JPH09329761A - Projection type display device - Google Patents

Projection type display device

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Publication number
JPH09329761A
JPH09329761A JP8171727A JP17172796A JPH09329761A JP H09329761 A JPH09329761 A JP H09329761A JP 8171727 A JP8171727 A JP 8171727A JP 17172796 A JP17172796 A JP 17172796A JP H09329761 A JPH09329761 A JP H09329761A
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JP
Japan
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light
optical system
color
relay optical
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP8171727A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuji Mabe
雄二 間辺
Hideaki Shimomura
英明 下村
Tetsuo Hattori
徹夫 服部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP8171727A priority Critical patent/JPH09329761A/en
Publication of JPH09329761A publication Critical patent/JPH09329761A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the color irregularity of a projected picture from occurring caused by structure even when a cross dichroic mirror or the like is used as a color separation optical system. SOLUTION: Light beams emitted from a light source 1 are separated to the first and the second polarized light beams by a polarizing beam splitter 3. The color separation of the first polarized light beams is executed by the cross dichroic mirror 5. The light beams of every color obtained by the above- mentioned color separation are modulated by light valves 8R, 8G and 8B and color-synthesized by a cross dichroic prism 9. The second polarized light is modulated by a luminance signal by a light valve 13, polarized and synthesized with the color synthesized light beams by a polarizing beam splitter 14 and projected by a projection lens 107. The splitter 3 and the mirror 5 are arranged between a front-group illumination lens 101 and a rear-group illumination lens 102R, 102G, 102B constituting a relay optical system for illumination having telecentric property with respect to a front side and a back side.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ライトバルブ
上に形成される画像をスクリーン上に投射する投射型表
示装置に関し、特に複数の色成分用液晶ライトバルブに
形成される画像をそれぞれ複数の色成分の照明光で照明
するとともに、これらの画像を合成して該合成像を投射
光学系にて投射する投射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 for projecting an image formed on a liquid crystal light valve onto a screen, and more particularly, to a method for displaying images formed on a plurality of color component liquid crystal light valves on a plurality of screens. The present invention relates to a projection display device that illuminates with illumination light of a color component, combines these images, and projects the combined image with a projection optical system.

【0002】[0002]

【従来の技術】光源からの白色光を偏光ビームスプリッ
タ(PBS)にてP偏光光とS偏光光とに分け、両偏光
光とも液晶パネルに入射させ、投射光の輝度を向上させ
ることは既に知られている。例えば、特開平4−185
54号公報の第1図には基本原理としての液晶プロジェ
クタの構成が、同号公報の第2図には同原理を用いたフ
ルカラープロジェクターの構成が記載されている。この
フルカラープロジェクターの構成を簡単に説明する。こ
のプロジェクターでは、光源から出射した光源光はPB
Sにて透過するP偏光光(公報ではS偏光となっている
が、P偏光の誤りであろう)と該PBSにて反射される
S偏光光とに分離される。分離されたP偏光光とS偏光
光は共にダイクロイックミラーにて赤色光(R光)、緑
色光(G光)及び青色光(B光)に色分解される。色分
解されたそれぞれの色光は透過タイプの液晶パネルにて
変調を受け、パネル出射側の偏光板が入射側の偏光板と
直交に配置されている場合において入射側偏光板がP偏
光光を透過させるように構成されている場合にはS偏光
に、入射側偏光板がS偏光光を透過させるように構成さ
れている場合にはP偏光に変換されて出射される。液晶
パネルを出射した各偏光光は合成ダイクロイックミラー
にて各偏光毎に合成され、更に合成用の偏光ビームスプ
リッタにて合成され、投射レンズにて投射される構造で
ある。
2. Description of the Related Art It has already been known that white light from a light source is split into P-polarized light and S-polarized light by a polarizing beam splitter (PBS), and both polarized lights are incident on a liquid crystal panel to improve the brightness of the projected light. Are known. For example, JP-A-4-185
FIG. 1 of Japanese Patent Application Publication No. 54-54204 discloses a configuration of a liquid crystal projector as a basic principle, and FIG. 2 of the same application discloses a configuration of a full-color projector using the same principle. The configuration of this full-color projector will be briefly described. In this projector, the light source light emitted from the light source is PB
The light is separated into P-polarized light transmitted by S (which is S-polarized light in the publication, but an error of P-polarized light) and S-polarized light reflected by the PBS. Both the separated P-polarized light and S-polarized light are separated into red light (R light), green light (G light) and blue light (B light) by a dichroic mirror. Each of the color-separated color lights is modulated by a transmission-type liquid crystal panel, and the incident-side polarizing plate transmits P-polarized light when the polarizing plate on the output side of the panel is arranged orthogonal to the polarizing plate on the incident side. When the incident side polarizer is configured to transmit S-polarized light, the light is converted into P-polarized light and emitted. Each polarized light emitted from the liquid crystal panel is combined for each polarized light by a combining dichroic mirror, further combined by a combining polarizing beam splitter, and projected by a projection lens.

【0003】しかしながら、この方式では、分離用の偏
光ビームスプリッタにて分離された一方の偏光光を廃棄
する方法に比較して確かに投射像は明るくなるが、液晶
パネルと色分解と色合成のダイクロイックミラーが片方
の偏光分と同数必要になる上に、解像度を向上させるた
めには、高価な高解像度の液晶パネルを6枚も用意しな
くてはいけなくなる。
However, in this method, the projected image is certainly brighter than the method of discarding one of the polarized lights separated by the separating polarizing beam splitter. In addition to the necessity of the same number of dichroic mirrors as that of one polarized light, in order to improve the resolution, six expensive high-resolution liquid crystal panels must be prepared.

【0004】他の従来例として、色信号用ライトバルブ
3個と輝度信号用ライトバルブ1個を使用する投射型表
示装置が特開平3−296030号公報に開示されてい
る。同号公報の第1図に示されている実施例を図3に従
来例として示す。同号公報によれば、光源201からの
光源光を偏光ビームスプリッタ202にて偏光分離し、
その一方の透過したP偏光光をダイクロイックミラー2
10,215からなる色分解光学系にて色分解し、色分
解されたR,G,B光を各色信号用ライトバルブ20
6,207,208に入射させ、各ライトバルブ20
6,207,208の色信号によって変調させて各ライ
トバルブ206,207,208から出射させる。他
方、もう一方のS偏光光を輝度信号用ライトバルブ20
4に入射させ、輝度信号によって変調させて輝度信号用
ライトバルブ204から変調光として出射させる。色信
号変調光を色合成用ダイクロイックミラー213,21
4にて色合成し、該色合成された光と輝度信号変調光と
を合成用偏光ビームスプリッタ209で合成した後、投
射レンズ219で合成光を投射する装置である。なお、
図3中、203,211,218はミラー、205は輝
度信号Yを供給する端子、212,216,217は色
信号としての色差信号R−Y,G−Y,B−Yをそれぞ
れ供給する端子である。この装置によれば、使用するラ
イトバルブは4個に減らすことができ、輝度信号による
変調光が色信号による変調光に重畳されるために高輝度
が達成でき、さらに輝度信号用ライトバルブを高解像度
にすることにより高解像度の投射像を得ることができ
る。
As another conventional example, a projection type display device using three light valves for color signals and one light valve for luminance signals is disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 3-296030. The embodiment shown in FIG. 1 of the same publication is shown in FIG. 3 as a conventional example. According to the publication, the light source light from the light source 201 is polarized and separated by the polarization beam splitter 202,
One of the transmitted P-polarized lights is converted to a dichroic mirror 2
The color separation optical system composed of the color separation optical systems 10 and 215 separates the color-separated R, G, and B lights into light valves 20 for respective color signals.
6,207,208, and each light valve 20
The light is modulated by the color signals 6, 207 and 208 and emitted from the light valves 206, 207 and 208. On the other hand, the other S-polarized light is supplied to the light valve 20 for luminance signal.
4 and is modulated by a luminance signal and emitted from the luminance signal light valve 204 as modulated light. The dichroic mirrors 213 and 21 for color synthesis use the color signal modulated light.
4 is a device that performs color synthesis at 4, and combines the color-combined light and the luminance signal modulated light with the combining polarizing beam splitter 209, and then projects the combined light with the projection lens 219. In addition,
In FIG. 3, 203, 211 and 218 are mirrors, 205 is a terminal for supplying a luminance signal Y, 212, 216 and 217 are terminals for supplying color difference signals R-Y, G-Y and B-Y as color signals, respectively. Is. According to this device, the number of light valves to be used can be reduced to four, and high luminance can be achieved because the modulated light by the luminance signal is superimposed on the modulated light by the chrominance signal. By setting the resolution, a high-resolution projected image can be obtained.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】少ない枚数の液晶ライ
トバルブを用いてコスト低減を図るとともに高輝度でか
つ高解像度の投射像を得るべく、前記従来の投射型表示
装置と同様に、偏光分離光学系、色分解光学系、複数の
色信号用ライトバルブ、色合成光学系、輝度信号用ライ
トバルブ、偏光合成光学系及び投射光学系で投射型表示
装置を構成することが考えられる。そして、この場合
に、色分解光学系としてクロスダイクロイックミラー等
を採用することが考えられる。しかし、クロスダイクロ
イックミラーは、2枚のダイクロイックミラーをX字型
に配置した構造を有するので、2枚のダイクロイックミ
ラーの交差部分が投射像に影響して色ムラが発生してし
まう。
In order to reduce the cost by using a small number of liquid crystal light valves and to obtain a projected image with high brightness and high resolution, the polarization splitting optical system is used in the same manner as the conventional projection type display device. It is conceivable to configure a projection display device with a system, a color separation optical system, a plurality of color signal light valves, a color combining optical system, a luminance signal light valve, a polarization combining optical system, and a projection optical system. In this case, it is conceivable to adopt a cross dichroic mirror or the like as the color separation optical system. However, since the cross dichroic mirror has a structure in which two dichroic mirrors are arranged in an X shape, the crossing portion of the two dichroic mirrors affects the projected image, resulting in color unevenness.

【0006】また、前記従来例においては以下に示す問
題があった。つまり、色合成光学系として使用するダイ
クロイックミラーやダイクロイックプリズムにおいて用
いられる多層膜フィルターにおいては、その分光特性に
角度依存性がある。そのために、投射レンズの開口絞り
によって決定される主光線の多層膜フィルターに対する
入射角度が場所によって異なると、多層膜フィルターの
分光特性が各主光線ごとに異なり、スクリーン上におい
てカラーシェーディングが発生するという問題が発生し
ていた。また、偏光合成光学系として使用する偏光ビー
ムスプリッタにおいても性能に角度依存性が存在し、偏
光ビームスプリッタの偏光分離面に対する主光線の入射
角度が場所によって異なると、これに起因して投射像の
コントラストのムラが同様に発生する。さらに、液晶ラ
イトバルブおいても性能に角度依存性があるために、該
ライトバルブに対する主光線の入射角度が場所によって
異なると、これに起因して投射像のコントラストムラが
発生する。
Further, the conventional example has the following problems. That is, in the dichroic mirror used as the color synthesizing optical system or the multilayer film filter used in the dichroic prism, the spectral characteristics thereof have angle dependence. Therefore, if the angle of incidence of the chief ray determined by the aperture stop of the projection lens with respect to the multilayer filter varies depending on the location, the spectral characteristics of the multilayer filter differ for each principal ray, and color shading occurs on the screen. There was a problem. In addition, there is angular dependence in the performance of the polarization beam splitter used as the polarization combining optical system, and if the incident angle of the chief ray with respect to the polarization splitting surface of the polarization beam splitter differs depending on the location, this causes Contrast unevenness also occurs. Further, even in the liquid crystal light valve, since the performance depends on the angle, if the incident angle of the chief ray with respect to the light valve varies depending on the place, uneven contrast of the projected image occurs due to this.

【0007】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、少ない枚数の液晶ライトバルブを用いてコス
ト低減が図れるとともに高輝度でかつ高解像度の投射像
を得ることができ、しかも、色分解光学系としてクロス
ダイクロイックミラー等を用いた場合であってもその構
造に起因する投射像の色ムラを防止することができる投
射型表示装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to reduce the cost by using a small number of liquid crystal light valves and obtain a projected image with high brightness and high resolution. An object of the present invention is to provide a projection display device capable of preventing color unevenness of a projected image due to its structure even when a cross dichroic mirror or the like is used as a color separation optical system.

【0008】また、本発明は、カラーシェーディングの
少ない投射像を得ることができる投射型表示装置を提供
することを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a projection type display device capable of obtaining a projected image with less color shading.

【0009】さらに、本発明は、コントラストムラのな
い良好な投射像を得ることができる投射型表示装置を提
供することを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a projection type display device capable of obtaining a good projected image without uneven contrast.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の第1の態様による投射型表示装置は、光源
からの光を第1の偏光光と第2の偏光光とに偏光分離す
る偏光分離光学系と、前記偏光分離光学系により偏光分
離された前記第1の偏光光を複数の色光に色分解する色
分解光学系と、前記色分解光学系により色分解された前
記複数の色光をそれぞれ所定の色信号に基づいて変調す
る複数の色信号用ライトバルブと、前記複数の色信号用
ライトバルブにより変調されて前記複数の色信号用ライ
トバルブからそれぞれ出射される光を色合成する色合成
光学系と、前記偏光分離光学系により偏光分離された前
記第2の偏光光を所定の輝度信号に基づいて変調する輝
度信号用ライトバルブと、前記色合成光学系により色合
成された光と前記輝度信号用ライトバルブにより変調さ
れて前記輝度信号用ライトバルブから出射された光とを
合成する偏光合成光学系と、前記偏光合成光学系により
合成された光を投射する投射光学系と、を有する投射型
表示装置において、前記光源からの光を前記複数の色信
号用ライトバルブへ向けて導く照明用リレー光学系であ
って、前群と後群とで構成される照明用リレー光学系を
備え、前記偏光分離光学系及び前記色分解光学系が、前
記照明用リレー光学系の前記前群と前記照明用リレー光
学系の前記後群との間に配置され、前記照明用リレー光
学系は、当該照明用リレー光学系の前側及び後側に対し
て、前記投射光学系の開口絞りによって決定される主光
線が光軸と平行な、テレセントリック性を有するもので
ある。
In order to solve the above-mentioned problems, a projection display according to a first aspect of the present invention comprises: a light-emitting element for separating a light from a light source into a first polarized light and a second polarized light; A polarization separation optical system, a color separation optical system that performs color separation of the first polarized light separated by the polarization separation optical system into a plurality of color lights, and the plurality of colors separated by the color separation optical system. A plurality of color signal light valves that respectively modulate color light based on a predetermined color signal; and a light beam that is modulated by the plurality of color signal light valves and emitted from the plurality of color signal light valves, respectively. A color synthesizing optical system, a light valve for a luminance signal that modulates the second polarized light that has been polarization-separated by the polarization separation optical system based on a predetermined luminance signal, and color synthesized by the color synthesizing optical system. Light and the shine Projection having a polarization combining optical system for combining the light modulated by the signal light valve and emitted from the brightness signal light valve, and a projection optical system for projecting the light combined by the polarization combining optical system In a type display device, an illumination relay optical system that guides light from the light source toward the plurality of color signal light valves, the illumination relay optical system including a front group and a rear group, The polarization separation optical system and the color separation optical system are arranged between the front group of the illumination relay optical system and the rear group of the illumination relay optical system, the illumination relay optical system, With respect to the front side and the rear side of the illumination relay optical system, the chief ray determined by the aperture stop of the projection optical system is parallel to the optical axis and has telecentricity.

【0011】この第1の態様によれば、前記従来の投射
型表示装置と同様に、偏光分離光学系、色分解光学系、
複数の色信号用ライトバルブ、色合成光学系、輝度信号
用ライトバルブ、偏光合成光学系及び投射光学系を備え
ているので、少ない枚数の液晶ライトバルブを用いてコ
スト低減を図るとともに高輝度でかつ高解像度の投射像
を得ることができる。そして、前記第1の態様では、照
明用リレー光学系を更に備え、該照明用リレー光学系の
前群と後群との間に偏光分離光学系及び色分解光学系が
配置され、照明用リレー光学系はその前側及び後側にテ
レセントリック性を有している。このような構成を採用
すると、色分解光学系としてクロスダイクロイックミラ
ー等を用いた場合であっても、2つのミラーの交差部分
を通過する光束がライトバルブ上で広がることになるの
で、交差部分に起因する投射像の色ムラを防止すること
ができる。もっとも、前記第1の態様においては、色分
解光学系は、クロスダイクロイックミラーに限定され
ず、クロスダイクロイックプリズム等であってもよい。
According to the first aspect, similar to the conventional projection type display device, the polarization splitting optical system, the color separation optical system,
Since it is equipped with multiple color signal light valves, color combining optical system, brightness signal light valve, polarization combining optical system and projection optical system, cost reduction and high brightness can be achieved by using a small number of liquid crystal light valves. Moreover, a high-resolution projection image can be obtained. Further, in the first aspect, an illumination relay optical system is further provided, and a polarization separation optical system and a color separation optical system are arranged between the front group and the rear group of the illumination relay optical system, and the illumination relay optical system is provided. The optical system has telecentricity on its front and rear sides. If such a configuration is adopted, even when a cross dichroic mirror or the like is used as the color separation optical system, the light flux passing through the intersection of the two mirrors spreads on the light valve. It is possible to prevent the color unevenness of the projected image caused by it. However, in the first aspect, the color separation optical system is not limited to the cross dichroic mirror, and may be a cross dichroic prism or the like.

【0012】本発明の第2の態様による投射型表示装置
は、前記第1の態様による投射型表示装置において、前
記色合成光学系は、前記主光線がテレセントリック性を
有する位置に配置されたものである。
A projection type display device according to a second aspect of the present invention is the projection type display device according to the first aspect, wherein the color combining optical system is arranged at a position where the principal ray has telecentricity. Is.

【0013】この第2の態様によれば、色合成光学系
が、投射光学系の開口絞りによって決定される主光線が
テレセントリック性を維持している位置に配置されてい
るので、色合成光学系の角度特性に起因する投射像のカ
ラーシェーディングをなくすことができる。
According to the second aspect, the color synthesizing optical system is arranged at a position where the chief ray determined by the aperture stop of the projection optical system maintains the telecentricity, so that the color synthesizing optical system is arranged. It is possible to eliminate the color shading of the projected image due to the angle characteristic of.

【0014】本発明の第3の態様による投射型表示装置
は、前記第1又は第2の態様による投射型表示装置にお
いて、前記偏光合成光学系は、前記主光線がテレセント
リック性を有する位置に配置されたものである。
A projection type display device according to a third aspect of the present invention is the projection type display device according to the first or second aspect, wherein the polarization combining optical system is arranged at a position where the principal ray has telecentricity. It was done.

【0015】この第3の態様によれば、偏光合成光学系
が、投射光学系の開口絞りによって決定される主光線が
テレセントリック性を維持している位置に配置されてい
るので、偏光合成光学系の角度特性に起因する投射像の
コントラストムラをなくすことができる。
According to the third aspect, the polarized light combining optical system is arranged at a position where the chief ray determined by the aperture stop of the projection optical system maintains the telecentricity. It is possible to eliminate the unevenness in the contrast of the projected image due to the angle characteristic of.

【0016】本発明の第4の態様による投射型表示装置
は、前記第1乃至第3のいずれかの態様による投射型表
示装置において、前記光源と前記偏光分離光学系との間
には、インテグレータが設けられるとともに、該インテ
グレータからの光を前記偏光分離光学系へ導くように前
記照明用リレー光学系の前記前群が設けられ、前記照明
用リレー光学系の前記後群は、前記色分解光学系によっ
て色分解された各色光毎に設けられたものである。
A projection type display device according to a fourth aspect of the present invention is the projection type display device according to any one of the first to third aspects, wherein an integrator is provided between the light source and the polarization separation optical system. Is provided, the front group of the illumination relay optical system is provided so as to guide the light from the integrator to the polarization splitting optical system, and the rear group of the illumination relay optical system is the color separation optical system. It is provided for each color light color-separated by the system.

【0017】本発明の第5の態様による投射型表示装置
は、前記第4の態様による投射型表示装置において、前
記インテグレータは面光源を形成し、前記照明用リレー
光学系は、前記色分解光学系にて色分解された各色光に
よる前記面光源の像を形成し、各色光による前記面光源
の前記像と前記複数の色信号用ライトバルブとの間に
は、前記各色光を前記複数の色信号用ライトバルブへそ
れぞれ導く色信号用リレー光学系が各色毎にそれぞれ設
けられ、前記光源からの光を前記輝度信号用ライトバル
ブへ導く輝度信号用リレー光学系であって、前群と後群
とで構成される輝度信号用リレー光学系を更に備え、前
記偏光分離光学系と前記輝度信号用ライトバルブとの間
には、前記輝度信号用リレー光学系の前記後群が設けら
れ、前記輝度信号用リレー光学系の前記前群と前記照明
用リレー光学系の前記前群とが同一の光学系で共用され
たものである。
A projection type display device according to a fifth aspect of the present invention is the projection type display device according to the fourth aspect, wherein the integrator forms a surface light source, and the illumination relay optical system includes the color separation optical system. An image of the surface light source is formed by each color light that has been color-separated by a system, and each of the plurality of color lights is provided between the image of the surface light source by each color light and the plurality of color signal light valves. A color signal relay optical system for guiding each of the color signal light valves is provided for each color, and is a brightness signal relay optical system for guiding the light from the light source to the brightness signal light valve. Further comprising a relay optical system for brightness signal configured with a group, between the polarization splitting optical system and the light valve for brightness signal, the rear group of the relay optical system for brightness signal is provided, For luminance signal It said front group of laser optical system and said front group of the illumination relay optical system is one that is shared by the same optical system.

【0018】本発明の第6の態様による投射型表示装置
は、前記第5の態様による投射型表示装置において、前
記照明用リレー光学系は前記面光源の前記像側にテレセ
ントリックな光学系であり、前記複数の色信号用リレー
光学系は、各色光による前記面光源の2次像を前記複数
の色信号用ライトバルブ上にそれぞれ形成し、かつ該2
次像側にテレセントリックな光学系であり、前記輝度信
号用リレー光学系は、前記面光源の像を前記輝度信号用
ライトバルブ上に形成し、かつ前記面光源の当該像側に
テレセントリックな光学系であるものである。
A projection type display device according to a sixth aspect of the present invention is the projection type display device according to the fifth aspect, wherein the illumination relay optical system is an optical system telecentric to the image side of the surface light source. The plurality of color signal relay optical systems respectively form secondary images of the surface light source by each color light on the plurality of color signal light valves, and
It is a telecentric optical system on the next image side, and the luminance signal relay optical system forms an image of the surface light source on the luminance signal light valve, and is a telecentric optical system on the image side of the surface light source. Is what is.

【0019】この第6の態様によれば、各ライトバルブ
は主光線がテレセントリック性を維持している位置に配
置されることになり、各ライトバルブに対してテレセン
トリック照明がなされることになるので、各ライトバル
ブの角度特性による投射像のコントラストのムラも発生
しなくなる。
According to the sixth aspect, each light valve is arranged at a position where the chief ray maintains the telecentricity, so that each light valve is provided with telecentric illumination. The unevenness of the contrast of the projected image due to the angle characteristic of each light valve does not occur.

【0020】本発明の第7の態様による投射型表示装置
は、前記第5又は第6の態様による投射型表示装置にお
いて、前記複数の色信号用ライトバルブはR光用ライト
バルブ、G光用ライトバルブ及びB光用ライトバルブを
有し、前記色信号用リレー光学系は、前記R光による前
記面光源の1次像からのR光を前記R光用ライトバルブ
へ導くR光用リレー光学系と、前記G光による前記面光
源の1次像からのG光を前記G光用ライトバルブへ導く
G光用リレー光学系と、前記B光による前記面光源の1
次像からのB光を前記B光用ライトバルブへ導くB光用
リレー光学系とを有するものである。
A projection display device according to a seventh aspect of the present invention is the projection display device according to the fifth or sixth aspect, wherein the plurality of color signal light valves are R light light valves and G light light valves. A relay optical system for R light having a light valve and a light valve for B light, wherein the color signal relay optical system guides R light from the primary image of the surface light source by the R light to the R light light valve. A system, a G light relay optical system that guides G light from the primary image of the surface light source by the G light to the G light light valve, and 1 of the surface light source by the B light.
And a B light relay optical system for guiding the B light from the next image to the B light light valve.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態によ
る投射型表示装置について、図1及び図2を参照して説
明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A projection type display device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0022】図1は、本発明による一実施の形態による
投射型表示装置の全体構成を示す概略斜視図である。説
明を簡単にするために、図に示すように示す互いに直交
するX,Y,Z座標系を定義する。図2は、図1に示す
投射型表示装置のYZ断面における光線図である。図2
中の実線は軸外光束の最周縁光線を示し、図2中の破線
はこの軸外光束の主光線(投射レンズ107の開口絞り
107aによって決定される主光線)を示している。な
お、図2における座標系は、図1のものと対応してい
る。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing the overall structure of a projection type display device according to an embodiment of the present invention. For simplification of explanation, X, Y, and Z coordinate systems shown in the figure and orthogonal to each other are defined. FIG. 2 is a ray diagram in the YZ section of the projection type display device shown in FIG. FIG.
The solid line in the drawing indicates the outermost marginal ray of the off-axis light beam, and the broken line in FIG. 2 indicates the principal ray of this off-axis light beam (the principal ray determined by the aperture stop 107a of the projection lens 107). The coordinate system in FIG. 2 corresponds to that in FIG.

【0023】本実施の形態による投射型表示装置では、
図1に示すように、図示なきランプと該ランプが第1焦
点に配置された楕円鏡とからなる光源1からの光は、図
示なき赤外吸収フィルター及び紫外吸収フィルターを通
過した後、角柱形状の透明光学部材からなるロッドイン
テグレータ2の入射端面(光源1に近い側の端面)に集
光される。ロッドインテグレータ2に入射した光は、そ
の内面にて反射を繰り返し、入射端面と対向する出射端
面から出射される。ここで、出射端面には均一な光強度
分布を持つ面光源が形成される。言い換えると、この出
射端面は、ロッドインテグレータ2の内面反射によって
その入射端面の位置に形成される複数の光源の虚像から
の光で重畳的に照明されている。
In the projection type display device according to this embodiment,
As shown in FIG. 1, light from a light source 1 including a lamp (not shown) and an elliptical mirror in which the lamp is placed at a first focus passes through an infrared absorption filter (not shown) and an ultraviolet absorption filter (not shown) and then has a prismatic shape. The light is focused on the incident end surface (the end surface on the side close to the light source 1) of the rod integrator 2 made of the transparent optical member. The light that has entered the rod integrator 2 is repeatedly reflected on the inner surface of the rod integrator 2 and is emitted from the emission end surface that faces the incidence end surface. Here, a surface light source having a uniform light intensity distribution is formed on the emission end surface. In other words, the output end face is illuminated in a superimposed manner with light from virtual images of a plurality of light sources formed at the position of the incident end face by internal reflection of the rod integrator 2.

【0024】次に、ロッドインテグレータ2の出射面か
らの光は、図中の−Z方向に向かって進行し、前群の第
1照明レンズ101及び後群の第2照明レンズ102
R,102G,102Bから構成される照明用リレー光
学系の、前記第1照明レンズ101にまず入射される。
Next, the light from the exit surface of the rod integrator 2 travels in the -Z direction in the figure, and the first illumination lens 101 in the front group and the second illumination lens 102 in the rear group.
First, the light is incident on the first illumination lens 101 of the illumination relay optical system including R, 102G, and 102B.

【0025】前記照明用リレー光学系は、前群としての
焦点距離f1の第1照明レンズ101と、後群として焦
点距離f2を持つ第2照明レンズ102R,102G,
102Bとから構成されている。第1照明レンズ101
と各第2照明レンズ102R,102G,102Bとの
間隔はf1+f2とされている。すなわち、第1照明レ
ンズ101の後側焦点位置と第2照明レンズ102R,
102G,102Bの前側焦点位置とが合致している。
The illuminating relay optical system includes a first illuminating lens 101 having a focal length f1 as a front group and second illuminating lenses 102R, 102G having a focal length f2 as a rear group.
And 102B. First illumination lens 101
The distance between the second illumination lens 102R, 102G, and 102B is f1 + f2. That is, the rear focus position of the first illumination lens 101 and the second illumination lens 102R,
The front focus positions of 102G and 102B match.

【0026】第1照明レンズ101と第2照明レンズ1
02R,102G,102Bとの間には、第1照明レン
ズ101側から、偏光分離光学系としての偏光ビームス
プリッタ3及び色分解光学系としてのクロスダイクロイ
ックミラー5が配置されている。さらに、偏光ビームス
プリッタ3とクロスダイクロイックミラー5との間に
は、1/2波長板4が配置されている。
First illumination lens 101 and second illumination lens 1
A polarization beam splitter 3 as a polarization separation optical system and a cross dichroic mirror 5 as a color separation optical system are arranged between the first and second illumination lenses 101 and 02R, 102G, 102B. Further, a half-wave plate 4 is arranged between the polarization beam splitter 3 and the cross dichroic mirror 5.

【0027】第1照明レンズ101を透過した光は、偏
光ビームスプリッタ3に入射され、当該偏光ビームスプ
リッタ3の偏光分離部を透過して−Z方向に出射する第
1の偏光光(P偏光光(振動方向が図中の±Y方向の直
線偏光))と該偏光分離部にて反射されて−Y方向に出
射する第2の偏光光(S偏光光(振動方向が図中の±Y
方向の直線偏光))とに偏光分離される。偏光ビームス
プリッタ3を−Z方向に出射した第1の偏光光は、1/
2波長板4を通過して偏光方向が90度回転した偏光
(振動方向が±X方向の直線偏光)の状態で、色分解光
学系であるクロスダイクロイックミラー5に入射され
る。該クロスダイクロイックミラー5は、R光反射ダイ
クロイックミラー5RとB光反射ダイクロイックミラー
5BとをX型に組み合わた構造を有し、クロスダイクロ
イックミラー5に入射した光をR,G,B光に色分解す
る。すなわち、クロスダイクロイックミラー5に−Z方
向に入射した光のうちのR光はR光反射ダイクロイック
ミラー5Rによって−X方向に反射され、B光はB光反
射ダイクロイックミラー5BによってX方向に反射さ
れ、G光はダイクロイックミラー5R,5Bを透過して
−Z方向に進行する。
The light transmitted through the first illumination lens 101 is incident on the polarization beam splitter 3, is transmitted through the polarization splitting portion of the polarization beam splitter 3, and is emitted in the −Z direction as the first polarized light (P polarized light). (Linear polarized light whose vibration direction is ± Y direction in the figure) and second polarized light (S-polarized light (vibration direction is ± Y in the figure) which is reflected by the polarization splitting portion and is emitted in the −Y direction.
Direction linearly polarized light)) and polarized light is separated. The first polarized light emitted from the polarization beam splitter 3 in the −Z direction is 1 /
It is incident on a cross dichroic mirror 5 which is a color separation optical system in a state of polarized light which has passed through the two-wavelength plate 4 and whose polarization direction has been rotated by 90 degrees (linear polarization whose vibration direction is ± X directions). The cross dichroic mirror 5 has a structure in which an R light reflection dichroic mirror 5R and a B light reflection dichroic mirror 5B are combined in an X type, and the light incident on the cross dichroic mirror 5 is separated into R, G, and B lights. To do. That is, R light of the light incident on the cross dichroic mirror 5 in the -Z direction is reflected in the -X direction by the R light reflection dichroic mirror 5R, and B light is reflected in the X direction by the B light reflection dichroic mirror 5B. The G light passes through the dichroic mirrors 5R and 5B and travels in the -Z direction.

【0028】クロスダイクロイックミラー5によって色
分解されたR光は、前記照明用リレー光学系の後群の第
2照明レンズ102Rに入射し、B光は前記照明用リレ
ー光学系の後群の第2照明レンズ102Bに入射し、G
光は前記照明用リレー光学系の後群の第2照明レンズ1
02Gにそれぞれ入射する。この色分解されたR光、G
光及びB光は、各光の光路における第2照明レンズ10
2R,102G,102Bの後側焦点位置にロッドイン
テグレータ2の出射端面の像(面光源の像)をそれぞれ
各色毎に形成する。
The R light color-separated by the cross dichroic mirror 5 enters the second illumination lens 102R of the rear group of the illumination relay optical system, and the B light is the second group of the rear group of the illumination relay optical system. It enters the illumination lens 102B, and G
The light is the second illumination lens 1 in the rear group of the illumination relay optical system.
02G respectively. This color separated R light, G
The light and the B light are the second illumination lens 10 in the optical path of each light.
An image of the emission end face of the rod integrator 2 (image of a surface light source) is formed for each color at the rear focal position of 2R, 102G, 102B.

【0029】ここで、各色成分光のうちG光成分につい
て、図2を参照して説明する。色分解光学系であるクロ
スダイクロイックミラー5を出射したG光は、照明用リ
レー光学系の後群を構成する第2照明レンズ102Gを
透過して、折り曲げミラー6Gにて反射されて図中−Y
方向に進行し、該第2照明レンズ102Gから光路長f
2だけ離れた位置に、ロッドインテグレータ2の出射端
面のG光による実像(1次像)IGを構成する。この像
IGからのG光は、当該像IGからf2の光路長だけ離
れた位置に配置された焦点距離f2の照明レンズ103
Gを透過し、折り曲げミラー7Gによって反射されて、
Z方向に進行し、照明レンズ103Gから光路長f1+
f2の位置に配置された焦点距離f1の照明レンズ10
4Gを通過する。前記照明レンズ103G,104Gは
G光用の色信号用リレー光学系(G光用リレー光学系)
を構成し、前記のように、照明レンズ103Gの後側焦
点と照明レンズ104Gの前側焦点とが一致するように
配置されている。このG光用リレー光学系から出射した
G光は、Z方向に進行し、G光用の色信号用ライトバル
ブとしてのG光用液晶ライトバルブ8Gに達する。この
G光用液晶ライトバルブ8GはG光用リレー光学系の照
明レンズ104Gから間隔f1だけ離れて配置されてお
り、この液晶ライトバルブ8G上にはロッドインテグレ
ータ2の出射端面(面光源)のG光による実像(2次
像)が形成される。
Here, the G light component of each color component light will be described with reference to FIG. The G light emitted from the cross dichroic mirror 5, which is a color separation optical system, passes through the second illumination lens 102G that forms the rear group of the illumination relay optical system, is reflected by the bending mirror 6G, and is -Y in the figure.
The optical path length f from the second illumination lens 102G.
A real image (primary image) IG of G light on the exit end face of the rod integrator 2 is formed at a position separated by two. The G light from the image IG is an illumination lens 103 having a focal length f2 arranged at a position away from the image IG by an optical path length of f2.
G is transmitted, is reflected by the bending mirror 7G,
Traveling in the Z direction, the optical path length f1 + from the illumination lens 103G
The illumination lens 10 having the focal length f1 arranged at the position f2
Pass 4G. The illumination lenses 103G and 104G are color light relay optical systems for G light (G light relay optical system).
As described above, the rear focal point of the illumination lens 103G and the front focal point of the illumination lens 104G are arranged so as to coincide with each other. The G light emitted from the G light relay optical system travels in the Z direction and reaches the G light liquid crystal light valve 8G as the G light color signal light valve. The G-light liquid crystal light valve 8G is arranged at a distance f1 from the illumination lens 104G of the G-light relay optical system, and the emission end surface (surface light source) G of the rod integrator 2 is arranged on the liquid crystal light valve 8G. A real image (secondary image) is formed by light.

【0030】再び図1を参照すると、クロスダイクロイ
ックミラー5によって−X方向に反射されたR光は、折
り曲げミラー6Rにて反射されて図中−Y方向に沿って
進行する。このR光は、前述したG光の場合と同様に、
照明用リレー光学系の後群を構成する照明レンズ102
Rを透過して、ロッドインテグレータ2の出射端面のR
光による実像(1次像)を後群の照明レンズ102Rか
ら距離f2の位置に形成する。この像からのR光は、照
明レンズ103Rを透過した後に折り曲げミラー7Rに
て反射されて、図中X方向に偏向されて照明レンズ10
4Rを通過する。前記照明レンズ103R,104Rは
R光用の色信号用リレー光学系(R光用リレー光学系)
を構成している。照明レンズ103Rは、焦点距離f2
を有し、前記像から光路長f2の距離に配置されてい
る。照明レンズ104Rは、焦点距離f1を有し、照明
レンズ103Rとの間隔がf1+f2となるように、す
なわち照明レンズ103Rの後側焦点と照明レンズ10
4Rの前側焦点が合致するように配置されている。この
R光用リレー光学系からのR光は、X方向に進行し、R
光用色信号用ライトバルブとしてのR光用液晶ライトバ
ルブ8Rに到達する。このR光用液晶ライトバルブ8R
は、R光用リレー光学系の照明レンズ104Rから間隔
f1だけ離れて配置されており、このライトバルブ8R
上にはロッドインテグレータ2の出射端面のR光による
実像(2次像)が形成される。
Referring again to FIG. 1, the R light reflected by the cross dichroic mirror 5 in the -X direction is reflected by the bending mirror 6R and travels along the -Y direction in the figure. This R light is similar to the case of the G light described above,
Illumination lens 102 forming the rear group of the illumination relay optical system
After passing through R, R on the emission end face of the rod integrator 2
A real image (primary image) formed by light is formed at a position at a distance f2 from the rear group illumination lens 102R. The R light from this image passes through the illumination lens 103R, is then reflected by the bending mirror 7R, is deflected in the X direction in the drawing, and is illuminated by the illumination lens 10.
Pass 4R. The illumination lenses 103R and 104R are color light relay optical systems for R light (relay optical systems for R light).
Is composed. The illumination lens 103R has a focal length f2.
And is arranged at a distance of the optical path length f2 from the image. The illumination lens 104R has a focal length f1, and the distance between the illumination lens 104R and the illumination lens 103R is f1 + f2, that is, the rear focus of the illumination lens 103R and the illumination lens 10R.
It is arranged so that the front focus of the 4R matches. The R light from the R light relay optical system travels in the X direction, and
The liquid crystal light valve for R light 8R as a light valve for light color signals is reached. This R light liquid crystal light valve 8R
Are arranged at a distance f1 from the illumination lens 104R of the relay optical system for R light.
A real image (secondary image) by the R light on the emission end face of the rod integrator 2 is formed on the upper side.

【0031】また、クロスダイクロイックミラー5によ
ってX方向に反射されたB光は、折り曲げミラー6Bに
て反射されて図中−Y方向に沿って進行する。このB光
は、前述したG光の場合と同様に、照明用リレー光学系
の後群を構成する照明レンズ102Bを透過して、ロッ
ドインテグレータ2の出射端面のB光による像を後群照
明レンズ102Bから距離f2の位置に形成する。この
像からのB光は、照明レンズ103Bを透過した折り曲
げミラー7Bにて反射されて、図中−X方向に偏向され
て照明レンズ104Bを通過する。前述した照明レンズ
103B,104BはB光用の色信号用リレー光学系
(B光用リレー光学系)を構成している。照明レンズ1
03Bは、焦点距離f2を有し、前記像から光路長f2
の距離に配置されている。照明レンズ104Bは、焦点
距離f1を有し、照明レンズ103Bとの間隔がf1+
f2となるように、すなわち照明レンズ103Bの後側
焦点と照明レンズ104Bの前側焦点が合致するように
配置されている。このB光用リレー光学系からのB光
は、−X方向に進行し、B光用色信号用ライトバルブと
してのB光用液晶ライトバルブ8Bに到達する。このB
光用液晶ライトバルブ8Bは、B光用リレー光学系の照
明レンズ104Bから間隔f1だけ離れて配置されてお
り、このライトバルブ8B上にはロッドインテグレータ
2の出射端面のB光による実像(2次像)が形成され
る。
The B light reflected in the X direction by the cross dichroic mirror 5 is reflected by the bending mirror 6B and travels along the -Y direction in the figure. As in the case of the G light described above, the B light passes through the illumination lens 102B forming the rear group of the illumination relay optical system, and an image of the B end of the emission end surface of the rod integrator 2 is formed by the rear group illumination lens. It is formed at a position of a distance f2 from 102B. The B light from this image is reflected by the folding mirror 7B that has passed through the illumination lens 103B, is deflected in the -X direction in the drawing, and passes through the illumination lens 104B. The illumination lenses 103B and 104B described above configure a color signal relay optical system for B light (B light relay optical system). Lighting lens 1
03B has a focal length f2, and from the image, the optical path length f2
It is located in the distance. The illumination lens 104B has a focal length f1, and the distance from the illumination lens 103B is f1 +.
It is arranged so as to be f2, that is, the rear focus of the illumination lens 103B and the front focus of the illumination lens 104B match. The B light from the B light relay optical system travels in the -X direction and reaches the B light liquid crystal light valve 8B as the B light color signal light valve. This B
The liquid crystal light valve 8B for light is arranged at a distance f1 from the illumination lens 104B of the relay optical system for B light, and on the light valve 8B, a real image (secondary image) of B light on the emission end face of the rod integrator 2 is formed. Image) is formed.

【0032】このように、各色光用液晶ライトバルブ8
R,8G,8B上には、均一な光強度を持つロッドイン
テグレータ2の出射端面の像が形成される。すなわち、
各色用ライトバルブは、均一な面光源によってクリティ
カル照明される。また、本実施の形態においては、照明
リレー光学を構成する照明レンズ101と照明レンズ1
02R,102G,102Bとはロッドインテグレータ
2の出射端面像をそれぞれf2/f1倍で形成し、各色
光用リレー光学系はこの像をf1/f2倍で液晶ライト
バルブ8R,8G,8B上に再結像する。すなわち、各
液晶ライトバルブ8R,8G,8B上にはロッドインテ
グレータ2の出射端面の等倍像を形成する。このよう
に、本実施の形態においては、ロッドインテグレータ2
の出射端面と各色用液晶ライトバルブ8R,8G,8B
とが共役な配置であり、その倍率も等倍であるために、
角柱形状のロッドインテグレータ2の出射端面は、各液
晶ライトバルブの画像表示面と同一サイズ・同一形状と
なるようにその縦横サイズが決定されている。
In this way, the liquid crystal light valve 8 for each color light is used.
An image of the emission end face of the rod integrator 2 having a uniform light intensity is formed on the R, 8G, and 8B. That is,
The light valve for each color is critically illuminated by a uniform surface light source. In addition, in the present embodiment, the illumination lens 101 and the illumination lens 1 that configure the illumination relay optics.
02R, 102G, and 102B form the output image of the output surface of the rod integrator 2 at f2 / f1 times, and the relay optical system for each color light reproduces this image at f1 / f2 times on the liquid crystal light valves 8R, 8G, and 8B. Form an image. That is, an equal-magnification image of the exit end face of the rod integrator 2 is formed on each of the liquid crystal light valves 8R, 8G, and 8B. Thus, in the present embodiment, the rod integrator 2
Emission end face and liquid crystal light valves 8R, 8G, 8B for each color
Since and are conjugate arrangements, and their magnifications are also equal,
The emission end surface of the prismatic rod integrator 2 is determined in vertical and horizontal sizes so as to have the same size and shape as the image display surface of each liquid crystal light valve.

【0033】なお、図1及び図2に示す本実施の形態に
よる投射型表示装置において、照明用リレー光学系の後
群を構成するR光用の照明レンズ102R及びB光用の
照明レンズ102BはG光用の照明レンズ102Gと同
一な焦点距離f2のレンズであり、更にR光用リレー光
学系の照明レンズ103R及びB光用リレー光学系の照
明レンズ103BはG光用リレー光学系の照明レンズ1
03Gと同一の焦点距離f2のレンズであり、R光用リ
レー光学系の照明レンズ104R及びB光用リレー光学
系の照明レンズ104BはG光用リレー光学系の照明レ
ンズ104Gと同一な焦点距離f1のレンズである。
In the projection display apparatus according to the present embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the R light illumination lens 102R and the B light illumination lens 102B, which form the rear group of the illumination relay optical system, are The lens having the same focal length f2 as the G light illumination lens 102G, and the R light relay optical system illumination lens 103R and the B light relay optical system illumination lens 103B are G light relay optical system illumination lenses. 1
03G has the same focal length f2, and the illumination lens 104R of the R light relay optical system and the illumination lens 104B of the B light relay optical system have the same focal length f1 as the illumination lens 104G of the G light relay optical system. Is the lens.

【0034】また、色分解光学系であるクロスダイクロ
イックミラー5から各色用液晶ライトバルブ8R,8
G,8Bまでの光路長はそれぞれ実質的に同一である。
Further, liquid crystal light valves 8R, 8R for respective colors are formed from the cross dichroic mirror 5 which is a color separation optical system.
The optical path lengths up to G and 8B are substantially the same.

【0035】ここで、各色用液晶ライトバルブ8R,8
G,8Bについて説明する。各液晶ライトバルブ8R,
8G,8Bは、液晶パネルをクロスニコルを構成する2
枚の偏光板にて挟み込んだ構造をなしている。図面には
示していないが、この液晶パネルは、入射光側から順
に、透明ガラス基板、該ガラス基板上に形成された格子
状の画素を選択スイッチングするアクティブ非線形素子
(例えばTFT)及びこれと結合された画素を構成する
電極、液晶層、対向電極及び透明ガラス基板から構成さ
れている。各色毎の色信号によってスイッチングされた
前記アクティブ素子によって画素電極とこれに対向する
対向電極との間に電圧が印加されることにより、この電
界によって液晶の分子が互いに平行にかつ基板に対して
垂直に配列される。そのため、入射側の偏光板を通過し
た直線偏光光はそのまま液晶パネルを透過し、クロスニ
コルを構成する出射側の偏光板によって吸収される。一
方、前記アクティブ素子によって選択されない箇所で
は、液晶分子は捻れ構造を維持することとなり、この場
合には、入射側の偏光板を通過した偏光光は、液晶分子
の捻れに倣って偏光方向が90度回転変換されてから液
晶パネルを出射し、出射側の偏光板を通過することとな
る。このように各色用液晶ライトバルブは各色信号によ
りスイッチングされることにより、該ライトバルブ上に
各色信号に応じた画像を形成する。すなわち、各液晶ラ
イトバルブを通過する光に対して変調をかけることとな
る。
Here, the liquid crystal light valves 8R, 8 for each color
G and 8B will be described. Each liquid crystal light valve 8R,
8G and 8B form a crossed Nicols liquid crystal panel 2
The structure is sandwiched between two polarizing plates. Although not shown in the drawing, the liquid crystal panel includes, in order from the incident light side, a transparent glass substrate, an active non-linear element (for example, a TFT) that selectively switches lattice-shaped pixels formed on the glass substrate, and a combination thereof. The liquid crystal layer, the counter electrode, and the transparent glass substrate are included in the pixel. A voltage is applied between the pixel electrode and a counter electrode facing the pixel by the active element switched by the color signal for each color, so that the electric field causes liquid crystal molecules to be parallel to each other and perpendicular to the substrate. Arranged in. Therefore, the linearly polarized light that has passed through the incident-side polarizing plate passes through the liquid crystal panel as it is, and is absorbed by the exit-side polarizing plate that constitutes crossed Nicols. On the other hand, in a portion not selected by the active element, the liquid crystal molecules maintain a twisted structure, and in this case, the polarized light passing through the incident side polarization plate has a polarization direction of 90 degrees following the twist of the liquid crystal molecules. After being rotated and converted, the liquid crystal panel is emitted and passes through a polarizing plate on the emission side. In this manner, the liquid crystal light valves for each color are switched by each color signal, so that an image corresponding to each color signal is formed on the light valve. That is, the light passing through each liquid crystal light valve is modulated.

【0036】さて、各色光用液晶ライトバルブ8R,8
G,8Bの出射側には、色合成光学系として、R光用反
射ダイクロイック膜9RとB光反射ダイクロイック膜9
BとがX型になるように4つの直角プリズムを組み合わ
せたクロスダイクロイックプリズム9が、配置されてい
る。G光用液晶ライトバルブ8Gによって変調されてこ
れを出射したG光は、図中Z方向へ向かって進行し、R
光反射ダイクロイック膜9RとB光反射ダイクロイック
膜9Bとを通過する。また、R光用液晶ライトバルブ8
Rにて変調されてこれを出射したR光は、X方向に進行
し、R光反射ダイクロイック膜9Rにて反射されて、図
中Z方向に向かって反射される。B光用液晶ライトバル
ブ8Bにて変調されてこれを出射したB光は、−X方向
に進行し、B光反射ダイクロイック膜9BにてZ方向に
反射される。すなわち、クロスダイクロイックミラー5
によって3方向(R光は−X方向、G光光は−Z方向、
B光はX方向)に色分解された各色光は、各液晶ライト
バルブ8R,8G,8Bを通過した後、前記3方向とは
それぞれ逆向き(R光はX方向、G光はZ方向、B光は
−X方向)にクロスダイクロイックプリズム9に入射
し、クロスダイクロイックプリズム9にて色合成され、
この色合成光が、クロスダイクロイックミラー5への入
射方向(−Z方向)とは逆向き(Z方向)でクロスダイ
クロイックプリズム9から出射される。このとき、R光
用液晶ライトバルブ8Rから出射されるR光は±Y方向
に振動する直線偏光であり、G光用液晶ライトバルブ8
Gから出射されるG光は±Y方向に振動する直線偏光で
あり、B光用液晶ライトバルブ8Bから出射されるB光
は±Y方向に振動する直線偏光である。このように、本
実施の形態では、偏光ビームスプリッタ3とクロスダイ
クロイックミラー5との間に1/2波長板4を配置して
いるため、各色液晶ライトバルブ8R,8G,8Bから
出射してクロスダイクロイックプリズム9に入射する直
線偏光光の振動方向を、クロスダイクロイックプリズム
9のダイクロイック膜の膜面に対してS偏光とすること
ができる。これによって、各ダイクロイック膜の分光特
性を良好にすることができる。すなわち、このように色
合成光学系への入射光を色合成光学系の色合成膜面に対
してS偏光光にすると、当該色合成膜の分光特性がP偏
光光の場合に比べてS偏光光の場合の方が優れているの
で、光損失を少なくすることができ、好ましい。
Now, liquid crystal light valves 8R, 8 for each color light
On the output side of G and 8B, as a color combining optical system, a reflection dichroic film 9R for R light and a B light reflection dichroic film 9 are provided.
A cross dichroic prism 9 in which four right-angled prisms are combined is arranged so that B and X are X-shaped. The G light modulated by the G light liquid crystal light valve 8G and emitted from the liquid crystal light valve 8G travels in the Z direction in FIG.
It passes through the light reflection dichroic film 9R and the B light reflection dichroic film 9B. Also, a liquid crystal light valve 8 for R light
The R light modulated by R and emitted from the R travels in the X direction, is reflected by the R light reflecting dichroic film 9R, and is reflected in the Z direction in the drawing. The B light which is modulated by the B light liquid crystal light valve 8B and is emitted therefrom travels in the -X direction and is reflected in the Z direction by the B light reflecting dichroic film 9B. That is, the cross dichroic mirror 5
3 directions (R light is -X direction, G light light is -Z direction,
The respective color lights separated into the B light in the X direction pass through the liquid crystal light valves 8R, 8G, 8B and then in the opposite directions (R light is the X direction, G light is the Z direction). B light is incident on the cross dichroic prism 9 in the −X direction), and color combination is performed by the cross dichroic prism 9.
The color combined light is emitted from the cross dichroic prism 9 in the opposite direction (Z direction) to the incident direction (-Z direction) to the cross dichroic mirror 5. At this time, the R light emitted from the R light liquid crystal light valve 8R is linearly polarized light vibrating in the ± Y directions, and the G light liquid crystal light valve 8R
The G light emitted from G is a linearly polarized light vibrating in the ± Y directions, and the B light emitted from the liquid crystal light valve for B light 8B is a linearly polarized light vibrating in the ± Y directions. As described above, in the present embodiment, since the half-wave plate 4 is arranged between the polarization beam splitter 3 and the cross dichroic mirror 5, the liquid crystal light valves 8R, 8G, and 8B of the respective colors are emitted and crossed. The vibration direction of the linearly polarized light incident on the dichroic prism 9 can be S-polarized with respect to the film surface of the dichroic film of the cross dichroic prism 9. As a result, the spectral characteristics of each dichroic film can be improved. That is, when the incident light to the color synthesizing optical system is S-polarized light with respect to the color synthesizing film surface of the color synthesizing optical system as described above, the S-polarized light has the spectral characteristic of the color synthesizing film as compared with the case of the P polarized light. Since light is superior, light loss can be reduced, which is preferable.

【0037】このクロスダイクロイックプリズム9の出
射側(Z方向)にはレンズ105とレンズ106とから
構成される合成用リレー光学系が設けられている。当該
合成用リレー光学系を通過した光はZ方向に進行し、折
り曲げミラー10にて反射されて、Y方向に向けて進行
し、各色光用ライトバルブ8R,8G,8Bの合成像I
を形成する。すなわち、この合成用リレー光学系として
は、例えば、図2に示すように焦点距離f3のレンズ1
05と焦点距離f4のレンズ106とを間隔f3+f4
にて配置したものを用いることができる。この場合、合
成像Iは、ロッドインテグレータ2の出射端面のf4/
f3倍となる。
On the exit side (Z direction) of the cross dichroic prism 9, a combining relay optical system including a lens 105 and a lens 106 is provided. The light passing through the combining relay optical system travels in the Z direction, is reflected by the bending mirror 10, travels in the Y direction, and is a composite image I of the light valves 8R, 8G, 8B for the respective color lights.
To form That is, as the combining relay optical system, for example, as shown in FIG. 2, the lens 1 having the focal length f3 is used.
05 and the lens 106 having the focal length f4 are separated by a distance f3 + f4.
It is possible to use the one arranged in. In this case, the composite image I is f4 / of the emission end face of the rod integrator 2.
f3 times.

【0038】さて、偏光ビームスプリッタ3にて反射さ
れた第2の偏光光(振動方向が図中の±X方向の直線偏
光)は、図中−Y方向に沿って進行し、焦点距離f2の
第3照明レンズ102を通過した後、折り曲げミラー1
2にて反射され、Z方向に進行する。第3照明レンズ1
02は、第1照明レンズ101との間の光路長がf1+
f2となるように、すなわち第1照明レンズ101の後
側焦点と第3照明レンズ102の前側焦点が合致するよ
うに配置されている。そして、第3照明レンズ102の
後側焦点位置には輝度信号用液晶ライトバルブ13が配
置されている。本実施の形態では、照明レンズ101,
102が、輝度信号用液晶ライトバルブ13上にロッド
インテグレータ2の出射端面の像を形成する輝度信号用
リレー光学系を構成しており、照明レンズ101が該輝
度信号用リレー光学系の前群、照明レンズ102が該輝
度信号用リレー光学系の後群を構成している。第1照明
レンズ101は、前記照明用リレー光学系の前群及び前
記輝度信号用リレー光学系の前群として共用されてい
る。
Now, the second polarized light reflected by the polarization beam splitter 3 (linearly polarized light whose vibration direction is ± X direction in the figure) proceeds along the -Y direction in the figure and has a focal length f2. After passing through the third illumination lens 102, the folding mirror 1
It is reflected at 2 and travels in the Z direction. Third illumination lens 1
02 has an optical path length f1 + with the first illumination lens 101.
It is arranged so as to be f2, that is, the rear focus of the first illumination lens 101 and the front focus of the third illumination lens 102 match. A brightness signal liquid crystal light valve 13 is disposed at the rear focal position of the third illumination lens 102. In the present embodiment, the illumination lens 101,
Reference numeral 102 constitutes a luminance signal relay optical system that forms an image of the exit end face of the rod integrator 2 on the luminance signal liquid crystal light valve 13, and the illumination lens 101 is a front group of the luminance signal relay optical system. The illumination lens 102 constitutes the rear group of the relay optical system for luminance signals. The first illumination lens 101 is shared by the front group of the illumination relay optical system and the front group of the luminance signal relay optical system.

【0039】この輝度用液晶ライトバルブ13は、構造
的には色信号用液晶ライトバルブ8R,8G,8Bと同
様であるが、その大きさは色信号用液晶ライトバルブよ
りも大きく、かつ画素数も多くなるように構成されてい
る。前群としての照明レンズ101と後群としての照明
レンズ102から構成される前記輝度信号リレー光学系
によって、輝度信号用ライトバルブ13上にはロッドイ
ンテグレータ2の出射端面の拡大像が形成される。この
とき、輝度信号用液晶ライトバルブ13上の拡大像の倍
率はf2/f1で与えられる。一方、前述したように、
前記合成像Iは、ロッドインテグレータ2の出射端面の
f4/f3倍となる。したがって、第1及至第3照明レ
ンズ101,102R,102G,102B,102の
焦点距離並びに各色光用リレー光学系の照明レンズ10
3R,104R,103G,104G,103B,10
4Bの焦点距離でるf1,f2の値、及び、合成用リレ
ー光学系のレンズ105,106の焦点距離であるf
3,f4の値は、輝度信号用ライトバルブ13と各色信
号用ライトバルブ8R,8G,8Bとの大きさの比に応
じて決定すればよい。
The brightness liquid crystal light valve 13 is structurally similar to the color signal liquid crystal light valves 8R, 8G, and 8B, but its size is larger than that of the color signal liquid crystal light valve, and the number of pixels is large. Is also configured to increase. An enlarged image of the emission end face of the rod integrator 2 is formed on the luminance signal light valve 13 by the luminance signal relay optical system including the illumination lens 101 as the front group and the illumination lens 102 as the rear group. At this time, the magnification of the enlarged image on the brightness signal liquid crystal light valve 13 is given by f2 / f1. On the other hand, as mentioned above,
The composite image I is f4 / f3 times as large as the emission end face of the rod integrator 2. Therefore, the focal lengths of the first to third illumination lenses 101, 102R, 102G, 102B, and 102 and the illumination lens 10 of the relay optical system for each color light.
3R, 104R, 103G, 104G, 103B, 10
The values of f1 and f2, which are the focal lengths of 4B, and f, which are the focal lengths of the lenses 105 and 106 of the combining relay optical system.
The values of 3, f4 may be determined according to the size ratio of the brightness signal light valve 13 and the color signal light valves 8R, 8G, 8B.

【0040】輝度信号用ライトバルブ13の出射側(Z
方向側)には、合成光学系としての偏光ビームスプリッ
タ14が配置されている。輝度信号用ライトバルブ13
から出射される光は、図中±Y方向の振動を持つ直線偏
光であり、偏光ビームスプリッタ14の偏光分離部に対
しP偏光であるため、この光は偏光ビームスプリッタ1
4を透過して、その出射側に位置する投射レンズ107
へ入射する。
The emission side of the light valve 13 for brightness signal (Z
A polarization beam splitter 14 as a synthesizing optical system is arranged on the direction side). Luminance signal light valve 13
The light emitted from the polarization beam splitter 1 is linearly polarized light having vibrations in the ± Y directions and is P polarized light with respect to the polarization splitting portion of the polarization beam splitter 14.
4, the projection lens 107 which is located on the exit side of the projection lens 107.
Incident on.

【0041】レンズ105,106から構成される合成
用リレー光学系にて形成された合成像Iからは、図中±
Z方向の振動を有する直線偏光光がY方向に沿って進行
する。この直線偏光光は、1/2波長板11を通過して
偏光方向が90度回転されて±X方向の振動となるため
に、偏光合成光学系としての偏光ビームスプリッタ14
の偏光分離部に対してS偏光光となり、該偏光分離部に
て反射され、図中Z方向に進行し、投射レンズ107に
入射される。ここで、輝度信号用ライトバルブ13と合
成像Iとは投射レンズ107に関し共役な位置にある。
From the combined image I formed by the combining relay optical system composed of the lenses 105 and 106, ±
Linearly polarized light having vibrations in the Z direction travels along the Y direction. The linearly polarized light passes through the half-wave plate 11 and the polarization direction is rotated by 90 degrees to generate vibrations in the ± X directions. Therefore, the polarization beam splitter 14 as a polarization combining optical system is used.
The S-polarized light becomes the S-polarized light, is reflected by the polarized-light separating unit, travels in the Z direction in the drawing, and is incident on the projection lens 107. Here, the light valve 13 for luminance signal and the composite image I are in a conjugate position with respect to the projection lens 107.

【0042】このようにして、色合成された光と輝度信
号用ライトバルブ13からの光とが偏光ビームスプリッ
タ14により合成され、この合成光が投射レンズ107
によりスクリーン(図示せず)上に投射される。
In this way, the color-combined light and the light from the brightness signal light valve 13 are combined by the polarization beam splitter 14, and the combined light is projected by the projection lens 107.
Is projected on a screen (not shown) by the.

【0043】この投射レンズ107は、開口絞り107
aを有し、該開口絞り107aよりも偏光ビームスプリ
ッタ14側に位置するレンズ群の後側焦点(開口絞り1
07a側を後側とする。)位置に開口絞り107aを配
置する構成を有している。この開口絞り107aによっ
て当該投射型表示装置を構成する光学系の主光線が定ま
り、偏光ビームスプリッタ14と投射レンズ107との
間において主光線が光軸と平行になる。すなわち、この
投射レンズ107は、偏光ビームスプリッタ14側にテ
レセントリックな光学系である。
This projection lens 107 has an aperture stop 107.
a, and the rear focal point of the lens group (aperture stop 1 that is located closer to the polarization beam splitter 14 than the aperture stop 107a).
The 07a side is the rear side. ), The aperture stop 107a is arranged at the position. This aperture stop 107a determines the principal ray of the optical system that constitutes the projection display device, and the principal ray becomes parallel to the optical axis between the polarization beam splitter 14 and the projection lens 107. That is, the projection lens 107 is an optical system that is telecentric on the polarization beam splitter 14 side.

【0044】図2に示すように、本実施の形態による投
射型表示装置では、ロッドインテグレータ2の出射端面
と第1照明レンズ101との間の光路、G光用の第2照
明レンズ102GとG光用リレー光学系の照明レンズ1
03Gとの間の光路、G光用リレー光学系の照明レンズ
104Gと合成用リレー光学系のレンズ105との間の
光路、合成用リレー光学系のレンズ106と投射レンズ
107との間の光路、及び第3照明レンズ102と投射
レンズ107との間の光路において、投射レンズ107
の開口絞り107aによって決定される主光線が光軸と
平行になる。
As shown in FIG. 2, in the projection display apparatus according to this embodiment, the optical path between the emission end face of the rod integrator 2 and the first illumination lens 101, the second illumination lenses 102G and G for G light are used. Lighting lens 1 for optical relay optical system
03G, an optical path between the illumination lens 104G of the G light relay optical system and the lens 105 of the combining relay optical system, an optical path between the lens 106 of the combining relay optical system and the projection lens 107, And the projection lens 107 in the optical path between the third illumination lens 102 and the projection lens 107.
The chief ray determined by the aperture stop 107a of is parallel to the optical axis.

【0045】また、図2では示されていないが、R光用
の第2照明レンズ102RとR光用リレー光学系の照明
レンズ103Rとの間の光路、R光用リレー光学系の照
明レンズ104Rと合成用リレー光学系のレンズ105
との間の光路、B光用の第2照明レンズ102BとB光
用リレー光学系の照明レンズ103Bとの間の光路、及
びB光用リレー光学系の照明レンズ104Bと合成用リ
レー光学系のレンズ105との間においても、投射レン
ズ107の開口絞り107aによって決定される主光線
が光軸と平行になる。言い換えると、照明用リレー光学
系101と102R、101と102G、101と10
2B、輝度信号用リレー光学系101と102、R光用
リレー光学系103Rと104R、B光用リレー光学系
103Bと104B、G光用リレー光学系103Gと1
04G及び合成用リレー光学系105と106は、それ
ぞれ両側にテレセントリックな光学系である。
Although not shown in FIG. 2, an optical path between the second illumination lens 102R for R light and the illumination lens 103R of the relay optical system for R light, and the illumination lens 104R of the relay optical system for R light. 105 of the relay optical system for synthesis
Between the second illumination lens 102B for B light and the illumination lens 103B of the relay optical system for B light, and the illumination lens 104B of the relay optical system for B light and the combination relay optical system. Also between the lens 105 and the lens 105, the principal ray determined by the aperture stop 107a of the projection lens 107 becomes parallel to the optical axis. In other words, the illumination relay optical system 101 and 102R, 101 and 102G, 101 and 10
2B, luminance signal relay optical systems 101 and 102, R light relay optical systems 103R and 104R, B light relay optical systems 103B and 104B, G light relay optical systems 103G and 1
The 04G and combining relay optical systems 105 and 106 are optical systems that are telecentric on both sides.

【0046】さらに、照明レンズ105,106からな
る合成用リレー光学系も、各色光用ライトバルブ8R,
8G,8Bから合成用リレー光学系までの間と合成用リ
レー光学系から輝度信号用ライトバルブ13を経て照明
レンズ102までの間において主光線が光軸と平行なテ
レセントリックな光学系となっている。
Furthermore, the synthesizing relay optical system including the illumination lenses 105 and 106 also includes the light valves 8R and 8R for the respective color lights.
A telecentric optical system in which the principal ray is parallel to the optical axis between 8G and 8B and the combining relay optical system and between the combining relay optical system and the brightness signal light valve 13 to the illumination lens 102. .

【0047】以上の光学系により、各色光用ライトバル
ブ8R,8G,8B及び輝度信号用ライトバルブ13
が、前記主光線がテレセントリックを維持する様に構成
されることとなる。このため、液晶ライトバルブ8R,
8G,8B,13の主光線の入射角による特性に依存す
るコントラストムラをなくすことができる。
With the above optical system, the light valves 8R, 8G, 8B for the respective color lights and the light valve 13 for the luminance signal are provided.
However, the chief ray is configured to maintain telecentricity. Therefore, the liquid crystal light valve 8R,
It is possible to eliminate the contrast unevenness depending on the characteristics due to the incident angles of the principal rays of 8G, 8B, and 13.

【0048】さらに、色合成光学系に対しても、主光線
のテレセントリック性が確保されているため、主光線の
入射角に依存して発生するカラーシェーディングをなく
すことができる。
Furthermore, since the telecentricity of the chief ray is ensured for the color synthesizing optical system, it is possible to eliminate the color shading that occurs depending on the incident angle of the chief ray.

【0049】また、本実施の形態においては、色分解光
学系としてクロスダイクロイックミラー5を使用してい
るが、当該クロスダイクロイックミラー5は、透明ガラ
ス基板上にR光反射ダイクロイック膜を形成した平面ミ
ラー(R光反射ダイクロイックミラー)5Rと同ガラス
基板上にB光反射ダイクロイック膜を形成した平面ミラ
ー(B光反射ダイクロイックミラー)とを互いに直交し
てX型に組み合わせた構造を有している。この構造を有
する点から、R光反射ミラー5RとB光反射ミラー5B
の交差部分が発生することは不可避である。前述した図
3に示す従来例の投射型表示装置の場合には、R光反射
ダイクロイックミラー210とG光反射ダイクロイック
ミラー215は、X型に組み合わされずに1枚毎に別に
配置されていることから、交差部分を構成することはな
いが、本実施の形態においてはこの交差部分が光路中の
中心部において図中のY方向に一本走ることとなる。こ
のため、本実施の形態のように色分解光学系としてクロ
スダイクロイックミラー5を用いた場合には、何らの配
慮をしなければ、この交差部分が投射像の中央部におい
て縦に色ムラとなって発生する。なお、色合成光学系と
して用いているクロスダイクロイックプリズム9の場合
は、光路中に交差部部分が縦に1本同様に走ることにな
るが、クロスダイクロイックプリズムでは直角プリズム
を近接して貼り合わせる構造を有しているために、当該
交差部分による影響(色ムラの発生)はほとんどない。
Further, in this embodiment, the cross dichroic mirror 5 is used as the color separation optical system, but the cross dichroic mirror 5 is a plane mirror in which an R light reflecting dichroic film is formed on a transparent glass substrate. (R light reflection dichroic mirror) 5R and a plane mirror (B light reflection dichroic mirror) having a B light reflection dichroic film formed on the same glass substrate are orthogonal to each other and are combined in an X-shape. From the point of having this structure, R light reflection mirror 5R and B light reflection mirror 5B
It is unavoidable that an intersection of the two will occur. In the case of the projection type display device of the conventional example shown in FIG. 3 described above, the R light reflection dichroic mirror 210 and the G light reflection dichroic mirror 215 are not combined in the X type but are arranged separately for each one. However, in the present embodiment, one intersection runs in the Y direction in the figure at the center of the optical path. For this reason, when the cross dichroic mirror 5 is used as the color separation optical system as in the present embodiment, this crossing portion causes vertical color unevenness in the central portion of the projected image unless any consideration is made. Occurs. In the case of the cross dichroic prism 9 used as the color synthesizing optical system, the crossing portion runs in the same way vertically in the optical path. However, in the cross dichroic prism, right-angle prisms are closely attached to each other. Therefore, there is almost no influence (occurrence of color unevenness) due to the intersection.

【0050】本実施の形態においては、クロスダイクロ
イックミラー5が照明リレー光学系の前群の照明レンズ
101と後群の照明レンズ102R,102G,102
Bとの間に配置されていることにより、クロスダイクロ
イックミラー5の交差部分の投射像への色ムラの影響が
なくなる。
In the present embodiment, the cross dichroic mirror 5 includes the front group illumination lens 101 and the rear group illumination lenses 102R, 102G, 102 of the illumination relay optical system.
By being arranged between B and B, the influence of color unevenness on the projected image at the intersection of the cross dichroic mirror 5 is eliminated.

【0051】その理由は、以下のとおりである。スクリ
ーンから投射レンズ107へ逆にたどり、各色信号用ラ
イトバルブ8R,8G,8Bから光源1に向かう光束を
考えると、ライトバルブ8R,8G,8B上の各点から
の光束は、ほぼ一様にクロスダイクロイックミラー5の
交差部分を通ることがわかる。したがって、クロスダイ
クロイックミラー5の交差部の影響はライトバルブ上に
一様に広がるから、スクリーン上で交差部分が色ムラと
なって現れることはない。特に、クロスダイクロイック
ミラー5の交差部分を照明レンズ101の後側(ライト
バルブ側)焦点位置に配置すれば、前記色ムラの防止効
果は最も大きくなり、好ましい。
The reason is as follows. Considering the light fluxes that travel backward from the screen to the projection lens 107 and travel from the color signal light valves 8R, 8G, 8B to the light source 1, the light fluxes from the points on the light valves 8R, 8G, 8B are substantially uniform. It can be seen that the cross dichroic mirror 5 is passed through. Therefore, the influence of the crossing portion of the cross dichroic mirror 5 spreads uniformly on the light valve, so that the crossing portion does not appear as uneven color on the screen. In particular, it is preferable to arrange the intersection of the cross dichroic mirrors 5 at the focal position on the rear side (light valve side) of the illumination lens 101, since the effect of preventing the color unevenness is maximized.

【0052】なお、本実施の形態においては、図示なき
スクリーン上で各色光用液晶ライトバルブ8R,8G,
8Bの像及び輝度信号用ライトバルブ13の像が合成さ
れた状態で形成されるが、スクリーン上での像の方向が
揃うように各色光用液晶ライトバルブ8R,8G,8B
及び輝度信号用液晶ライトバルブ13をドライブするす
ることは言うまでもない。
In this embodiment, the liquid crystal light valves 8R, 8G for the respective color lights are displayed on the screen (not shown).
The image of 8B and the image of the light valve for brightness signal 13 are formed in a combined state, but the liquid crystal light valves for each color light 8R, 8G, 8B are arranged so that the directions of the images on the screen are aligned.
It goes without saying that the liquid crystal light valve 13 for luminance signal is driven.

【0053】以上、本発明の一実施の形態について説明
したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものでは
ない。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this embodiment.

【0054】例えば、図1及び図2に示した実施に形態
による投射型表示装置では、合成用リレー光学系をレン
ズ105とレンズ106の2つのレンズ群から構成され
るとして説明したが、その代わりに、例えば、クロスダ
イクロイックプリズム9の出射側近傍に配置されるフィ
ールドレンズと、合成像近傍に配置されるフィールドレ
ンズと、これら2つのフィールドレンズ間に配置される
正屈折力のリレーレンズとから構成してもよい。
For example, in the projection type display device according to the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, it has been explained that the combining relay optical system is composed of two lens groups of the lens 105 and the lens 106. In addition, for example, a field lens arranged near the exit side of the cross dichroic prism 9, a field lens arranged near the combined image, and a relay lens having a positive refractive power arranged between these two field lenses. You may.

【0055】また、1/2波長板11は、合成像Iと合
成用偏光ビームスプリッタ14との間に配置したが、こ
の場所に限定する必要はなく、ダイクロイックプリズム
9と合成用偏光光ビームスプリッタ14との間であれば
どこに配置してもかまわない。
Although the half-wave plate 11 is arranged between the combined image I and the combining polarized light beam splitter 14, it is not limited to this location, and the dichroic prism 9 and the combined polarized light beam splitter 14 are not necessary. It does not matter where it is placed between 14 and 14.

【0056】また、1/2波長板4,11としてシート
タイプの1/2波長板を用いることもでき、その場合に
は偏光ビームスプリッタ3,14及びダイクロイックプ
リズム9などのプリズム部材の表面に貼り付けて設けれ
ばよい。
Sheet type 1/2 wave plates can be used as the 1/2 wave plates 4 and 11, and in that case, they are attached to the surfaces of the polarization beam splitters 3 and 14 and prism members such as the dichroic prism 9. It should be attached.

【0057】また、上述の実施の形態においては、イン
テグレータとして、ロッドインテグレータ2を用いた
が、その代わりに、フライアイレンズ等を適用してもよ
い。さらに、光源1として、ランプと楕円鏡とを用いる
代わりに、例えば、ランプと放物面鏡又は球面鏡とを用
いることができる。
Although the rod integrator 2 is used as the integrator in the above embodiment, a fly-eye lens or the like may be used instead. Further, instead of using a lamp and an elliptical mirror as the light source 1, for example, a lamp and a parabolic mirror or a spherical mirror can be used.

【0058】また、ロッドインテグレータ2の出射面と
共役な位置に視野絞りを配置することもできる。こうす
ることにより、投射型表示装置の光学系における内面反
射や散乱光を除去することができ、投射像のコントラス
ト向上や液晶ライトバルブの加熱防止を図ることもでき
る。
Further, the field stop may be arranged at a position conjugate with the exit surface of the rod integrator 2. By doing so, it is possible to remove internal reflection and scattered light in the optical system of the projection type display device, thereby improving the contrast of the projected image and preventing the liquid crystal light valve from being heated.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
少ない枚数の液晶ライトバルブを用いてコスト低減が図
れるとともに高輝度でかつ高解像度の投射像を得ること
ができ、しかも、色分解光学系としてクロスダイクロイ
ックミラー等を用いた場合であってもその構造に起因す
る投射像の色ムラを防止することができる。
As described above, according to the present invention,
The cost can be reduced by using a small number of liquid crystal light valves, a high-intensity and high-resolution projected image can be obtained, and even if a cross dichroic mirror or the like is used as a color separation optical system, its structure It is possible to prevent the color unevenness of the projected image due to.

【0060】また、本発明によれば、色合成光学系を、
投射光学系の開口絞りによって決定される主光線が光軸
と平行なテレセントリック性を有する位置に配置するこ
とにより、当該色合成光学系の角度特性に起因するカラ
ーシェーディングをなくすことができる。
Further, according to the present invention, the color synthesizing optical system is
By disposing the chief ray determined by the aperture stop of the projection optical system at a position having telecentricity parallel to the optical axis, it is possible to eliminate color shading due to the angular characteristic of the color combining optical system.

【0061】また、本発明によれば、偏光合成光学系
を、投射光学系の開口絞りによって決定される主光線が
テレセントリック性を有する位置に配置することによ
り、偏光合成光学系の角度特性に起因する投射像のコン
トラストムラをなくすことができる。
Further, according to the present invention, by arranging the polarization synthesizing optical system at a position where the chief ray determined by the aperture stop of the projection optical system has telecentricity, the polarization synthesizing optical system has an angular characteristic. It is possible to eliminate the uneven contrast of the projected image.

【0062】さらに、本発明によれば、各ライトバルブ
が、投射光学系の開口絞りによって決定される主光線が
テレセントリック性を維持している位置に配置されるこ
とになるので、各ライトバルブの角度特性による投射像
のコントラストのムラをなくすことができる。
Furthermore, according to the present invention, since each light valve is arranged at a position where the chief ray determined by the aperture stop of the projection optical system maintains the telecentricity, The unevenness of the contrast of the projected image due to the angle characteristic can be eliminated.

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

【図1】本発明の一実施の形態による投射型表示装置の
全体構成を示す概略斜視図である。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an overall configuration of a projection type display device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す投射型表示装置の図1中のYZ断面
における光路図である。
FIG. 2 is an optical path diagram in the YZ section in FIG. 1 of the projection type display device shown in FIG.

【図3】従来の投射型表示装置を示す概略構成図であ
る。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a conventional projection display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源 2 ロッドインテグレータ 3 偏光ビームスプリッタ(偏光分離光学系) 4,11 1/2波長板 5 クロスダイクロイックミラー(色分解光学系) 5R R光反射ダイクロイックミラー 5B B光反射ダイクロイックミラー 8R,8G,8B 色信号用液晶ライトバルブ 9 クロスダイクロイックプリズム(色合成光学系) 13 輝度信号用液晶ライトバルブ 14 偏光ビームスプリッタ(偏光合成光学系) 101 第1照明レンズ 102R,102G,102B 第2照明レンズ 102 第3照明レンズ 103R,104R,103G,104G,103B,
104B 照明レンズ 105,106 レンズ 107 投射レンズ
1 Light Source 2 Rod Integrator 3 Polarizing Beam Splitter (Polarization Separation Optical System) 4,11 1/2 Wave Plate 5 Cross Dichroic Mirror (Color Separation Optical System) 5RR R Light Reflecting Dichroic Mirror 5B B Light Reflecting Dichroic Mirror 8R, 8G, 8B Liquid crystal light valve for color signal 9 Cross dichroic prism (color combining optical system) 13 Liquid crystal light valve for luminance signal 14 Polarization beam splitter (polarization combining optical system) 101 First illumination lens 102R, 102G, 102B Second illumination lens 102 Third Illumination lens 103R, 104R, 103G, 104G, 103B,
104B illumination lens 105, 106 lens 107 projection lens

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G09F 9/00 360 G09F 9/00 360D ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location G09F 9/00 360 G09F 9/00 360D

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源からの光を第1の偏光光と第2の偏
光光とに偏光分離する偏光分離光学系と、 前記偏光分離光学系により偏光分離された前記第1の偏
光光を複数の色光に色分解する色分解光学系と、 前記色分解光学系により色分解された前記複数の色光を
それぞれ所定の色信号に基づいて変調する複数の色信号
用ライトバルブと、 前記複数の色信号用ライトバルブにより変調されて前記
複数の色信号用ライトバルブからそれぞれ出射される光
を色合成する色合成光学系と、 前記偏光分離光学系により偏光分離された前記第2の偏
光光を所定の輝度信号に基づいて変調する輝度信号用ラ
イトバルブと、 前記色合成光学系により色合成された光と前記輝度信号
用ライトバルブにより変調されて前記輝度信号用ライト
バルブから出射された光とを合成する偏光合成光学系
と、 前記偏光合成光学系により合成された光を投射する投射
光学系と、 を有する投射型表示装置において、 前記光源からの光を前記複数の色信号用ライトバルブへ
向けて導く照明用リレー光学系であって、前群と後群と
で構成される照明用リレー光学系を備え、 前記偏光分離光学系及び前記色分解光学系が、前記照明
用リレー光学系の前記前群と前記照明用リレー光学系の
前記後群との間に配置され、 前記照明用リレー光学系は、当該照明用リレー光学系の
前側及び後側に対して、前記投射光学系の開口絞りによ
って決定される主光線が光軸と平行な、テレセントリッ
ク性を有することを特徴とする投射型表示装置。
1. A polarization separation optical system that separates light from a light source into a first polarization light and a second polarization light, and a plurality of the first polarization lights separated by the polarization separation optical system. A color separation optical system that separates the color lights into color lights, a plurality of color signal light valves that respectively modulate the plurality of color lights separated by the color separation optical system based on predetermined color signals, and the plurality of colors. A color synthesizing optical system for color synthesizing the light modulated by the signal light valve and emitted from each of the plurality of color signal light valves; and the second polarization light polarized and separated by the polarization separation optical system. A light signal for a luminance signal that is modulated based on the luminance signal of light, light that is color-synthesized by the color synthesizing optical system, and light that is modulated by the light signal for a luminance signal and emitted from the light valve for a luminance signal. In a projection display device having a polarized light combining optical system that combines the polarized light combining optical system and a projection optical system that projects the light combined by the polarized light combining optical system, the light from the light source is transmitted to the plurality of color signal light valves. An illumination relay optical system guided toward, comprising an illumination relay optical system composed of a front group and a rear group, wherein the polarization splitting optical system and the color separation optical system are the illumination relay optical system. It is arranged between the front group and the rear group of the illumination relay optical system, and the illumination relay optical system is an opening of the projection optical system with respect to the front side and the rear side of the illumination relay optical system. A projection-type display device characterized in that a chief ray determined by a diaphragm has a telecentric property parallel to an optical axis.
【請求項2】 前記色合成光学系は、前記主光線がテレ
セントリック性を有する位置に配置されたことを特徴と
する請求項1記載の投射型表示装置。
2. The projection display device according to claim 1, wherein the color combining optical system is arranged at a position where the chief ray has telecentricity.
【請求項3】 前記偏光合成光学系は、前記主光線がテ
レセントリック性を有する位置に配置されたことを特徴
とする請求項1又は2記載の投射型表示装置。
3. The projection display apparatus according to claim 1, wherein the polarized light combining optical system is arranged at a position where the chief ray has telecentricity.
【請求項4】 前記光源と前記偏光分離光学系との間に
は、インテグレータが設けられるとともに、該インテグ
レータからの光を前記偏光分離光学系へ導くように前記
照明用リレー光学系の前記前群が設けられ、 前記照明用リレー光学系の前記後群は、前記色分解光学
系によって色分解された各色光毎に設けられたことを特
徴とする請求項1及至3のいずれかに記載の投射型表示
装置。
4. An integrator is provided between the light source and the polarization splitting optical system, and the front group of the illumination relay optical system is configured to guide light from the integrator to the polarization splitting optical system. 4. The projection according to claim 1, wherein the rear group of the illumination relay optical system is provided for each color light color-separated by the color separation optical system. Type display device.
【請求項5】 前記インテグレータは面光源を形成し、 前記照明用リレー光学系は、前記色分解光学系にて色分
解された各色光による前記面光源の像を形成し、 各色光による前記面光源の前記像と前記複数の色信号用
ライトバルブとの間には、前記各色光を前記複数の色信
号用ライトバルブへそれぞれ導く色信号用リレー光学系
が各色毎にそれぞれ設けられ、 前記光源からの光を前記輝度信号用ライトバルブへ導く
輝度信号用リレー光学系であって、前群と後群とで構成
される輝度信号用リレー光学系を更に備え、 前記偏光分離光学系と前記輝度信号用ライトバルブとの
間には、前記輝度信号用リレー光学系の前記後群が設け
られ、 前記輝度信号用リレー光学系の前記前群と前記照明用リ
レー光学系の前記前群とが同一の光学系で共用されたこ
とを特徴とする請求項4記載の投射型表示装置。
5. The integrator forms a surface light source, and the illumination relay optical system forms an image of the surface light source by each color light separated by the color separation optical system, and the surface formed by each color light. Between the image of the light source and the plurality of color signal light valves, a color signal relay optical system for guiding the respective color light to the plurality of color signal light valves is provided for each color. Is a brightness signal relay optical system for guiding light from the brightness signal light valve to the brightness signal light valve, further comprising a brightness signal relay optical system composed of a front group and a rear group, wherein the polarization splitting optical system and the brightness The rear group of the relay optical system for luminance signals is provided between the signal light valve and the front group of the relay optical system for luminance signals and the front group of the relay optical system for illumination are the same. Shared by the optical system of Projection display device according to claim 4, wherein a.
【請求項6】 前記照明用リレー光学系は、前記面光源
の前記像側にテレセントリックな光学系であり、 前記複数の色信号用リレー光学系は、各色光による前記
面光源の2次像を前記複数の色信号用ライトバルブ上に
それぞれ形成し、かつ該2次像側にテレセントリックな
光学系であり、 前記輝度信号用リレー光学系は、前記面光源の像を前記
輝度信号用ライトバルブ上に形成し、かつ前記面光源の
当該像側にテレセントリックな光学系であることを特徴
とする請求項5記載の投射型表示装置。
6. The illumination relay optical system is an optical system that is telecentric to the image side of the surface light source, and the plurality of color signal relay optical systems generate a secondary image of the surface light source by each color light. An optical system which is formed on each of the plurality of color signal light valves and is telecentric to the secondary image side, wherein the luminance signal relay optical system forms an image of the surface light source on the luminance signal light valve. 6. The projection type display device according to claim 5, wherein the projection type display device is an optical system which is formed on the surface of the surface light source and is telecentric to the image side of the surface light source.
【請求項7】 前記複数の色信号用ライトバルブはR光
用ライトバルブ、G光用ライトバルブ及びB光用ライト
バルブを有し、 前記色信号用リレー光学系は、前記R光による前記面光
源の1次像からのR光を前記R光用ライトバルブへ導く
R光用リレー光学系と、前記G光による前記面光源の1
次像からのG光を前記G光用ライトバルブへ導くG光用
リレー光学系と、前記B光による前記面光源の1次像か
らのB光を前記B光用ライトバルブへ導くB光用リレー
光学系とを有することを特徴とする請求項5又は6記載
の投射型表示装置。
7. The plurality of color signal light valves include an R light light valve, a G light light valve, and a B light light valve, and the color signal relay optical system includes the surface based on the R light. A relay optical system for R light for guiding the R light from the primary image of the light source to the light valve for R light, and 1 of the surface light source by the G light.
A G light relay optical system for guiding the G light from the next image to the G light light valve, and a B light for guiding the B light from the primary image of the surface light source by the B light to the B light light valve. 7. The projection type display device according to claim 5, further comprising a relay optical system.
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