JPH08114779A - Projection display device - Google Patents
Projection display deviceInfo
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- JPH08114779A JPH08114779A JP6248090A JP24809094A JPH08114779A JP H08114779 A JPH08114779 A JP H08114779A JP 6248090 A JP6248090 A JP 6248090A JP 24809094 A JP24809094 A JP 24809094A JP H08114779 A JPH08114779 A JP H08114779A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、複数枚のライトバルブ
上に形成された画像を合成しスクリーン上に拡大投写す
る投写型表示装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection type display device which synthesizes images formed on a plurality of light valves and enlarges and projects them on a screen.
【０００２】[0002]
【従来の技術】現在、所定の光源から出射した照明光束
をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３つの原色光に分解
し、次にこれらの照明光束をＲ、Ｇ、Ｂ用の各液晶ライ
トバルブに入射して画像を形成し、さらにＲ、Ｇ、Ｂの
各画像を合成してスクリーン上に拡大投写する投写型表
示装置が実用化されている。2. Description of the Related Art At present, an illumination light flux emitted from a predetermined light source is decomposed into three primary color lights of R (red), G (green) and B (blue), and then these illumination light fluxes are divided into R, G, and A projection display device has been put into practical use in which an image is formed by being incident on each liquid crystal light valve for B, and then each image of R, G, and B is combined and enlarged and projected on a screen.
【０００３】図１４は従来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構成図である。図において、
１は光源、２はランプ、３は反射鏡、１００は光源１か
ら出射する照明光、４は可視光領域のみを透過するフィ
ルタ、５ａ、５ｂは特定波長を反射する第１および第２
のダイクロイックミラー、６ａ、６ｂ、６ｃは反射ミラ
ー、７Ｒ、７Ｇ、７Ｂは液晶ライトバルブ、８は色を合
成するダイクロイックプリズム、９は投写レンズ、１０
はスクリーンである。FIG. 14 is a block diagram of an optical system of a projection type display device using a conventional liquid crystal light valve. In the figure,
1 is a light source, 2 is a lamp, 3 is a reflecting mirror, 100 is illumination light emitted from the light source 1, 4 is a filter which transmits only a visible light region, 5a and 5b are first and second reflecting a specific wavelength.
Dichroic mirrors, 6a, 6b and 6c are reflection mirrors, 7R, 7G and 7B are liquid crystal light valves, 8 is a dichroic prism for combining colors, and 9 is a projection lens.
Is the screen.
【０００４】次に、動作について説明する。光源１はラ
ンプ２と反射鏡３で構成されており、照明光１００を出
射する。ランプ２としては、例えばメタルハライドラン
プ、キセノンランプ、ハロゲンランプ等の白色光源が用
いられる。また、反射鏡３の反射面は典型的には放物面
であり、公知のように放物面の焦点位置にランプの発光
中心を配置することにより略平行光の照明光１００が得
られる。該照明光１００は、まずフィルタ４を透過する
ことにより可視光成分のみとなり、液晶ライトバルブ７
の紫外線および赤外線（熱線）による特性劣化を防止す
る。該フィルタ４を透過した照明光１００は、赤色光を
透過し緑・青色光を反射する第１のダイクロイックミラ
ー５ａ、および緑色光を反射し青色光を透過する第２の
ダイクロイックミラー５ｂによって赤・緑・青の三つの
単色光１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂに分解され、反射
ミラー６ａ、６ｂ、６ｃによって光路を折り曲げられて
各原色に対応する単色画像を表示する液晶ライトバルブ
７Ｒ、７Ｇ、７Ｂに照射される。該液晶ライトバルブ７
Ｒ、７Ｇ、７Ｂに形成された画像で変調された光束は赤
・青色光を選択的に反射し、緑色光を選択的に透過する
公知のダイクロイックプリズム８によって再び１本の光
束に合成されて投写レンズ９に入射し、該投写レンズ９
を透過した光束は投写光１０１となり、スクリーン１０
上に投写画像として拡大結像され鑑賞に供される。Next, the operation will be described. The light source 1 includes a lamp 2 and a reflecting mirror 3, and emits illumination light 100. As the lamp 2, a white light source such as a metal halide lamp, a xenon lamp, a halogen lamp or the like is used. The reflecting surface of the reflecting mirror 3 is typically a parabolic surface, and by arranging the light emission center of the lamp at the focal point of the parabolic surface, it is possible to obtain substantially parallel illumination light 100, as is well known. The illumination light 100 first passes through the filter 4 to become only a visible light component, and the liquid crystal light valve 7
Prevents the deterioration of characteristics due to ultraviolet rays and infrared rays (heat rays). The illumination light 100 transmitted through the filter 4 is red-colored by a first dichroic mirror 5a that transmits red light and reflects green / blue light, and a second dichroic mirror 5b that reflects green light and transmits blue light. Irradiate liquid crystal light valves 7R, 7G, 7B that are decomposed into three monochromatic lights 100R, 100G, 100B of green and blue, and have their optical paths bent by reflection mirrors 6a, 6b, 6c to display monochromatic images corresponding to the respective primary colors. To be done. The liquid crystal light valve 7
The light fluxes modulated by the images formed on R, 7G, and 7B are combined again into a single light flux by a known dichroic prism 8 that selectively reflects red and blue light and selectively transmits green light. The light enters the projection lens 9 and
The light flux that has passed through becomes the projection light 101 and becomes the screen 10
The image is enlarged and projected as a projected image on the upper side for viewing.
【０００５】画像に応じて光変調を行う液晶ライトバル
ブ７としては、ＴＮ(Twisted Nematic) 型液晶を用いた
液晶表示素子が実用化されている。しかし、ＴＮ型液晶
は、原理上２枚の偏光板によりＴＮ型液晶を挟んだ構成
をしており、Ｐ偏光あるいはＳ偏光等の単一の直線偏光
のみを利用するために、照明光束の半分以上を入射側偏
光板にて損失して、高輝度化への障害となる問題があっ
た。また、偏光板の光吸収にともなう熱的な劣化がある
ため、必要以上に照明光束を強くすることが困難であっ
た。As a liquid crystal light valve 7 for performing light modulation according to an image, a liquid crystal display element using a TN (Twisted Nematic) type liquid crystal has been put into practical use. However, the TN type liquid crystal has a structure in which the TN type liquid crystal is sandwiched between two polarizing plates in principle, and since only a single linearly polarized light such as P-polarized light or S-polarized light is used, half of the illumination light flux is used. There is a problem that the above is lost in the incident side polarization plate and becomes an obstacle to high brightness. Further, it is difficult to increase the intensity of the illumination light flux more than necessary because of the thermal deterioration caused by the light absorption of the polarizing plate.
【０００６】そこで、Ｐ偏光およびＳ偏光両方の偏光が
利用できることから高輝度化が可能な点と、光吸収によ
る熱的な劣化がないため高照度の照明が可能な点とか
ら、偏光板を必要としない透過／散乱型の液晶ライトバ
ルブが注目され、その開発が活発化している。Therefore, a polarizing plate is used because both P-polarized light and S-polarized light can be used to achieve high brightness, and high-illuminance illumination is possible because there is no thermal deterioration due to light absorption. The transmission / scattering type liquid crystal light valve, which is not required, has been receiving attention and its development has been activated.
【０００７】透過／散乱型の液晶ライトバルブとは、電
圧の印加状態により液晶が透過と散乱の２状態に変化す
る素子であり、ＰＤＬＣ（Polymer Disrersed Liquid C
rystal）やＤＳＭ（Dynamic Scattering Mode） 液晶が
知られている。透過／散乱型液晶の動作説明として、Ｐ
ＤＬＣにつき説明する。A transmissive / scattering type liquid crystal light valve is an element in which a liquid crystal changes into two states, a transmissive state and a scattering state, depending on a voltage applied state, and is a PDLC (Polymer Disrersed Liquid
rystal) and DSM (Dynamic Scattering Mode) liquid crystals are known. To explain the operation of the transmission / scattering type liquid crystal, P
The DLC will be described.
【０００８】図１５はＰＤＬＣの原理図である。１３
０、１３１は透明基板であり、対向する内側の面上に透
明導電膜１３３、１３４が形成されている。液晶１３５
はポリマー１３６のマトリクス中に水滴状に分散してお
り、これが２枚の透明基板１３０、１３１の間に封入さ
れている。図１５（ａ）は電圧無印加時の状態であり、
液晶１３５は不規則な方向に配向しているため、ポリマ
ー１３６と液晶１３５に屈折率の違いが生じ、入射光１
２１は散乱光１２３となる。一方、しきい値電圧Ｖth以
上の電圧を電源１３７により印加すると図１５（ｂ）に
示すように、液晶１３５の分子の配向方向が電界方向に
揃う。液晶１３５が一定方向に配向した時の屈折率を予
めポリマー１３６の屈折率とあわせておけば、入射光１
２１は散乱せずに透過光１２２となる。印加電圧の増加
にともない液晶１３５の配向方向の一致度が向上するの
で、散乱せず透過する光束量も増加することになる。FIG. 15 is a principle diagram of PDLC. Thirteen
Reference numerals 0 and 131 denote transparent substrates, and transparent conductive films 133 and 134 are formed on the inner surfaces facing each other. LCD 135
Are dispersed in the matrix of the polymer 136 in the form of water droplets, which are enclosed between the two transparent substrates 130 and 131. FIG. 15A shows a state when no voltage is applied,
Since the liquid crystal 135 is oriented in an irregular direction, a difference in refractive index occurs between the polymer 136 and the liquid crystal 135, and the incident light 1
21 becomes scattered light 123. On the other hand, when a voltage equal to or higher than the threshold voltage Vth is applied by the power source 137, the orientation directions of the molecules of the liquid crystal 135 are aligned with the electric field direction, as shown in FIG. If the refractive index when the liquid crystal 135 is oriented in a certain direction is previously matched with the refractive index of the polymer 136, the incident light 1
21 becomes the transmitted light 122 without being scattered. As the applied voltage increases, the degree of coincidence in the alignment direction of the liquid crystal 135 improves, so that the amount of light flux that is transmitted without scattering is also increased.
【０００９】図１６は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アク
ティブマトリクス型液晶ライトバルブ７の構成図であ
る。図において、２００は２次元アレイ状に周期的に配
置されたＴＦＴ、２０２はＴＦＴ２００のゲート電極を
横方向に共通に接続するゲート線、２０１はＴＦＴ２０
０のソース電極を縦方向に共通に接続するソース線であ
る。２２０は２次元アレイ状に配置された画素電極であ
り、各ＴＦＴ２００のドレイン電極に接続されている。
２１０はガラス基板２０７ａ上に形成された共通電極で
あり、各画素電極２２０に対する共通の基準電位を提供
する。図に示すように、各画素電極２２０毎にＴＦＴ２
００を配置することにより、画素数が増加してもＴＦＴ
２００のスイッチング作用を利用して画素電極２２０に
電荷の蓄積効果を持たせることができ、高コントラスト
の画像表示が実現できることが公知となっている。FIG. 16 is a block diagram of a thin film transistor (TFT) active matrix type liquid crystal light valve 7. In the figure, 200 is a TFT that is periodically arranged in a two-dimensional array, 202 is a gate line that commonly connects the gate electrodes of the TFT 200 in the lateral direction, and 201 is a TFT 20.
This is a source line that commonly connects 0 source electrodes in the vertical direction. A pixel electrode 220 is arranged in a two-dimensional array and is connected to the drain electrode of each TFT 200.
Reference numeral 210 denotes a common electrode formed on the glass substrate 207a, which provides a common reference potential to each pixel electrode 220. As shown in the figure, the TFT 2 is provided for each pixel electrode 220.
By arranging 00, even if the number of pixels increases, the TFT
It is known that the switching action of 200 can be used to provide the pixel electrode 220 with an effect of accumulating charges, and high contrast image display can be realized.
【００１０】液晶ライトバルブ７上部のガラス基板２０
７ａには、不要光がＴＦＴ２００および画素電極２２０
の周辺に照射されて黒レベルを劣化させるのを防ぐ為
に、図１７（ａ）中に２３０で示すブラックマトリクス
と呼ばれる遮光層（斜線部）が設けられている。液晶ラ
イトバルブ７を照明する光束は、遮光層２３０中に設け
られた透明の開口部２４０を透過して画素電極２２０を
照射する。ここで、１個の画素は隣合うゲート線２０
２、およびソース線２０１で囲まれた領域２４０であ
る。図１７（ｂ）は液晶ライトバルブの断面図である。
共通電極２１０は遮光層２３０を設置した上部ガラス基
板２０７ａに設けられた透明電極である。A glass substrate 20 above the liquid crystal light valve 7.
Unwanted light is emitted to the TFT 200 and the pixel electrode 220 at 7a.
17A, a light-shielding layer (hatched portion) called a black matrix 230 is provided in FIG. The light flux that illuminates the liquid crystal light valve 7 passes through the transparent opening 240 provided in the light shielding layer 230 and illuminates the pixel electrode 220. Here, one pixel has an adjacent gate line 20.
2 and a region 240 surrounded by the source line 201. FIG. 17B is a sectional view of the liquid crystal light valve.
The common electrode 210 is a transparent electrode provided on the upper glass substrate 207a provided with the light shielding layer 230.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような透
過／散乱型の液晶ライトバルブを、従来のＴＮ型の液晶
ライトバルブの代わりに図１４に示されるような投写型
表示装置に使用した場合には、以下のような問題点があ
った。However, when such a transmission / scattering type liquid crystal light valve is used in a projection type display device as shown in FIG. 14 in place of the conventional TN type liquid crystal light valve. Had the following problems.
【００１２】図１４において、色分離手段および色合成
手段としてダイクロイックミラーおよびダイクロイック
プリズムが用いられている。ダイクロイックミラーおよ
びダイクロイックプリズムは屈折率の異なる透明誘電体
膜が光波長程度の膜厚でそれぞれ透明板およびプリズム
面に積層された構造からなり、殆ど光吸収損失を受ける
ことなく、光多重干渉現象により多層膜構成に応じて任
意の波長で透過波長帯域と反射波長帯域とに分光する機
能を有する。このような光学多層膜は、光の入射角θが
０°から増加するに従い、入射面に対して平行な振動面
を有する偏光であるＰ偏光と垂直な振動面を有するＳ偏
光に対応した分光特性の相違が生じ、Ｐ偏光の方がＳ偏
光よりも透過帯域が広い（逆に、Ｓ偏光の方がＰ偏光よ
りも反射帯域が広い）ことが公知となっている。特に、
ダイクロイックプリズムにおいては相違が顕緒となる。
図１８（ａ）および（ｂ）に、それぞれダイクロイック
ミラーおよびダイクロイックプリズムの分光特性の偏光
依存性の一例を示す。In FIG. 14, a dichroic mirror and a dichroic prism are used as the color separating means and the color synthesizing means. The dichroic mirror and dichroic prism have a structure in which transparent dielectric films with different refractive indexes are laminated on the transparent plate and the prism surface, respectively, with a thickness of about the optical wavelength. It has a function of splitting into a transmission wavelength band and a reflection wavelength band at an arbitrary wavelength according to the multilayer film structure. Such an optical multi-layer film has a spectral characteristic corresponding to S-polarized light having a vibrating surface perpendicular to P-polarized light having a vibrating surface parallel to the incident surface as the incident angle θ of light increases from 0 °. It is known that a difference in characteristics occurs and that P-polarized light has a wider transmission band than S-polarized light (conversely, S-polarized light has a wider reflection band than P-polarized light). In particular,
Differences become apparent in dichroic prisms.
FIGS. 18A and 18B show examples of the polarization dependence of the spectral characteristics of the dichroic mirror and the dichroic prism, respectively.
【００１３】ＴＮ型液晶ライトバルブを用いた投写型表
示装置の場合、偏光板を用いるためにその偏光軸をＰ偏
光とＳ偏光のいずれかのみに対応するように配置させる
ことにより、いずれか一方の偏光のみを利用することが
できるので、ダイクロイックミラーおよびダイクロイッ
クプリズムの分光特性の偏光依存性が問題とはならなか
った。In the case of a projection type display device using a TN type liquid crystal light valve, since a polarizing plate is used, its polarization axis is arranged so as to correspond to either P-polarized light or S-polarized light. Since it is possible to use only the polarized light of, the polarization dependence of the spectral characteristics of the dichroic mirror and the dichroic prism did not pose a problem.
【００１４】一方、透過／散乱型液晶ライトバルブを用
いた場合には、照明光はＰ偏光とＳ偏光両方を含む自然
光つまりランダム偏光となるために、ダイクロイックミ
ラーおよびダイクロイックプリズムはそれぞれ個々にお
いては、Ｐ偏光とＳ偏光との平均値（４５°偏光相当）
に対応する分光特性を示す。しかしながら、Ｐ偏光とＳ
偏光はそれぞれ独立に作用するためにダイクロイックミ
ラーおよびダイクロイックプリズムを組み合わせた場合
の積算した分光特性の平均値は上記平均値を積算した分
光特性とは異なることがある。On the other hand, when the transmission / scattering type liquid crystal light valve is used, since the illumination light is natural light including both P-polarized light and S-polarized light, that is, random polarized light, the dichroic mirror and the dichroic prism are individually provided. Average of P polarized light and S polarized light (equivalent to 45 ° polarized light)
Shows the spectral characteristics corresponding to. However, P polarization and S
Since the polarized lights act independently of each other, the average value of the integrated spectral characteristics when the dichroic mirror and the dichroic prism are combined may be different from the integrated spectral characteristics of the above average values.
【００１５】次に、上記現象について図１４の投写型表
示装置における赤色光の光路を例にとって説明する。図
において、第１のダイクロイックミラー５ａは赤色光を
透過する機能を有するので、該ダイクロイックミラー５
ａを透過した赤色光はＰ偏光成分の照明光束の方がＳ偏
光成分の照明光束よりも広帯域な部分偏光となる。逆
に、ダイクロイックプリズム８は赤色光を反射する機能
を有するので、Ｐ偏光成分の反射帯域がＳ偏光成分の反
射帯域よりも狭い。従って、いま第１のダイクロイック
ミラー５ａおよび該ダイクロイックプリズム８の分光特
性をそれぞれ図１８（ａ）、（ｂ）とすると、積算分光
特性は図１８（ｃ）に示すにような特性図となり、Ｓ偏
光成分においてはダイクロイックミラーの分光特性に、
逆にＰ偏光成分においてはダイクロイックプリズムの分
光特性によって制限されてしまうことになる。Next, the above phenomenon will be described by taking the optical path of red light in the projection type display device of FIG. 14 as an example. In the figure, since the first dichroic mirror 5a has a function of transmitting red light, the dichroic mirror 5a
In the red light transmitted through a, the illumination light flux of the P-polarized component is a partial polarization having a wider band than the illumination light flux of the S-polarized component. On the contrary, since the dichroic prism 8 has a function of reflecting red light, the reflection band of the P-polarized component is narrower than that of the S-polarized component. Therefore, if the spectral characteristics of the first dichroic mirror 5a and the dichroic prism 8 are now respectively shown in FIGS. 18 (a) and 18 (b), the integrated spectral characteristics become a characteristic diagram as shown in FIG. 18 (c), and S For the polarization component, the spectral characteristics of the dichroic mirror
On the contrary, the P-polarized component is limited by the spectral characteristic of the dichroic prism.
【００１６】また、図１９に示すように、赤色照明光１
００Ｒのうちダイクロイックプリズム８のＲ反射面８１
において反射せずに透過した照明光は他の液晶ライトバ
ルブ７Ｇないし７Ｂの出射面方向に戻り光１０６Ｇない
し１０６Ｂとして入射される。しかしながら、図１７で
説明したように液晶ライトバルブ７上部のガラス基板２
０７ａにはＴＦＴ２００のチャネル上部に直接光が入射
しないように遮光層２３０が設けられているが、下部の
ガラス基板１０７ｂには設けられていないために、ダイ
クロイックプリズム８からの戻り光１０６がＴＦＴ２０
０のチャネル下部に直接当たることにより光励起による
リーク電流が発生しＴＦＴの動作特性が劣化してしまう
ようになる。Further, as shown in FIG. 19, red illumination light 1
R reflection surface 81 of the dichroic prism 8 out of 00R
The illumination light that is transmitted without being reflected is incident as return light 106G or 106B in the emission surface direction of the other liquid crystal light valves 7G or 7B. However, as described in FIG. 17, the glass substrate 2 above the liquid crystal light valve 7
The light-blocking layer 230 is provided on 07a so that light does not directly enter the upper channel of the TFT 200, but since it is not provided on the lower glass substrate 107b, the return light 106 from the dichroic prism 8 is reflected by the TFT 20.
By directly hitting the lower part of the 0 channel, a leak current is generated by photoexcitation, and the operating characteristics of the TFT are deteriorated.
【００１７】以上のように、任意の単色光の色相に寄与
する色分離系および色合成系それぞれの分光特性の種類
（透過／反射）が異なる場合には、色分離系の分光特性
におけるＳ偏光／Ｐ偏光のカットオフ波長の関係と色合
成系の分光特性におけるＳ偏光／Ｐ偏光のカットオフ波
長の関係とが反転するので、全系における光利用効率が
低下し、その光損失成分が他の単色光に対応する液晶ラ
イトバルブの出射面方向に入射されることにより、投写
画像の画質が低下するという問題点がある。As described above, when the type (transmission / reflection) of the spectral characteristics of the color separation system and the color combination system that contribute to the hue of an arbitrary monochromatic light are different, the S-polarized light in the spectral characteristics of the color separation system is used. Since the relationship between the cut-off wavelength of / P-polarized light and the relationship between the cut-off wavelength of S-polarized light / P-polarized light in the spectral characteristics of the color synthesis system is reversed, the light utilization efficiency in the entire system is reduced and the light loss component is There is a problem that the image quality of the projected image is deteriorated by being incident on the exit surface direction of the liquid crystal light valve corresponding to the monochromatic light.
【００１８】本発明は、上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、色分離／合成の全系における光
利用効率の高い投写型表示装置を提供することを目的と
する。The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a projection display device having high light utilization efficiency in the entire color separation / composition system.
【００１９】[0019]
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
投写型表示装置は、赤・緑・青の各原色に対応する３枚
の単色画像を透過と散乱の２状態に変化することにより
形成するライトバルブと、該ライトバルブに形成された
画像を拡大投写する投写レンズと、前記ライトバルブを
照明する略平行光束を出射する光源と、該光源から出射
する略平行光の照明光束を前記赤・緑・青の３つの原色
に分解するための色分解ミラーと、該ライトバルブに画
像を形成した後再び１本の光束に合成するための色合成
プリズムにより構成された光学系を有する投写型表示装
置において、赤・緑・青に対応する各ライトバルブを透
過する光路中に、ライトバルブを照明する部分偏光の各
偏光成分の振動面を所定の光学軸に対称に回転させる二
分の一波長板を配置するものである。A projection display apparatus according to claim 1 of the present invention is capable of changing three monochromatic images corresponding to respective primary colors of red, green and blue into two states of transmission and scattering. And a projection lens for enlarging and projecting an image formed on the light valve, a light source that emits a substantially parallel light beam that illuminates the light valve, and an illumination light beam that is a substantially parallel light beam that is emitted from the light source. The optical system includes a color separation mirror for separating the three primary colors of red, green, and blue, and a color combining prism for forming an image on the light valve and then combining the light beams again into one light beam. In a projection display device, in the optical path that passes through each light valve corresponding to red, green, and blue, the vibration surface of each polarization component of the partially polarized light that illuminates the light valve is symmetrically rotated about a predetermined optical axis. Distribute one wavelength plate It is intended to.
【００２０】また、本発明の請求項２に係る投写型表示
装置は、二分の一波長板の光学軸をＰ偏光およびＳ偏光
の振動面と４５°の方向に設定するように配置するもの
である。Further, in the projection type display device according to the second aspect of the present invention, the half-wave plate is arranged so that the optical axis thereof is set at 45 ° with respect to the vibration planes of the P-polarized light and the S-polarized light. is there.
【００２１】また、本発明の請求項３に係る投写型表示
装置は、二分の一波長板の光入射面および光出射面に、
各照明光束のスペクトル特性に応じて無反射コーティン
グを施したものである。According to a third aspect of the present invention, there is provided the projection display device, wherein the half-wave plate has a light incident surface and a light emitting surface.
An antireflection coating is applied according to the spectral characteristics of each illumination luminous flux.
【００２２】また、本発明の請求項４に係る投写型表示
装置は、赤・緑・青の各原色に対応する３枚の単色画像
を透過と散乱の２状態に変化することにより形成するラ
イトバルブと、該ライトバルブに形成された画像を拡大
投写する投写レンズと、前記ライトバルブを照明する略
平行光束を出射する光源と、該光源から出射する略平行
光の照明光束を前記赤・緑・青の３つの原色に分解する
ための色分解ミラーと、該ライトバルブに画像を形成し
た後再び１本の光束に合成するための色合成プリズムに
より構成された光学系を有する投写型表示装置におい
て、色分解系において前記光源から出射される照明光の
うち、不要なスペクトル光を光学系から除去するもので
ある。The projection display apparatus according to a fourth aspect of the present invention is a light formed by changing three monochromatic images corresponding to respective primary colors of red, green and blue into two states of transmission and scattering. A bulb, a projection lens for enlarging and projecting an image formed on the light valve, a light source for emitting a substantially parallel light beam for illuminating the light valve, and an illumination light beam of substantially parallel light emitted from the light source for the red and green light. A projection display device having an optical system including a color separation mirror for separating the three primary colors of blue, and a color combining prism for forming an image on the light valve and then combining the light beams again into one light beam. In the color separation system, unnecessary spectral light of the illumination light emitted from the light source is removed from the optical system.
【００２３】また、本発明の請求項５に係る投写型表示
装置は、不要スペクトル光除去手段として青反射ダイク
ロイックミラーないし青透過ダイクロイックフィルタを
用いるものである。The projection type display device according to a fifth aspect of the present invention uses a blue reflection dichroic mirror or a blue transmission dichroic filter as the unnecessary spectrum light removing means.
【００２４】また、本発明の請求項６に係る投写型表示
装置は、該ダイクロイックミラーを青色光の光路中に設
けた二分の一波長板の後方に配置するものである。Further, in the projection display apparatus according to claim 6 of the present invention, the dichroic mirror is arranged behind a half-wave plate provided in the optical path of blue light.
【００２５】また、本発明の請求項７に係る投写型表示
装置は、不要スペクトル光除去手段としてネオジウムガ
ラスを用いるものである。Further, the projection display device according to the seventh aspect of the present invention uses neodymium glass as the unnecessary spectrum light removing means.
【００２６】また、本発明の請求項８に係る投写型表示
装置は、該ネオジウムガラスを緑色光ないし赤色光対応
のライトバルブの近傍に配置するものである。Further, in the projection display device according to the eighth aspect of the present invention, the neodymium glass is arranged in the vicinity of a light valve for green light or red light.
【００２７】[0027]
【作用】本発明の請求項１に係る投写型表示装置におい
ては、任意のライトバルブを透過する光路中に二分の一
波長板を配置することにより、該二分の一波長板は部分
偏光である照明光の偏光特性を変化させ色合成系の光利
用効率が高くなるように働き、液晶ライトバルブのＴＦ
Ｔの動作特性劣化を防止し高輝度の投写画像を表示する
ことを可能とする。In the projection type display device according to the first aspect of the present invention, the half-wave plate is partially polarized by disposing the half-wave plate in the optical path passing through any light valve. The TF of the liquid crystal light valve works by changing the polarization characteristics of the illumination light to increase the light utilization efficiency of the color combining system.
It is possible to prevent deterioration of the operating characteristics of T and display a high-luminance projection image.
【００２８】また、本発明の請求項２に係る投写型表示
装置においては、前記二分の一波長板の光学軸を４５°
偏光の振動面と一致させることにより、該二分の一波長
板はＰ偏光成分の照明光束とＳ偏光成分の照明光束が変
換されるように働く。Further, in the projection type display apparatus according to claim 2 of the present invention, the optical axis of the half-wave plate is 45 °.
By matching the plane of vibration of the polarized light, the half-wave plate works so that the illumination light flux of the P polarization component and the illumination light flux of the S polarization component are converted.
【００２９】また、本発明の請求項３に係る投写型表示
装置においては、前記二分の一波長板の光入射面および
光出射面に無反射コーティングを施すことにより、該二
分の一波長板の表面でのフレネル反射を防止する。Further, in the projection type display device according to the third aspect of the present invention, by applying an antireflection coating to the light incident surface and the light emitting surface of the half-wave plate, the half-wave plate of the half-wave plate is formed. Prevents Fresnel reflection on the surface.
【００３０】また、本発明の請求項４に係る投写型表示
装置においては、色分離系において不要スペクトル光を
光学系から除去することにより、色合成系の光利用効率
が高くなるように働き、液晶ライトバルブのＴＦＴの動
作特性劣化を防止し高輝度でかつ色再現性の良好な投写
画像を表示することを可能とする。Further, in the projection type display device according to the fourth aspect of the present invention, the unnecessary spectrum light is removed from the optical system in the color separation system, whereby the light utilization efficiency of the color synthesis system is improved, It is possible to display a projected image with high brightness and good color reproducibility by preventing the deterioration of the operating characteristics of the TFT of the liquid crystal light valve.
【００３１】また、本発明の請求項５に係る投写型表示
装置においては、青色光を反射するダイクロイックミラ
ーないし青色光を透過するダイクロイックフィルタを用
いて不要スペクトル光を光学系から除去することによ
り、容易に色合成系への不要光の入射を防止する。In the projection display apparatus according to the fifth aspect of the present invention, unnecessary spectral light is removed from the optical system by using a dichroic mirror that reflects blue light or a dichroic filter that transmits blue light. Easily prevent unnecessary light from entering the color combining system.
【００３２】また、本発明の請求項６に係る投写型表示
装置においては、前記青反射ダイクロイックミラーを二
分の一波長板の後方に配置することにより、該ダイクロ
イックミラーによる青色光の損失を防止する。Further, in the projection display apparatus according to the sixth aspect of the present invention, the blue reflection dichroic mirror is arranged behind the half-wave plate to prevent the loss of blue light due to the dichroic mirror. .
【００３３】また、本発明の請求項７に係る投写型表示
装置においては、ネオジウムガラスを用いて不要スペク
トル光を光学系から除去することにより、容易に色合成
系への不要光の入射を防止する。Further, in the projection type display apparatus according to the seventh aspect of the present invention, the unnecessary spectrum light is removed from the optical system by using neodymium glass to easily prevent the unnecessary light from entering the color combining system. To do.
【００３４】また、本発明の請求項８に係る投写型表示
装置においては、ネオジウムガラスを緑色光ないし赤色
光の光路中に配置することにより、該ネオジウムガラス
による光損失を防止する。In the projection display device according to the eighth aspect of the present invention, by disposing neodymium glass in the optical path of green light or red light, light loss due to the neodymium glass is prevented.
【００３５】[0035]
実施例１．図１は本発明の実施例１における投写型表示
装置の光学系を示す構成図である。図において、１は光
源、２はランプ、３は反射鏡、１００は光源１から出射
する照明光、４は可視光領域のみを透過するフィルタ、
５ａ、５ｂは特定波長を反射する第１および第２のダイ
クロイックミラー、６ａ、６ｂ、６ｃは反射ミラー、２
１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂは二分の一波長板、７Ｒ、７Ｇ、
７Ｂは液晶ライトバルブ、８は色を合成するダイクロイ
ックプリズム、９は投写レンズ、１０はスクリーンであ
る。Example 1. First Embodiment FIG. 1 is a configuration diagram showing an optical system of a projection display device according to a first embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a light source, 2 is a lamp, 3 is a reflecting mirror, 100 is illumination light emitted from the light source 1, 4 is a filter which transmits only a visible light region,
5a and 5b are first and second dichroic mirrors that reflect a specific wavelength, 6a, 6b and 6c are reflection mirrors, and 2
1R, 21G and 21B are half-wave plates, 7R and 7G,
7B is a liquid crystal light valve, 8 is a dichroic prism for combining colors, 9 is a projection lens, and 10 is a screen.
【００３６】まず、上記実施例の動作について説明す
る。図１において、ランプ２はメタルハライドランプ、
キセノンランプ、ハロゲンランプ等の白色光源が用いら
れており、図２に一例としてメタルハライドランプの分
光特性を示す。反射鏡３はランプ２の発光点近傍に焦点
位置を有する放物面鏡であり、該放物面鏡の反射面には
必要に応じて赤外光を透過するコーティング（例：７０
０[nm]以上の波長帯域を透過）が施され、液晶ライトバ
ルブ側に熱が放射される割合を低減している。ランプ２
を出射した光束のうち放物面鏡３を反射した光束は、略
平行光の照明光束１００となりフィルタ４に入射する。
該フィルタ４は可視光のみを透過し、不要な赤外・紫外
光を反射ないし吸収（例：４００〜７００[nm]の波長帯
域を透過）する。First, the operation of the above embodiment will be described. In FIG. 1, a lamp 2 is a metal halide lamp,
A white light source such as a xenon lamp or a halogen lamp is used, and the spectral characteristics of a metal halide lamp are shown in FIG. 2 as an example. The reflecting mirror 3 is a parabolic mirror having a focal position in the vicinity of the light emitting point of the lamp 2, and the reflecting surface of the parabolic mirror has a coating that transmits infrared light as needed (eg, 70).
(Transmitting wavelength band of 0 [nm] or more) is applied to reduce the rate of heat radiation to the liquid crystal light valve side. Lamp 2
The light flux reflected by the parabolic mirror 3 among the light flux emitted from the light source becomes a substantially parallel illumination light flux 100 and enters the filter 4.
The filter 4 transmits only visible light, and reflects or absorbs unnecessary infrared / ultraviolet light (eg, transmits a wavelength band of 400 to 700 [nm]).
【００３７】フィルタ４を透過した照明光１００は、第
１のダイクロイックミラー５ａに入射する。該ダイクロ
イックミラー５ａは、緑色光１００Ｇおよび青色光１０
０Ｂを反射し赤色光１００Ｒを透過する。赤色光１００
Ｒは、反射ミラー６ａによって光路を折り曲げられて二
分の一波長板２１Ｒを介して液晶ライトバルブ７Ｒに照
射される。第１のダイクロイックミラー５ａを反射した
緑色光１００Ｇおよび青色光１００Ｂは、第２のダイク
ロイックミラー５ｂに入射する。該ダイクロイックミラ
ー５ｂは、緑色光１００Ｇを反射し青色光１００Ｂを透
過する。緑色光１００Ｇは、二分の一波長板２１Ｇを介
して液晶ライトバルブ７Ｇに照射される。第２のダイク
ロイックミラー５ｂを透過した青色光１００Ｂは２枚の
反射ミラー６ｂ、６ｃによって光路を折り曲げられて二
分の一波長板２１Ｂを介して液晶ライトバルブ７Ｂに照
射される。The illumination light 100 that has passed through the filter 4 enters the first dichroic mirror 5a. The dichroic mirror 5a has a green light 100G and a blue light 10
It reflects 0B and transmits red light 100R. Red light 100
The light path of R is bent by the reflection mirror 6a and is applied to the liquid crystal light valve 7R through the half-wave plate 21R. The green light 100G and the blue light 100B reflected by the first dichroic mirror 5a enter the second dichroic mirror 5b. The dichroic mirror 5b reflects the green light 100G and transmits the blue light 100B. The green light 100G is applied to the liquid crystal light valve 7G through the half-wave plate 21G. The blue light 100B transmitted through the second dichroic mirror 5b has its optical path bent by the two reflection mirrors 6b and 6c and is applied to the liquid crystal light valve 7B through the half-wave plate 21B.
【００３８】液晶ライトバルブ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂに形成
された画像で変調された光束１００Ｒ、１００Ｇ、１０
０Ｂは赤・青色光を選択的に反射し、緑色光を選択的に
透過する公知のダイクロイックプリズム８によって再び
１本の光束に合成されて投写レンズ９に入射する。該投
写レンズ９を透過した光束は投写光１０１となり、スク
リーン１０上に投写画像として拡大結像され鑑賞に供さ
れる。Light fluxes 100R, 100G, 10 modulated by the image formed on the liquid crystal light valves 7R, 7G, 7B.
0B selectively reflects red / blue light, and a known dichroic prism 8 that selectively transmits green light again combines the light beams into one light beam and makes it enter the projection lens 9. The light flux that has passed through the projection lens 9 becomes projection light 101, which is magnified and formed as a projection image on the screen 10 for viewing.
【００３９】まず、二分の一波長板２１の原理について
説明する。図３は本発明の実施例１に示す二分の一波長
板の動作説明図であり、図１における二分の一波長板２
１の光学軸２２と該二分の一波長板２１への入射光およ
び出射光との関係を示している。ランダム偏光である自
然光が二分の一波長板に入射すると、入射光の任意偏光
の振動面と該二分の一波長板の光学軸のなす角度をαと
すると、出射光は入射光の任意偏光の振動面に対して二
分の一波長板の光学軸対称の角度２αの振動面を有する
偏光となる。本実施例では、Ｓ偏光の振動面およびＰ偏
光の振動面と二分の一波長板の光学軸とのなす角度αを
共に４５度に設定することにより、角度２αは９０度と
した。従って、入射光のうちＳ偏光成分は二分の一波長
板を透過することによりＰ偏光の振動面を有する光とし
て出射され、同様にしてＰ偏光成分はＳ偏光の振動面を
有する光として出射される。First, the principle of the half-wave plate 21 will be described. FIG. 3 is an operation explanatory view of the half-wave plate according to the first embodiment of the present invention, and the half-wave plate 2 in FIG.
The relationship between the optical axis 22 of No. 1 and the incident light and the outgoing light to the half-wave plate 21 is shown. When natural light, which is randomly polarized, is incident on the half-wave plate, if the angle between the oscillating surface of the arbitrary polarization of the incident light and the optical axis of the half-wave plate is α, then the outgoing light is of the arbitrary polarization of the incident light. The polarized light has a vibrating surface at an angle 2α that is symmetric about the optical axis of the half-wave plate with respect to the vibrating surface. In this embodiment, the angle 2α is set to 90 degrees by setting both the angle α formed by the oscillating surface of S-polarized light and the oscillating surface of P-polarized light and the optical axis of the half-wave plate to 45 degrees. Therefore, the S-polarized component of the incident light is emitted as light having a P-polarized vibration surface by passing through the half-wave plate, and similarly, the P-polarized component is emitted as light having an S-polarized vibration surface. It
【００４０】次に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）各単
色光の光路における色分離合成系の分光特性について説
明する。図４は本発明の実施例１に示すＲ透過ダイクロ
イックミラーの分光透過特性図、図５は本発明の実施例
１に示すＧ反射ダイクロイックミラーの分光透過特性図
であり、図６はダイクロイックプリズムの分光透過／反
射特性図である。Next, the spectral characteristics of the color separation / synthesis system in the optical paths of R (red), G (green), and B (blue) monochromatic light will be described. 4 is a spectral transmission characteristic diagram of the R transmission dichroic mirror shown in the first embodiment of the present invention, FIG. 5 is a spectral transmission characteristic diagram of the G reflection dichroic mirror shown in the first embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram of the dichroic prism. It is a spectral transmission / reflection characteristic figure.
【００４１】図１において、赤色投写光の色相に寄与す
る色分離系は第１のダイクロイックミラー５ａであり、
該ダイクロイックミラー５ａは赤色光を透過する機能を
有する。図４に示すようにＰ偏光成分の方がＳ偏光成分
よりも透過帯域が広いので、赤色照明光１００ＲはＰ偏
光成分がＳ偏光成分よりも強い部分偏光となる。該赤色
照明光１００Ｒは反射ミラー６ａを介して二分の一波長
板２１Ｒを透過することにより、Ｐ偏光成分の分光特性
とＳ偏光成分の分光特性が入れ換わり、Ｓ偏光成分がＰ
偏光成分よりも強い部分偏光に変換される。変換された
赤色照明光１００Ｒは、液晶ライトバルブ７Ｒを介して
ダイクロイックプリズム８に入射する。該ダイクロイッ
クプリズム８は投写レンズ９の方向に赤色光を反射する
機能を有するので、Ｒ反射面の分光特性は図６（ａ）に
示すようにＳ偏光成分の方がＰ偏光成分よりも反射帯域
が広い。従って、ダイクロイックプリズム８のＲ反射面
は赤色照明光１００ＲのＰ／Ｓ両偏光成分を効率よく投
写レンズ９の方向に反射させることができる。In FIG. 1, the color separation system that contributes to the hue of the red projection light is the first dichroic mirror 5a,
The dichroic mirror 5a has a function of transmitting red light. As shown in FIG. 4, the P polarized component has a wider transmission band than the S polarized component, and thus the red illumination light 100R is a partial polarized light in which the P polarized component is stronger than the S polarized component. The red illumination light 100R is transmitted through the half-wave plate 21R through the reflection mirror 6a, so that the spectral characteristics of the P-polarized component and the S-polarized component are exchanged, and the S-polarized component is converted to the P-polarized component.
It is converted into partial polarized light which is stronger than the polarized component. The converted red illumination light 100R enters the dichroic prism 8 through the liquid crystal light valve 7R. Since the dichroic prism 8 has a function of reflecting red light in the direction of the projection lens 9, the spectral characteristics of the R reflecting surface are such that the S polarization component is in the reflection band rather than the P polarization component as shown in FIG. 6A. Is wide. Therefore, the R reflection surface of the dichroic prism 8 can efficiently reflect both the P / S polarized components of the red illumination light 100R toward the projection lens 9.
【００４２】緑色投写光の色相に寄与する色分離系は第
２のダイクロイックミラー５ｂであり、該ダイクロイッ
クミラー５ｂは緑色光を反射する機能を有する。図５に
示すようにＰ偏光成分の方がＳ偏光成分よりも透過帯域
が広い、つまりＳ偏光成分の方がＰ偏光成分よりも反射
帯域が広いので、緑色照明光１００ＧはＳ偏光成分がＰ
偏光成分よりも強い部分偏光となる。該緑色照明光１０
０Ｇは二分の一波長板２１Ｇを透過することにより、同
様にＰ偏光成分の分光特性とＳ偏光成分の分光特性が入
れ換わり、Ｐ偏光成分がＳ偏光成分よりも強い部分偏光
に変換される。変換された緑色照明光１００Ｇは、液晶
ライトバルブ７Ｇを介してダイクロイックプリズム８に
入射する。該ダイクロイックプリズム８は投写レンズ９
の方向に緑色光を透過する機能を有し、図６（ｂ）に示
すようにＰ偏光成分の方がＳ偏光成分よりも透過帯域が
広い分光特性を有する。従って、ダイクロイックプリズ
ム８は緑色照明光１００ＧのＰ／Ｓ両偏光成分を効率よ
く投写レンズ９の方向に透過させることができる。The color separation system that contributes to the hue of the green projection light is the second dichroic mirror 5b, and the dichroic mirror 5b has a function of reflecting green light. As shown in FIG. 5, the P-polarized component has a wider transmission band than the S-polarized component, that is, the S-polarized component has a wider reflection band than the P-polarized component.
The partial polarization becomes stronger than the polarization component. The green illumination light 10
By transmitting the half-wave plate 21G of 0G, the spectral characteristics of the P-polarized component and the spectral characteristics of the S-polarized component are similarly interchanged, and the P-polarized component is converted into partial polarized light stronger than the S-polarized component. The converted green illumination light 100G enters the dichroic prism 8 through the liquid crystal light valve 7G. The dichroic prism 8 is a projection lens 9
6B has a function of transmitting green light, and as shown in FIG. 6B, the P-polarized component has a spectral characteristic in which the transmission band is wider than that of the S-polarized component. Therefore, the dichroic prism 8 can efficiently transmit both the P / S polarized components of the green illumination light 100G toward the projection lens 9.
【００４３】青色投写光の色相に寄与する色分離系は第
２のダイクロイックミラー５ｂである。該ダイクロイッ
クミラー５ｂは青色光を透過する機能を有し、図５に示
すようにＰ偏光成分の方がＳ偏光成分よりも透過帯域が
広いので、青色照明光１００ＢはＰ偏光成分がＳ偏光成
分よりも強い部分偏光となる。該青色照明光１００Ｂは
反射ミラー６ｂ、６ｃを介して二分の一波長板２１Ｂを
透過することにより、同様にＰ偏光成分の分光特性とＳ
偏光成分の分光特性が入れ換わり、Ｓ偏光成分がＰ偏光
成分よりも強い部分偏光に変換される。変換された青色
照明光１００Ｂは、液晶ライトバルブ７Ｂを介してダイ
クロイックプリズム８に入射する。該ダイクロイックプ
リズム８は投写レンズ９の方向に青色光を反射する機能
を有し、Ｂ反射面の分光特性は図６（ｃ）に示すように
Ｓ偏光成分の方がＰ偏光成分よりも反射帯域が広い。従
って、ダイクロイックプリズム８のＢ反射面は青色照明
光１００ＢのＰ／Ｓ両偏光成分を効率よく投写レンズ９
の方向に反射させることができる。The color separation system that contributes to the hue of the blue projected light is the second dichroic mirror 5b. The dichroic mirror 5b has a function of transmitting blue light. Since the P polarization component has a wider transmission band than the S polarization component as shown in FIG. 5, the blue illumination light 100B has the P polarization component of the S polarization component. Partial polarization is stronger than that. The blue illumination light 100B is transmitted through the half-wave plate 21B via the reflection mirrors 6b and 6c, so that the spectral characteristics of the P-polarized component and S
The spectral characteristics of the polarized components are exchanged, and the S polarized component is converted into partial polarized light which is stronger than the P polarized component. The converted blue illumination light 100B enters the dichroic prism 8 through the liquid crystal light valve 7B. The dichroic prism 8 has a function of reflecting blue light in the direction of the projection lens 9, and the spectral characteristics of the B-reflecting surface are such that the S-polarized component has a reflection band larger than that of the P-polarized component as shown in FIG. 6C. Is wide. Therefore, the B reflecting surface of the dichroic prism 8 efficiently projects the P / S polarized components of the blue illumination light 100B.
Can be reflected in the direction of.
【００４４】以上により、二分の一波長板を液晶ライト
バルブの手前に配置して照明光のＰ偏光成分の分光特性
とＳ偏光の分光特性を入れ換えることにより、色分離系
の分光特性におけるＰ偏光／Ｓ偏光のカットオフ波長の
関係と色合成系の分光特性におけるＰ偏光／Ｓ偏光のカ
ットオフ波長の関係を一致させることができる。As described above, the half-wave plate is arranged in front of the liquid crystal light valve, and the spectral characteristics of the P-polarized component of the illumination light and the spectral characteristics of the S-polarized light are exchanged, whereby the P-polarized light in the spectral characteristics of the color separation system is changed. It is possible to match the relationship between the cutoff wavelengths of / S-polarized light and the relationship between the cutoff wavelengths of P-polarized light and S-polarized light in the spectral characteristics of the color combining system.
【００４５】公知の通り、二分の一波長板は全ての波長
において図３に示すような作用をするのではなく、照明
光の任意の偏光成分が二分の一波長板に入射すると位相
差の波長依存性により透過光の偏光状態が波長によって
異なる。二分の一波長板に入射する任意の偏光成分φo
のうち、正規の偏光状態に変換される成分φは、下記の
式で表される。 φ＝φo・ｓｉｎ2δ （１） 但し、δ≡л・Ｒ／λ Ｒ＝λ0 ／２ Ｒ：二分の一波長板のリタデーション λ：波長 λ0 ：設計中心波長 また、二分の一波長板によって生じる位相差△は次式で
与えられる。 △＝２・л・Ｒ／λ （２） つまり、波長λが二分の一波長板のリタデーションの２
倍の値からずれるにつれて偏光変換率φ／φoが低下し
てしまうことになる。As is well known, the half-wave plate does not function as shown in FIG. 3 at all wavelengths, but when an arbitrary polarization component of the illumination light enters the half-wave plate, the wavelength of the phase difference is increased. Due to the dependence, the polarization state of the transmitted light differs depending on the wavelength. Arbitrary polarization component φo incident on the half-wave plate
Of these, the component φ that is converted to the regular polarization state is represented by the following formula. φ = φo · sin 2 δ ( 1) where, δ≡л · R / λ R = λ 0/2 R: retardation of the half-wave plate lambda: wavelength lambda 0: design center wavelength Also, the half-wave plate The phase difference Δ caused by is given by the following equation. △ = 2 ・ л ・ R / λ (2) That is, the wavelength λ is 2 of the retardation of the half-wave plate.
The polarization conversion rate φ / φo will decrease as it deviates from the doubled value.
【００４６】しかしながら、各二分の一波長板に入射す
る照明光はＲＧＢいずれかの単色光であるので、各単色
光の中心波長をそれぞれ６１０ｎｍ、５４０ｎｍ、４７
０ｎｍとすると、各光路用の二分の一波長板のリタデー
ションをそれぞれ３０５ｎｍ、２７０ｎｍ、２３５ｎｍ
と設定することにより、位相差の波長依存性による偏光
変換率の低下を最小限にすることができる。その時の偏
光変換率の計算結果を図７に示す。各単色光対応の二分
の一波長板とも中心波長から±５０ｎｍずれても偏光変
換率が９５％以上あり、問題ないことがわかる。However, since the illumination light incident on each half-wave plate is one of RGB monochromatic light, the central wavelength of each monochromatic light is 610 nm, 540 nm, and 47, respectively.
0 nm, the retardation of the half-wave plate for each optical path is 305 nm, 270 nm, 235 nm, respectively.
By setting, it is possible to minimize the decrease in the polarization conversion rate due to the wavelength dependence of the phase difference. The calculation result of the polarization conversion rate at that time is shown in FIG. It can be seen that the half-wave plate for each monochromatic light has a polarization conversion rate of 95% or more even if it deviates from the center wavelength by ± 50 nm, which shows no problem.
【００４７】また、二分の一波長板２１の光入射面およ
び光出射面には、必要に応じて片面もしくは両面に公知
の誘電体多層膜から成る無反射コーティング（例．Ｒ
用：６００〜７００[nm]、Ｇ用：５００〜６００[nm]、
Ｂ用：４００〜５００[nm]の波長帯域を透過）が施され
ている。これにより、該二分の一波長板２１の透過率を
若干向上させることができる。さらに、二分の一波長板
２１の入射光および透過光は略平行光であるために、分
光透過特性の入射角依存性が大きく問題とならない。従
って、上記コーティングを多層薄膜により構成すること
ができるので、表面におけるフレネル反射を最小限に抑
えることができる。Further, the light incident surface and the light emitting surface of the half-wave plate 21 may have a non-reflective coating made of a known dielectric multilayer film on one side or both sides as required (eg, R).
For: 600-700 [nm], For G: 500-600 [nm],
For B: 400-500 [nm] wavelength band is transmitted). Thereby, the transmittance of the half-wave plate 21 can be slightly improved. Further, since the incident light and the transmitted light of the half-wave plate 21 are substantially parallel light, the incident angle dependency of the spectral transmission characteristic does not pose a problem. Therefore, since the coating can be composed of a multilayer thin film, Fresnel reflection on the surface can be minimized.
【００４８】本発明においては、色合成系の光利用効率
を高くすることにより色合成系から液晶ライトバルブへ
の戻り光を最小限にすることができ、該液晶ライトバル
ブの動作特性への悪影響を低減した偏光板不要の高輝度
の投写型表示装置が実現できる。In the present invention, by increasing the light utilization efficiency of the color synthesizing system, the return light from the color synthesizing system to the liquid crystal light valve can be minimized, which adversely affects the operating characteristics of the liquid crystal light valve. It is possible to realize a high-luminance projection display device that does not require a polarizing plate.
【００４９】また、本実施例では光源の反射鏡として放
物面鏡を用いたが、楕円面鏡を用いても良い。図８は本
発明の実施例１における楕円鏡を用いた場合の投写型表
示装置を示す構成図である。図において、３３は楕円面
鏡、３４は照明系絞り、３５はコリメータレンズ、３６
は反射ミラーもしくは赤外光を透過（例：７００[nm]以
上の波長帯域を透過）するコールドミラーである。Although a parabolic mirror is used as the reflecting mirror of the light source in this embodiment, an ellipsoidal mirror may be used. FIG. 8 is a configuration diagram showing a projection type display device using an elliptic mirror according to the first embodiment of the present invention. In the figure, 33 is an ellipsoidal mirror, 34 is an illumination system diaphragm, 35 is a collimator lens, 36
Is a reflection mirror or a cold mirror that transmits infrared light (eg, transmits a wavelength band of 700 [nm] or more).
【００５０】楕円面鏡３３はランプ２の発光点付近に第
１焦点位置を有し、ランプ２を出射した光束のうち楕円
面鏡３３を反射した光束は、該楕円面鏡３３の第２焦点
付近に集光され二次光源を形成する。ランプ２にキセノ
ンランプのような点発光に近い光源を使用すると、楕円
面鏡３３の第２焦点には非常に小さい集光スポットが得
られるが、メタルハライドランプのような線発光の光源
を使用すると得られる集光スポット径も有限の大きさと
なるために、照明系の絞り３４を配置して集光スポット
径を制限し二次光源の開口径を調節する。次に、焦点距
離がｆ1 のコリメータレンズ３５を楕円面鏡３３の第２
焦点位置からほぼｆ1 だけ離して配置することにより、
第２焦点位置付近から発散した光束はミラー３６を介し
て実施例１と同様に略平行光の照明光束１００となる。The ellipsoidal mirror 33 has a first focal point position near the light emitting point of the lamp 2, and the light flux emitted from the lamp 2 and reflected by the ellipsoidal mirror 33 is the second focal point of the ellipsoidal mirror 33. It is condensed in the vicinity and forms a secondary light source. If a light source close to point emission such as a xenon lamp is used for the lamp 2, a very small focused spot can be obtained at the second focal point of the ellipsoidal mirror 33, but if a linear light source such as a metal halide lamp is used. Since the obtained focused spot diameter is also a finite size, the diaphragm 34 of the illumination system is arranged to limit the focused spot diameter and adjust the aperture diameter of the secondary light source. Next, the collimator lens 35 having a focal length of f1 is attached to the second ellipsoidal mirror 33.
By arranging it approximately f1 away from the focal position,
The light flux diverging from the vicinity of the second focus position becomes a substantially parallel illumination light flux 100 via the mirror 36 as in the first embodiment.
【００５１】図９は照明系絞りと投写レンズの入射瞳の
動作説明図である。図において、９０は投写レンズ９の
絞り、９１は投写レンズ９の入射瞳である。照明光束１
００の平行度はコリメータレンズ３５の焦点距離ｆ1 と
照明系絞り３４の開口径ａにより決まり、照明光束１０
０の発散半角θ1は（３）式の関係で与えられる。 ｔａｎ（θ1）＝ａ／（２・ｆ1） （３）FIG. 9 is a diagram for explaining the operation of the illumination system diaphragm and the entrance pupil of the projection lens. In the figure, 90 is a diaphragm of the projection lens 9, and 91 is an entrance pupil of the projection lens 9. Illumination luminous flux 1
The parallelism of 00 is determined by the focal length f1 of the collimator lens 35 and the aperture diameter a of the illumination system diaphragm 34.
The divergence half-angle θ1 of 0 is given by the relationship of equation (3). tan (θ1) = a / (2 · f1) (3)
【００５２】同様に、投写レンズの受容半角θ2は液晶
ライトバルブから入射瞳までの距離をＬ、入射瞳径をｂ
とすると、（４）式の関係で与えられる。 ｔａｎ（θ2）＝ｂ／（２・Ｌ） （４） この時、投写レンズのＦ値は（５）式で与えられる。 Ｆ≒１／２・ｔａｎ（θ2） （５）Similarly, the acceptance half-angle θ2 of the projection lens is L, the distance from the liquid crystal light valve to the entrance pupil is L, and the entrance pupil diameter is b.
Then, it is given by the relationship of equation (4). tan (θ2) = b / (2 · L) (4) At this time, the F value of the projection lens is given by the equation (5). F ≒ 1/2 ・ tan (θ2) (5)
【００５３】液晶ライトバルブの透過モード時の投写光
束を大きくするためには、入射瞳径を大きくする必要が
ある。逆に、散乱モード時の投写光束を小さくするため
には、入射瞳径を小さくし散乱光を除去する必要があ
る。In order to increase the projection light flux of the liquid crystal light valve in the transmission mode, it is necessary to increase the entrance pupil diameter. On the contrary, in order to reduce the projection light flux in the scattering mode, it is necessary to reduce the entrance pupil diameter and remove the scattered light.
【００５４】照明系の絞り３４のＳ１面と入射瞳９１の
Ｓ２面とは共役な関係にあり、照明系の絞り３４の開口
形状と相似の光源像が絞り９０の位置に結像されてい
る。照明系の絞り３４の径ａと光源像の径ｂ■とは、 ａ／ｂ■＝ｆ1／ｆ2 （６） の関係で表わされる。但し、ｆ2 はテレセントリック投
写レンズの絞り９０より液晶ライトバルブ７側にあるレ
ンズ系の焦点距離である。The S1 surface of the diaphragm 34 of the illumination system and the S2 surface of the entrance pupil 91 have a conjugate relationship, and a light source image similar to the aperture shape of the diaphragm 34 of the illumination system is formed at the position of the diaphragm 90. . The diameter a of the diaphragm 34 of the illumination system and the diameter b of the light source image are represented by the following relationship: a / b * = f1 / f2 (6). However, f2 is the focal length of the lens system on the liquid crystal light valve 7 side of the aperture 90 of the telecentric projection lens.
【００５５】従って、照明系の絞り径の変化に対して、
透過モード時の投写光束の損失を最小限に抑えてかつ最
大コントラストの投写画像を得るためには、光源像の径
ｂ■と実絞り径ｂ■ とが等しくなればよく、照明系の
絞り径ａと、投写レンズ９の絞り径ｂ■と、コリメータ
レンズ３５の焦点距離f1 と、投写レンズ９の絞り９０
よりも液晶ライトバルブ側のレンズ系の焦点距離f2 と
の関係が、 ａ＝ｂ■・（ｆ1／ｆ2） （７） となるように設定すればよい。Therefore, with respect to changes in the aperture diameter of the illumination system,
In order to obtain the projected image with the maximum contrast while minimizing the loss of the projected light flux in the transmission mode, it is sufficient that the light source image diameter b ■ and the actual diaphragm diameter b ■ are equal. a, the diaphragm diameter b of the projection lens 9, the focal length f1 of the collimator lens 35, and the diaphragm 90 of the projection lens 9.
The relationship with the focal length f2 of the lens system on the liquid crystal light valve side may be set so that a = b *. (F1 / f2) (7).
【００５６】以上により、照明系の絞り径と投写レンズ
の絞り径を本楕円照明系を用いることにより、液晶ライ
トバルブの動作特性への悪影響を低減するのみならず、
常に最適なコントラストでかつ高輝度の投写型表示装置
が実現できる。As described above, by using the elliptical illumination system for the aperture diameter of the illumination system and the aperture diameter of the projection lens, not only the adverse effect on the operating characteristics of the liquid crystal light valve is reduced, but also
It is possible to realize a projection display device that always has the optimum contrast and high brightness.
【００５７】実施例２．図１０は本発明の実施例２にお
ける投写型表示装置の光学系を示す構成図である。図に
おいて、１００Ｎは不要光、５ｃは該不要光を光学系か
ら除去する第３のダイクロイックミラーであり、図１１
にその分光反射特性を示す。Example 2. FIG. 10 is a configuration diagram showing an optical system of the projection type display apparatus in Embodiment 2 of the present invention. In the figure, 100N is unnecessary light, and 5c is a third dichroic mirror for removing the unnecessary light from the optical system.
Shows its spectral reflection characteristics.
【００５８】メタルハライドランプ２の出射光スペクト
ルは、図２に示すように５８０ｎｍ付近に輝線の強い成
分が存在しているが、ＲないしＧの単色光に含有させる
と高輝度化につながるもののそれぞれ橙色系の赤色光お
よび黄緑色系の緑色光となってしまう。従って、ＲＧＢ
各単色光の色相を良好にする、つまり投写光の色再現範
囲を広くするためには、実際には不要なスペクトル光成
分である。As shown in FIG. 2, the emission spectrum of the metal halide lamp 2 has a strong emission line component near 580 nm, but when it is included in the R or G monochromatic light, it leads to high brightness, but each has an orange color. The red light of the system and the green light of the yellow-green system are generated. Therefore, RGB
In order to improve the hue of each monochromatic light, that is, to widen the color reproduction range of the projection light, it is actually an unnecessary spectrum light component.
【００５９】まず、上記実施例の動作について説明す
る。実施例１と同様に、メタルハライドランプ２を出射
した光束のうち放物面鏡３を反射した光束は、略平行光
の照明光束１００となりフィルタ４に入射する。該フィ
ルタ４は可視光のみを透過し、不要な赤外・紫外光を反
射ないし吸収（例：４００〜７００[nm]の波長帯域を透
過）する。First, the operation of the above embodiment will be described. Similar to the first embodiment, the light flux emitted from the metal halide lamp 2 and reflected by the parabolic mirror 3 becomes an illumination light flux 100 of substantially parallel light and enters the filter 4. The filter 4 transmits only visible light, and reflects or absorbs unnecessary infrared / ultraviolet light (eg, transmits a wavelength band of 400 to 700 [nm]).
【００６０】フィルタ４を透過した照明光１００は、第
１のダイクロイックミラー５ａに入射する。該ダイクロ
イックミラー５ａは、緑色光１００Ｇ、青色光１００Ｂ
および不要光１００Ｎを反射し赤色光１００Ｒを透過す
る。赤色光１００Ｒは、反射ミラー６ａによって光路を
折り曲げられて二分の一波長板２１Ｒを介して液晶ライ
トバルブ７Ｒに照射される。第１のダイクロイックミラ
ー５ａを反射した緑色光１００Ｇ、青色光１００Ｂおよ
び不要光１００Ｎは、第２のダイクロイックミラー５ｂ
に入射する。該ダイクロイックミラー５ｂは、緑色光１
００Ｇを反射し青色光１００Ｂおよび不要光１００Ｎを
透過する。緑色光１００Ｇは、二分の一波長板２１Ｇを
介して液晶ライトバルブ７Ｇに照射される。第２のダイ
クロイックミラー５ｂを透過した青色光１００Ｂおよび
不要光１００Ｎは反射ミラー６ｂによって光路を折り曲
げられ、さらに二分の一波長板２１Ｂを介して第３のダ
イクロイックミラー５ｃによって不要光１００Ｎは透過
されて光学系から除去され、青色光１００Ｂのみが光路
を折り曲げられて液晶ライトバルブ７Ｂに照射される。The illumination light 100 that has passed through the filter 4 enters the first dichroic mirror 5a. The dichroic mirror 5a has a green light 100G and a blue light 100B.
The unnecessary light 100N is reflected and the red light 100R is transmitted. The red light 100R has its optical path bent by the reflection mirror 6a and is applied to the liquid crystal light valve 7R via the half-wave plate 21R. The green light 100G, the blue light 100B, and the unnecessary light 100N reflected by the first dichroic mirror 5a are converted into the second dichroic mirror 5b.
Incident on. The dichroic mirror 5b emits green light 1
00G is reflected, and blue light 100B and unnecessary light 100N are transmitted. The green light 100G is applied to the liquid crystal light valve 7G through the half-wave plate 21G. The blue light 100B and the unnecessary light 100N transmitted through the second dichroic mirror 5b have their optical paths bent by the reflection mirror 6b, and the unnecessary light 100N is transmitted by the third dichroic mirror 5c through the half-wave plate 21B. After being removed from the optical system, only the blue light 100B has its optical path bent and is applied to the liquid crystal light valve 7B.
【００６１】液晶ライトバルブ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂに形成
された画像で変調された光束１００Ｒ、１００Ｇ、１０
０Ｂは赤・青色光を選択的に反射し、緑色光を選択的に
透過する公知のダイクロイックプリズム８によって再び
１本の光束に合成されて投写レンズ９に入射する。該投
写レンズ９を透過した光束は投写光１０１となり、スク
リーン１０上に投写画像として拡大結像され鑑賞に供さ
れる。Light fluxes 100R, 100G, 10 modulated by the image formed on the liquid crystal light valves 7R, 7G, 7B.
0B selectively reflects red / blue light, and a known dichroic prism 8 that selectively transmits green light again combines the light beams into one light beam and makes it enter the projection lens 9. The light flux that has passed through the projection lens 9 becomes projection light 101, which is magnified and formed as a projection image on the screen 10 for viewing.
【００６２】いま、図１２において第３のダイクロイッ
クミラーの代わりとして反射ミラーを配置したとする
と、不要光１００Ｎが第２のダイクロイックミラー５ｂ
を透過した場合、該不要光１００Ｎはダイクロイックプ
リズム８に入射してもＢ反射面で投写レンズ９の方向に
反射されないので投写光の色相には影響しないものの、
図１９で示したようにＲないしＧ用液晶ライトバルブ７
Ｒ、７Ｇの出射面に入射し、ＴＦＴの動作特性に悪影響
を及ぼす。そこで、第３のダイクロイックミラー５ｃに
不要光を透過する機能をもたせることにより、該不要光
がダイクロイックプリズム８に入射することが防止でき
る。Now, assuming that a reflecting mirror is arranged in place of the third dichroic mirror in FIG. 12, the unnecessary light 100N is emitted from the second dichroic mirror 5b.
, The unnecessary light 100N is not reflected toward the projection lens 9 by the B reflection surface even if it enters the dichroic prism 8, so that the hue of the projection light is not affected.
As shown in FIG. 19, the liquid crystal light valve for R or G 7
It is incident on the emission surfaces of R and 7G and adversely affects the operating characteristics of the TFT. Therefore, by providing the third dichroic mirror 5c with a function of transmitting unnecessary light, it is possible to prevent the unnecessary light from entering the dichroic prism 8.
【００６３】第３のダイクロイックミラー５ｃは、ダイ
クロイックプリズム８のＢ反射同様にＳ偏光成分の方が
Ｐ偏光成分よりも反射帯域が広いので、二分の一波長板
２１Ｂを該ダイクロイックミラー５ｃの手前に配置する
ことにより、該ダイクロイックミラー５ｃによる青色光
の光損失を防止することができる。さらに、青色光と不
要光は波長的に隣接していないので、容易に不要光を十
分除去することができる。In the third dichroic mirror 5c, the reflection band of the S polarization component is wider than that of the P polarization component like the B reflection of the dichroic prism 8. Therefore, the half wave plate 21B is placed in front of the dichroic mirror 5c. By arranging them, it is possible to prevent light loss of blue light due to the dichroic mirror 5c. Furthermore, since the blue light and the unnecessary light are not adjacent to each other in terms of wavelength, the unnecessary light can be easily and sufficiently removed.
【００６４】なお、上記のようにＢ反射ダイクロイック
ミラーを用いて不要光を光学系から除去したのは本発明
の一例であり、Ｂ光のみを選択的に透過するダイクロイ
ックフィルタをＢ用液晶ライトバルブ７Ｂの手前に配置
することにより不要光を除去した場合でも本発明の主旨
をそこなうものではないことはもちろんである。また、
実施例１と同様に、楕円面鏡とコリメータレンズとを組
み合わせた光源系で照明用の平行光束を得る構成でもよ
い。The unnecessary light is removed from the optical system by using the B reflection dichroic mirror as described above, which is an example of the present invention. A dichroic filter for selectively transmitting only the B light is used as a liquid crystal light valve for B. Of course, even if unnecessary light is removed by arranging it before 7B, it does not defeat the purpose of the present invention. Also,
Similar to the first embodiment, the light source system in which the ellipsoidal mirror and the collimator lens are combined may be used to obtain the parallel light flux for illumination.
【００６５】本発明においては、光源からの不要スペク
トル光が色合成系に入射しないので、色合成系から液晶
ライトバルブへの戻り光を最小限にすることができ、該
液晶ライトバルブの動作特性への悪影響を低減しかつ色
再現性の良好な投写型表示装置が実現できる。In the present invention, since the unnecessary spectrum light from the light source does not enter the color combining system, the return light from the color combining system to the liquid crystal light valve can be minimized, and the operating characteristics of the liquid crystal light valve can be minimized. It is possible to realize a projection-type display device that reduces adverse effects on the display and has good color reproducibility.
【００６６】実施例３．図１２は本発明の実施例３にお
ける投写型表示装置の光学系を示す構成図である。図に
おいて、１５はネオジウムガラス（例：Ｖ−１０）であ
り、図１３にその分光透過特性を示す。図１３は本発明
の実施例３に示すネオジウムガラスの分光透過特性図で
ある。図に示すように、ネオジウムガラスは５８０ｎｍ
付近のスペクトルを選択的に吸収する分光特性を有して
いる。Example 3. FIG. 12 is a configuration diagram showing an optical system of the projection type display apparatus in Embodiment 3 of the present invention. In the figure, 15 is neodymium glass (example: V-10), and FIG. 13 shows its spectral transmission characteristics. FIG. 13 is a spectral transmission characteristic diagram of neodymium glass shown in Example 3 of the present invention. As shown in the figure, neodymium glass is 580 nm
It has a spectral characteristic of selectively absorbing a nearby spectrum.
【００６７】まず、上記実施例の動作について説明す
る。実施例１と同様に、メタルハライドランプ２を出射
した光束のうち放物面鏡３を反射した光束は、略平行光
の照明光束１００となりフィルタ４に入射する。該フィ
ルタ４は可視光のみを透過し、不要な赤外・紫外光を反
射ないし吸収（例：４００〜７００[nm]の波長帯域を透
過）する。First, the operation of the above embodiment will be described. Similar to the first embodiment, the light flux emitted from the metal halide lamp 2 and reflected by the parabolic mirror 3 becomes an illumination light flux 100 of substantially parallel light and enters the filter 4. The filter 4 transmits only visible light, and reflects or absorbs unnecessary infrared / ultraviolet light (eg, transmits a wavelength band of 400 to 700 [nm]).
【００６８】フィルタ４を透過した照明光１００は、第
１のダイクロイックミラー５ａに入射する。該ダイクロ
イックミラー５ａは、緑色光１００Ｇ、青色光１００Ｂ
および波長５８０ｎｍ付近にピークを有する不要光１０
０Ｎを反射し赤色光１００Ｒを透過する。赤色光１００
Ｒは、反射ミラー６ａによって光路を折り曲げられて二
分の一波長板２１Ｒを介して液晶ライトバルブ７Ｒに照
射される。第１のダイクロイックミラー５ａを反射した
緑色光１００Ｇ、青色光１００Ｂおよび不要光１００Ｎ
は、第２のダイクロイックミラー５ｂに入射する。該ダ
イクロイックミラー５ｂは、青色光１００Ｂを透過し緑
色光１００Ｇおよび不要光１００Ｎを反射する。第２の
ダイクロイックミラー５ｂを透過した青色光１００Ｂは
反射ミラー６ｂ、６ｃによって光路を折り曲げられ、二
分の一波長板２１Ｂを介して液晶ライトバルブ７Ｂに照
射される。第２のダイクロイックミラー５ｂを反射した
緑色光１００Ｇおよび不要光１００Ｎは、ネオジウムガ
ラス１５に入射すると吸収され、緑色光１００Ｇのみが
透過し、二分の一波長板２１Ｇを介して液晶ライトバル
ブ７Ｇに照射される。The illumination light 100 transmitted through the filter 4 is incident on the first dichroic mirror 5a. The dichroic mirror 5a has a green light 100G and a blue light 100B.
And unnecessary light 10 having a peak near a wavelength of 580 nm
It reflects 0N and transmits red light 100R. Red light 100
The light path of R is bent by the reflection mirror 6a and is applied to the liquid crystal light valve 7R through the half-wave plate 21R. Green light 100G, blue light 100B, and unnecessary light 100N reflected by the first dichroic mirror 5a.
Enters the second dichroic mirror 5b. The dichroic mirror 5b transmits blue light 100B and reflects green light 100G and unnecessary light 100N. The blue light 100B transmitted through the second dichroic mirror 5b has its optical path bent by the reflection mirrors 6b and 6c, and is emitted to the liquid crystal light valve 7B through the half-wave plate 21B. The green light 100G and the unnecessary light 100N reflected by the second dichroic mirror 5b are absorbed when they enter the neodymium glass 15, only the green light 100G is transmitted, and the liquid crystal light valve 7G is irradiated through the half-wave plate 21G. To be done.
【００６９】液晶ライトバルブ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂに形成
された画像で変調された光束１００Ｒ、１００Ｇ、１０
０Ｂはダイクロイックプリズム８によって再び１本の光
束に合成されて投写レンズ９に入射する。該投写レンズ
９を透過した光束は投写光１０１となり、スクリーン１
０上に投写画像として拡大結像され鑑賞に供される。Light fluxes 100R, 100G, 10 modulated by the images formed on the liquid crystal light valves 7R, 7G, 7B.
OB is recombined into one light beam by the dichroic prism 8 and enters the projection lens 9. The light flux that has passed through the projection lens 9 becomes projection light 101, and the screen 1
The image is enlarged and projected as a projected image on the screen for viewing.
【００７０】ネオジウムガラスは、一般に図１３に示す
ように５８０ｎｍ付近のみならず可視光領域中の他のス
ペクトル光（特に青色光領域）をも吸収する問題があ
る。しかしながら、本実施例ではネオジウムガラスを緑
色光路中に配置したので大きな問題とはならず、５３５
〜５６５ｎｍの光を透過する狭帯域緑透過フィルタとし
て作用することにより、緑色光の色相を良好にする。ま
た、同様にして赤色光路中に配置しても問題ない。Neodymium glass has a problem that it generally absorbs not only near 580 nm, but also other spectral light in the visible light region (particularly in the blue light region) as shown in FIG. However, in this embodiment, since the neodymium glass is arranged in the green optical path, it does not cause a big problem.
By acting as a narrow band green transmission filter that transmits light of ˜565 nm, the hue of green light is improved. Further, there is no problem even if it is similarly arranged in the red optical path.
【００７１】上記のようにネオジウムガラスを緑色光路
中に配置したのは本発明の一例であり、赤色光路中に配
置した場合でも本発明の主旨をそこなうものではないこ
とはもちろんである。また、実施例１と同様に、楕円面
鏡とコリメータレンズとを組み合わせた光源系で照明用
の平行光束を得る構成でもよい。The arrangement of the neodymium glass in the green optical path as described above is an example of the present invention, and it goes without saying that the arrangement of the neodymium glass in the red optical path does not defeat the purpose of the present invention. Further, as in the first embodiment, a configuration in which a parallel light flux for illumination may be obtained by a light source system in which an ellipsoidal mirror and a collimator lens are combined.
【００７２】本発明においては、実施例２と同様に光源
からの不要スペクトル光が色合成系に入射しないので、
色合成系から液晶ライトバルブへの戻り光を最小限にす
ることができ、該液晶ライトバルブの動作特性への悪影
響を低減しかつ色相の良好な投写型表示装置が実現でき
る。In the present invention, since unnecessary spectrum light from the light source does not enter the color combining system as in the second embodiment,
It is possible to minimize the return light from the color combination system to the liquid crystal light valve, reduce the adverse effect on the operating characteristics of the liquid crystal light valve, and realize a projection display device having a good hue.
【００７３】[0073]
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成して
いるので、以下に記載するような効果を奏する。Since the present invention is constructed as described above, it has the following effects.
【００７４】本発明の請求項１記載の投写型表示装置に
よれば、二分の一波長板をＲ・Ｇ・Ｂの少なくとも一つ
の光路中に配置することにより、色合成系へ入射する部
分偏光の特性を変化させることができる。According to the projection type display device of the first aspect of the present invention, by disposing the half-wave plate in at least one of the R, G, and B optical paths, the partial polarized light incident on the color combining system can be obtained. The characteristics of can be changed.
【００７５】また、本発明の請求項２記載の投写型表示
装置によれば、二分の一波長板の光学軸をＰ偏光および
Ｓ偏光の振動面と４５°の方向に設定することにより、
該二分の一波長板はＰ偏光成分の照明光束とＳ偏光成分
の照明光束を入れ換えることができるので、色分離系の
分光特性と色合成系の分光特性の関係を最適にし、液晶
ライトバルブの特性劣化を効果的に抑制することができ
る。Further, according to the projection type display device of the second aspect of the present invention, by setting the optical axis of the half-wave plate in the direction of 45 ° with respect to the vibration planes of the P-polarized light and the S-polarized light,
Since the half-wave plate can switch the illumination light flux of the P-polarized component and the illumination light flux of the S-polarized component, the relationship between the spectral characteristic of the color separation system and the spectral characteristic of the color synthesis system is optimized, and The characteristic deterioration can be effectively suppressed.
【００７６】また、本発明の請求項３記載の投写型表示
装置によれば、二分の一波長板は、光入射面および光出
射面に無反射コーティングを施すことにより、該二分の
一波長板を配置しても照明光束の損失を最小限に防止す
ることができるので、投写光の高輝度化を効果的に実現
することができる。According to the projection type display device of the third aspect of the present invention, the half-wave plate is formed by applying a non-reflective coating to the light incident surface and the light exit surface. Since the loss of the illumination light flux can be prevented to a minimum even with the arrangement, the high brightness of the projection light can be effectively realized.
【００７７】また、本発明の請求項４記載の投写型表示
装置によれば、光源からの不要光を色分離系において光
学系から除去することにより、液晶ライトバルブの動作
特性劣化を効果的に抑制することができる。According to the projection type display device of the fourth aspect of the present invention, the unnecessary light from the light source is removed from the optical system in the color separation system, so that the deterioration of the operating characteristics of the liquid crystal light valve is effectively performed. Can be suppressed.
【００７８】また、本発明の請求項５記載の投写型表示
装置によれば、不要光を青反射ダイクロイックミラーで
透過ないし青透過ダイクロイックフィルタで反射させる
ことにより、色合成系への不要光入射を効果的に抑制す
ることができる。Further, according to the projection type display device of the fifth aspect of the present invention, the unnecessary light is transmitted through the blue reflection dichroic mirror or reflected by the blue transmission dichroic filter so that the unnecessary light is incident on the color combining system. It can be effectively suppressed.
【００７９】また、本発明の請求項６記載の投写型表示
装置によれば、青反射ダイクロイックミラーを青対応の
二分の一波長板の後方に配置することにより、該ダイク
ロイックミラーによる青色光の光損失を効果的に抑制す
ることができる。According to the projection type display device of the sixth aspect of the present invention, by arranging the blue reflection dichroic mirror behind the half-wave plate corresponding to blue, the light of blue light by the dichroic mirror is arranged. The loss can be effectively suppressed.
【００８０】また、本発明の請求項７記載の投写型表示
装置によれば、不要光をネオジウムガラスで吸収するこ
とにより、色合成系への不要光入射を効果的に抑制する
ことができる。According to the seventh aspect of the projection display device of the present invention, the unnecessary light is absorbed by the neodymium glass, so that the unnecessary light can be effectively prevented from entering the color combining system.
【００８１】また、本発明の請求項８記載の投写型表示
装置によれば、ネオジウムガラスを緑色光路ないし赤色
光路中に配置することにより、該ネオジウムガラスによ
る青色光ないし赤色光の光損失を効果的に抑制すること
ができる。Further, according to the projection type display device of the eighth aspect of the present invention, by disposing the neodymium glass in the green light path or the red light path, the light loss of the blue light or the red light due to the neodymium glass is effective. Can be suppressed.
【図１】 本発明の実施例１における投写型表示装置の
光学系を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an optical system of a projection display apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図２】 メタルハライドランプの分光特性図である。FIG. 2 is a spectral characteristic diagram of a metal halide lamp.
【図３】 本発明の実施例１に示す二分の一波長板の動
作説明図である。FIG. 3 is an operation explanatory diagram of the half-wave plate according to the first embodiment of the present invention.
【図４】 本発明の実施例１に示すＲ透過ダイクロイッ
クミラーの分光透過特性図である。FIG. 4 is a spectral transmission characteristic diagram of the R transmission dichroic mirror according to the first embodiment of the present invention.
【図５】 本発明の実施例１に示すＧ反射ダイクロイッ
クミラーの分光透過特性図である。FIG. 5 is a spectral transmission characteristic diagram of the G reflection dichroic mirror according to the first embodiment of the present invention.
【図６】 本発明の実施例１に示すダイクロイックプリ
ズムの分光透過／反射特性図である。FIG. 6 is a spectral transmission / reflection characteristic diagram of the dichroic prism according to the first embodiment of the present invention.
【図７】 本発明の実施例１に示す二分の一波長板の波
長依存性を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining the wavelength dependence of the half-wave plate according to the first embodiment of the present invention.
【図８】 本発明の実施例１における楕円鏡を用いた場
合の投写型表示装置を示す構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram showing a projection display device using an elliptical mirror in Example 1 of the present invention.
【図９】 照明系絞りと投写レンズの入射瞳の動作説明
図である。FIG. 9 is a diagram for explaining the operation of the illumination system diaphragm and the entrance pupil of the projection lens.
【図１０】 本発明の実施例２における投写型表示装置
の光学系を示す構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram showing an optical system of a projection display apparatus in Embodiment 2 of the present invention.
【図１１】 本発明の実施例２に示すＢ反射ダイクロイ
ックミラーの分光反射特性図である。FIG. 11 is a spectral reflection characteristic diagram of a B-reflection dichroic mirror shown in Example 2 of the present invention.
【図１２】 本発明の実施例３における投写型表示装置
の光学系を示す構成図である。FIG. 12 is a configuration diagram showing an optical system of a projection display apparatus in Embodiment 3 of the present invention.
【図１３】 本発明の実施例３に示すネオジウムガラス
の分光透過特性図である。FIG. 13 is a spectral transmission characteristic diagram of neodymium glass shown in Example 3 of the present invention.
【図１４】 従来の液晶ライトバルブを用いた投写型表
示装置の光学系の構成図である。FIG. 14 is a configuration diagram of an optical system of a projection type display device using a conventional liquid crystal light valve.
【図１５】 ＰＤＬＣ の原理図である。FIG. 15 is a principle diagram of PDLC.
【図１６】 ＴＦＴアクティブマトリクス型液晶ライト
バルブの構成図である。FIG. 16 is a configuration diagram of a TFT active matrix type liquid crystal light valve.
【図１７】 ＴＦＴアクティブマトリクス型液晶ライト
バルブの詳細構成図である。FIG. 17 is a detailed configuration diagram of a TFT active matrix type liquid crystal light valve.
【図１８】 ダイクロイックミラーとダイクロイックプ
リズムとの組み合わせによる積算分光特性を表す図であ
る。FIG. 18 is a diagram showing integrated spectral characteristics of a combination of a dichroic mirror and a dichroic prism.
【図１９】 液晶ライトバルブへの戻り光を表す図であ
る。FIG. 19 is a diagram showing returning light to a liquid crystal light valve.
１ 光源、２ ランプ、３ 反射鏡、４ フィルタ、５
ダイクロイックミラー、６ 反射ミラー、７ 液晶ラ
イトバルブ、８ ダイクロイックプリズム、９投写レン
ズ、１０ スクリーン、１５ ネオジウムガラス、２１
二分の一波長板、１００ 照明光、１０１ 投写光。1 light source, 2 lamps, 3 reflectors, 4 filters, 5
Dichroic mirror, 6 reflection mirror, 7 liquid crystal light valve, 8 dichroic prism, 9 projection lens, 10 screen, 15 neodymium glass, 21
Half-wave plate, 100 illumination light, 101 projection light.
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成７年４月２７日[Submission date] April 27, 1995
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００４３[Correction target item name] 0043
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【００４３】青色投写光の色相に寄与する色分離系は第
２のダイクロイックミラー５ｂであり、該ダイクロイッ
クミラー５ｂは青色光を透過する機能を有する。図５に
示すようにＰ偏光成分の方がＳ偏光成分よりも透過帯域
が広いので、青色照明光１００ＢはＰ偏光成分がＳ偏光
成分よりも強い部分偏光となる。該青色照明光１００Ｂ
は反射ミラー６ｂ、６ｃを介して二分の一波長板２１Ｂ
を透過することにより、同様にＰ偏光成分の分光特性と
Ｓ偏光成分の分光特性が入れ換わり、Ｓ偏光成分がＰ偏
光成分よりも強い部分偏光に変換される。変換された青
色照明光１００Ｂは、液晶ライトバルブ７Ｂを介してダ
イクロイックプリズム８に入射する。該ダイクロイック
プリズム８は投写レンズ９の方向に青色光を反射する機
能を有し、Ｂ反射面の分光特性は図６（ｃ）に示すよう
にＳ偏光成分の方がＰ偏光成分よりも反射帯域が広い。
従って、ダイクロイックプリズム８のＢ反射面は青色照
明光１００ＢのＰ／Ｓ両偏光成分を効率よく投写レンズ
９の方向に反射させることができる。[0043] contributes color separation system to the hue of the blue projected light is Ri second dichroic mirror 5b der, the dichroic mirror 5b to have the function of transmitting blue light. As shown in FIG. 5, the P-polarized component has a wider transmission band than the S-polarized component, so that the blue illumination light 100B is a partial polarized light in which the P-polarized component is stronger than the S-polarized component. The blue illumination light 100B
Is the half-wave plate 21B through the reflection mirrors 6b and 6c.
Similarly, the spectral characteristics of the P-polarized component and the spectral characteristics of the S-polarized component are exchanged, and the S-polarized component is converted into partial polarized light stronger than the P-polarized component. The converted blue illumination light 100B enters the dichroic prism 8 through the liquid crystal light valve 7B. The dichroic prism 8 has a function of reflecting blue light in the direction of the projection lens 9, and the spectral characteristics of the B-reflecting surface are such that the S-polarized component is in the reflection band rather than the P-polarized component as shown in FIG. 6C. Is wide.
Therefore, the B reflection surface of the dichroic prism 8 can efficiently reflect both the P / S polarized components of the blue illumination light 100B toward the projection lens 9.
【手続補正２】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing
【補正対象項目名】図９[Correction target item name] Figure 9
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図９】 [Figure 9]
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鹿間 信介 長岡京市馬場図所１番地 三菱電機株式会 社映像システム開発研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shinsuke Shikama No. 1 Baba Institute, Nagaokakyo-shi Video System Development Laboratory, Mitsubishi Electric Corporation
Claims (8)
り画像を形成する複数のライトバルブと、該ライトバル
ブに形成された画像を拡大投写する投写レンズと、該ラ
イトバルブを照明する略平行光を出射する光源手段と、
該略平行光を赤、緑、青の３つの原色光に分解する色分
解手段と、画像形成後に該原色光を１つの光に合成する
ための色合成手段よりなる光学系を有する投写型表示装
置において、前記色合成手段としてダイクロイックプリ
ズムを用い、前記ライトバルブを透過する光路中に、任
意偏光の振動面を所定の角度回転させることができる二
分の一波長板を配置することを特徴とする投写型表示装
置。1. A plurality of light valves that form an image by changing between two states of transmission and scattering, a projection lens that magnifies and projects an image formed on the light valve, and a substantially parallel light source that illuminates the light valve. Light source means for emitting light,
A projection display having an optical system including color separation means for separating the substantially parallel light into three primary color lights of red, green and blue, and color combining means for combining the primary color lights into one light after image formation. In the apparatus, a dichroic prism is used as the color synthesizing means, and a half-wave plate capable of rotating a vibration plane of arbitrary polarization by a predetermined angle is arranged in an optical path passing through the light valve. Projection display device.
振動面およびＳ偏光振動面とのなす角度が４５°となる
ように配置したことを特徴とする請求項１記載の投写型
表示装置。2. The projection type according to claim 1, wherein the optical axis of the half-wave plate is arranged such that an angle formed by the P-polarized vibration plane and the S-polarized vibration plane is 45 °. Display device.
出射面に、無反射コーティングを施したことを特徴とす
る請求項１記載の投写型表示装置。3. The projection display device according to claim 1, wherein the light incident surface and the light emitting surface of the half-wave plate are coated with an antireflection coating.
り画像を形成する複数のライトバルブと、該ライトバル
ブに形成された画像を拡大投写する投写レンズと、該ラ
イトバルブを照明する略平行光を出射する光源手段と、
該略平行光を赤、緑、青の３つの原色光に分解する色分
解手段と、画像形成後に該原色光を１つの光に合成する
ための色合成手段よりなる光学系を有し、前記ライトバ
ルブを透過する光路中に、該色分解手段により取り出さ
れた部分偏光のうち任意偏光の振動面を所定の角度回転
させることができる二分の一波長板を配置した投写型表
示装置において、前記色合成手段としてダイクロイック
プリズムを用い、前記光源手段から出射される照明光の
うち、不要なスペクトル光を色分離手段によって光学系
から除去することを特徴とする投写型表示装置。4. A plurality of light valves that form an image by changing between two states of transmission and scattering, a projection lens that magnifies and projects an image formed on the light valve, and a substantially parallel light source that illuminates the light valve. Light source means for emitting light,
An optical system including a color separation unit that decomposes the substantially parallel light into three primary color lights of red, green, and blue; and a color combination unit that combines the primary color lights into one light after image formation, In the projection display device, a half-wave plate capable of rotating a vibration plane of arbitrary polarized light of the partial polarized light taken out by the color separation means in a light path passing through the light valve by a predetermined angle, A projection display device characterized in that a dichroic prism is used as a color synthesizing means, and unnecessary spectral light of the illumination light emitted from the light source means is removed from an optical system by a color separating means.
択的に反射するダイクロイックミラーないし青色光のみ
を選択的に透過するダイクロイックフィルタを用いて除
去することを特徴とする請求項４記載の投写型表示装
置。5. The projection type of claim 4, wherein the unnecessary spectrum light is removed by using a dichroic mirror that selectively reflects only blue light or a dichroic filter that selectively transmits only blue light. Display device.
路中に設けた二分の一波長板の後方に配置したことを特
徴とする請求項４記載の投写型表示装置。6. The projection display device according to claim 4, wherein the dichroic mirror is arranged behind a half-wave plate provided in the optical path of blue light.
スを用いて除去することを特徴とする請求項４記載の投
写型表示装置。7. The projection display device according to claim 4, wherein the unnecessary spectrum light is removed by using neodymium glass.
色光対応のライトバルブの近傍に配置したことを特徴と
する請求項４記載の投写型表示装置。8. The projection display device according to claim 4, wherein the neodymium glass is arranged in the vicinity of a light valve for green light or red light.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6248090A JPH08114779A (en) | 1994-10-13 | 1994-10-13 | Projection display device |
| US08/409,822 US5622418A (en) | 1994-03-29 | 1995-03-24 | Projection display device |
| US08/780,284 US5760875A (en) | 1994-03-29 | 1997-01-08 | Projection display device |
| US08/969,418 US6033091A (en) | 1994-03-29 | 1997-10-21 | Projection display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6248090A JPH08114779A (en) | 1994-10-13 | 1994-10-13 | Projection display device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08114779A true JPH08114779A (en) | 1996-05-07 |
Family
ID=17173066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6248090A Pending JPH08114779A (en) | 1994-03-29 | 1994-10-13 | Projection display device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08114779A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100503209B1 (en) * | 1996-05-24 | 2005-10-27 | 소니 가부시끼 가이샤 | A projecting type liquid crystal display |
| EP1646248A2 (en) | 2004-10-07 | 2006-04-12 | Seiko Epson Corporation | Projector |
| JP2008092974A (en) * | 2006-10-06 | 2008-04-24 | Pentax Corp | Processor for electronic endoscope and electronic endoscope system |
| JP2010513946A (en) * | 2006-12-13 | 2010-04-30 | フィリップス ルミレッズ ライティング カンパニー リミテッド ライアビリティ カンパニー | Multiple primary LED projection system |
| WO2021169593A1 (en) * | 2020-02-25 | 2021-09-02 | 深圳光峰科技股份有限公司 | Projector |
-
1994
- 1994-10-13 JP JP6248090A patent/JPH08114779A/en active Pending
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