIG. 1 is used.

【0093】光源161は、メタルハライドランプなど
の放電ランプと、ランプから放射された光の赤外光を透
過し、可視光を反射するコールドミラーが形成された凹
面鏡とで構成され、凹面鏡から略平行光が出力されるよ
うになっている。
The light source 161 is composed of a discharge lamp such as a metal halide lamp, and a concave mirror having a cold mirror that transmits infrared light of light emitted from the lamp and reflects visible light, and is substantially parallel to the concave mirror. Light is output.

【0094】光源161から出力された赤、緑、青の3
原色光を含む自然光は、全反射ミラー162,163を
経て、3色分解合成プリズム164に入射する。3色分
解プリズム164によって分解された3つの原色光は、
青色光が液晶パネル165に、赤色光が液晶パネル16
6に、緑色光が液晶パネル167にそれぞれ入射する。
3つの原色光は、それぞれ対応する、液晶パネル16
5,166,167によって変調された後反射されて、
再び3分解色合成プリズム164に入射する。3色分解
合成プリズム164は、3つの原色光を1つに合成し、
合成された光は絞り168に入射する。散乱光として変
調された光は、そのほとんどが絞り168によって遮光
され、変調されない光は絞り168を通過して投写レン
ズ169に入射する。このようにして、散乱特性の変化
として液晶パネル165,166,167上に形成され
た光学像は、投写レンズ169によってスクリーン上
(図示せず)に拡大投写される。
The three colors of red, green and blue output from the light source 161
Natural light including primary color light enters the three-color separation / combination prism 164 via the total reflection mirrors 162 and 163. The three primary color lights separated by the three-color separation prism 164 are
Blue light is applied to the liquid crystal panel 165 and red light is applied to the liquid crystal panel 16.
6, green light enters the liquid crystal panel 167, respectively.
The three primary color lights correspond to the liquid crystal panel 16 respectively.
After being modulated by 5,166,167,
The light again enters the three-separation color combining prism 164. The three-color separation / combination prism 164 combines the three primary color lights into one,
The combined light enters the stop 168. Most of the light modulated as the scattered light is blocked by the stop 168, and the unmodulated light passes through the stop 168 and enters the projection lens 169. Thus, the optical image formed on the liquid crystal panels 165, 166, and 167 as a change in the scattering characteristics is enlarged and projected on a screen (not shown) by the projection lens 169.

【0095】この構成の場合も、光源161から液晶パ
ネル165,166,167までの照明光路長距離が3
色とも等しくなるので、スクリーン上の色均一性が(図
1)に示した構成で用いたリレーレンズ109,110
を用いなくても実現でき、また、色分解光学系と色合成
光学系を1つの3色分解合成プリズム164で構成して
いるためセット全体を非常にコンパクトに構成できる。
Also in this configuration, the illumination light path long distance from the light source 161 to the liquid crystal panels 165, 166, 167 is three.
Since the colors are also equal, the color uniformity on the screen has the relay lenses 109 and 110 used in the configuration shown in FIG.
And the color separation optical system and the color synthesis optical system are constituted by one three-color separation / synthesis prism 164, so that the whole set can be made very compact.

【0096】3色分解合成プリズム164は、(図3)
に示した3色合成プリズム117と同じものを用いてい
るので、分光特性も(図4(a),(b))、(図5(a),
(b))の示したようになり、(図13)に示したプレー
ト状のダイクロイックミラーを用いた場合に発生するコ
ンバージェンスずれや解像度劣化、さらには長バーック
フォーカス化に伴う投写レンズのコストアップの課題を
解決でき、また、(図14(a)〜(b))、(図15
(a),(b))に示したダイクロイックミラーへの基準入
射角が45゜であるダイクロイックプリズムを用いた場
合に発生する、ダイクロイックミラーの分光特性劣化の
課題や、(図17)に示した空気層を有するダイクロイ
ックプリズムの空気層に起因するコスト高、または解像
度劣化も同時に解決できる。従って、本実施の形態の投
写型表示装置も、高解像度で色再現、色利用効率の良好
な投写画像を容易に実現できる。
The three-color separation / combination prism 164 (FIG. 3)
Since the same three-color synthesizing prism 117 shown in FIG. 4 is used, the spectral characteristics are also (FIGS. 4A and 4B) and (FIGS. 5A and 5B).
As shown in (b)), the convergence shift and resolution degradation that occur when the plate-shaped dichroic mirror shown in FIG. 13 is used, and the cost increase of the projection lens due to the long bark focus. (A) and (b) of FIG. 14 and FIG.
(a), (b)) the problem of the deterioration of the spectral characteristics of the dichroic mirror which occurs when the dichroic prism having the reference incident angle to the dichroic mirror of 45 ° is used, and FIG. The cost increase or the resolution degradation due to the air layer of the dichroic prism having the air layer can be solved at the same time. Therefore, the projection display apparatus of the present embodiment can also easily realize a projection image with high resolution, color reproduction, and good color use efficiency.

【0097】なお、以上の実施の形態で示した、高分子
分散液晶を用いた投写型表示装置の場合、(図1)、
(図8)、(図9)および(図10)において、散乱光
と直進光の進行方式はこれらに限定するものではなく、
たとえば直進光成分を遮光体で遮蔽し、散乱光をスクリ
ーンに投写する中心遮蔽型の光学系を用いてもよい。
In the case of the projection display using the polymer dispersed liquid crystal described in the above embodiment, (FIG. 1)
In (FIG. 8), (FIG. 9), and (FIG. 10), the traveling systems of the scattered light and the straight traveling light are not limited to these.
For example, a centrally shielded optical system that blocks a straight light component with a light shield and projects scattered light on a screen may be used.

【0098】次に、(図11)に示す投写型表示装置
は、マトリックス状に反射ミラーが配列された反射素子
を用いたもので、171は光発生手段としての光源、1
75は色分解合成手段としての3色分解合成プリズム、
176,177,178は画像形成手段としての液晶パ
ネル、179は投写手段としての投写レンズである。
Next, the projection type display device shown in FIG. 11 uses a reflection element in which reflection mirrors are arranged in a matrix. Reference numeral 171 denotes a light source as light generation means;
75 is a three-color separation / combination prism as color separation / synthesis means,
Reference numerals 176, 177, and 178 denote liquid crystal panels as image forming means, and 179 denotes a projection lens as projection means.

【0099】ライトバルブ176,177,178は、
映像信号に応じて、マトリックス状に配列されている微
小な各反射ミラーの傾き角が変化して光学像を形成する
高分子分散液晶を用いた反射型パネルである。また、こ
の場合も、3色分解合成プリズム175は、(図1)に
示した3色合成プリズム117と同じものを用いてい
る。
The light valves 176, 177, 178
This is a reflection type panel using a polymer dispersed liquid crystal in which an inclination angle of each minute reflection mirror arranged in a matrix is changed in accordance with a video signal to form an optical image. Also in this case, the same three-color separating / combining prism 175 as the three-color separating / combining prism 117 shown in FIG. 1 is used.

【0100】光源171は、メタルハライドランプなど
の放電ランプと、ランプから放射された光の赤外光を透
過し、可視光を反射するコールドミラーが形成された凹
面鏡とで構成され、凹面鏡から略平行光が出力されるよ
うになっている。
The light source 171 is composed of a discharge lamp such as a metal halide lamp, and a concave mirror having a cold mirror that transmits infrared light of light emitted from the lamp and reflects visible light, and is substantially parallel to the concave mirror. Light is output.

【0101】光源171から出力された赤、緑、青の3
原色光を含む自然光は、全反射ミラー172,173、
フィールドレンズ174を経て、3色分解合成プリズム
175に入射する。3色分解プリズム175によって分
解された3つの原色光は、青色光が液晶パネル176
に、赤色光が液晶パネル177に、緑色光が液晶パネル
178にそれぞれ入射する。3つの原色光は、それぞれ
対応する、液晶パネル176,177,178によって
変調された後反射されて、再び3分解色合成プリズム1
75に入射する。3色分解合成プリズム175は、3つ
の原色光を再び1つに合成し、合成された光は投写レン
ズ179に入射する。液晶パネル176,177,17
8上に光の反射角の変化によって形成された光学像は、
投写レンズ179によってスクリーン上(図示せず)に
拡大投写される。
The three colors of red, green and blue output from the light source 171
Natural light including primary color light is reflected by total reflection mirrors 172, 173,
The light enters the three-color separation / combination prism 175 via the field lens 174. Of the three primary color lights separated by the three-color separation prism 175, blue light is converted into a liquid crystal panel 176.
Then, red light enters the liquid crystal panel 177, and green light enters the liquid crystal panel 178. The three primary color lights are modulated by the corresponding liquid crystal panels 176, 177, and 178 and then reflected, and are again reflected in the three-separated color combining prism 1.
75. The three-color separation / combination prism 175 combines the three primary color lights into one again, and the combined light enters the projection lens 179. Liquid crystal panels 176, 177, 17
The optical image formed by the change in the reflection angle of light on 8 is
The image is enlarged and projected on a screen (not shown) by the projection lens 179.

【0102】この構成の場合も、光源171から液晶パ
ネル176,177,178までの照明光路長距離が3
色とも等しくなるので、スクリーン上の色均一性が(図
1)に示した構成で用いたリレーレンズ109,110
を用いなくても実現でき、また、色分解光学系と色合成
光学系を1つの3色分解合成プリズム175で構成して
いるためセット全体を非常にコンパクトに構成できる。
In the case of this configuration as well, the illumination light path long distance from the light source 171 to the liquid crystal panels 176, 177, 178 is 3
Since the colors are also equal, the color uniformity on the screen has the relay lenses 109 and 110 used in the configuration shown in FIG.
And the color separation optical system and the color synthesis optical system are constituted by one three-color separation / synthesis prism 175, so that the whole set can be made very compact.

【0103】また、3色分解合成プリズム175は、
(図3)に示した3色合成プリズム117と同じものを
用いているので、分光特性も(図4(a),(b))、(図
5(a),(b))の示したようになり、(図13)に示し
たプレート状のダイクロイックミラーを用いた場合に発
生するコンバージェンスずれや解像度劣化、さらには長
バーックフォーカス化に伴う投写レンズのコストアップ
の課題を解決でき、また、(図14(a)〜(b))、(図
15(a),(b))に示したダイクロイックミラーへの基
準入射角が45゜であるダイクロイックプリズムを用い
た場合に発生する、ダイクロイックミラーの分光特性劣
化の課題や、(図17)に示した空気層を有するダイク
ロイックプリズムの空気層に起因するコスト高、または
解像度劣化も同時に解決できる。従って、本実施の形態
の投写型表示装置も、高解像度で色再現、色利用効率の
良好な投写画像を容易に実現できる。
The three-color separation / combination prism 175 is
Since the same three-color combining prism 117 shown in FIG. 3 is used, the spectral characteristics are also shown in FIGS. 4A and 4B and FIGS. 5A and 5B. As a result, it is possible to solve the problems of convergence deviation and resolution degradation that occur when the plate-shaped dichroic mirror shown in FIG. 13 is used, and further increase the cost of the projection lens accompanying the long bark focus. , (FIGS. 14A and 14B), and a dichroic prism generated when the dichroic prism shown in FIGS. 15A and 15B with a reference incident angle to the dichroic mirror of 45 ° is used. The problem of the deterioration of the spectral characteristics of the mirror and the high cost or resolution deterioration due to the air layer of the dichroic prism having the air layer shown in FIG. 17 can be solved at the same time. Therefore, the projection display apparatus of the present embodiment can also easily realize a projection image with high resolution, color reproduction, and good color use efficiency.

【0104】次に、(図12)に示す投写型表示装置
は、複屈折性を有する液晶を用いたもので、181は光
発生手段としての光源、183は偏光ビームスプリッ
タ、184は色分解合成手段としての3色分解合成プリ
ズム、185,186,187は画像形成手段としての
液晶パネル、188は投写手段としての投写レンズであ
る。
Next, the projection type display device shown in FIG. 12 uses a liquid crystal having birefringence, 181 is a light source as light generating means, 183 is a polarization beam splitter, and 184 is color separation / synthesis. A three-color separation / combination prism as means, 185, 186, and 187 are liquid crystal panels as image forming means, and 188 is a projection lens as projection means.

【0105】ライトバルブ185,186,187は、
映像信号に応じて、複屈折性が変化して光学像を形成す
る液晶を用いた反射型パネルである。液晶材料として
は、強誘電液晶、ホメオトロピック液晶などが例示され
る。偏光ビームスプリッタは2つのプリズムを接合した
もので、その接合面には偏光選択性を有する多層膜が形
成されている。また、この場合も、3色分解合成プリズ
ム184は、(図1)に示した3色合成プリズム117
と同じものを用いている。
The light valves 185, 186, 187
This is a reflective panel using liquid crystal whose birefringence changes in accordance with a video signal to form an optical image. Examples of the liquid crystal material include a ferroelectric liquid crystal and a homeotropic liquid crystal. The polarizing beam splitter is formed by joining two prisms, and a multilayer film having polarization selectivity is formed on the joining surface. Also in this case, the three-color separating / combining prism 184 is the same as the three-color separating / combining prism 117 shown in FIG.
The same is used.

【0106】光源181は、メタルハライドランプなど
の放電ランプと、ランプから放射された光の赤外光を透
過し、可視光を反射するコールドミラーが形成された凹
面鏡とで構成され、凹面鏡から略平行光が出力されるよ
うになっている。
The light source 181 is composed of a discharge lamp such as a metal halide lamp, and a concave mirror having a cold mirror that transmits infrared light of light emitted from the lamp and reflects visible light, and is substantially parallel to the concave mirror. Light is output.

【0107】光源181から出力された赤、緑、青の3
原色光を含む自然光は、全反射ミラー182を経て、偏
光ビームスプリッタ183に入射する。偏光ビームスプ
リッタ183に入射した自然光のうち、P偏光は不要光
として偏光ビームスプリッタ183を透過し、S偏光は
反射されて色分解合成プリズム184に入射する。3色
分解プリズム184によって分解された3つの原色光
は、青色光が液晶パネル185に、赤色光が液晶パネル
186に、緑色光が液晶パネル187にそれぞれ入射す
る。略直線偏光となった3つの原色光は、それぞれ対応
する、液晶パネル186,187,188によって楕円
偏光に変調された後反射されて、再び3分解色合成プリ
ズム184に入射する。3色分解合成プリズム184
は、3つの原色光を再び1つに合成し、合成された光は
再び偏光ビームスプリッタ183に入射する。液晶パネ
ル186,187,188によって変調された楕円偏光
にうち、P偏光に変換された光は偏光ビームスプリッタ
183を透過して投写レンズ188に入射し、変換され
ないS偏光は偏光ビームスプリッタ183によって反射
されて光源181側に進行する。このように、液晶パネ
ル185,186,187上に液晶の複屈折性の変化に
よって形成された光学像は、投写レンズ179によって
スクリーン上(図示せず)に拡大投写される。
The three colors of red, green and blue outputted from the light source 181
Natural light including primary color light enters the polarization beam splitter 183 via the total reflection mirror 182. Of the natural light that has entered the polarizing beam splitter 183, P-polarized light passes through the polarizing beam splitter 183 as unnecessary light, and S-polarized light is reflected and enters the color separation / combination prism 184. Of the three primary color lights separated by the three-color separation prism 184, blue light enters the liquid crystal panel 185, red light enters the liquid crystal panel 186, and green light enters the liquid crystal panel 187. The three primary color lights that have become substantially linearly polarized light are reflected by the corresponding liquid crystal panels 186, 187, and 188 after being modulated into elliptically polarized light, and then enter the three-separated color combining prism 184 again. Three-color separation / combination prism 184
Combine the three primary color lights into one again, and the combined light again enters the polarizing beam splitter 183. Of the elliptically polarized light modulated by the liquid crystal panels 186, 187, and 188, the light converted to P-polarized light passes through the polarizing beam splitter 183 and enters the projection lens 188, and the S-polarized light not converted is reflected by the polarizing beam splitter 183. Then, the light advances to the light source 181 side. Thus, the optical image formed on the liquid crystal panels 185, 186, 187 by the change of the birefringence of the liquid crystal is enlarged and projected on a screen (not shown) by the projection lens 179.

【0108】この構成の場合も、光源181から液晶パ
ネル186,187,188までの照明光路長距離が3
色とも等しくなるので、スクリーン上の色均一性が(図
1)に示した構成で用いたリレーレンズ109,110
を用いなくても実現でき、また、色分解光学系と色合成
光学系を1つの3色分解合成プリズム184で構成して
いるためセット全体を非常にコンパクトに構成できる。
In the case of this configuration as well, the illumination light path long distance from the light source 181 to the liquid crystal panels 186, 187, 188 is 3
Since the colors are also equal, the color uniformity on the screen has the relay lenses 109 and 110 used in the configuration shown in FIG.
And the color separation optical system and the color synthesis optical system are constituted by one three-color separation / synthesis prism 184, so that the entire set can be made very compact.

【0109】また、3色分解合成プリズム184は、
(図3)に示した3色合成プリズム117と同じものを
用いているので、(図13)に示したプレート状のダイ
クロイックミラーを用いた場合に発生するコンバージェ
ンスずれや解像度劣化、さらには長バーックフォーカス
化に伴う投写レンズのコストアップの課題を解決でる。
Further, the three-color separation / combination prism 184 is
Since the same one as the three-color combining prism 117 shown in FIG. 3 is used, the convergence deviation and the resolution degradation that occur when the plate-shaped dichroic mirror shown in FIG. This solves the problem of increasing the cost of the projection lens due to focusing.

【0110】分光特性に関しては、この場合、直線偏光
を用いるのでS偏光の分光透過率のみでダイクロイック
ミラーを設計できる。従って、(図14(a)〜(b))に
示したようなS偏光とP偏光の半値波長幅が大きいこと
に起因する問題はない。但し、(図15(a),(b))に
示したダイクロイックミラーへの基準入射角が45゜で
あるダイクロイックプリズムを用いた場合に発生する、
ダイクロイックミラーの入射角依存性の課題解決は、前
述の実施の形態と同様に有効である。また、(図17)
に示した空気層を有するダイクロイックプリズムの空気
層に起因するコスト高、または解像度劣化も同時に解決
できる。従って、本実施の形態の投写型表示装置も、高
解像度で色再現、色利用効率の良好な投写画像を容易に
実現できる。
Regarding spectral characteristics, in this case, since linearly polarized light is used, a dichroic mirror can be designed only with the spectral transmittance of S-polarized light. Therefore, there is no problem due to the large half-value wavelength width of the S-polarized light and the P-polarized light as shown in (FIGS. 14A and 14B). However, this occurs when a dichroic prism whose reference incident angle to the dichroic mirror shown in FIGS. 15A and 15B is 45 ° is used.
The solution of the problem of the incident angle dependence of the dichroic mirror is effective as in the above-described embodiment. (FIG. 17)
The cost increase or the degradation of resolution due to the air layer of the dichroic prism having the air layer shown in FIG. Therefore, the projection display apparatus of the present embodiment can also easily realize a projection image with high resolution, color reproduction, and good color use efficiency.

【0111】なお、以上の全ての実施の形態において、
光源としてメタルハライドランプを用いたが、他に水銀
ランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプ、および無電
極放電ランプなどを光源として用いても良い。
In all of the above embodiments,
Although a metal halide lamp is used as a light source, a mercury lamp, a xenon lamp, a halogen lamp, an electrodeless discharge lamp, or the like may be used as a light source.

【0112】[0112]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、3つのラ
イトバルブを用い、1つの投写レンズで構成するとき
に、色合成光学系に起因して発生するコンバージェンス
ずれ、非点隔差、解像度劣化を除去し、しかも色均一
性、色再現性、色利用効率の良好な投写画像を表示でき
る投写型表示装置示を提供でき、非常に大きな効果があ
る。
As described above, according to the present invention, when three light valves are used and one projection lens is used, convergence deviation, astigmatism, and resolution caused by the color combining optical system are generated. It is possible to provide a projection-type display device capable of displaying a projection image with good color uniformity, color reproducibility, and color use efficiency while eliminating deterioration, and has a very large effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態による投写型表示装置の
概略構成図
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a projection display device according to an embodiment of the present invention.

【図2】高分子分散液晶の動作原理の説明図FIG. 2 is a diagram illustrating the operation principle of a polymer-dispersed liquid crystal.

【図3】本発明の投写型表示装置に用いる3色合成プリ
ズムの構成図
FIG. 3 is a configuration diagram of a three-color combining prism used in the projection display device of the present invention.

【図4】本発明の投写型表示装置に用いる3色合成プリ
ズム分光透過率特性図
FIG. 4 is a spectral transmittance characteristic diagram of a three-color combining prism used in the projection display device of the present invention.

【図5】本発明の投写型表示装置に用いる3色合成プリ
ズム分光透過率特性図
FIG. 5 is a spectral transmittance characteristic diagram of a three-color combining prism used in the projection display device of the present invention.

【図6】本発明の投写型表示装置に用いる3色合成プリ
ズム分光透過率特性図
FIG. 6 is a spectral transmittance characteristic diagram of a three-color combining prism used in the projection display device of the present invention.

【図7】本発明の投写型表示装置に用いる3色合成プリ
ズム分光透過率特性図
FIG. 7 is a spectral transmittance characteristic diagram of a three-color combining prism used in the projection display device of the present invention.

【図8】本発明の一実施の形態による投写型表示装置の
概略構成図
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a projection display device according to an embodiment of the present invention.

【図9】本発明の一実施の形態による投写型表示装置の
斜視図
FIG. 9 is a perspective view of a projection display device according to an embodiment of the present invention.

【図10】本発明の一実施の形態による投写型表示装置
の斜視図
FIG. 10 is a perspective view of a projection display according to an embodiment of the present invention.

【図11】本発明の一実施の形態による投写型表示装置
の斜視図
FIG. 11 is a perspective view of a projection display device according to an embodiment of the present invention.

【図12】本発明の一実施の形態による投写型表示装置
の斜視図
FIG. 12 is a perspective view of a projection display according to an embodiment of the present invention.

【図13】従来の投写型表示装置の概略構成図FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a conventional projection display device.

【図14】従来の投写型表示装置の概略構成図FIG. 14 is a schematic configuration diagram of a conventional projection display device.

【図15】従来の投写型表示装置に用いる色合成プリズ
ムの分光透過率特性図
FIG. 15 is a spectral transmittance characteristic diagram of a color combining prism used in a conventional projection display device.

【図16】従来の投写型表示装置に用いる色合成プリズ
ムの分光透過率特性図
FIG. 16 is a spectral transmittance characteristic diagram of a color combining prism used in a conventional projection display device.

【図17】従来の投写型表示装置の概略構成図FIG. 17 is a schematic configuration diagram of a conventional projection display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 光源 104,105 ダイクロイックミラー 103,106,107,108 全反射ミラー 114,115,116 液晶パネル 117 3色合成プリズム 118 投写レンズ 101 light source 104, 105 dichroic mirror 103, 106, 107, 108 total reflection mirror 114, 115, 116 liquid crystal panel 117 three-color combining prism 118 projection lens

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−244613(JP,A) 特開 平4−372922(JP,A) 特開 平7−209621(JP,A) 特開 平5−66308(JP,A) 特開 平5−100330(JP,A) 特開 平5−249408(JP,A) 特開 平5−127274(JP,A) 実開 昭62−37496(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03B 33/12 G02B 5/04 G02B 27/18 H04N 9/31 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-5-244613 (JP, A) JP-A-4-372922 (JP, A) JP-A-7-209621 (JP, A) JP-A-5-209621 66308 (JP, A) JP-A-5-100330 (JP, A) JP-A 5-249408 (JP, A) JP-A 5-127274 (JP, A) Japanese Utility Model Application Sho 62-37496 (JP, U) (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G03B 33/12 G02B 5/04 G02B 27/18 H04N 9/31

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 3原色の色成分を含む自然光を放射する
光発生手段と、 前記光発生手段の放射光を3つの原色光に分解する色分
離手段と、 前記3つの原色光が入射し、前記自然光を変調して光学
像を形成する3つの画像形成手段と、 前記3つの画像形成手段からの出力光を1つに合成する
色合成手段と、 前記色合成手段で合成された光を投写する投写手段とを
具備し、前記色分解手段は、前記色合成手段とは別に設けられ、 前記色分解手段と、前記色合成手段は、いずれも、入射
する光の角度θ1が20゜以上40゜以下である第1の
ダイクロイックミラーと、入射する光の角度θ2が25
゜以上35゜以下である第2のダイクロイックミラー
の、少なくとも2つのダイクロイックミラー面を有する
プリズム体であり、 θ1、θ2は以下の条件を満足し、 前記3つの原色光は、前記光発生手段から前記投写手段
までの光路長が互いに略等しくなるように構成され、 かつ投写レンズから出力される光は自然光であることを
特徴とする投写型表示装置。【数1】
1. A light generating means for radiating natural light containing three primary color components; a color separating means for decomposing the radiated light of the light generating means into three primary color lights; Three image forming means for modulating the natural light to form an optical image; a color combining means for combining output lights from the three image forming means into one; and projecting the light combined by the color combining means. The color separation means is provided separately from the color synthesis means, and the color separation means and the color synthesis means each have an angle θ 1 of incident light of 20 ° or more. A first dichroic mirror of 40 ° or less, and an angle θ 2 of incident light of 25
A prism body having at least two dichroic mirror surfaces of a second dichroic mirror of not less than {35} and less, wherein θ 1 and θ 2 satisfy the following conditions; A projection display device, wherein the optical path lengths from the means to the projection means are substantially equal to each other, and the light output from the projection lens is natural light. (Equation 1)
【請求項2】 前記角度θ1は20゜以上30゜以下で
あり、前記角度θ2は30゜以上35゜以下であること
を特徴とする請求項記載の投写型表示装置。
Wherein said angle θ1 is less than 20 ° or more 30 °, the angle θ2 is projection display apparatus according to claim 1, wherein a is less than or equal to 35 ° 30 ° or more.
【請求項3】 前記色分解手段のプリズム体と、前記色
合成手段のプリズム体は互いに同一形状、または相似形
状である請求項記載の投写型表示装置。
Wherein the color and prisms decomposing means, the projection display device of the prism body is each shape or claim 1 wherein the similar shape, of the color synthesizing means.
【請求項4】 前記3つの画像形成手段は、光散乱特性4. The image forming device according to claim 1, wherein the three image forming units have light scattering characteristics.
の変化として光学像を形成する高分子分散液晶を用いたUsing a polymer dispersed liquid crystal that forms an optical image as a change in
ライトバルブであることを特徴とする請求項1記載の投The light valve according to claim 1, wherein the light valve is a light valve.
写型表示装置。Photographic display device.
【請求項5】 前記高分子分散液晶は、電極に電圧が印5. A voltage is applied to the electrode of the polymer-dispersed liquid crystal.
加されたときは入射光を散乱させ、前記電極に電圧が印When applied, it scatters the incident light and a voltage is applied to the electrodes.
加されないときは入射光を直進させることを特When it is not applied, the incident light goes straight. 徴とするSign
請求項4記載の投写型表示装置。A projection display device according to claim 4.
【請求項6】 前記3つの画像形成手段の3つの光軸を6. The three optical axes of the three image forming units
含む第1の平面と、前記色分離手段を透過又は反射するTransmitting or reflecting the first plane including the color separation means
3原色の色成分の3つの光軸を含む第2の平面とが、互The second plane including the three optical axes of the three primary color components is aligned with each other.
いに平行となるように、前記3つの画像形成手段と前記The three image forming means and the
色分離手段が配置されていることを特徴とする請求項12. A color separation means is provided.
記載の投写型表示装置。The projection type display device according to the above.
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