JP3646455B2

JP3646455B2 - Projection display

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Publication number: JP3646455B2
Application number: JP05341197A
Authority: JP
Inventors: 富芳牛山; 嘉高伊藤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-03-07
Filing date: 1997-03-07
Publication date: 2005-05-11
Anticipated expiration: 2017-03-07
Also published as: JPH10253922A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカラー画像表示を行う投写型表示装置に関し、更に詳しくは、反射型のライトバルブを用いた投写型表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
反射型の液晶ライトバルブを用いた投写型表示装置としては、例えば、特開平３−２４９６３９号公報に開示されているように、色分離光学系として、Ｘ字状に反射膜が形成されたクロスダイクロイックプリズムを用いた構成のものが知られている。
【０００３】
この構成の投写型表示装置では、光源からの出射光を偏光ビームスプリッタによってＰ偏光光とＳ偏光光に分離し、Ｓ偏光光をクロスダイクロイックプリズムに入射して、３色の色光となるように空間的に分離している。クロスダイクロイックプリズムは、誘電体多層膜等からなる赤色反射膜および青色反射膜をＸ字状に形成した構成となっている。従って、Ｓ偏光光に含まれる赤および青の色光は当該ダイクロックプリズムで反射されて、これらの色光の出射面に対峙している反射型の赤色用液晶ライトバルブおよび青色用液晶ライトバルブに入射する。残りの緑色光はＸ字状に形成された反射膜をそのまま透過して、この緑色光の出射面に対峙している反射型の緑色用液晶ライトバルブに入射する。
【０００４】
これらの液晶ライトバルブには、投写表示すべきカラー画像の各色に対応する画像信号が供給されている。従って、各液晶ライトバルブに入射した色光は画像信号に応じて変調が施される。変調後の各色光は、各液晶ライトバルブで反射されて、同一光路を戻ることにより再合成されて、しかる後に、偏光ビームスプリッタを通過して、投写レンズを介して投写面上に拡大投写される。
【０００５】
一方、反射型の液晶ライトバルブを用いた投写型表示装置としては、例えば、特開昭６１−１３８８５号公報に開示されているように、色分離光学系として、それぞれ異なる色光を反射する２個のダイクロイックミラーを用いた構成のものも知られている。
【０００６】
この構成の投写型表示装置では、偏光ビームスプリッタによって光源からの出射光をＰ偏光光とＳ偏光光に分離し、Ｓ偏光光を、２個のダイクロイックミラーに順次に通過させて、まず、青色光を反射することにより分離し、次に、赤色光を反射することにより分離している。そして、分離された各色光が入射する位置には、それぞれ、反射型の青色用液晶ライトバルブおよび赤色用液晶ライトバルブを配置して、これらの色光に画像信号に対応した変調を施すようになっている。また、２個のダイクロイックミラーを通過した緑色光も反射型の緑色用液晶ライトバルブに入射して、画像信号に対応した変調が施されるようになっている。変調が施された後の各色光は、各液晶ライトバルブで反射されて同一光路を戻ることにより再合成され、しかる後に、偏光ビームスプリッタを通過して、投写レンズを介して投写面上に拡大投写される。
【０００７】
ここで、２個のダイクロイックミラーを用いて色分離光学系を構成した投写型表示装置では、上記の場合、最初に分離される青色光束は１個のダイクロイックミラーのみを通過し、他の赤および緑の色光束は２個のダイクロイックミラーを通過しており、これらの間の光路の長さが異なっている。これを解消するために、青色光束の光路上には光路マッチガラスを介在させてある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
色分離光学系としてクロスダイクロイックプリズムを用いた投写型表示装置は、唯一のダイクロイックプリズムによって色分離光学系が構成されているので、光学系を小型でコンパクトに構成できる。しかしながら、次のような解決すべき課題がある。
【０００９】
まず、クロスダイクロイックプリズムに形成されているＸ字状に形成された反射膜が相互に交差して出来る中心線の部分では光が遮られる。このために、投写レンズを介して投写面上に投写表示される画像にはこの中心線の部分が写し出されてしまう。
【００１０】
また、光源からの出射光のうちの一方の偏光光、例えばＳ偏光光のみを利用しており、他方のＰ偏光光は何ら利用されていない。従って、出射光の利用効率が悪く、明るい投写画像を形成できない場合がある。
【００１１】
これに対して、色分離光学系として２個のダイクロイックミラーを用いた投写型表示装置は、上記のクロスダイクロイックプリズムを使用した場合の弊害であるＸ字状に形成された反射膜の中心線の部分が投写画像に写し出されることは無い。しかし、次のような解決すべき課題がある。まず、２個のダイクロイックプリズムを使用しているので、その分、装置が大型化してしまう。また、各色光束の光路の長さが長くなってしまう。さらには、上記構成の投写型表示装置と同様に、一方の偏光光のみを利用しているので、出射光の利用効率が悪く、明るい投写画像が得られない場合もある。
【００１２】
本発明の課題は、このような従来の問題点を解決可能な反射型の液晶ライトバルブを備えた投写型表示装置を実現することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、光源からの光をＰ偏光光とＳ偏光光とに分離する偏光分離光学素子と、当該偏光分離光学素子によって分離された一方の偏光光に含まれる３色光のうち、第１の色光を分離して取り出す第１の色分離光学素子と、前記偏光分離光学素子によって分離された他方の偏光光に含まれる３色光のうち、第２および第３の色光を分離して取り出す第２の色分離光学素子と、前記第１の色分離光学素子によって分離された前記第１の色光を変調し、変調された前記第１の色光を前記第１の色分離光学素子にむけて出射する第１の反射型ライトバルブと、前記第２の色分離光学素子によって分離された前記第２の色光を変調し、変調された前記第２の色光を前記第２の色分離光学素子にむけて出射する第２の反射型ライトバルブと、前記第２の色分離光学素子によって分離された前記第３の色光を変調し、変調された前記第３の色光を前記第２の色分離光学素子にむけて出射する第３の反射型ライトバルブとを有し、前記第１の色分離光学素子は、唯一のダイクロイックミラー又はダイクロイックプリズムからなり、前記第２の色分離光学素子は、前記他方の偏光光から前記第１の色光を除去するフィルタと、唯一のダイクロイックミラーまたはダイクロイックプリズムとからなることを特徴とする。
【００１４】
このように構成した本発明の投写型表示装置は、偏光分離光学素子によって分離されたＰ偏光光およびＳ偏光光の双方を利用している。従って、光源からの出射光の利用効率が高く、明るい投写画像を得ることが可能となる。
【００１５】
さらに、本発明の投写型表示装置は、色分離光学素子としてクロスダイクロイックプリズムを使用することなく、各色の色光の光路上に唯一のダイクロイックミラーまたはダイクロイックプリズムを配置するのみで、３色光を分離できる。
【００１６】
従って、クロスダイクロイックプリズムを色分離光学系として用いている投写型表示装置のようにＸ字状に形成された反射膜が交差する中心線が投写画像に写し出されるという弊害は発生しない。また、２個のダイクロイックプリズムを色分離光学系として用いている投写型表示装置とは異なり、各色光は唯一のダイクロイックプリズムを通過するのみである。従って、各色光の光路長をクロスダイクロックプリズムを使用した投写型表示装置と同様に短くでき、また、装置構成も小型でコンパクトにできる。
【００１７】
次に、上記の投写型表示装置において、第２の色分離光学素子と第２の反射型ライトバルブとの間、及び、第２の色分離光学素子と第３の反射型ライトバルブとの間に、Ｐ偏光光をＳ偏光光に、Ｓ偏光光をＰ偏光光に変換する偏光変換手段を設けたり、第１の色分離光学素子と第１の反射型ライトバルブとの間に、Ｐ偏光光をＳ偏光光に、Ｓ偏光光をＰ偏光光に変換する偏光変換手段を設けたりすることができる。このように、一方の色分離光学素子とこれに対峙する反射型ライトバルブとの間に偏光変換手段を設けると、すべてのライトバルブを共通化することが可能となる。
また、上記の投写型表示装置において、前記第1の色分離光学素子には前記第２の色光および第３の色光を反射する色光反射膜が形成されており、前記色光反射膜は赤外線反射膜としても機能することを特徴とする。この構成によれば、赤外線照射による液晶ライトバルブの温度上昇を抑制することができる。
【００１８】
さらに、上記の投写型表示装置において、第１の色分離光学素子は、さらに一方の偏光光から第２の色光または第３の色光を除去するフィルタを備え、一方の偏光光から第１の色光を分離して取り出すとともに、第２および第３の色光のうちの何れか一方の色光も分離して取り出すようになっており、当該第１の色分離光学素子によって分離して取り出された第２あるいは第３の色光を変調し、変調された前記第２あるいは第３の色光を前記第１の色分離光学素子にむけて出射する第４の反射型ライトバルブを配置するという構成を採用することができる。
【００１９】
この構成を採用すれば、例えば、ハロゲンランプのように青色の光量が少ない光源を用いた場合に、偏光ビームスプリッタによって分離されたＰ偏光光およびＳ偏光光の双方に含まれる青色光の成分をそれぞれ変調するライトバルブを配置して、青色光に関して双方の偏光光を利用するようにすることができる。従って、各ライトバルブで反射されて再合成された光は全体として光源光よりもホワイトバランスが良くなるという利点がある。また、全体として光の利用効率が向上するので、その分、全体の光強度も高めることができ、明るい投写画像を形成することができる。
【００２０】
一方、光の利用効率を更に高めるためには、光源と偏光分離光学素子の間の出射光の光路上に配置された１／４波長板と、第１の色分離光学素子によって第１の色光が分離された残りの偏光光の出射側に、残りの偏光光を反射し、第1の色分離光学素子と、偏光分離光学素子と、前記１／４波長板とをこの順に介して光源に戻す反射板とを設ければよい。
【００２１】
この構成を採用すれば、偏光分離光学素子で偏光分離され、第１の色光が分離された残りの偏光光は、反射板によって反射されて１／４波長板を通過して光源に戻った後、再度１／４波長板を通過して偏光分離光学素子に入射する。この時点では、反射光は偏光方向が直交する方向に切り換わっているので、偏光分離光学素子において第２の色分離光学素子の側にむかうように分離される。この結果、実質的に光源からの出射光が全て利用されることになるので、光の利用効率が高まり、光強度が増加して、明るい投写画像を形成できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明を適用した投写型表示装置を説明する。
【００２３】
（第１の実施の形態）
図１には、本発明の第１の実施の形態に係る投写型表示装置の光学系の概略構成を示してある。この図に示すように、本例の投写型表示装置１は、光源２からの出射光Ｌを赤、緑、青の各色光Ｒ、Ｇ、Ｂに分離し、分離された各色光Ｒ、Ｇ、Ｂに対して反射型の液晶ライトバルブ３Ｒ、３Ｇ、３Ｂにより画像信号に応じた変調を施し、変調後の各色光を再合成して投写表示する構成となっている。
【００２４】
詳細に説明すると、光源２は、アーク長の短いメタルハライドランプ等の光源ランプ２１と、リフレクタ２２を備えており、光源ランプ２１からの発散光を光軸とほぼ平行な出射光Ｌとして出射する。光源２からの出射光Ｌは、出射光Ｌに含まれるＰ偏光成分ＰおよびＳ偏光成分Ｓを空間的に分離する偏光分離光学素子である偏光ビームスプリッタ４に入射する。この偏光ビームスプリッタ４は、光源光軸２ａに対して４５度傾斜した偏光分離膜４ａを備えており、出射光Ｌに含まれるＰ偏光光Ｐを透過し、Ｓ偏光光Ｓを直交する方向に向けて反射することにより、空間的に９０度の角度で分離する。
【００２５】
この偏光ビームスプリッタ４におけるＰ偏光光の出射面４１に対峙させて、第１の色分離光学素子であるダイクロイックプリズム５が配置されている。このダイクロイックプリズム５は上記の偏光分離膜４ａとほぼ平行に赤色・青色反射膜５ａが形成されている。
【００２６】
ダイクロイックプリズム５に入射したＰ偏光光Ｐに含まれる緑色光は赤色・青色反射膜５ａを透過して当該ダイクロックプリズム５の出射面５１から出射する。この出射面５１に対峙させて、出射した緑色光の光路に直交する状態に、反射型の液晶ライトバルブ３Ｇが配置されている。従って、Ｐ偏光光Ｐから分離された緑色光は当該液晶ライトバルブ３Ｇに入射して、緑色画像信号に対応した変調が施される。Ｐ偏光光Ｐに含まれている赤色光Ｒおよび青色光Ｂはダイクロイックプリズム５の赤色・青色反射膜５ａで反射される。
【００２７】
一方、偏光ビームスプリッタ４のＳ偏光光の出射面４２側には、第２の色分離光学素子として、ダイクロイックプリズム６と、ダイクロックプリズム６における偏光ビームスプリッタ４からＳ偏光光が入射する入射面６３に形成された緑色反射ダイクロイックフィルタ９とが設けられている。偏光ビームスプリッタ４から出射されたＳ偏光光は、緑色反射ダイクロイックフィルタ９を通過する際に緑色光成分が除去される。
【００２８】
そして、ダイクロイックプリズム６に入射したＳ偏光光Ｓは、偏光分離膜４ａとは直交する方向に形成された青色反射膜６ａによって青色光Ｂが反射されて出射面６１から出射する。この出射面６１に対峙させて、出射した青色光Ｂの光路に直交する状態に、反射型の青色用液晶ライトバルブ３Ｂが配置されている。従って、Ｓ偏光光Ｓから分離された青色光Ｂは当該液晶ライトバルブ３Ｂに入射して青色画像信号に対応する変調が施される。青色反射膜６ａを透過した赤色光Ｒは出射面６２から出射する。この出射面５２に対峙させて、出射した赤色光の光路に直交する状態に、反射型の赤色用液晶ライトバルブ３Ｒが配置されている。従って、Ｓ偏光光Ｓから分離された赤色光は当該液晶ライトバルブ３Ｒに入射して赤色画像信号に対応する変調が施される。
【００２９】
反射型の液晶ライトバルブ３Ｒ、３Ｇ、３Ｂに入射した各色光は、それぞれに供給されている各色の画像信号の画素信号に応じて各画素電極毎に偏光面の回転を受けた光が反射光として得られる。このようにして変調された反射光は、再度、同一光路に沿って戻り、ダイクロイックプリズム５、６を通り、偏光ビームスプリッタ４に至る。
【００３０】
ここで、Ｐ偏光光が入射した緑色用液晶ライトバルブ３Ｇからの反射光は、偏光面の回転を受けて部分的にＳ偏光光となっており、このＳ偏光成分のみが、当該偏光ビームスプリッタ４の偏光分離膜４ａで反射されて、投写光学系を構成している投写レンズ７に供給され、残りのＰ偏光成分は光源２の側に向けて戻っていく。
【００３１】
一方、Ｓ偏光光が入射した青用および赤用の液晶ライトバルブ３Ｂ、３Ｒからの反射光は、偏光面の回転を受けて部分的にＰ偏光光となった偏光成分のみが、当該偏光ビームスプリッタ４の偏光分離膜４ａを透過して、投写レンズ７に供給され、残りのＳ偏光成分は反射されて光源２の側に戻っていく。
【００３２】
この結果、偏光ビームスプリッタ４の出射面４３からは各色の画像信号に応じて変調が施された各色光が再合成されて出力される。この合成光Ｌ２は投写レンズ７を介して、投写面８の上に拡大投写される。
【００３３】
このように構成した本例の投写型表示装置１では、偏光分離光学素子によって分離されたＰ偏光光およびＳ偏光光の双方を利用している。従って、光源からの出射光の利用効率が高く、明るい投写画像を得ることが可能となる。
【００３４】
さらに、色分離光学素子としてクロスダイクロイックプリズムを使用せずに、２個のダイクロイックプリズム５、６を用いている。また、各色の色光Ｒ、Ｇ、Ｂの光路上には唯一のダイクロイックプリズム５またはダイクロイックプリズム６が配置されているのみである。従って、本例によれば、クロスダイクロイックプリズムを色分離光学系として用いている投写型表示装置のように、Ｘ字状に形成された反射膜が交差する中心線が投写画像に写し出されるという弊害は発生しない。また、従来のような２個のダイクロイックプリズムを色分離光学系として用いている投写型表示装置とは異なり、各色光は唯一のダイクロイックプリズムを通過するのみなので、各色光の光路長をクロスダイクロックプリズムを使用した投写型表示装置と同様に短くでき、また、装置構成も小型でコンパクトにできる。
【００３５】
なお、本例では色分離光学素子として２つの直角プリズムの間に誘電体多層膜を挟んだダイクロイックプリズム５、６を使用しているが、代わりに透明板状に誘電体多層膜を形成したダイクロイックミラーを用いることもできる。ダイクロイックプリズムを用いた場合には、ダイクロイックミラーを用いた場合よりも各色の光学的な光路長を短くできるという利点がある。これに対して、ダイクロイックミラーを使用した場合には、そこに形成される各色の反射膜を目標とする特性に設定しやすいという利点がある。
【００３６】
また、本例において、緑色反射ダイクロイックフィルタ９は、入射面６３に設けられるが、この緑色反射ダイクロイックフィルタ９は、青色用液晶ライトバルブ３Ｂとダイクロイックプリズム６との間、あるいは、赤色用液晶ライトバルブ３Ｒとダイクロイックプリズム６との間に配置してもよい。
【００３７】
さらに、本例では、第１の色分離光学素子であるダイクロイックプリズム５の赤色・青色反射膜５ａは、赤外線反射膜としても機能するように構成されている。この構成によれば、赤外線照射による緑色用液晶ライトバルブ３Ｇの温度上昇を抑制できるので好ましい。
【００３８】
さらにまた、本例において、ダイクロイックプリズム６と青色用液晶ライトバルブ３Ｂ、ダイクロイックプリズム６と赤色用液晶ライトバルブとの間３Ｒに、Ｓ偏光光をＰ偏光光に、Ｐ偏光光をＳ偏光光に変換する１／２波長板等の偏光変換手段を設ければ、すべてのライトバルブを共通化することが可能となる。なお、この偏光変換手段をダイクロイックプリズム６と青色用液晶ライトバルブ３Ｂ、赤色用ライトバルブ３Ｒとの間に設けるかわりに、ダイクロイックプリズム５と緑色用液晶ライトバルブ３Ｇとの間に設けても同様の効果が得られる。
【００３９】
（投写型表示装置の変形例）
図２は、図１に示した投写型表示装置１の第１の変形例を示す概略構成図である。この図に示す投写型表示装置１０は、複数のレンズにより光源からの光を複数の部分光束に分離して、それぞれの部分光束により液晶ライトバルブを均一に照明するインテグレータ光学系を構成する２枚のレンズ板２３，２４を備えている。また、第１の色分離光学素子として、ダイクロイックプリズム５の内部には青色反射膜５ｂが形成されており、その出射面５１には赤色反射ダイクロイックフィルタ１１が設けられている。そして、その出射面５２側には第２の青色用液晶ライトバルブ３Ｂ（２）を備えている。これ以外の構成は投写型表示装置１と同一であるので、対応する部分には同一の符号を付して、それらの説明は省略する。
【００４０】
光源２から出射された光は、複数の矩形レンズにより構成された第１のレンズ板２３により複数の部分光束に分離された後、第１のレンズ板２３と同様に構成された第２のレンズ板２４を通過して偏光ビームスプリッタ４へ出射される。出射光は偏光分離膜４ａにより、Ｐ偏光光ＰとＳ偏光光Ｓとに分離される。
【００４１】
この偏光ビームスプリッタ４におけるＰ偏光光の出射面４１に対峙させて、第１の色分離光学素子であるダイクロイックプリズム５が配置されている。このダイクロイックプリズム５は上記の偏光分離膜４ａとほぼ平行に青色反射膜５ｂが形成されている。
【００４２】
ダイクロイックプリズム５に入射したＰ偏光光Ｐに含まれる赤色光Ｒ、緑色光Ｇは青色反射膜５ｂを透過して当該ダイクロックプリズム５の出射面５１から出射する。この出射面５１に対峙させて、出射した緑色光の光路に直交する状態に、赤色反射ダイクロイックフィルタ１１、及び、反射型の液晶ライトバルブ３Ｇが配置されている。従って、Ｐ偏光光Ｐから分離された赤色光Ｒ、緑色光Ｇのうち、赤色光Ｒは赤色反射ダイクロイックフィルタ１１で反射され、緑色光Ｇのみが当該液晶ライトバルブ３Ｇに入射して、緑色画像信号に対応した変調が施される。
【００４３】
一方、青色反射膜５ｂで反射された青色光Ｂが出射する出射面５２には、第２の青色用液晶ライトバルブ３Ｂ（２）が配置されており、これに入射した青色光Ｂには青色画像信号に対応した変調が施される。
【００４４】
このように構成した本例の投写型表示装置１０では、インテグレータ光学系を採用することにより、投写される画像の明るさを画像全体にわたって均一にすることができる。
【００４５】
また、青色用液晶ライトバルブを２つ設けることにより、青色光の強度を高めることができる。従って、ハロゲンランプのように青色の光量が少ない光源を用いた場合には、偏光ビームスプリッタ４によって分離されたＰ偏光光ＰおよびＳ偏光光Ｓの双方に含まれる青色光Ｂの成分を利用できる。従って、各液晶ライトバルブで反射されて再合成された光は全体として光源光よりもホワイトバランスが良くなるという利点がある。また、全体として光の利用効率が向上するので、その分、全体の光強度も高めることができ、明るい投写画像を形成できる。
【００４６】
また、光源として例えばメタルハライドランプを用いている従来の投写型表示装置では、緑色光の強度が高いので、色バランスをとるために、例えば光源からの出射光から緑色成分を減らすようにしている。しかし、本例の構成を採用すれば、青色光あるいは赤色光の強度を高めることができるので、緑色成分を減らして光強度を低下させてしまうこともない。
【００４７】
（投写型表示装置の別の変形例）
図３は、前述した投写型表示装置１の更に別の変形例を示す概略構成図である。この図に示す投写型表示装置３０も基本構成は投写型表示装置１と同一であるので、共通する部分には同一の符号を付し、それらの説明は省略する。
【００４８】
本例の投写型表示装置３０は、偏光ビームスプリッタ４における出射光Ｌの入射面４４に１／４波長板２５を貼り付けてある。また、ダイクロイックミラー５における青色光Ｂおよび赤色光Ｒの出射面５２には反射板３１が貼り付けられている。
【００４９】
このように構成した本例の投写型表示装置３０において、ダイクロイックミラー５の内部に形成された青色・赤色反射膜５ａで反射されたＰ偏光の青色光Ｂおよび赤色光Ｒは、反射板３１によって反射され、同一の光路を辿って偏光ビームスプリッタ４および１／４波長板２５を通って光源２に戻る。光源２に戻った反射光は、リフレクタ２２によって反射されて出射光Ｌとして再度１／４波長板２５を通って偏光ビームスプリッタ４に入射する。このように、反射板３１で反射された光は、１／４波長板２５を通り、反射された後に再度１／４波長板２５を通過する。従って、その偏光方向が直交する方向に切り替わった状態で偏光ビームスプリッタ４に入射する。本例では、Ｐ偏光光Ｐが反射板３１によって反射され、ここで反射されたＰ偏光光Ｐが光源２に戻って反射されて１／４波長板２５を通過し、再び偏光ビームスプリッタ４に入射する際にはＳ偏光光に切り換わっている。従って、当該Ｓ偏光光Ｓは偏光ビームスプリッタ４で反射されて、第２の色分離光学素子であるダイクロイックプリズム６に入射して、青色光Ｂおよび赤色光Ｒに分離されて、対応する液晶ライトバルブ３Ｂ，３Ｒに入射する。
【００５０】
従って、本例の投写型表示装置３０によれば、実質的に光源からの出射光が全て利用されることになるので、光の利用効率が高まり、光強度が増加して、明るい投写画像を形成できる。
【００５１】
（その他の実施の形態）
なお、上記の投写型表示装置における各色の液晶ライトバルブの配置は一例を示すためのものであり、これらの実施例に限定されるものではない。各色分離光学素子における色分離特性を変更すれば、それに対応させて、各色の液晶ライトバルブの配置関係も異なるものにできる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の投写型表示装置によれば、偏光分離光学素子によって分離されたＰ偏光光およびＳ偏光光の双方を利用して、各色光を分離するようにしている。従って、クロスダイクロイックプリズムを色分離光学素子として用いることなく、小型の投写型表示装置の光学系を構成できる。
【００５３】
また、本発明の投写型表示装置によれば、偏光分離光学素子によって分離されたＰ偏光光およびＳ偏光光を効率良く利用できるので、光の利用効率を高め、明るい投写画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した反射型の液晶ライトバルブを用いた投写型表示装置の光学系の主要構成を示す概略構成図である。
【図２】図１の投写型表示装置の変形例に係る光学系の主要構成を示す概略構成図である。
【図３】図１の投写型表示装置の更に別の変形例に係る光学系の主要構成を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１投写型表示装置
２光源
２ａ光源光軸
２１光源ランプ
２２リフレクタ
２３第１のレンズ板
２４第２のレンズ板
２５１／４波長板
３Ｒ赤色用反射型液晶ライトバルブ
３Ｇ緑色用反射型液晶ライトバルブ
３Ｂ，３Ｂ（２）青色用反射型液晶ライトバルブ
４偏光ビームスプリッタ
４ａ偏光分離膜
４１出射面
４２出射面
４３出射面
４４入射面
５ダイクロイックプリズム
５ａ赤色・青色反射膜
５ｂ青色反射膜
５１出射面
６ダイクロイックプリズム
６ａ青色反射膜
６１出射面
６２出射面
６３入射面
７投写レンズ
８投写面
９緑色反射ダイクロイックフィルタ
１０投写型表示装置
１１赤色反射ダイクロイックフィルタ
３０投写型表示装置
３１反射板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a projection display device that displays a color image, and more particularly to a projection display device that uses a reflective light valve.
[0002]
[Prior art]
As a projection display device using a reflection type liquid crystal light valve, for example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3249396, a cross in which a reflection film is formed in an X shape as a color separation optical system. A configuration using a dichroic prism is known.
[0003]
In the projection display device having this configuration, the light emitted from the light source is separated into P-polarized light and S-polarized light by the polarization beam splitter, and the S-polarized light is incident on the cross dichroic prism so as to be colored light of three colors. Spatial separation. Cross dichroic prism, dielectric multilayer film, etc. Or The red reflection film and the blue reflection film are formed in an X shape. Therefore, the red and blue color light contained in the S-polarized light is reflected by the dichroic prism and is incident on the reflective red liquid crystal light valve and the blue liquid crystal light valve facing the emission surface of these color lights. To do. The remaining green light passes through the reflection film formed in an X shape as it is, and is incident on a reflective green liquid crystal light valve facing the green light emission surface.
[0004]
These liquid crystal light valves are supplied with image signals corresponding to the colors of the color image to be projected and displayed. Therefore, the color light incident on each liquid crystal light valve is modulated in accordance with the image signal. Each modulated color light is reflected by each liquid crystal light valve and recombined by returning to the same optical path, and then passes through a polarizing beam splitter and is enlarged and projected onto a projection surface via a projection lens. The
[0005]
On the other hand, as a projection display device using a reflective liquid crystal light valve, for example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-13885, two color reflecting optical systems that reflect different color lights are used. A configuration using a dichroic mirror is also known.
[0006]
In the projection display device having this configuration, the light emitted from the light source is separated into P-polarized light and S-polarized light by the polarization beam splitter, and the S-polarized light is sequentially passed through the two dichroic mirrors. They are separated by reflecting light, and then separated by reflecting red light. Reflective blue liquid crystal light valves and red liquid crystal light valves are disposed at the positions where the separated color lights are incident, and modulation corresponding to image signals is performed on these color lights. ing. Further, the green light that has passed through the two dichroic mirrors also enters the reflective green liquid crystal light valve, and is modulated according to the image signal. Each color light after modulation is reflected by each liquid crystal light valve and recombined by returning to the same optical path, and then passes through the polarization beam splitter and is enlarged on the projection surface via the projection lens. Projected.
[0007]
Here, in the projection display apparatus in which the color separation optical system is configured by using two dichroic mirrors, in the above case, the blue light beam that is separated first passes only one dichroic mirror, and the other red and red The green color beam passes through the two dichroic mirrors, and the length of the optical path between them is different. In order to solve this problem, an optical path matching glass is interposed on the optical path of the blue luminous flux.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In a projection display apparatus using a cross dichroic prism as a color separation optical system, the color separation optical system is constituted by the only dichroic prism, and therefore the optical system can be made compact and compact. However, there are the following problems to be solved.
[0009]
First, light is blocked at the center line portion formed by the X-shaped reflecting films formed on the cross dichroic prism intersecting each other. For this reason, the center line portion is projected on the image projected and displayed on the projection surface via the projection lens.
[0010]
Further, only one polarized light, for example, S-polarized light among the light emitted from the light source is used, and the other P-polarized light is not used at all. Therefore, the use efficiency of the emitted light is poor and a bright projection image may not be formed.
[0011]
On the other hand, the projection display device using two dichroic mirrors as the color separation optical system uses the center line of the reflection film formed in an X shape, which is a harmful effect when the cross dichroic prism is used. The part is not projected on the projected image. However, there are the following problems to be solved. First, since two dichroic prisms are used, the size of the apparatus increases accordingly. In addition, the length of the optical path of each color beam becomes long. Furthermore, since only one polarized light is used as in the projection display device having the above-described configuration, the use efficiency of the emitted light is poor, and a bright projected image may not be obtained.
[0012]
An object of the present invention is to realize a projection display device including a reflective liquid crystal light valve capable of solving such a conventional problem.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention includes a polarization separation optical element that separates light from a light source into P-polarized light and S-polarized light, and one polarized light separated by the polarization separation optical element. Among the three color lights, the first color separation optical element that separates and extracts the first color light, and the second and third of the three color lights included in the other polarized light separated by the polarization separation optical element. A second color separation optical element that separates and extracts the color light, and the first color light separated by the first color separation optical element is modulated, and the modulated first color light is the first color light. A first reflective light valve that emits light toward the color separation optical element and the second color light separated by the second color separation optical element are modulated, and the modulated second color light is converted into the first color light. Second reflection emitted toward the two color separation optical elements A third light that modulates the third color light separated by the light valve and the second color separation optical element, and emits the modulated third color light toward the second color separation optical element. A reflection type light valve, wherein the first color separation optical element comprises a single dichroic mirror or dichroic prism, and the second color separation optical element comprises the first color light from the other polarized light. And a unique dichroic mirror or dichroic prism.
[0014]
The projection display apparatus of the present invention configured as described above uses both P-polarized light and S-polarized light separated by the polarization separation optical element. Therefore, the use efficiency of the light emitted from the light source is high, and a bright projected image can be obtained.
[0015]
Furthermore, the projection display device of the present invention can separate three-color light by simply arranging a single dichroic mirror or dichroic prism on the optical path of each color light without using a cross dichroic prism as a color separation optical element. .
[0016]
Therefore, the adverse effect that the center line where the reflection films formed in the X shape intersect like the projection display device using the cross dichroic prism as the color separation optical system is projected on the projected image does not occur. Further, unlike a projection display device using two dichroic prisms as a color separation optical system, each color light only passes through a single dichroic prism. Therefore, the optical path length of each color light can be shortened similarly to the projection display device using the cross dichroic prism, and the device configuration can be made small and compact.
[0017]
Next, in the above projection display device, between the second color separation optical element and the second reflection type light valve, and between the second color separation optical element and the third reflection type light valve. In addition, there is provided a polarization conversion means for converting P-polarized light into S-polarized light and S-polarized light into P-polarized light, or P-polarized light between the first color separation optical element and the first reflective light valve. There may be provided a polarization conversion means for converting light into S-polarized light and S-polarized light into P-polarized light. Thus, if the polarization conversion means is provided between one color separation optical element and the reflective light valve facing it, all the light valves can be made common.
In the projection display device, the first color separation optical element is formed with a color light reflection film that reflects the second color light and the third color light, and the color light reflection film is an infrared reflection film. It also functions as. According to this structure, the temperature rise of the liquid crystal light valve due to infrared irradiation can be suppressed.
[0018]
Further, in the projection display device, the first color separation optical element further includes a filter that removes the second color light or the third color light from the one polarized light, and the first color light from the one polarized light. Are separated and taken out, and any one of the second and third color lights is separated and taken out, and the second color light separated and taken out by the first color separation optical element is taken out. Alternatively, a configuration is adopted in which a fourth reflective light valve that modulates the third color light and emits the modulated second or third color light toward the first color separation optical element is disposed. Can do.
[0019]
If this configuration is adopted, for example, when a light source with a small amount of blue light such as a halogen lamp is used, the blue light component contained in both the P-polarized light and the S-polarized light separated by the polarization beam splitter is reduced. Each modulating light valve can be arranged to utilize both polarized lights for blue light. Therefore, the light reflected and recombined by each light valve has the advantage that the white balance is better than the light source light as a whole. Further, since the light use efficiency is improved as a whole, the overall light intensity can be increased accordingly, and a bright projection image can be formed.
[0020]
On the other hand, in order to further increase the light use efficiency, the first color light is generated by the quarter wavelength plate disposed on the optical path of the outgoing light between the light source and the polarization separation optical element and the first color separation optical element. The remaining polarized light is reflected on the exit side of the remaining polarized light from which the light is separated, and the first color separation optical element, the polarization separation optical element, and the quarter wavelength plate are passed through in this order as a light source. A reflecting plate to be returned may be provided.
[0021]
If this configuration is adopted, the remaining polarized light that has been polarized and separated by the polarization separation optical element and separated from the first color light is reflected by the reflecting plate, passes through the quarter-wave plate, and returns to the light source. Then, it passes through the quarter wavelength plate again and enters the polarization splitting optical element. At this time, since the reflected light is switched to the direction in which the polarization direction is orthogonal, the reflected light is separated toward the second color separation optical element in the polarization separation optical element. As a result, substantially all of the light emitted from the light source is used, so that the light use efficiency is increased, the light intensity is increased, and a bright projected image can be formed.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A projection display device to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.
[0023]
(First embodiment)
FIG. 1 shows a schematic configuration of an optical system of a projection display apparatus according to the first embodiment of the present invention. As shown in this figure, the projection display device 1 of this example separates the emitted light L from the light source 2 into red, green, and blue color lights R, G, and B, and the separated color lights R and G. , B is modulated according to the image signal by the reflective liquid crystal light valves 3R, 3G, 3B, and the modulated color lights are recombined and projected and displayed.
[0024]
More specifically, the light source 2 includes a light source lamp 21 such as a metal halide lamp having a short arc length, and a reflector 22, and emits divergent light from the light source lamp 21 as emitted light L substantially parallel to the optical axis. The outgoing light L from the light source 2 enters a polarizing beam splitter 4 that is a polarization separation optical element that spatially separates the P-polarized component P and the S-polarized component S contained in the outgoing light L. The polarization beam splitter 4 includes a polarization separation film 4a inclined by 45 degrees with respect to the light source optical axis 2a, transmits the P-polarized light P included in the outgoing light L, and in a direction orthogonal to the S-polarized light S. By reflecting toward, it is spatially separated at an angle of 90 degrees.
[0025]
A dichroic prism 5 serving as a first color separation optical element is disposed so as to face the exit surface 41 of the P-polarized light in the polarization beam splitter 4. The dichroic prism 5 has a red / blue reflective film 5a formed substantially parallel to the polarization separation film 4a.
[0026]
The green light contained in the P-polarized light P incident on the dichroic prism 5 passes through the red / blue reflective film 5a and exits from the exit surface 51 of the dichroic prism 5. A reflective liquid crystal light valve 3G is arranged in a state of being opposed to the emission surface 51 and orthogonal to the optical path of the emitted green light. Accordingly, the green light separated from the P-polarized light P is incident on the liquid crystal light valve 3G and subjected to modulation corresponding to the green image signal. Red light R and blue light B contained in the P-polarized light P are reflected by the red / blue reflective film 5 a of the dichroic prism 5.
[0027]
On the other hand, on the exit surface 42 side of the S-polarized light of the polarization beam splitter 4, as a second color separation optical element, an incident surface on which the S-polarized light is incident from the polarization beam splitter 4 in the dichroic prism 6 and the dichroic prism 6. And a green reflecting dichroic filter 9 formed in 63. When the S-polarized light emitted from the polarization beam splitter 4 passes through the green reflection dichroic filter 9, the green light component is removed.
[0028]
Then, the S-polarized light S incident on the dichroic prism 6 is emitted from the emission surface 61 as the blue light B is reflected by the blue reflection film 6 a formed in a direction orthogonal to the polarization separation film 4 a. The reflective blue liquid crystal light valve 3B is disposed in a state of being opposed to the emission surface 61 and orthogonal to the optical path of the emitted blue light B. Accordingly, the blue light B separated from the S-polarized light S enters the liquid crystal light valve 3B and undergoes modulation corresponding to the blue image signal. The red light R that has passed through the blue reflective film 6 a is emitted from the emission surface 62. A reflection type red liquid crystal light valve 3R for reflection is arranged in a state of being opposed to the emission surface 52 and orthogonal to the optical path of the emitted red light. Therefore, the red light separated from the S-polarized light S enters the liquid crystal light valve 3R and undergoes modulation corresponding to the red image signal.
[0029]
Each color light incident on the reflective liquid crystal light valves 3R, 3G, and 3B is reflected by the light whose polarization plane has been rotated for each pixel electrode in accordance with the pixel signal of the image signal of each color supplied to each of the reflected color light valves. As obtained. The reflected light modulated in this way returns again along the same optical path, passes through the dichroic prisms 5 and 6, and reaches the polarization beam splitter 4.
[0030]
Here, the reflected light from the green liquid crystal light valve 3G on which the P-polarized light is incident is partially S-polarized light due to the rotation of the polarization plane, and only this S-polarized component is the polarization beam splitter. 4 is supplied to the projection lens 7 constituting the projection optical system, and the remaining P-polarized component returns toward the light source 2 side.
[0031]
On the other hand, the reflected light from the blue and red liquid crystal light valves 3B and 3R on which the S-polarized light is incident has only the polarized light component that is partially converted to P-polarized light due to the rotation of the polarization plane. The light passes through the polarization separation film 4a of the splitter 4 and is supplied to the projection lens 7. The remaining S-polarized light component is reflected and returns to the light source 2 side.
[0032]
As a result, each color light modulated according to the image signal of each color is recombined and output from the exit surface 43 of the polarization beam splitter 4. The combined light L2 is enlarged and projected onto the projection surface 8 via the projection lens 7.
[0033]
In the projection display device 1 of this example configured as described above, both P-polarized light and S-polarized light separated by the polarization separation optical element are used. Therefore, the use efficiency of the light emitted from the light source is high, and a bright projected image can be obtained.
[0034]
Further, two dichroic prisms 5 and 6 are used as color separation optical elements without using a cross dichroic prism. Further, only one dichroic prism 5 or dichroic prism 6 is disposed on the optical paths of the color lights R, G, and B of the respective colors. Therefore, according to this example, as in a projection display device using a cross dichroic prism as a color separation optical system, the adverse effect that the center line where the X-shaped reflection films intersect is projected on the projected image. Does not occur. Unlike a conventional projection display device that uses two dichroic prisms as a color separation optical system, each color light only passes through a single dichroic prism. It can be shortened similarly to a projection display device using a prism, and the device configuration can be made small and compact.
[0035]
In this example, dichroic prisms 5 and 6 in which a dielectric multilayer film is sandwiched between two right-angle prisms are used as color separation optical elements. Instead, a dichroic in which a dielectric multilayer film is formed in a transparent plate shape is used. A mirror can also be used. When the dichroic prism is used, there is an advantage that the optical path length of each color can be shortened as compared with the case where the dichroic mirror is used. On the other hand, when a dichroic mirror is used, there is an advantage that the reflective film of each color formed therein can be easily set to a target characteristic.
[0036]
In this example, the green reflective dichroic filter 9 is provided on the incident surface 63. The green reflective dichroic filter 9 is provided between the blue liquid crystal light valve 3B and the dichroic prism 6, or the red liquid crystal light valve. You may arrange | position between 3R and the dichroic prism 6. FIG.
[0037]
Further, in this example, the red / blue reflective film 5a of the dichroic prism 5 which is the first color separation optical element is configured to function also as an infrared reflective film. According to this structure, since the temperature rise of the liquid crystal light valve 3G for green by infrared irradiation can be suppressed, it is preferable.
[0038]
Furthermore, in this example, between the dichroic prism 6 and the blue liquid crystal light valve 3B and between the dichroic prism 6 and the red liquid crystal light valve 3R, S-polarized light is converted into P-polarized light, and P-polarized light is converted into S-polarized light. If a polarization conversion means such as a half-wave plate for conversion is provided, all light valves can be shared. The polarization conversion means may be provided between the dichroic prism 5 and the green liquid crystal light valve 3G instead of being provided between the dichroic prism 6 and the blue liquid crystal light valve 3B and red light valve 3R. An effect is obtained.
[0039]
(Modification of projection display device)
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a first modification of the projection display apparatus 1 shown in FIG. The projection type display apparatus 10 shown in this figure separates light from a light source into a plurality of partial light beams by a plurality of lenses, and constitutes an integrator optical system that uniformly illuminates a liquid crystal light valve with each partial light beam. Lens plates 23 and 24 are provided. Further, as the first color separation optical element, a blue reflective film 5 b is formed inside the dichroic prism 5, and a red reflective dichroic filter 11 is provided on the emission surface 51. A second blue liquid crystal light valve 3B (2) is provided on the emission surface 52 side. Since the configuration other than this is the same as that of the projection display apparatus 1, the corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0040]
The light emitted from the light source 2 is separated into a plurality of partial light beams by a first lens plate 23 formed of a plurality of rectangular lenses, and then a second lens configured similarly to the first lens plate 23. The light passes through the plate 24 and is emitted to the polarization beam splitter 4. The emitted light is separated into P-polarized light P and S-polarized light S by the polarization separation film 4a.
[0041]
A dichroic prism 5 serving as a first color separation optical element is disposed so as to face the exit surface 41 of the P-polarized light in the polarization beam splitter 4. The dichroic prism 5 has a blue reflecting film 5b formed substantially parallel to the polarization separation film 4a.
[0042]
The red light R and green light G included in the P-polarized light P incident on the dichroic prism 5 are transmitted through the blue reflecting film 5 b and emitted from the emission surface 51 of the dichroic prism 5. The red reflective dichroic filter 11 and the reflective liquid crystal light valve 3G are arranged in a state of being opposed to the emission surface 51 and orthogonal to the optical path of the emitted green light. Accordingly, among the red light R and the green light G separated from the P-polarized light P, the red light R is reflected by the red reflecting dichroic filter 11, and only the green light G is incident on the liquid crystal light valve 3G, and the green image is displayed. Modulation corresponding to the signal is performed.
[0043]
On the other hand, the second blue liquid crystal light valve 3B (2) is disposed on the emission surface 52 from which the blue light B reflected by the blue reflecting film 5b is emitted, and the blue light B incident thereon is blue. Modulation corresponding to the image signal is performed.
[0044]
In the projection display apparatus 10 of this example configured as described above, the brightness of the projected image can be made uniform over the entire image by employing the integrator optical system.
[0045]
Moreover, the intensity | strength of blue light can be raised by providing two liquid crystal light valves for blue. Therefore, when a light source with a small amount of blue light such as a halogen lamp is used, the component of the blue light B included in both the P-polarized light P and the S-polarized light S separated by the polarization beam splitter 4 can be used. . Therefore, the light reflected and recombined by each liquid crystal light valve has an advantage that the white balance is better than the light source light as a whole. Further, since the light utilization efficiency is improved as a whole, the entire light intensity can be increased accordingly, and a bright projection image can be formed.
[0046]
Further, in a conventional projection display device using, for example, a metal halide lamp as a light source, since the intensity of green light is high, for example, the green component is reduced from light emitted from the light source in order to achieve color balance. However, if the configuration of this example is adopted, the intensity of blue light or red light can be increased, so that the green component is not reduced and the light intensity is not reduced.
[0047]
(Another modification of the projection display device)
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing still another modification of the projection display device 1 described above. Since the basic configuration of the projection display device 30 shown in this figure is the same as that of the projection display device 1, common portions are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0048]
In the projection display device 30 of this example, a quarter wavelength plate 25 is attached to the incident surface 44 of the outgoing light L in the polarization beam splitter 4. A reflecting plate 31 is attached to the emission surface 52 of the blue light B and red light R in the dichroic mirror 5.
[0049]
In the projection display device 30 of this example configured as described above, the P-polarized blue light B and red light R reflected by the blue / red reflective film 5 a formed inside the dichroic mirror 5 are reflected by the reflector 31. The reflected light follows the same optical path, returns to the light source 2 through the polarizing beam splitter 4 and the quarter-wave plate 25. The reflected light that has returned to the light source 2 is reflected by the reflector 22 and enters the polarization beam splitter 4 through the quarter-wave plate 25 again as outgoing light L. As described above, the light reflected by the reflecting plate 31 passes through the quarter wavelength plate 25, is reflected, and then passes through the quarter wavelength plate 25 again. Accordingly, the light enters the polarization beam splitter 4 in a state where the polarization direction is switched to the orthogonal direction. In this example, the P-polarized light P is reflected by the reflecting plate 31, and the P-polarized light P reflected here is reflected back to the light source 2, passes through the quarter-wave plate 25, and again enters the polarizing beam splitter 4. When incident, the light is switched to S-polarized light. Therefore, the S-polarized light S is reflected by the polarization beam splitter 4 and enters the dichroic prism 6 which is the second color separation optical element, and is separated into blue light B and red light R, and the corresponding liquid crystal light. The light enters the valves 3B and 3R.
[0050]
Therefore, according to the projection display device 30 of this example, substantially all of the light emitted from the light source is used, so that the light use efficiency is increased, the light intensity is increased, and a bright projected image is produced. Can be formed.
[0051]
(Other embodiments)
Note that the arrangement of the liquid crystal light valves for each color in the above-described projection display device is for illustrative purposes, and is not limited to these embodiments. If the color separation characteristics of each color separation optical element are changed, the arrangement relationship of the liquid crystal light valves of the respective colors can be made different accordingly.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the projection display apparatus of the present invention, each color light is separated using both P-polarized light and S-polarized light separated by the polarization separation optical element. Therefore, an optical system of a small projection display device can be configured without using the cross dichroic prism as a color separation optical element.
[0053]
Further, according to the projection display device of the present invention, since the P-polarized light and the S-polarized light separated by the polarization separation optical element can be used efficiently, the light use efficiency can be improved and a bright projected image can be obtained. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a main configuration of an optical system of a projection display device using a reflective liquid crystal light valve to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a main configuration of an optical system according to a modification of the projection display device of FIG.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a main configuration of an optical system according to still another modification of the projection display device of FIG. 1;
[Explanation of symbols]
1 Projection display
2 Light source
2a Light source optical axis
21 Light source lamp
22 Reflector
23 First lens plate
24 Second lens plate
25 1/4 wave plate
3R red reflective liquid crystal light valve
Reflective liquid crystal light valve for 3G green
3B, 3B (2) Blue reflective liquid crystal light valve
4 Polarizing beam splitter
4a Polarization separation membrane
41 Outgoing surface
42 Outgoing surface
43 Outgoing surface
44 Incident surface
5 Dichroic prism
5a Red / Blue reflective film
5b Blue reflective film
51 Outgoing surface
6 Dichroic prism
6a Blue reflective film
61 Output surface
62 Output surface
63 Incident surface
7 Projection lens
8 Projection plane
9 Green reflective dichroic filter
10 Projection display
11 Red reflective dichroic filter
30 Projection display
31 Reflector

Claims

A polarization separation optical element that separates light from the light source into P-polarized light and S-polarized light;
A first color separation optical element that separates and extracts the first color light out of the three color lights included in one polarized light separated by the polarization separation optical element;
A second color separation optical element that separates and extracts the second and third color lights out of the three color lights included in the other polarized light separated by the polarization separation optical element;
A first reflective light valve that modulates the first color light separated by the first color separation optical element and emits the modulated first color light toward the first color separation optical element. When,
A second reflective light valve that modulates the second color light separated by the second color separation optical element and emits the modulated second color light toward the second color separation optical element. When,
A third reflective light valve that modulates the third color light separated by the second color separation optical element and emits the modulated third color light toward the second color separation optical element. And
The first color separation optical element comprises a single dichroic mirror or dichroic prism;
The projection display device, wherein the second color separation optical element includes a filter that removes the first color light from the other polarized light, and a single dichroic mirror or dichroic prism.

In claim 1,
P-polarized light is transmitted between the second color separation optical element and the second reflective light valve and between the second color separation optical element and the third reflective light valve. A projection-type display device, wherein polarization conversion means for converting S-polarized light into P-polarized light is provided for the S-polarized light.

In claim 1,
Between the first color separation optical element and the first reflective light valve, there is provided polarization conversion means for converting P-polarized light into S-polarized light and S-polarized light into P-polarized light. A projection display device characterized by that.

In any one of Claim 1 to 3,
The first color separation optical element is formed with a color light reflecting film that reflects the second color light and the third color light,
The projection display device, wherein the color light reflection film also functions as an infrared reflection film.

In any one of Claim 1 to 3,
The first color separation optical element further includes a filter for removing the second color light or the third color light from the one polarized light, and separates and extracts the first color light from the one polarized light. At the same time, any one of the second and third color lights is separated and extracted.
The second or third color light separated and extracted by the first color separation optical element is modulated, and the modulated second or third color light is directed to the first color separation optical element. A projection display device, wherein a fourth reflective light valve for emitting light is arranged.

In claim 5,
The projection display device, wherein the color light incident on the fourth reflective light valve is the color light having the smallest light amount among the light emitted from the light source.

In claim 6,
The projection display device, wherein the light source is a halogen lamp, and the color light incident on the fourth reflective light valve is blue light.

In any one of Claim 1 to 3,
Further, a quarter wavelength plate disposed on the optical path of the outgoing light between the light source and the polarization separation optical element, and the remaining polarization from which the first color light is separated by the first color separation optical element Arranged on the light exit side,
A reflecting plate is provided that reflects the remaining polarized light and returns the first color separation optical element, the polarization separation optical element, and the quarter-wave plate to the light source in this order. A projection display device characterized by the above.