JP4270209B2

JP4270209B2 - Projection display

Info

Publication number: JP4270209B2
Application number: JP2006004468A
Authority: JP
Inventors: 千春羽生田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2006-01-12
Filing date: 2006-01-12
Publication date: 2009-05-27
Anticipated expiration: 2019-07-21
Also published as: JP2006178487A

Description

本発明は、複数の液晶装置を光変調用に用いた投射型表示装置に関するものである。さらに詳しくは、この投射型表示装置において投射画像のコントラストを向上するための技術に関するものである。 The present invention relates to a projection display device using a plurality of liquid crystal devices for light modulation. More specifically, the present invention relates to a technique for improving the contrast of a projected image in the projection display device.

一対の基板の間で透過偏光軸がねじれ配向した液晶（ＴＮ液晶／ツイステッドネマティックモードの液晶）を用いた液晶装置は、たとえば投射型表示装置のライトバルブとして用いられている。たとえば、図１に示す投射型表示装置では、光源２０１から出射された非偏光な光は、インテグレータ光学系３００において１種類の直線偏光光に変換され出射された後、色光分離光学系３８０において、赤、緑、青の３色の色光に分離され、各色光毎に液晶ライトバルブ４１０Ｒ、４１０Ｇ、４１０Ｂに入射する。各液晶ライトバルブ４１０Ｒ、４１０Ｇ、４１０Ｂに入射した各色光は、各液晶ライトバルブ４１０Ｒ、４１０Ｇ、４１０Ｂで変調され、出射された後、クロスダイクロイックプリズム４２０に入射し、クロスダイクロイックプリズム４２０において合成された後、投射レンズ４０１から投射スクリーン上にカラー画像として投射される。
このように構成した投射型表示装置において、いずれの液晶ライトバルブ４１０Ｒ、４１０Ｇ、４１０Ｂも装置光軸に対して垂直に配置されるため、いずれの液晶ライトバルブ４１０Ｒ、４１０Ｇ、４１０Ｂにおいても、入射光量の６時−１２時方向における分布を図９に示すように、液晶ライトバルブ４１０Ｒ、４１０Ｇ、４１０Ｂの入射面に対する法線方向で入射光量が最高を示し、この法線方向から６時および１２時に傾くにつれて入射光量が徐々に減少していく。 A liquid crystal device using a liquid crystal (TN liquid crystal / twisted nematic mode liquid crystal) in which a transmission polarization axis is twisted between a pair of substrates is used as, for example, a light valve of a projection display device. For example, in the projection display device shown in FIG. 1, the non-polarized light emitted from the light source 201 is converted into one kind of linearly polarized light by the integrator optical system 300 and emitted, and then in the color light separation optical system 380. The light beams are separated into red, green, and blue color lights, and are incident on the liquid crystal light valves 410R, 410G, and 410B for each color light. Each color light incident on each liquid crystal light valve 410R, 410G, 410B is modulated by each liquid crystal light valve 410R, 410G, 410B, emitted, then incident on the cross dichroic prism 420, and synthesized in the cross dichroic prism 420. Thereafter, the projection lens 401 projects a color image on the projection screen.
In the projection type display device configured as described above, since any of the liquid crystal light valves 410R, 410G, and 410B is disposed perpendicular to the optical axis of the device, the incident light quantity in any of the liquid crystal light valves 410R, 410G, and 410B As shown in FIG. 9, the distribution in the direction of 6 o'clock to 12 o'clock shows the highest incident light quantity in the normal direction with respect to the incident surface of the liquid crystal light valves 410R, 410G, and 410B. Incident light quantity gradually decreases as it tilts.

しかしながら、図１０に液晶ライトバルブ４１０Ｒ、４１０Ｇ、４１０Ｂに用いた液晶装置における液晶の配向状態を模式的に示すように、液晶装置（液晶ライトバルブ４１０Ｒ、４１０Ｇ、４１０Ｂ）を構成するアクティブマトリクス基板３０および対向基板２０の表面に配向膜（図示せず。）となるポリイミド膜などを形成した後、矢印Ａおよび矢印Ｂでそれぞれのラビング方向を示すように、一対の基板間で互いに直角をなす方向にそれぞれラビング処理を施した後、基板２０、３０を貼り合わせ、その隙間に液晶３９を充填すると、液晶３９は、配向膜へのラビング方向に長軸方向を向けて配向し、一対の基板２０、３０間において液晶３９の長軸方向は９０°捩じれる。その結果、液晶装置では、基板２０、３０間の中央に位置する液晶３９の配向状態（長軸方向および長軸の傾き）によりコントラスト特性が方向性を示す。すなわち、図１０に示すように液晶３９を配向させたときには、図１１（Ａ）に３時−９時方向におけるコントラスト比の入射角依存性を示すように、液晶装置の３時−９時方向においてコントラスト比は、６時−１２時を中心に左右対称の特性を示すが、図１１（Ｂ）に６時−１２時方向におけるコントラスト比の入射角依存性を示すように、６時−１２時方向では６時（この例における明視方向）にやや傾いた方向においてコントラストが最高を示す一方、それから外れると大幅に低下する。特に、明視方向とは反対側に相当する１２時の方向（この例における逆明視方向）では、コントラストが急峻に低下する。 However, the active matrix substrate 30 constituting the liquid crystal device (the liquid crystal light valves 410R, 410G, 410B) is shown in FIG. 10 schematically showing the alignment state of the liquid crystal in the liquid crystal device used for the liquid crystal light valves 410R, 410G, 410B. In addition, after forming a polyimide film or the like as an alignment film (not shown) on the surface of the counter substrate 20, a direction perpendicular to each other between the pair of substrates as indicated by arrows A and B, respectively. After the substrates 20 and 30 are bonded to each other and the liquid crystal 39 is filled in the gap, the liquid crystal 39 is oriented with the major axis direction in the rubbing direction to the alignment film, and the pair of substrates 20 , 30, the major axis direction of the liquid crystal 39 is twisted by 90 °. As a result, in the liquid crystal device, the contrast characteristic shows directionality depending on the alignment state (long axis direction and long axis inclination) of the liquid crystal 39 located in the center between the substrates 20 and 30. That is, when the liquid crystal 39 is oriented as shown in FIG. 10, the liquid crystal device has a 3 o'clock to 9 o'clock direction, as shown in FIG. 11A, the incident angle dependence of the contrast ratio in the 3 o'clock to 9 o'clock direction. In FIG. 11B, the contrast ratio shows a symmetrical characteristic around 6 o'clock to 12 o'clock. However, as shown in FIG. 11B, the incident angle dependence of the contrast ratio in the 6 o'clock to 12 o'clock direction is 6 o'clock-12. In the hour direction, the contrast is highest in the direction slightly inclined at 6 o'clock (the clear vision direction in this example), but when it deviates from it, the contrast is greatly reduced. In particular, the contrast sharply decreases in the 12 o'clock direction (reverse clear vision direction in this example) corresponding to the opposite side to the clear vision direction.

しかも、赤色光、緑色光、青色光のコントラスト比の入射角依存性をそれぞれ、二点鎖線ＬＲ、実線ＬＧ、一点鎖線ＬＢで示すように、赤色光、緑色光、青色光の間においては、その波長の違いに起因してコントラスト比のレベルが相違し、赤色光は緑色光と比較してコントラスト比が高い一方、青色光は緑色光と比較してコントラスト比が低い。その結果、投射型表示装置から投射されたカラー画像のコントラストは、コントラスト比が最も低い青色光のコントラスト特性に支配され、従来の投射型表示装置においては、コントラストという面ではさらに一層の改善が必要である。 Moreover, as indicated by the two-dot chain line LR, the solid line LG, and the one-dot chain line LB, respectively, the incident angle dependence of the contrast ratio of red light, green light, and blue light is as follows: The level of contrast ratio is different due to the difference in wavelength, and red light has a higher contrast ratio than green light, while blue light has a lower contrast ratio than green light. As a result, the contrast of the color image projected from the projection display device is governed by the contrast characteristics of blue light having the lowest contrast ratio, and the conventional projection display device requires further improvement in terms of contrast. It is.

そこで、本発明の課題は、液晶装置における各色光のコントラスト特性の差を考慮して光学系を改良することにより、コントラスト比の高い投射型表示装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a projection display device having a high contrast ratio by improving an optical system in consideration of a difference in contrast characteristics of light of each color in a liquid crystal device.

上記課題を解決するために、本発明は、光源と、該光源からの光を複数の色光に分離する色光分離手段と、該色光分離手段により分離された複数の色光を変調する複数の光変調用の液晶装置と、該複数の液晶装置により変調された色光を合成する色合成手段と、該色合成手段により合成された光を投射する投射レンズとを有する投射型表示装置において、前記複数の色光のうち、少なくとも前記液晶装置での視野角特性（本願明細書では、コントラスト比の入射角依存性のことを意味する。）が最も低い色光が入射する前記液晶装置に対して当該色光の入射角度範囲を狭める入射角度範囲制限手段を有しており、前記入射角度範囲制限手段は、前記光源から前記色光分離手段に至る光路上で、当該光路の外周側を通る光に対して、前記入射角度範囲を狭めるべき色光を選択的に遮る選択遮光手段を備えていることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a light source, color light separation means for separating light from the light source into a plurality of color lights, and a plurality of light modulations for modulating a plurality of color lights separated by the color light separation means. A projection type display device comprising: a liquid crystal device for use; a color combining unit that combines the color lights modulated by the plurality of liquid crystal devices; and a projection lens that projects the light combined by the color combining unit. Of the colored light, at least the viewing angle characteristics in the liquid crystal device (in the present specification, the incident angle dependency of the contrast ratio) is incident on the liquid crystal device on which the colored light is incident. An incident angle range limiting means for narrowing the angle range, the incident angle range limiting means for the light passing through the outer peripheral side of the optical path on the optical path from the light source to the color light separating means; Corner Characterized in that it comprises a selection shielding means for shielding the color light to narrow the range selectively.

たとえば、前記色光分離手段が前記光源からの光を赤色光、緑色光および青色光に分離して前記複数の液晶装置の各々に出射する場合には、前記入射角度範囲制限手段は、赤色光、緑色光および青色光のうち、青色光が入射する前記液晶装置への当該青色光の入射角度範囲を狭める。 For example, when the color light separating means separates the light from the light source into red light, green light and blue light and emits it to each of the plurality of liquid crystal devices, the incident angle range limiting means includes red light, Of the green light and the blue light, the incident angle range of the blue light to the liquid crystal device on which the blue light is incident is narrowed.

すなわち、従来であれば、赤色光、緑色光、青色光のいずれの光が入射する液晶装置においても、図９に示すように、入射角度分布が同様であったものを、本発明では、液晶装置での視野角特性が低い色光（たとえば青色光）が入射する液晶装置に入射する光については、図８（Ｂ）に示すように、入射角度範囲を狭め、液晶装置での視野角特性が高い色光が入射する液晶装置に入射する光については、図８（Ａ）に示すように、入射角度範囲を狭めることをしない。従って、青色光が入射する液晶装置に対しては、入射面に対する法線方向に対して大きく傾いた方向からの光が入射しないため、この青色光用の液晶装置のコントラスト特性が、たとえば緑色光が入射する液晶装置のコントラスト特性と同等のレベルにまで向上する。その結果、投射型表示装置から投射されるカラー画像のコントラストが向上する。 That is, conventionally, in the liquid crystal device in which any of red light, green light and blue light is incident, as shown in FIG. For light incident on a liquid crystal device in which colored light (for example, blue light) having a low viewing angle characteristic in the device is incident, the incident angle range is narrowed as shown in FIG. For light incident on a liquid crystal device to which high color light is incident, the incident angle range is not narrowed as shown in FIG. Therefore, since the light from the direction greatly inclined with respect to the normal direction to the incident surface does not enter the liquid crystal device in which blue light is incident, the contrast characteristic of the liquid crystal device for blue light is, for example, green light. Is improved to a level equivalent to the contrast characteristics of the liquid crystal device on which the light enters. As a result, the contrast of the color image projected from the projection display device is improved.

本発明において、前記入射角度範囲制限手段としては、たとえば、前記光源から前記色光分離手段に至る光路上で、当該光路の外周側を通る光に対して、前記入射角度範囲を狭めるべき色光を選択的に遮る選択遮光手段を用いることができる。たとえば、前記光源から前記色光分離手段に至る光路上に、前記光源からの光が入射する複数の集光レンズを備えるレンズアレイと、前記集光レンズによって集光される光を１種類の直線偏光光に変換する偏光変化素子アレイとを備えている場合には、前記レンズアレイの外周側領域に前記選択遮光手段を配置する。 In the present invention, as the incident angle range limiting means, for example, on the optical path from the light source to the color light separating means, the color light that should narrow the incident angle range is selected with respect to the light passing through the outer peripheral side of the optical path. It is possible to use selective light shielding means that shields the target. For example, a lens array including a plurality of condensing lenses on which light from the light source is incident on an optical path from the light source to the color light separating means, and one type of linearly polarized light that is condensed by the condensing lens In the case where a polarization changing element array that converts light is provided, the selective light-shielding means is disposed in an outer peripheral region of the lens array.

本発明において、前記入射角度範囲制限手段は、入射角度範囲を狭めるべき前記液晶装置に入射する色光の明視方向および逆明視方向への傾きを当該液晶装置の入射面に対する法線方向に対して１０°以下内に制限することが好ましい。このような制限範囲では、入射角度を狭めることによるコントラスト比の向上が十分であるとともに、投射された画像において特定の色が暗くなることがない。 In the present invention, the incident angle range limiting means is configured to set the inclination of the color light incident on the liquid crystal device whose incident angle range should be narrowed to the clear viewing direction and the reverse clear viewing direction with respect to the normal direction with respect to the incident surface of the liquid crystal device. It is preferable that the angle is limited to 10 ° or less. In such a limited range, the contrast ratio is sufficiently improved by narrowing the incident angle, and a specific color is not darkened in the projected image.

図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、本形態に係る液晶装置は、従来の液晶装置と基本的な構成が同一なので、共通する機能を有する部分には同じ符号を付して説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the liquid crystal device according to this embodiment has the same basic configuration as that of a conventional liquid crystal device, and therefore, portions having common functions are denoted by the same reference numerals.

［投射型表示装置の構成］
図１は、本発明が適用される投射型表示装置の光学系の構成を示す概略平面図である。なお、以下の説明では、特に説明のない限り、光の進行方向をｚ軸の正方向、ｚ軸の正方向側からみて１２時の方向をｙ軸の正方向、３時の方向をｘ軸の正方向とする。 [Configuration of Projection Display Device]
FIG. 1 is a schematic plan view showing a configuration of an optical system of a projection display apparatus to which the present invention is applied. In the following description, unless otherwise specified, the light traveling direction is the positive z-axis direction, the 12 o'clock direction is the positive y-axis direction, and the 3 o'clock direction is the x-axis when viewed from the positive z-axis direction side. The positive direction.

図１に示すように、投射型表示装置１は、光源ユニット２０１と、光学ユニット３０１と、投射レンズ４０１とを有している。 As shown in FIG. 1, the projection display device 1 includes a light source unit 201, an optical unit 301, and a projection lens 401.

光学ユニット３０１は、第１の光学要素３２０、第２の光学要素３３０、および重畳レンズ３７０を備えたインテグレータ光学系３００を有している。また、光学ユニット３０１は、ダイクロイックミラー３８２、３８６、および反射ミラー３８４を含む色光分離光学系３８０を有している。さらに、光学ユニット３０１は、入射側レンズ３９２、リレーレンズ３９６、および反射ミラー３９４、３９８を含む導光光学系３９０を有している。さらにまた、光学ユニット３０１は、３枚のフィールドレンズ４００、４０２、４０４、３枚の液晶ライトバルブ４１０Ｒ、４１０Ｇ、４１０Ｂ、およびクロスダイクロイックプリズム４２０を有している。 The optical unit 301 includes an integrator optical system 300 including a first optical element 320, a second optical element 330, and a superimposing lens 370. The optical unit 301 has a color light separation optical system 380 including dichroic mirrors 382 and 386 and a reflection mirror 384. Further, the optical unit 301 has a light guide optical system 390 including an incident side lens 392, a relay lens 396, and reflection mirrors 394 and 398. Furthermore, the optical unit 301 includes three field lenses 400, 402, 404, three liquid crystal light valves 410R, 410G, 410B, and a cross dichroic prism 420.

光源ユニット２０１は、光学ユニット３０１の第１の光学要素３２０の入射面側に配置されている。投射レンズ４０１は、光学ユニット３０１のクロスダイクロイックプリズム４２０の出射面側に配置されている。 The light source unit 201 is disposed on the incident surface side of the first optical element 320 of the optical unit 301. The projection lens 401 is disposed on the exit surface side of the cross dichroic prism 420 of the optical unit 301.

図２は、図１に示す投射型表示装置１の照明領域である３枚の液晶ライトバルブを照明するインテグレータ照明光学系について示す説明図である。図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、第１の光学要素３２０の外観を示す正面図、側面図およびこの第１の光学要素３２０の微小レンズが形成されている側の一部を拡大して示す斜視図である。図４（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、偏光変換素子アレイの外観を示す斜視図、およびこの偏光変換素子アレイの機能を示す説明図である。なお、図２は、説明を容易にするため、インテグレータ照明光学系の機能を説明するための主要な構成要素のみを示している。 FIG. 2 is an explanatory diagram showing an integrator illumination optical system that illuminates three liquid crystal light valves that are illumination areas of the projection display device 1 shown in FIG. 3A, 3B, and 3C are respectively a front view and a side view showing the appearance of the first optical element 320, and one side of the first optical element 320 on which a minute lens is formed. It is a perspective view which expands and shows a part. 4A and 4B are a perspective view showing the appearance of the polarization conversion element array and an explanatory view showing the function of the polarization conversion element array, respectively. FIG. 2 shows only main components for explaining the function of the integrator illumination optical system for ease of explanation.

図２に示すインテグレータ照明光学系は、光源ユニット２０１に備えられた光源２００と、光学ユニット３０１に備えられたインテグレータ光学系３００とを有している。インテグレータ光学系３００は、第１の光学要素３２０、第２の光学要素３３０、および第３の光学要素である重畳レンズ３７０を備えている。第２の光学要素３３０は、集光レンズ３４０、遮光板３５０および偏光変換素子アレイ３６０を備えている。 The integrator illumination optical system shown in FIG. 2 includes a light source 200 provided in the light source unit 201 and an integrator optical system 300 provided in the optical unit 301. The integrator optical system 300 includes a first optical element 320, a second optical element 330, and a superimposing lens 370 that is a third optical element. The second optical element 330 includes a condenser lens 340, a light shielding plate 350, and a polarization conversion element array 360.

光源２００は、光源ランプ２１０および凹面鏡２１２を備えている。光源ランプ２１０から出射された放射状の光源（放射光）は、凹面鏡２１２によって反射されて略平行な光線束として第１の光学要素３２０の方向に出射される。光源ランプ２１０としては、ハロゲンランプやメタルハライドランプ、高圧水銀ランプが用いられることが多い。凹面鏡２１２としては、放物面鏡を用いることが好ましい。 The light source 200 includes a light source lamp 210 and a concave mirror 212. A radial light source (radiated light) emitted from the light source lamp 210 is reflected by the concave mirror 212 and emitted in the direction of the first optical element 320 as a substantially parallel light bundle. As the light source lamp 210, a halogen lamp, a metal halide lamp, or a high-pressure mercury lamp is often used. As the concave mirror 212, a parabolic mirror is preferably used.

図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）において、第１の光学要素３２０は、矩形状の輪郭を有する微小な小レンズ３２１が、縦方向にＭ行、横方向に２Ｎ列のマトリクス状に配列されたレンズアレイである。レンズ横方向中心からは、左方向にＮ列、右方向にＮ列存在する。この例では、Ｍ＝１０、Ｎ＝４である。各小レンズ３２１をｚ方向から見た外形形状は、液晶ライトバルブ４１０の形状と略相似系をなすように設定されている。例えば、液晶ライトバルブの画像形成領域のアスペクト比（横と縦の寸法の比率）が４：３であるならば、各小レンズ３２１のアスペクト比も４：３に設定される。また、図２に示すように、第２の光学要素３３０にも集光レンズ３４０が形成されているが、この集光レンズ３４０は、図３を参照して説明した第１の光学要素３２０と同様な構成のレンズアレイである。なお、第１の光学要素３２０および集光レンズ３４０のレンズの向きは、＋ｚ方向あるいは−ｚ方向のどちらを向いていてもよい。また、図２に示すように互いに反対の方向を向いていても良い。 3A, 3 </ b> B, and 3 </ b> C, the first optical element 320 includes a small lens 321 having a rectangular outline in a matrix form of M rows in the vertical direction and 2N columns in the horizontal direction. It is a lens array arranged in. From the center in the lateral direction of the lens, there are N columns in the left direction and N columns in the right direction. In this example, M = 10 and N = 4. The outer shape of each small lens 321 viewed from the z direction is set to be substantially similar to the shape of the liquid crystal light valve 410. For example, if the aspect ratio (the ratio between the horizontal and vertical dimensions) of the image forming area of the liquid crystal light valve is 4: 3, the aspect ratio of each small lens 321 is also set to 4: 3. Further, as shown in FIG. 2, a condensing lens 340 is also formed on the second optical element 330. The condensing lens 340 includes the first optical element 320 described with reference to FIG. This is a lens array having a similar configuration. Note that the first optical element 320 and the condensing lens 340 may be oriented in the + z direction or the −z direction. Moreover, as shown in FIG. 2, you may face the mutually opposite direction.

再び図２において、偏光変換素子アレイ３６０は、２つの偏光変換素子アレイ３６１、３６２が光軸を挟んで対称な向きに配置されている。 In FIG. 2 again, in the polarization conversion element array 360, the two polarization conversion element arrays 361 and 362 are arranged in a symmetrical direction with the optical axis in between.

この偏光変換素子アレイ３６１は、図４（Ａ）に示すように、偏光ビームスプリッタアレイ３６３と、偏光ビームスプリッタアレイ３６３の光出射面の一部に選択的に配置されたλ／２位相差板３６４（図中斜線で示す。）とを備えている。偏光ビームスプリッタアレイ３６３は、それぞれ断面が平行四辺形の柱状の複数の透光性部材３６５が、順次貼り合わされた形状を有している。透光性部材３６５の界面には、偏光分離膜３６６と反射膜３６７とが交互に形成されている。λ／２位相差板３６４は、偏光分離膜３６６あるいは反射膜３６７の光の出射面のｘ方向の写像部分に、選択的に貼りつけられる。この例では、偏光分離膜３６６の光の出射面のｘ方向に写像部分にλ／２位相差板３６４を貼りつけている。 As shown in FIG. 4A, the polarization conversion element array 361 includes a polarization beam splitter array 363 and a λ / 2 phase difference plate that is selectively disposed on a part of the light exit surface of the polarization beam splitter array 363. 364 (indicated by hatching in the figure). The polarization beam splitter array 363 has a shape in which a plurality of columnar translucent members 365 each having a parallelogram cross section are sequentially bonded. Polarization separation films 366 and reflection films 367 are alternately formed on the interface of the translucent member 365. The λ / 2 phase difference plate 364 is selectively attached to the mapping portion in the x direction of the light exit surface of the polarization separation film 366 or the reflection film 367. In this example, a λ / 2 phase difference plate 364 is attached to the mapping portion in the x direction of the light exit surface of the polarization separation film 366.

このように構成した偏光変換素子アレイ３６１は、入射された光束を１種類の直線偏光光（例えば、ｓ偏光光やｐ偏光光）に変換して出射する機能を有する。 The polarization conversion element array 361 configured in this manner has a function of converting an incident light beam into one type of linearly polarized light (for example, s-polarized light or p-polarized light) and emitting it.

すなわち、図４（Ｂ）に示すように、偏光変換素子アレイ３６１の入射面に、ｓ偏光成分とｐ偏光成分とを含む非偏光光（ランダムな偏光方向を有する入射光）が入射すると、この入射光は、まず、偏光分離膜３６６によってｓ偏光光とｐ偏光光に分離される。ｓ偏光光は、偏光分離膜３６６によって略垂直に反射され、反射膜３６７によってさらに反射されてから出射される。一方、ｐ偏光光は、偏光分離膜３６６をそのまま透過する。偏光分離膜を透過したｐ偏光光の出射領域にはλ／２位相差板３６４が配置されており、このｐ偏光光は、ｓ偏光光に変換されて出射される。従って、偏光変換素子アレイ３６１を透過した光は、そのほとんどがｓ偏光光となって出射される。また、偏光変換素子アレイ３６１から出射される光をｐ偏光光としたい場合には、λ／２位相差板３６４を、反射膜３６７によって反射されたｓ偏光光が出射する出射面に配置するようにすればよい。 That is, as shown in FIG. 4B, when non-polarized light (incident light having a random polarization direction) including the s-polarized component and the p-polarized component is incident on the incident surface of the polarization conversion element array 361, The incident light is first separated into s-polarized light and p-polarized light by the polarization separation film 366. The s-polarized light is reflected substantially perpendicularly by the polarization separation film 366, further reflected by the reflection film 367, and then emitted. On the other hand, the p-polarized light passes through the polarization separation film 366 as it is. A λ / 2 phase difference plate 364 is disposed in the emission region of the p-polarized light that has passed through the polarization separation film. The p-polarized light is converted into s-polarized light and emitted. Accordingly, most of the light transmitted through the polarization conversion element array 361 is emitted as s-polarized light. When the light emitted from the polarization conversion element array 361 is to be p-polarized light, the λ / 2 phase difference plate 364 is disposed on the emission surface from which the s-polarized light reflected by the reflective film 367 is emitted. You can do it.

このように、偏光変換素子アレイ３６１は、隣り合う１つの偏光分離膜３６６および１つの反射膜３６７を含み、さらに１つのλ／２位相差板３６４で構成される１つのブロックを、１つの偏光変換素子３６８とみなすことができる。従って、偏光変換素子アレイ３６１は、このような偏光変換素子３６８が、ｘ方向に複数列配列されたものといえる。ここの示す例では、４列の偏光変換素子３６８で構成されている。なお、偏光変換素子アレイ３６２は偏光変換素子アレイ３６１と全く同様であるので説明を省略する。 In this way, the polarization conversion element array 361 includes one polarization separation film 366 and one reflection film 367 adjacent to each other, and further, one block constituted by one λ / 2 phase difference plate 364 is converted into one polarization. It can be regarded as the conversion element 368. Therefore, it can be said that the polarization conversion element array 361 has a plurality of such polarization conversion elements 368 arranged in the x direction. In the example shown here, it is composed of four rows of polarization conversion elements 368. Since the polarization conversion element array 362 is exactly the same as the polarization conversion element array 361, the description thereof is omitted.

このように構成した投射型表示装置１において、図２に示す光源２００から出射された非偏光な光は、インテグレータ光学系３００を構成する第１の光学要素３２０の複数の小レンズ３２１および第２の光学要素３３０に含まれる集光レンズ３４０の複数の小レンズ３４１によって複数の部分光束２０２に分割されるとともに、２つの偏光変換素子アレイ３６１、３６２の偏光分離膜３６６の近傍に集光される。ここで、集光レンズ３４０は、第１の光学要素３２０から出射された複数の部分光束が２つの偏光変換素子アレイ３６１、３６２の偏光分離膜３６６上に集光されるように導く機能を有している。従って、２つの偏光変換素子アレイ３６１、３６２に入射した複数の部分光束は、図４（Ｂ）を参照して説明したように、１種類の直線偏光光に変換され出射される。２つの偏光変換素子アレイ３６１、３６２から出射された複数の部分光束は、重畳レンズ３７０によって後述する液晶ライトバルブ４１０（４１０Ｒ、４１０Ｇ、４１０Ｂ）上で重畳される。従って、このインテグレータ照明光学系は液晶ライトバルブ４１０を均一に照明することができる。 In the projection display device 1 configured as described above, the non-polarized light emitted from the light source 200 illustrated in FIG. 2 includes the plurality of small lenses 321 and the second lens 321 of the first optical element 320 constituting the integrator optical system 300. Are divided into a plurality of partial light beams 202 by a plurality of small lenses 341 of a condensing lens 340 included in the optical element 330 and condensed near the polarization separation films 366 of the two polarization conversion element arrays 361 and 362. . Here, the condenser lens 340 has a function of guiding the plurality of partial light beams emitted from the first optical element 320 so as to be condensed on the polarization separation films 366 of the two polarization conversion element arrays 361 and 362. is doing. Therefore, the plurality of partial light beams incident on the two polarization conversion element arrays 361 and 362 are converted into one type of linearly polarized light and emitted as described with reference to FIG. A plurality of partial light beams emitted from the two polarization conversion element arrays 361 and 362 are superimposed on a liquid crystal light valve 410 (410R, 410G, 410B) described later by a superimposing lens 370. Therefore, this integrator illumination optical system can uniformly illuminate the liquid crystal light valve 410.

再び図１において、投射型表示装置１において、反射ミラー３７２は、照明光学系の構成によっては必ずしも必要としないが、本形態では、重畳レンズ３７０から出射された光束を色光分離光学系３８０の方向に導くために設けられている。 In FIG. 1, in the projection display device 1, the reflection mirror 372 is not necessarily required depending on the configuration of the illumination optical system, but in this embodiment, the light beam emitted from the superimposing lens 370 is directed to the color light separation optical system 380. Is provided to guide you.

色光分離光学系３８０は、２枚のダイクロイックミラー３８２、３８６を備え、重畳レンズ３７０から出射される光を、赤、緑、青の３色の色光に分離する機能を有している。第１のダイクロイックミラー３８２は、重畳レンズ３７０から出射される光のうち赤色光成分を透過させるとともに、青色光成分と緑色光成分とを反射する。第１のダイクロイックミラー３８２を透過した赤色光は、反射ミラー３８４で反射され、フィールドレンズ４００を通って赤光用の液晶ライトバルブ４１０Ｒに達する。このフィールドレンズ４００は、重畳レンズ３７０から出射された各部分光束をその中心軸（主光線）に対して平行な光束に変換する。他の液晶ライトバルブ４１０Ｇ、４１０Ｂの前に設けられたフィールドレンズ４０２、４０４も同様である。第１のダイクロイックミラー３８２で反射された青色光と緑色光のうちで、緑色光は第２のダイクロイックミラー３８６によって反射され、フィールドレンズ４０２を通って緑色光用の液晶ライトバルブ４１０Ｇに達する。一方、青色光は、第２のダイクロイックミラー３８６を透過し、導光光学系３９０、すなわち、入射側レンズ３９２、反射ミラー３９４、リレーレンズ３９６、および反射ミラー３９８を通り、さらにフィールドレンズ４０４を通って青色光用の液晶ライトバルブ４１０Ｂに達する。なお、青色光に導光光学系３９０が用いられているのは、青色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いため、光の拡散等による光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ３９２に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ４０４に伝えるためである。 The color light separation optical system 380 includes two dichroic mirrors 382 and 386, and has a function of separating light emitted from the superimposing lens 370 into three color lights of red, green, and blue. The first dichroic mirror 382 transmits the red light component of the light emitted from the superimposing lens 370 and reflects the blue light component and the green light component. The red light transmitted through the first dichroic mirror 382 is reflected by the reflection mirror 384, passes through the field lens 400, and reaches the liquid crystal light valve 410R for red light. The field lens 400 converts each partial light beam emitted from the superimposing lens 370 into a light beam parallel to the central axis (principal ray). The same applies to the field lenses 402 and 404 provided in front of the other liquid crystal light valves 410G and 410B. Of the blue light and green light reflected by the first dichroic mirror 382, the green light is reflected by the second dichroic mirror 386, passes through the field lens 402, and reaches the liquid crystal light valve 410G for green light. On the other hand, the blue light passes through the second dichroic mirror 386, passes through the light guide optical system 390, that is, the incident side lens 392, the reflection mirror 394, the relay lens 396, and the reflection mirror 398, and further passes through the field lens 404. This reaches the liquid crystal light valve 410B for blue light. The light guide optical system 390 is used for the blue light because the optical path length of the blue light is longer than the optical path lengths of the other color lights, so that the light use efficiency is reduced due to light diffusion or the like. This is to prevent it. That is, this is to transmit the partial light beam incident on the incident side lens 392 to the field lens 404 as it is.

３つの液晶ライトバルブ４１０Ｒ、４１０Ｇ、４１０Ｂはいずれも、図５、図６および図７に示す構成を有している。 All of the three liquid crystal light valves 410R, 410G, and 410B have the configurations shown in FIGS.

図５および図６はそれぞれ、液晶ライトバルブ４１０Ｒ、４１０Ｇ、４１０Ｂとして用いられる液晶装置１００を対向基板の側からみた平面図、および図５のＨ−Ｈ′線で切断したときの液晶装置１００の断面図である。図７は、液晶装置１００の構成を模式的に示すブロック図である。なお、図５および図６には、液晶装置の方向を表すために、時計における時刻に相当する数字を付してあり、ここに付した時刻は、図１０および図１１に表した時刻と対応する。 5 and 6 are plan views of the liquid crystal device 100 used as the liquid crystal light valves 410R, 410G, and 410B, respectively, as viewed from the counter substrate side, and the liquid crystal device 100 when cut along the line H-H 'in FIG. It is sectional drawing. FIG. 7 is a block diagram schematically showing the configuration of the liquid crystal device 100. In FIG. 5 and FIG. 6, numbers corresponding to the time on the clock are attached to indicate the direction of the liquid crystal device, and the times given here correspond to the times shown in FIG. 10 and FIG. To do.

図５および図６において、液晶装置１００（液晶ライトバルブ４１０Ｒ、４１０Ｇ、４１０Ｂ）は、画素電極８がマトリクス状に形成されたアクティブマトリクス基板３０と、対向電極３２が形成された対向基板２０と、これらの基板２０、３０間に封入、挟持されている液晶３９とから概略構成されている。アクティブマトリクス基板３０と対向基板２０とは、対向基板２０の外周縁に沿って形成されたギャップ材含有のシール材５２によって所定の間隙を介して貼り合わされている。また、アクティブマトリクス基板３０と対向基板２０との間には、ギャップ材含有のシール材５２によって液晶封入領域４０が区画形成され、この内側に液晶３９が封入されている。シール材５２としては、エポキシ樹脂や各種の紫外線硬化樹脂などを用いることができる。また、ギャップ材としては、約２μｍ〜約１０μｍの無機あるいは有機質のファイバ若しくは球を用いることができる。 5 and 6, the liquid crystal device 100 (liquid crystal light valves 410R, 410G, 410B) includes an active matrix substrate 30 in which the pixel electrodes 8 are formed in a matrix, a counter substrate 20 in which the counter electrodes 32 are formed, A liquid crystal 39 enclosed and sandwiched between the substrates 20 and 30 is schematically configured. The active matrix substrate 30 and the counter substrate 20 are bonded together with a gap material-containing sealing material 52 formed along the outer peripheral edge of the counter substrate 20 via a predetermined gap. In addition, a liquid crystal sealing region 40 is defined and formed between the active matrix substrate 30 and the counter substrate 20 by a gap material-containing sealing material 52, and a liquid crystal 39 is sealed inside thereof. As the sealing material 52, an epoxy resin, various ultraviolet curable resins, or the like can be used. As the gap material, an inorganic or organic fiber or sphere of about 2 μm to about 10 μm can be used.

対向基板２０はアクティブマトリクス基板３０よりも小さく、アクティブマトリクス基板３０の周辺部分は、対向基板２０の外周縁よりはみ出た状態に貼り合わされる。従って、アクティブマトリクス基板３０の駆動回路（走査線駆動回路７０やデータ線駆動回路６０）や入出力端子４５は対向基板２０から露出した状態にある。ここで、シール材５２は部分的に途切れて液晶注入口２４１が構成されている。対向基板２０とアクティブマトリクス基板３０とを貼り合わせた後、液晶注入口２４１から液晶３９を封入した後、液晶注入口２４１を封止剤２４２で塞ぐ。なお、対向基板２０には、シール材５２の内側において横長の長方形に画像表示領域７を仕切るための額縁用の遮光膜５５も形成されている。また、対向基板２０のコーナー部のいずれにも、アクティブマトリクス基板３０と対向基板２０との間で電気的導通をとるための上下導通材５６が形成されている。 The counter substrate 20 is smaller than the active matrix substrate 30, and the peripheral portion of the active matrix substrate 30 is bonded so as to protrude from the outer peripheral edge of the counter substrate 20. Therefore, the driving circuit (scanning line driving circuit 70 and data line driving circuit 60) and the input / output terminal 45 of the active matrix substrate 30 are exposed from the counter substrate 20. Here, the sealing material 52 is partially interrupted to form the liquid crystal injection port 241. After the counter substrate 20 and the active matrix substrate 30 are bonded together, the liquid crystal 39 is sealed from the liquid crystal inlet 241, and then the liquid crystal inlet 241 is closed with the sealing agent 242. A light shielding film 55 for a frame for partitioning the image display region 7 into a horizontally long rectangle inside the seal material 52 is also formed on the counter substrate 20. In addition, a vertical conduction member 56 is formed at any corner portion of the counter substrate 20 for electrical conduction between the active matrix substrate 30 and the counter substrate 20.

このように構成した液晶装置１００において、画像表示領域７を構成するマトリクス状に形成された複数の画素は、図７に示すように、画素電極８、およびこの画素電極８を制御するためのＴＦＴ１０とから構成され、画像信号が供給されるデータ線９０がＴＦＴ１０のソースに電気的接続されている。このデータ線９０には、画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが順次供給される。また、走査線９１を介してＴＦＴ１０のゲート電極にはパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが、この順に線順次で印加するように構成されている。画素電極８は、ＴＦＴ１０のドレインに電気的接続されており、ＴＦＴ１０を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線９０から供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。画素電極８を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、対向基板２０に形成された対向電極３２との間で一定期間保持される。ここで、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極８と対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量４０が付加されてる。このように蓄積容量４０を形成する方法としては、容量を形成するための配線である容量線９２を設けても良いし、前段の走査線９１との間で容量を形成しても良い。 In the liquid crystal device 100 configured as described above, a plurality of pixels formed in a matrix that forms the image display region 7 include a pixel electrode 8 and a TFT 10 for controlling the pixel electrode 8 as shown in FIG. The data line 90 to which the image signal is supplied is electrically connected to the source of the TFT 10. Image signals S1, S2,..., Sn are sequentially supplied to the data line 90. Further, the scanning signals G1, G2,..., Gm are applied to the gate electrode of the TFT 10 via the scanning line 91 in a line sequential manner in this order. The pixel electrode 8 is electrically connected to the drain of the TFT 10, and the image signals S1, S2,..., Sn supplied from the data line 90 are written at a predetermined timing by closing the switch of the TFT 10 for a certain period. . Image signals S1, S2,..., Sn written to the liquid crystal via the pixel electrode 8 are held for a certain period with the counter electrode 32 formed on the counter substrate 20. Here, in order to prevent the held image signal from leaking, a storage capacitor 40 is added in parallel with the liquid crystal capacitor formed between the pixel electrode 8 and the counter electrode. As a method of forming the storage capacitor 40 in this manner, a capacitor line 92 that is a wiring for forming a capacitor may be provided, or a capacitor may be formed between the scanning line 91 in the previous stage.

このように構成した液晶装置１００では、画素毎に液晶に印加する電場を制御することにより、液晶の配向状態を画素毎に制御できる。従って、液晶装置１００では、入射した光が透過するか否かを画素毎に制御できるので、与えられた画像情報（画像信号）に基づいて変調する光変調手段として機能する。それ故、３つの液晶ライトバルブ４１０Ｒ、４１０Ｇ、４１０Ｂに入射した各色光は、与えられた画像情報に従って変調されて液晶ライトバルブ４１０Ｒ、４１０Ｇ、４１０Ｂから出射される。 In the liquid crystal device 100 configured as described above, the alignment state of the liquid crystal can be controlled for each pixel by controlling the electric field applied to the liquid crystal for each pixel. Therefore, in the liquid crystal device 100, whether or not the incident light is transmitted can be controlled for each pixel, and thus functions as a light modulation unit that modulates based on given image information (image signal). Therefore, each color light incident on the three liquid crystal light valves 410R, 410G, and 410B is modulated in accordance with given image information and emitted from the liquid crystal light valves 410R, 410G, and 410B.

再び、図１において、３つの液晶ライトバルブ４１０Ｒ、４１０Ｇ、４１０Ｂから出射された３色の変調光は、クロスダイクロイックプリズム４２０に入射する。クロスダイクロイックプリズム４２０は、３色の変調光を合成してカラー画像を形成する色光合成光学系としての機能を有している。クロスダイクロイックプリズム４２０には、赤光を反射する誘電体多層膜と、青光を反射する誘電体多層膜とが、４つの直角プリズムの界面に略Ｘ字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって３色の変調光が合成されて、カラー画像を投射するための合成光が形成される。クロスダイクロイックプリズム４２０で生成された合成光は、投射レンズ４０１の方向に出射される。投射レンズ４０１は、この合成光を投射スクリーン上に投射する機能を有し、投射スクリーン上にカラー画像を表示する。 In FIG. 1 again, the three colors of modulated light emitted from the three liquid crystal light valves 410R, 410G, 410B are incident on the cross dichroic prism 420. The cross dichroic prism 420 has a function as a color light combining optical system that forms a color image by combining three colors of modulated light. In the cross dichroic prism 420, a dielectric multilayer film that reflects red light and a dielectric multilayer film that reflects blue light are formed in an approximately X shape at the interface of four right-angle prisms. These dielectric multilayer films combine the three colors of modulated light to form combined light for projecting a color image. The combined light generated by the cross dichroic prism 420 is emitted in the direction of the projection lens 401. The projection lens 401 has a function of projecting the combined light on the projection screen, and displays a color image on the projection screen.

［コントラスト特性向上のための構成］
このように構成した投射型表示装置１において、本形態では、図３（Ｂ）に示すように、光源２００から色光分離光学系３８０に至る光路上に配置された光学部品のうち、第２の光学要素３２０の光源２００の側に位置する面には、その外周部分に、青色光成分を選択的に反射する誘電体多層膜が形成されたフィルム３１０（選択遮光手段／入射角度範囲制限手段）が貼られている。このフィルム３１０は、第２の光学要素３２０の外周縁に沿って枠状に形成されている。このため、図３（Ａ）、（Ｃ）には、多数の小レンズ３２１のうち、最も外側で並ぶ小レンズ３２１については、フィルム３１０によって、赤色光成分および緑色光成分は通過するが、青色光成分が通過しない部分であるとして斜線を付してある。 [Configuration for improving contrast characteristics]
In the projection display device 1 configured as described above, in the present embodiment, as shown in FIG. 3B, the second of the optical components arranged on the optical path from the light source 200 to the color light separation optical system 380. A film 310 (selective light shielding unit / incident angle range limiting unit) in which a dielectric multilayer film that selectively reflects a blue light component is formed on the outer peripheral portion of the surface of the optical element 320 on the light source 200 side. Is affixed. The film 310 is formed in a frame shape along the outer peripheral edge of the second optical element 320. Therefore, in FIGS. 3A and 3C, among the small lenses 321, the small lens 321 arranged on the outermost side passes the red light component and the green light component by the film 310, but the blue light component is blue. It is hatched to indicate that the light component does not pass through.

このように構成した投射型表示装置１において、第１の光学要素３２０では、光源ユニット２０１から出射された光のうち、赤色光成分および緑色光成分は、フィルム３１０が貼られている領域も含めて、小レンズ３２１が形成されている領域全体から第２の光学要素３３０に向けて出射されるが、青色光成分は、小レンズ３２１が形成されている領域のうち、裏面側にフィルム３１０が形成されていない微小レンズ３２１（斜線の付されていない領域）からのみ第２の光学要素３３０に向けて出射される。すなわち、青色光については、光束が絞られた状態となる。従って、インテグレータ光学系３００から色光分離光学系３８０および導光光学系３９０を経て各色光が液晶ライトバルブ４１０（４１０Ｒ、４１０Ｇ、４１０Ｂ）に照射された際、赤色用の液晶ライトバルブ４１０Ｒおよび緑色用の液晶ライトバルブ４１０Ｇには、それらの入射角度と入射光量の分布を図８（Ａ）に示すように、液晶ライトバルブ４１０Ｒ、４１０Ｇの入射面に対する法線方向を中心に、この法線方向から１０°以上も傾いたようなかなり広い角度範囲からもそれぞれの色光が入射する。これに対して、赤色光、緑色光、青色光のうち、最も視野角特性の低い青色光については、第１の光学要素３２０に貼られたフィルム３１０によって光束が絞られているので、青色用の液晶ライトバルブ４１０Ｂには、その入射角度と入射光量の分布を図８（Ｂ）に示すように、液晶ライトバルブ４１０Ｒ、４１０Ｇの入射面に対する法線方向から１０°以上も傾いた光は入射しない。このように、本形態では、青色光が入射する液晶ライトバルブ４１０Ｒに対しては、入射面に対する法線方向に対して６時方向あるいは１２時方向に大きく傾いた方向から入射してコントラスト比を低下させるような色光が入射しないように入射角度範囲が制限されているので、青色光が入射する液晶ライトバルブ４１０Ｒのコントラスト特性は、たとえば緑色光が入射する液晶ライトバルブ４１０Ｇのコントラスト特性と同等のレベルにまで向上する。その結果、投射型表示装置１から投射されるカラー画像のコントラストが向上する。 In the projection display device 1 configured as described above, in the first optical element 320, the red light component and the green light component of the light emitted from the light source unit 201 include the region where the film 310 is pasted. Thus, the entire region where the small lens 321 is formed is emitted toward the second optical element 330, but the blue light component is emitted from the film 310 on the back side of the region where the small lens 321 is formed. The light is emitted toward the second optical element 330 only from the microlenses 321 that are not formed (regions not hatched). That is, for the blue light, the light flux is focused. Therefore, when each color light is irradiated from the integrator optical system 300 to the liquid crystal light valve 410 (410R, 410G, 410B) through the color light separation optical system 380 and the light guide optical system 390, the red liquid crystal light valve 410R and the green light In the liquid crystal light valve 410G, the distribution of the incident angle and the amount of incident light is as shown in FIG. 8A, with the normal direction to the incident surface of the liquid crystal light valves 410R and 410G as the center. Each color light also enters from a fairly wide angle range that is inclined by 10 ° or more. On the other hand, among the red light, the green light, and the blue light, the blue light with the lowest viewing angle characteristic is focused by the film 310 attached to the first optical element 320. In the liquid crystal light valve 410B, as shown in FIG. 8B, the incident angle and the distribution of the incident light quantity are incident on the light inclined by 10 ° or more from the normal direction to the incident surface of the liquid crystal light valves 410R and 410G. do not do. As described above, in this embodiment, the liquid crystal light valve 410R to which blue light is incident is incident from a direction greatly inclined in the 6 o'clock direction or the 12 o'clock direction with respect to the normal line direction with respect to the incident surface. Since the incident angle range is limited so that the color light to be reduced is not incident, the contrast characteristic of the liquid crystal light valve 410R where blue light is incident is equivalent to the contrast characteristic of the liquid crystal light valve 410G where green light is incident, for example. Improve to level. As a result, the contrast of the color image projected from the projection display device 1 is improved.

また、青色光用の液晶ライトバルブ４１０Ｒの入射角度範囲を制限するは約１０°であるため、コントラスト比の向上には十分であり、かつ、投射された画像において青色光のみが暗いという不具合も発生しない。また、入射光を絞るのは青色光だけであるので、画像が暗くなるという不具合も発生しない。 Further, since the incident angle range of the liquid crystal light valve 410R for blue light is about 10 °, it is sufficient for improving the contrast ratio, and only the blue light is dark in the projected image. Does not occur. Further, since only the blue light is used to restrict the incident light, there is no problem that the image becomes dark.

［その他の実施の形態］
なお、上記形態では、光源ユニット２０１から色光分離光学系３８０に至る光路に配置された各光学要素のうち、第１の光学要素３２０の外周側に対して、青色光を反射することにより遮光するフィルム３１０を貼った構成であったが、この光路の外周側部分で所定の色光（たとえば青色光）を遮ることができれば、第２の光学要素３３０の外周側などに対してフィルム３１０を貼ってもよい。 [Other embodiments]
In the above embodiment, among the optical elements disposed in the optical path from the light source unit 201 to the color light separation optical system 380, the blue light is blocked by reflecting the blue light to the outer peripheral side of the first optical element 320. Although it was the structure which stuck the film 310, if the predetermined color light (for example, blue light) can be interrupted | blocked by the outer peripheral side part of this optical path, the film 310 will be stuck with respect to the outer peripheral side of the 2nd optical element 330, etc. Also good.

また、上記形態では、青色の光を選択的に反射するフィルムを用いたが、青色の光を選択的に反射、あるいは吸収する膜を第１の光学要素３２０あるいは第２の光学要素３３０の外周側にコーティングしてもよい。 In the above embodiment, a film that selectively reflects blue light is used, but a film that selectively reflects or absorbs blue light is used as the outer periphery of the first optical element 320 or the second optical element 330. It may be coated on the side.

投射型表示装置の光学系の構成を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the structure of the optical system of a projection type display apparatus. 図１に示す投射型表示装置の照明領域である３枚の液晶ライトバルブを照明するインテグレータ照明光学系について示す説明図である。It is explanatory drawing shown about the integrator illumination optical system which illuminates three liquid crystal light valves which are the illumination areas of the projection type display apparatus shown in FIG. （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、本発明を適用した投射型表示装置のインテグレータ照明光学系に用いた第１の光学要素の外観を示す正面図、側面図、および第１の光学要素の微小レンズが形成されている側の一部を拡大して示す斜視図である。(A), (B), and (C) are respectively a front view, a side view, and a first view showing the appearance of the first optical element used in the integrator illumination optical system of the projection display device to which the present invention is applied. It is a perspective view which expands and shows a part of the side in which the micro lens of the optical element is formed. （Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、図２に示すインテグレータ照明光学系に用いた偏光変換素子アレイの外観を示す斜視図、およびこの偏光変換素子アレイの機能を示す説明図である。(A), (B) is the perspective view which shows the external appearance of the polarization conversion element array used for the integrator illumination optical system shown in FIG. 2, respectively, and explanatory drawing which shows the function of this polarization conversion element array. 液晶装置（ライトバルブ）を対向基板の方からみたときの平面図である。It is a top view when a liquid crystal device (light valve) is seen from the counter substrate. 図５のＨ−Ｈ′線で切断したときの液晶装置の断面図である。It is sectional drawing of a liquid crystal device when cut | disconnecting by the HH 'line | wire of FIG. 液晶装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a liquid crystal device. （Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明を適用した投射型表示装置において、赤色用・緑色用の液晶ライトバルブに入射する各色光の入射角度分布を示すグラフ、および青用の液晶ライトバルブに入射する各色光の入射角度分布を示すグラフである。(A), (B) is a projection type display device to which the present invention is applied, respectively, a graph showing the incident angle distribution of each color light incident on the red and green liquid crystal light valves, and a blue liquid crystal light valve. It is a graph which shows the incident angle distribution of each color light which injects. 従来の投射型表示装置に用いた液晶ライトバルブに入射する各色光の入射角度分布を示すグラフである。It is a graph which shows the incident angle distribution of each color light which injects into the liquid crystal light valve used for the conventional projection type display apparatus. 液晶装置において基板間で液晶の長軸が９０°捩じれていく様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that the long axis of a liquid crystal is twisted 90 degrees between board | substrates in a liquid crystal device. （Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、液晶装置の３時−９時方向におけるコントラスト特性を示すグラフ、および液晶装置の６時−１２時方向におけるコントラスト特性を示すグラフである。(A) and (B) are graphs showing the contrast characteristics of the liquid crystal device in the 3 o'clock to 9 o'clock direction, and graphs showing the contrast characteristics of the liquid crystal device in the 6 o'clock to 12 o'clock direction, respectively.

Explanation of symbols

２０対向基板
３０アクティブマトリクス基板
３９液晶
１００液晶装置
２００光源
２０１光源ユニット
２０２部分光束
２１０光源ランプ
２１２凹面鏡
３００インテグレータ光学系
３０１光学ユニット
３１０青色光選択反射用のフィルム（選択遮光手段／入射角度範囲制限手段）
３２０第１の光学要素（集光レンズ、レンズアレイ）
３２１小レンズ
３３０第２の光学要素
３４０集光レンズ
３４１小レンズ
３５０遮光板
３５１開口部
３６０偏光変換素子アレイ
３６１、３６２偏光変換素子アレイ
３６３偏光ビームスプリッタアレイ
３６４ λ／２位相差板
３６６偏光分離膜
３６７反射膜
３６８偏光変換素子
３７０重畳レンズ
３７２反射ミラー
３８０色光分離光学系
３８２第１のダイクロイックミラー
３８４反射ミラー
３８６第２のダイクロイックミラー
３９０導光光学系
３９２入射側レンズ
３９４、３９８反射ミラー
３９６リレーレンズ
４０１投射レンズ
４１０液晶ライトバルブ（照明領域）
４１０Ｒ、４１０Ｇ、４１０Ｂ液晶ライトバルブ
４２０クロスダイクロイックプリズム
20 counter substrate 30 active matrix substrate 39 liquid crystal 100 liquid crystal device 200 light source 201 light source unit 202 partial light beam 210 light source lamp 212 concave mirror 300 integrator optical system 301 optical unit 310 film for selective reflection of blue light (selective light shielding means / incident angle range limiting means )
320 1st optical element (a condensing lens, a lens array)
321 Small lens 330 Second optical element 340 Condensing lens 341 Small lens 350 Light shielding plate 351 Opening 360 Polarization conversion element arrays 361 and 362 Polarization conversion element array 363 Polarization beam splitter array 364 λ / 2 phase difference plate 366 Polarization separation film 367 Reflective film 368 Polarization conversion element 370 Superimposing lens 372 Reflecting mirror 380 Color light separating optical system 382 First dichroic mirror 384 Reflecting mirror 386 Second dichroic mirror 390 Light guiding optical system 392 Incident side lens 394, 398 Reflecting mirror 396 Relay lens 401 Projection lens 410 Liquid crystal light valve (illumination area)
410R, 410G, 410B Liquid crystal light valve 420 Cross dichroic prism

Claims

A light source, color light separation means for separating light from the light source into a plurality of color lights, a plurality of light modulation liquid crystal devices for modulating the plurality of color lights separated by the color light separation means, and the plurality of liquid crystal devices In a projection type display device having color synthesis means for synthesizing modulated color light, and a projection lens for projecting light synthesized by the color synthesis means,
An incident angle range limiting unit that narrows an incident angle range of the color light with respect to the liquid crystal device on which at least the color light having the lowest viewing angle characteristic of the liquid crystal device is incident among the plurality of color lights;
The incident angle range limiting unit includes a selective light blocking unit that selectively blocks color light that should narrow the incident angle range with respect to light passing through an outer peripheral side of the optical path on an optical path from the light source to the color light separating unit. A projection-type display device comprising:

In Claim 1, the said color light separation means isolate | separates the light from the said light source into red light, green light, and blue light, and radiate | emits it to each of these liquid crystal devices,
The incident angle range limiting unit narrows an incident angle range of the blue light to the liquid crystal device in which blue light is incident among red light, green light, and blue light.

3. The projection display device according to claim 1, wherein the selective light shielding means is made of a dielectric multilayer film.

4. The incident angle range limiting means according to claim 1, wherein the incident angle range limiting means determines the inclination of the color light incident on the liquid crystal device whose incident angle range is to be narrowed in the clear viewing direction and the reverse clear viewing direction. Projection type display device characterized by being limited to 10 ° or less with respect to the normal line direction.