JPH10333089A - Projection display device - Google Patents

Projection display device

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Publication number
JPH10333089A
JPH10333089A JP9152816A JP15281697A JPH10333089A JP H10333089 A JPH10333089 A JP H10333089A JP 9152816 A JP9152816 A JP 9152816A JP 15281697 A JP15281697 A JP 15281697A JP H10333089 A JPH10333089 A JP H10333089A
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JP
Japan
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light
color
optical
display device
dielectric multilayer
Prior art date
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Pending
Application number
JP9152816A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuhiro Wada
充弘 和田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP9152816A priority Critical patent/JPH10333089A/en
Publication of JPH10333089A publication Critical patent/JPH10333089A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projection display device realizing the bright image quality of high definition by providing an optical system having comparatively less irregularities of brightness and color and high light availability. SOLUTION: Light radiated from a metal halide lamp 1 is separated into the light beams of three primary colors by blue and red reflecting dichroic mirrors 4, 5 and a plane mirror 6 and liquid crystal panels 9R, 9G, 9B corresponding to the respective colors are illuminated by the beams. A microlens array 7 and an optical fiber bundle 8 are provided in the optical path of red light and the red light is efficiently introduced to a liquid crystal panel. Consequently, in the optical path of red color whose optical path length is longer than that of other colors, an optical loss is suppressed. The transmitted light beams through the respective liquid crystal panels 9R, 9G, 9B are synthesized by a dichroic prism 10 and enlarged/projected on a screen by a projection lens 11.

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、空間光変調素子上
に形成される光学像を投写レンズによりスクリーン上に
投影する投写型表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection display device for projecting an optical image formed on a spatial light modulator on a screen by a projection lens.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、大画面映像を表示する方法の1つ
として、空間光変調素子を用いた投写型表示装置が知ら
れ、近年では、液晶パネルを用いた投写型表示装置が実
用化されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as one method of displaying a large-screen image, a projection display device using a spatial light modulator has been known. In recent years, a projection display device using a liquid crystal panel has been put to practical use. ing.

【0003】図31は、液晶パネルを1枚用いたその投
写型表示装置の基本的な構成を示す図である。
FIG. 31 is a diagram showing a basic configuration of a projection type display device using one liquid crystal panel.

【0004】光源284から放射される光は液晶パネル
286を照明し、液晶パネル286を通過した光は投写
レンズ287に入射する。液晶パネル286上には透過
率の変化として光学像が形成され、投写レンズ287に
よりスクリーン(図示せず)上に拡大投影される。
Light emitted from a light source 284 illuminates a liquid crystal panel 286, and light having passed through the liquid crystal panel 286 enters a projection lens 287. An optical image is formed on the liquid crystal panel 286 as a change in transmittance, and is enlarged and projected by a projection lens 287 on a screen (not shown).

【0005】光源284は、例えばランプ281と凹面
鏡282とUV−IRカットフィルタ283から構成さ
れる。ランプ285には発光効率と色再現性に優れたメ
タルハライドランプが主として用いられる。他に、ハロ
ゲンランプ、キセノンランプ、等を用いることができ
る。UV−IRカットフィルタ283は、照明光から赤
外線と紫外線を取り除くために用いる。フィールドレン
ズ285は、照明光を効率良く投写レンズに導くために
用いる。
[0005] The light source 284 comprises, for example, a lamp 281, a concave mirror 282, and a UV-IR cut filter 283. As the lamp 285, a metal halide lamp excellent in luminous efficiency and color reproducibility is mainly used. Alternatively, a halogen lamp, a xenon lamp, or the like can be used. The UV-IR cut filter 283 is used to remove infrared rays and ultraviolet rays from illumination light. The field lens 285 is used to efficiently guide the illumination light to the projection lens.

【0006】図32は、液晶パネル286の断面の構造
の一例を示す。2枚の透明ガラス基板291、292に
よりツイストネマチック液晶293を狭持し、配向膜2
94、295により、液晶分子を所定方向に配向させ
る。透明ガラス基板291、292には画素構造を形成
し、液晶層に印加する電界を変化させて液晶分子の配向
を制御する。これにより入射する光の偏光状態を変化さ
せ、入射側と出射側に偏光板296、297を備えて光
学像を形成する。透明ガラス基板291、292中の破
線は、それぞれ画素構造の1単位を明確にするために便
宜上付加した仮装線である。
FIG. 32 shows an example of a cross-sectional structure of the liquid crystal panel 286. Twisted nematic liquid crystal 293 is sandwiched between two transparent glass substrates 291 and 292, and alignment film 2 is formed.
94 and 295, the liquid crystal molecules are aligned in a predetermined direction. A pixel structure is formed on the transparent glass substrates 291 and 292, and the electric field applied to the liquid crystal layer is changed to control the alignment of liquid crystal molecules. As a result, the polarization state of the incident light is changed, and polarizing plates 296 and 297 are provided on the incident side and the exit side to form an optical image. The broken lines in the transparent glass substrates 291 and 292 are temporary lines added for the sake of convenience in order to clarify one unit of the pixel structure.

【0007】画素構造は、ガラス基板292上に画素電
極298を二次元状に形成して構成する。
[0007] The pixel structure is formed by forming a pixel electrode 298 two-dimensionally on a glass substrate 292.

【0008】他方のガラス基板291上には対向電極2
99を形成する。いずれの電極も透明電極であり、これ
らの電極間に駆動電圧を供給し電界を形成する。一般
に、各画素の印可電界を一定期間保持するためのスイッ
チング素子として、画素電極298と対に薄膜トランジ
スタ300が形成される。また、対向電極299上に
は、各薄膜トランジスタ300に光が当たらないよう
に、ブラックマトリクス301が形成される。これによ
り、コントラストの高い良好な映像を表示できる。
The counter electrode 2 is provided on the other glass substrate 291.
Form 99. Each of the electrodes is a transparent electrode, and a driving voltage is supplied between these electrodes to form an electric field. Generally, a thin film transistor 300 is formed as a switching element for holding the applied electric field of each pixel for a certain period of time, in pair with the pixel electrode 298. Further, a black matrix 301 is formed on the counter electrode 299 so that light does not hit each of the thin film transistors 300. Thereby, a high-contrast good image can be displayed.

【0009】1枚の液晶パネルでカラー画像を形成する
場合、赤、緑、青の画素を1組としたカラー画素構造を
配列する。この場合、ブラックマトリクス301の開口
部に、赤色フィルタ302A、緑色フィルタ302B、
青色フィルタ302C、を周期的に形成し、通過する光
の波長帯域を制御する。
When a color image is formed by one liquid crystal panel, a color pixel structure having a set of red, green, and blue pixels is arranged. In this case, a red filter 302A, a green filter 302B,
The blue filter 302C is periodically formed to control the wavelength band of light passing therethrough.

【0010】液晶パネル286を照明する光のうち、ブ
ラックマトリクス301の開口部、すなわち色フィルタ
R、G、Bに入射する光によりカラーの光学像が形成さ
れる。外部から供給される映像信号に応じて、各色の画
素が透過する光の強度を連続的に任意に制御すれば、フ
ルカラーの映像を表示できる。
[0010] Of the light illuminating the liquid crystal panel 286, a color optical image is formed by light incident on the openings of the black matrix 301, ie, the color filters R, G, and B. A full-color image can be displayed by continuously and arbitrarily controlling the intensity of light transmitted by each color pixel in accordance with an externally supplied image signal.

【0011】他に、カラーフィルタを備えない液晶パネ
ルを赤用、緑用、青用の3枚用いてフルカラーの画像を
表示する方法も知られている。
In addition, there is also known a method of displaying a full-color image by using three liquid crystal panels for red, green and blue without a color filter.

【0012】図33は、そのような投写型表示装置の基
本的な構成を示す図である。光源284から放射される
光は色分離光学系314により赤、緑、青の3原色の光
に分離される。色分離光学系314から出射する3原色
光は、それぞれの光路上に配置された液晶パネル316
A、316B、316Cを照明する。色分離光学系31
4を透過して直進する色成分の光のみ、その光路中に平
面ミラー317、318が配置され、光路が折り曲げら
れて液晶パネル316Cに導かれる。各液晶パネル31
6A、316B、316Cを通過した光は色合成光学系
319により合成され、投写レンズ320に入射する。
各液晶パネル316A、316B、316C上には透過
率の変化として光学像が形成され、投写レンズ320に
よりスクリーン(図示せず)上に拡大投影される。尚、
光源284は、図31と同様のものが用いられる。
FIG. 33 is a diagram showing a basic configuration of such a projection display device. Light emitted from the light source 284 is separated by the color separation optical system 314 into light of three primary colors of red, green and blue. The three primary color lights emitted from the color separation optical system 314 are transmitted to liquid crystal panels 316 arranged on respective optical paths.
A, 316B and 316C are illuminated. Color separation optical system 31
The plane mirrors 317 and 318 are arranged in the optical path of only the light of the color component that passes through and travels straight through 4, and the optical path is bent and guided to the liquid crystal panel 316C. Each liquid crystal panel 31
Light that has passed through 6A, 316B, and 316C is combined by the color combining optical system 319, and enters the projection lens 320.
An optical image is formed on each of the liquid crystal panels 316A, 316B, and 316C as a change in transmittance, and is enlarged and projected on a screen (not shown) by the projection lens 320. still,
A light source similar to that shown in FIG. 31 is used.

【0013】色分離光学系314は例えば青反射のダイ
クロイックミラー311と緑反射のダイクロイックミラ
ー312及び平面ミラー313をおよそ平行に配置して
構成する。2種類のダイクロイックミラーをX字状に交
差して構成する方法も知られている。
The color separation optical system 314 comprises, for example, a blue-reflecting dichroic mirror 311, a green-reflecting dichroic mirror 312, and a plane mirror 313 which are arranged substantially in parallel. A method is also known in which two types of dichroic mirrors are configured to intersect in an X shape.

【0014】フィールドレンズ315A、315B、3
15Cは、液晶パネル316A、316B、316Cを
照明する光を投写レンズ320に導くために用いる。
The field lenses 315A, 315B, 3
15C is used to guide the light illuminating the liquid crystal panels 316A, 316B and 316C to the projection lens 320.

【0015】色合成手段319は、例えば4つの直角プ
リズムを接合して構成するダイクロイックプリズムを用
いる。直角プリズムの接合面には誘電体多層膜が蒸着さ
れ、特定の波長帯の光を反射する。このようにすれば、
投写レンズ320と各液晶パネル316A、316B、
316Cでの光学光路長を等しくできるので、比点格差
が無く、結像性能に優れた良好な映像を表示できる。ま
た、光源4から投写レンズ320に至る光学系全体の大
きさをコンパクトに構成できる。
As the color synthesizing means 319, for example, a dichroic prism formed by joining four right-angle prisms is used. A dielectric multilayer film is deposited on the joining surface of the right-angle prism, and reflects light in a specific wavelength band. If you do this,
The projection lens 320 and the liquid crystal panels 316A, 316B,
Since the optical path lengths at 316C can be equalized, there is no difference in relative point and a good image excellent in imaging performance can be displayed. Further, the size of the entire optical system from the light source 4 to the projection lens 320 can be made compact.

【0016】液晶パネルを3枚用いる方法は、光学部品
点数が多く構成が複雑になるものの、カラーフィルタに
よる光の損失が無く、明るく優れた画質が得られる利点
がある。しかしながら、図33に示す構成において、光
源284から3枚の各液晶パネル316A、316B、
316Cに至る各々の照明光路長を等しくできないとい
う問題がある。光源284が点光源ではないため、光は
広がりを持って進行するので、照明光路長が長くなるほ
ど集光効率は低下する。それ故、照明光路長が他よりも
長い色の光の集光効率は、他の色の光の集光効率に比べ
て低下する。
The method of using three liquid crystal panels has the advantage that although the number of optical components is large and the configuration is complicated, there is no loss of light due to the color filter and a bright and excellent image quality can be obtained. However, in the configuration shown in FIG. 33, three liquid crystal panels 316A, 316B,
There is a problem that the illumination optical path lengths up to 316C cannot be equalized. Since the light source 284 is not a point light source, the light travels with expanse, so that the longer the illumination optical path length, the lower the light collection efficiency. Therefore, the light-collecting efficiency of light of a color whose illumination optical path length is longer than the other light is lower than the light-collecting efficiency of light of another color.

【0017】これに対し、照明光路長が他とは異なる光
路中にリレー光学系を配置し、上記照明光路長が長くな
ることによる集光効率の低下を改善する方法が開示され
ている(例えば、特開平1−11111号公報)。これ
は、リレー光学系を第1レンズと第2レンズで構成し、
第1レンズは入射光を第2レンズの主平面近傍に集光
し、第2レンズは第1レンズ近傍の物体の実像を所定の
倍率に応じて液晶パネルの近傍に形成するものである。
On the other hand, there has been disclosed a method of arranging a relay optical system in an optical path having an illumination optical path length different from that of the others, and improving a reduction in light-collecting efficiency due to an increase in the illumination optical path length (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-163873). And JP-A-1-111111). This is because the relay optical system is composed of the first lens and the second lens,
The first lens focuses incident light near the main plane of the second lens, and the second lens forms a real image of an object near the first lens near the liquid crystal panel according to a predetermined magnification.

【0018】一方、液晶パネルを1枚用いる方法は、光
学系部品点数が少なく構成が簡単である、という利点が
ある。反面、カラーフィルタには白色の照明光が入射す
るので、各色の画素が必要とする以外の波長成分の光が
カラーフィルタで吸収される。従って、液晶パネルを3
枚用いる方法と比べて、液晶パネル部での光利用効率
が、およそ1/3に低下する。
On the other hand, the method using one liquid crystal panel has the advantage that the number of optical system parts is small and the configuration is simple. On the other hand, since white illumination light is incident on the color filters, light of wavelength components other than those required by the pixels of each color is absorbed by the color filters. Therefore, the liquid crystal panel is 3
The light use efficiency in the liquid crystal panel section is reduced to about 1/3 as compared with the method using a single sheet.

【0019】これに対し、カラーフィルタを備える液晶
パネルに、そのカラー画素構造ごとに対をなすマイクロ
レンズアレイを入射側に配置し、上記カラーフィルタに
おける光損失を改善する方法も開示されている(特開平
3−56922号公報、特開平4−60538号公
報)。これはあらかじめ色分離した赤、緑、青の各原色
光をマイクロレンズアレイに角度を異ならせて入射せし
め、赤色の光は赤色フィルタ領域に、緑色の光は緑色領
域に、青色の光は青色領域に、それぞれ選択的に到達せ
しめるものである。
On the other hand, there is also disclosed a method of improving the light loss in the color filter by disposing a pair of microlens arrays for each color pixel structure on the incident side of a liquid crystal panel having a color filter (FIG. 1). JP-A-3-56922, JP-A-4-60538). In this method, red, green, and blue primary color lights, which have been color-separated in advance, are made to enter the microlens array at different angles, red light enters the red filter area, green light enters the green area, and blue light enters blue. It is possible to selectively reach the respective areas.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】一般に、投写型表示装
置には明るく、色むらの少ない高画質な投写画像を提供
することが要望される。
Generally, there is a demand for a projection type display device to provide a high quality projected image which is bright, has little color unevenness.

【0021】(図33)に示したような液晶パネルを3
枚用いた投写型表示装置は、光源から液晶パネルに至る
3原色の各光の光路長を等しくできないため、光路によ
って集光効率が異なるという問題がある。
A liquid crystal panel as shown in FIG.
The projection type display device using a plurality of light-emitting elements has a problem that the light-collecting efficiency differs depending on the light path because the light paths of the three primary colors from the light source to the liquid crystal panel cannot be equalized.

【0022】特開平1−11111号公報記載の技術
は、リレー光学系により光路が他よりも長くなる色の光
の集光効率を改善する方法を開示しているが、実用上十
分な効果を得るためには、以下の問題がある。
The technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-111111 discloses a method of improving the light-collecting efficiency of light of a color whose optical path is longer than that of the others by using a relay optical system. There are the following problems to obtain.

【0023】リレー光学系を用いて第1レンズ近傍の物
体の実像を所定の倍率に応じて液晶パネルの近傍に形成
すれば、物体と実像とは左右上下が反転することにな
る。色分解光学系に用いるダイクロイックミラーは、一
般に、光の入射角に応じて反射(あるいは透過)帯域が
変化し、入射角が大きくなれば反射(あるいは透過)帯
域が短波長側にシフトすることが知られている。光源が
点光源で無い限り、光源からは発散光あるいは収束光が
出射するので、光はダイクロイックミラーの位置によっ
て異なる角度で入射する。従って、それぞれのダイクロ
イックミラーで反射あるいは透過した光は色むらを生じ
る。分離された各色の光は、リレー光学系による色の光
のみが他の色の光とは対象な分布となり、それらを色合
成光学系で合成するので、投写画像は不規則な色むらを
生じることになる。
If a real image of the object near the first lens is formed in the vicinity of the liquid crystal panel according to a predetermined magnification using a relay optical system, the object and the real image are inverted left and right and up and down. Generally, the dichroic mirror used in the color separation optical system changes its reflection (or transmission) band according to the incident angle of light, and the reflection (or transmission) band shifts to a shorter wavelength side as the incident angle increases. Are known. Unless the light source is a point light source, divergent light or convergent light is emitted from the light source, so that light enters at different angles depending on the position of the dichroic mirror. Therefore, light reflected or transmitted by each dichroic mirror causes color unevenness. As for the light of each color separated, only the light of the color by the relay optical system has a target distribution with the light of the other colors, and they are synthesized by the color synthesizing optical system, so the projected image causes irregular color unevenness. Will be.

【0024】ダイクロイックミラーの面内の位置に応じ
て多層膜の膜厚を適切に設定すれば、上記入射角依存を
抑制できるが、このようなダイクロイックミラーは膜厚
の制御が難かしく、高価となる。
If the film thickness of the multilayer film is appropriately set according to the position in the plane of the dichroic mirror, the above-mentioned dependence on the incident angle can be suppressed. However, such a dichroic mirror is difficult to control the film thickness and is expensive. Become.

【0025】一方、図31に示したような液晶パネルを
1枚用いてカラー画像を提供する投写型表示装置は、液
晶パネル部の光利用効率が低いという問題がある。特
に、カラーフィルタでの光損失が大きい。
On the other hand, the projection type display device which provides a color image by using one liquid crystal panel as shown in FIG. 31 has a problem that the light utilization efficiency of the liquid crystal panel portion is low. In particular, the light loss in the color filter is large.

【0026】特開平3−56922号公報、特開平4−
60538号公報記載の技術は、マイクロレンズアレイ
により所定の原色光を所定のカラーフィルタ領域に導く
方式を開示しているが、実用上十分な効果を得るために
は、以下の問題がある。
JP-A-3-56922, JP-A-4-569
The technique described in Japanese Patent No. 60538 discloses a method in which a predetermined primary color light is guided to a predetermined color filter region by a microlens array. However, in order to obtain a practically sufficient effect, there are the following problems.

【0027】ランプから放射される光を効率よく集光
し、液晶パネルを照明する光を形成すると、一般に明る
さむらを生じる。具体的に、凹面鏡を用いて集光する場
合、光軸近傍は明るく、光軸から離れるほど明るさが低
下する。この明るさは、およそ照明光の有効Fナンバで
決まる。光軸近傍ほど照明光の照射角が大きく、光軸か
ら離れるほど照射角が小さくなる。
When light emitted from a lamp is efficiently condensed to form light for illuminating a liquid crystal panel, brightness unevenness generally occurs. Specifically, when light is condensed using a concave mirror, the vicinity of the optical axis is bright, and the brightness decreases as the distance from the optical axis increases. This brightness is determined by the effective F number of the illumination light. The irradiation angle of the illumination light becomes larger near the optical axis, and becomes smaller as the distance from the optical axis increases.

【0028】その結果、明るさむらのある照明光を用い
てマイクロレンズを備える液晶パネルを照明すると、場
所により各レンズ素子を通過してブラックマトリクス上
に収斂される各光束の断面積が他の色のフィルタ領域に
達し、これらの色の色純度を低下させる、という問題を
生じる。また、明るさの暗い部分では、最収斂された光
束断面が小さいので、光学系の僅かな位置ずれや性能ば
らつきにより、所定のカラーフィルタ領域からこれらの
光束がずれてしまい、画素が暗くなる、全く光らない、
といった問題を生じる。これらは、投写画像に色むらや
明るさむらを生じさせて画像品位を損なうので問題があ
る。
As a result, when the liquid crystal panel provided with the microlenses is illuminated with illumination light having uneven brightness, the cross-sectional area of each light beam passing through each lens element and converging on the black matrix varies depending on the location. There is a problem that the color filter area is reached and the color purity of these colors is reduced. Further, in a portion where the brightness is low, since the cross section of the most converged light beam is small, these light beams are shifted from a predetermined color filter region due to a slight positional shift or performance variation of the optical system, and the pixel becomes dark. Does not glow at all,
Such a problem arises. These are problematic because they cause color unevenness and brightness unevenness in the projected image and impair image quality.

【0029】本発明は、上記問題点を鑑みてなされたも
のであり、明るさむら、色むらが比較的少なく、光利用
効率の高い光学系を実現することにより、明るく、高品
位な画質を実現する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 in view of the above problems, and realizes an optical system having relatively low brightness unevenness and color unevenness and high light use efficiency, thereby achieving bright and high-quality image quality. An object of the present invention is to provide a projection display device that can be realized.

【0030】[0030]

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明の投写型表示装置は、3原色の色成分を含む
光を放射する光源と、前記光源から放射される光を集め
る集光手段と、前記集光手段の出力光を赤、緑、青の3
原色の光に分離する色分離手段と、空間的に光を変調し
て光学像が形成され前記色分離手段からの各出力光によ
りそれぞれ照明される第1、第2及び第3の空間光変調
素子と、前記各空間光変調素子からの出力光を合成する
色合成手段と、前記色合成手段からの出力光を受け前記
各空間光変調素子の光学像を投影する投写手段と、前記
色分離手段の各色の光出力面と前記各光変調素子に至る
光路のうち、少なくとも光路長が最も長い光路中に導光
手段を備えることを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problems, a projection type display device according to the present invention comprises a light source for emitting light containing three primary color components, and a light source for collecting light emitted from the light source. Light means, and output light of the light condensing means of three colors of red, green and blue.
Color separation means for separating light into primary colors, and first, second and third spatial light modulations which are spatially modulated to form an optical image and are illuminated by each output light from the color separation means. An element, color combining means for combining output light from each of the spatial light modulation elements, projection means for receiving output light from the color combining means and projecting an optical image of each of the spatial light modulation elements, and The light guide means is provided in at least the light path having the longest light path length among the light output surfaces of the respective means and the light output surfaces of the respective light modulating elements.

【0031】また、本発明の他の投写型表示装置は、3
原色の色成分を含む光を放射する光源と、前記光源から
放射される光を集める集光手段と、前記集光手段により
集光された偏光方向がランダムな光をS偏光とP偏光の
2つの直線偏光に分離すると共に前記2つの直線偏光を
略同一方向に出射せしめる偏光分離手段と、前記S偏光
とP偏光のうち少なくともいずれかの光路中に配置され
各々の偏光方向を略同一にせしめる偏光面回転手段と、
前記偏光分離手段の出力光を赤、緑、青の3原色の光に
分離する色分離手段と、空間的に光を変調して光学像が
形成され前記色分離手段からの各出力光によりそれぞれ
照明される第1、第2及び第3の空間光変調素子と、前
記各空間光変調素子からの出力光を合成する色合成手段
と、前記色合成手段からの出力光を受け前記各空間光変
調素子の光学像を投影する投写手段と、前記色分離手段
の各色の光出力面と前記各光変調素子に至る光路のう
ち、少なくとも光路長が最も長い光路中に導光手段を備
えることを特徴とするものである。
Further, another projection type display device of the present invention has a 3
A light source that emits light containing a primary color component; a light condensing unit that collects light emitted from the light source; and a light whose polarization direction condensed by the light condensing unit is randomized to S-polarized light and P-polarized light. Polarization splitting means for splitting into two linearly polarized lights and emitting the two linearly polarized lights in substantially the same direction, and arranged in at least one of the optical paths of the S-polarized light and the P-polarized light so as to make the respective polarization directions substantially the same. Polarization plane rotating means,
A color separation unit that separates output light of the polarization separation unit into light of three primary colors of red, green, and blue; and an optical image formed by spatially modulating light to form an optical image. First, second, and third spatial light modulators to be illuminated, color combining means for combining output lights from the spatial light modulators, and each of the spatial lights receiving output light from the color combining means Projection means for projecting an optical image of the modulation element, and a light guide means in at least the longest optical path among the light output surfaces of the respective colors of the color separation means and the light paths reaching the respective light modulation elements. It is a feature.

【0032】色分離手段は、第1及び第2の誘電体多層
膜ミラーと平面ミラーの各々を略平行に配置して構成
し、前記第1の誘電体多層膜ミラーで反射される第1の
色の光は前記平面ミラーを介して第1の空間光変調素子
に導き、前記第1の誘電体多層膜ミラーを透過し前記第
2の誘電体多層膜ミラーで反射される第2の色の光は第
2の空間光変調素子に導き、前記第2の誘電体多層膜ミ
ラーを透過する第3の色の光は導光手段を介して第3の
空間光変調素子に導き、前記光源から前記第1及び第2
の空間光変調素子に至る光路長を略等しくすれば好まし
い。
The color separating means is constituted by arranging the first and second dielectric multilayer mirrors and the plane mirror substantially in parallel, and the first mirror reflected by the first dielectric multilayer mirror. The color light is guided to the first spatial light modulation element via the plane mirror, passes through the first dielectric multilayer mirror, and is reflected by the second dielectric multilayer mirror. The light is guided to the second spatial light modulating element, and the third color light transmitted through the second dielectric multilayer mirror is guided to the third spatial light modulating element via the light guiding means, and from the light source. The first and second
It is preferable to make the optical path lengths reaching the spatial light modulator element substantially equal.

【0033】また、色分離手段は、第1及び第2の誘電
体多層膜ミラーをX字状に交差して構成し、前記第1の
誘電体多層膜ミラーで反射され前記第2の誘電体多層膜
ミラーを透過する第1の色の光は第1の導光手段を介し
て第1の空間光変調素子に導き、前記第1及び第2の誘
電体多層膜ミラーを透過して直進する第2の色の光は第
2の空間光変調素子に導き、前記第2の誘電体多層膜ミ
ラーで反射され前記第1の誘電体多層膜ミラーを透過す
る第3の色の光は第2の導光手段を介して第3の空間光
変調素子に導くと好ましい。
The color separating means comprises first and second dielectric multilayer mirrors which cross each other in an X-shape, and are reflected by the first dielectric multilayer mirror and reflected by the second dielectric multilayer mirror. The light of the first color transmitted through the multilayer mirror is guided to the first spatial light modulation element via the first light guide, and travels straight through the first and second dielectric multilayer mirrors. The light of the second color is guided to the second spatial light modulator, and the light of the third color reflected by the second dielectric multilayer mirror and transmitted through the first dielectric multilayer mirror is converted to the second spatial light modulator. It is preferable that the light is guided to the third spatial light modulation element through the light guiding means.

【0034】色合成手段は、4つの直角プリズムを接合
して構成するダイクロイックプリズムであれば好まし
い。
The color synthesizing means is preferably a dichroic prism constituted by joining four right-angle prisms.

【0035】導光手段は、光量の損失なく光伝播を実現
できる部材であれば構成は問わないが、入射光の偏光方
向を保持して出射せしめる断面が円形状の偏光保持光フ
ァイバを複数本束ねて構成する光ファイバ束であれば好
ましく、光ファイバの入射側近傍に前記光ファイバと同
数のマイクロレンズを二次元状に配列してなるマイクロ
レンズアレイを配置すればなお好ましい。
The light guide means may be any member as long as it can realize light propagation without loss of light quantity. However, a plurality of polarization-maintaining optical fibers having a circular cross section for maintaining the polarization direction of incident light and emitting the light are provided. An optical fiber bundle formed by bundling is preferable, and it is more preferable to arrange a microlens array in which the same number of microlenses as the optical fiber are two-dimensionally arranged near the incident side of the optical fiber.

【0036】光源の出射側近傍に均一照明光学系を配置
すれば好ましく、複数の第1レンズを二次元状に配列し
てなる第1レンズアレイと第1レンズと同数で対をなす
第2レンズアレイを二次元状に配列してなる第2レンズ
アレイにより構成すればなお好ましい。
It is preferable to arrange a uniform illumination optical system in the vicinity of the emission side of the light source. A first lens array in which a plurality of first lenses are two-dimensionally arranged and a second lens paired with the same number of first lenses. It is more preferable to configure the second lens array in which the array is two-dimensionally arranged.

【0037】偏光分離手段は偏光ビームスプリッタと直
角プリズムにより構成すれば好ましい。偏光面回転手段
はフィルム状の1/2波長板であれば好ましい。
It is preferable that the polarization separating means is constituted by a polarizing beam splitter and a right-angle prism. The polarization plane rotating means is preferably a film-shaped half-wave plate.

【0038】また、本発明の更に他の投写型表示装置
は、3原色の色成分を含む光を放射する光源と、前記光
源の放射する光を集光する集光手段と、前記集光手段の
出力光を赤、緑、青の3原色の光に分離する色分離手段
と、前記色分離手段から出射する3原色の光の各々が互
いに異なる角度から入射するマイクロレンズアレイと、
前記マイクロレンズアレイの出射側近傍に配置され空間
的に光を変調して光学像を形成する空間光変調素子と、
前記色分離手段から前記マイクロレンズアレイに至る3
原色の光の各光路に配置される第1、第2及び第3のリ
レー光学手段と、前記光学像を投影する投写手段と、前
記色分離手段の各色の光出力面と前記各リレー光学手段
に至る光路のうち少なくとも光路長が最も長い光路中に
配置される導光手段とを備え、前記各リレー光学手段は
入射光を集光して前記マイクロレンズアレイを照明する
発光面を形成し、3原色の前記発光面の各々から前記マ
イクロレンズアレイに至る光路長は互いに略等しくし、
前記マイクロレンズアレイは3原色の前記発光面の実像
を二次元状に配列せしめ、前記空間光変調素子は赤、
緑、青の光を各々変調する3原色の画素を所定の規則に
従って二次元状に配列してなる画素構造を有し、前記3
原色の発光面の各々を前記3原色の画素の各々に対応せ
しめることを特徴とするものである。
Still another projection type display device of the present invention is a light source for emitting light containing three primary color components, a light collecting means for collecting light emitted from the light source, and the light collecting means. A color separation unit that separates the output light into three primary colors of red, green, and blue; and a microlens array in which each of the three primary colors emitted from the color separation unit enters from different angles.
A spatial light modulator that is arranged near the emission side of the microlens array and spatially modulates light to form an optical image;
3 from the color separation means to the microlens array
First, second, and third relay optical means arranged on each optical path of light of primary colors, projection means for projecting the optical image, light output surfaces of each color of the color separation means, and each of the relay optical means Light guide means arranged in the longest light path of at least the light path out of the light path, each of the relay optical means forms a light emitting surface that collects incident light and illuminates the microlens array, The optical path lengths from each of the light emitting surfaces of the three primary colors to the microlens array are substantially equal to each other;
The microlens array arranges real images of the light emitting surface of the three primary colors in a two-dimensional manner, and the spatial light modulation element is red,
A pixel structure in which pixels of three primary colors, each of which modulates green and blue light, are two-dimensionally arranged in accordance with a predetermined rule;
Each of the primary color light emitting surfaces is associated with each of the three primary color pixels.

【0039】また、本発明の更に他の投写型表示装置
は、3原色の色成分を含む光を放射する光源と、前記光
源の放射する光を集光する集光手段と、前記集光手段に
より集光された偏光方向がランダムな光をS偏光とP偏
光の2つの直線偏光に分離すると共に前記2つの直線偏
光を略同一方向に出射せしめる偏光分離手段と、前記S
偏光とP偏光のうち少なくともいずれかの光路中に配置
され各々の偏光方向を略同一にせしめる偏光面回転手段
と、前記偏光分離手段の出力光を赤、緑、青の3原色の
光に分離する色分離手段と、前記色分離手段から出射す
る3原色の光の各々が互いに異なる角度から入射するマ
イクロレンズアレイと、前記マイクロレンズアレイの出
射側近傍に配置され空間的に光を変調して光学像を形成
する空間光変調素子と、前記色分離手段から前記マイク
ロレンズアレイに至る3原色の光の各光路に配置される
第1、第2及び第3のリレー光学手段と、前記光学像を
投影する投写手段と、前記色分離手段の各色の光出力面
と前記各リレー光学手段に至る光路のうち少なくとも光
路長が最も長い光路中に配置される導光手段とを備え、
前記各リレー光学手段は入射光を集光して前記マイクロ
レンズアレイを照明する発光面を形成し、3原色の前記
発光面の各々から前記マイクロレンズアレイに至る光路
長は互いに略等しくし、前記マイクロレンズアレイは3
原色の前記発光面の実像を二次元状に配列せしめ、前記
空間光変調素子は赤、緑、青の光を各々変調する3原色
の画素を所定の規則に従って二次元状に配列してなる画
素構造を有し、前記3原色の発光面の各々を前記3原色
の画素の各々に対応せしめることを特徴とするものであ
る。
Still another projection type display device of the present invention is a light source for emitting light containing three primary color components, a light condensing means for condensing light emitted from the light source, and the light condensing means. Polarization separating means for separating light having a random polarization direction condensed into two linearly polarized lights of S-polarized light and P-polarized light and emitting the two linearly polarized lights in substantially the same direction;
A polarization plane rotating means disposed in at least one of the optical paths of polarized light and p-polarized light so as to make the respective polarization directions substantially the same, and separating the output light of the polarized light separating means into light of three primary colors of red, green and blue A microlens array in which each of the three primary colors of light emitted from the color separating means enters at different angles from each other, and is arranged near the emission side of the microlens array to spatially modulate the light. A spatial light modulator for forming an optical image, first, second, and third relay optical means arranged on each optical path of light of three primary colors from the color separation means to the microlens array; Projection means for projecting, the light output surface of each color of the color separation means and a light guide means disposed in the longest light path at least the light path length of the light path to each of the relay optical means,
Each of the relay optical means forms a light emitting surface that illuminates the microlens array by condensing incident light, and optical path lengths from each of the light emitting surfaces of the three primary colors to the microlens array are substantially equal to each other. Micro lens array is 3
A real image of the light emitting surface of the primary colors is arranged two-dimensionally, and the spatial light modulator is a pixel formed by two-dimensionally arranging pixels of three primary colors that modulate red, green, and blue light in accordance with a predetermined rule. A light emitting surface of the three primary colors corresponding to each of the pixels of the three primary colors.

【0040】色分離手段は第1及び第2の誘電体多層膜
ミラーと平面ミラーの各々を略平行に配置して構成し、
前記第1の誘電体多層膜ミラーで反射される第1の色の
光は前記平面ミラーを介して第1のリレー光学手段に導
き、前記第1の誘電体多層膜ミラーを透過し前記第2の
誘電体多層膜ミラーで反射される第2の色の光は第2の
リレー光学手段に導き、前記第2の誘電体多層膜ミラー
を透過する第3の色の光は導光手段を介して第3のリレ
ー光学手段に導き、前記光源から前記第1及び第2のリ
レー光学手段に至る光路長が略等しければ好ましい。
The color separating means is constituted by arranging the first and second dielectric multilayer mirrors and the plane mirror substantially in parallel.
The light of the first color reflected by the first dielectric multilayer mirror is guided to first relay optical means via the plane mirror, transmitted through the first dielectric multilayer mirror, and transmitted through the second dielectric multilayer mirror. The light of the second color reflected by the dielectric multilayer mirror is guided to the second relay optical unit, and the light of the third color transmitted through the second dielectric multilayer mirror is transmitted through the light guiding unit. It is preferable that the optical path lengths from the light source to the first and second relay optical units are substantially equal.

【0041】色分離手段は第1及び第2の誘電体多層膜
ミラーをX字状に交差して構成し、前記第1の誘電体多
層膜ミラーで反射され前記第2の誘電体多層膜ミラーを
透過する第1の色の光は第1の導光手段を介して第1の
リレー光学手段に導き、前記第1及び第2の誘電体多層
膜ミラーを透過して直進する第2の色の光は第2のリレ
ー光学手段に導き、前記第2の誘電体多層膜ミラーで反
射され前記第1の誘電体多層膜ミラーを透過する第3の
色の光は第2の導光手段を介して第3のリレー光学手段
に導けば好ましい。
The color separating means comprises first and second dielectric multilayer mirrors intersecting in an X-shape, and is reflected by the first dielectric multilayer mirror and reflected by the second dielectric multilayer mirror. Is transmitted to the first relay optical unit via the first light guide unit, and is transmitted through the first and second dielectric multilayer mirrors to travel straight ahead. The light of the third color is guided to the second relay optical means, and the light of the third color which is reflected by the second dielectric multilayer mirror and transmits through the first dielectric multilayer mirror passes through the second light guide means. It is preferred that the light be guided to the third relay optical means through the relay.

【0042】色合成手段は4つの直角プリズムを接合し
て構成するダイクロイックプリズムであれば好ましい。
The color synthesizing means is preferably a dichroic prism formed by joining four right-angle prisms.

【0043】導光手段は断面が円形状の光ファイバを複
数本束ねて構成すれば好ましく、光ファイバの入射側近
傍に前記光ファイバと同数のマイクロレンズを二次元状
に配列してなるマイクロレンズアレイを配置すればなお
好ましい。
The light guiding means is preferably constituted by bundling a plurality of optical fibers each having a circular cross section. A microlens comprising the same number of microlenses as the optical fibers arranged two-dimensionally near the incident side of the optical fiber. It is even more preferred to arrange the array.

【0044】リレー光学手段は、第1レンズと第2レン
ズと第3レンズとを備え、前記第1レンズは当該レンズ
に入射する光を前記第2レンズの開口近傍に集光して発
光面を形成し、前記第2レンズは前記第1レンズ近傍の
物体の実像を前記第3レンズの開口近傍に形成し、前記
第3レンズは前記発光面の重心から出射する光を互いに
略平行に進行する光とするものであれば好ましい。
The relay optical means includes a first lens, a second lens, and a third lens. The first lens condenses light incident on the lens near an opening of the second lens to form a light emitting surface. The second lens forms a real image of an object near the first lens near the opening of the third lens, and the third lens travels light emitted from the center of gravity of the light emitting surface substantially parallel to each other. It is preferable to use light.

【0045】リレー光学手段は、第1レンズアレイと第
2レンズアレイと第3レンズアレイとを備え、前記第1
レンズアレイは複数の第1レンズを配列してなり、前記
第2レンズアレイは前記第1レンズと同数で対をなす第
2レンズを配列してなり、前記第1レンズの各々は当該
レンズに入射する光を対応する前記第2レンズの開口近
傍に集光して発光面を形成し、前記第2レンズの各々は
対応する前記第1レンズ近傍の物体の実像を前記第3レ
ンズの開口近傍に重畳形式で形成し、前記第3レンズは
前記第2レンズアレイ近傍の発光面の重心から出射する
光を互いに略平行に進行する光とするものであれば好ま
しい。
The relay optical means includes a first lens array, a second lens array, and a third lens array.
The lens array has a plurality of first lenses arranged therein, and the second lens array has the same number of pairs of second lenses as the first lenses arranged, and each of the first lenses is incident on the lens. Light is condensed near the opening of the corresponding second lens to form a light emitting surface, and each of the second lenses shifts a real image of an object near the corresponding first lens to a position near the opening of the third lens. The third lens is preferably formed in a superimposed form, and the third lens may be a light that is emitted from the center of gravity of the light emitting surface near the second lens array and that travels substantially parallel to each other.

【0046】偏光分離手段は偏光ビームスプリッタと直
角プリズムで構成したものであれば好ましい。偏光面回
転手段はフィルム状の1/2波長板であれば好ましい。
導光手段は入射光の偏光方向を保持して出射せしめる偏
光保持光ファイバを複数本束ねて構成する光ファイバ束
であれば良い。
It is preferable that the polarization splitting means comprises a polarizing beam splitter and a right-angle prism. The polarization plane rotating means is preferably a film-shaped half-wave plate.
The light guide means may be an optical fiber bundle formed by bundling a plurality of polarization maintaining optical fibers for maintaining the polarization direction of incident light and emitting the light.

【0047】また、本発明の更に他の投写型表示装置
は、3原色の色成分を含む光を放射する光源と、前記光
源の放射する光を集光する集光手段と、前記集光手段の
出力光を赤、緑、青の3原色の光に分離する色分離手段
と、空間的に光を変調して光学像が形成され前記色分離
手段からの各出力光により照明される空間光変調素子
と、前記空間光変調素子の光学像を投影する投写手段
と、第1、第2及び第3の導光手段とを備え、前記空間
光変調素子は赤、緑、青の光を各々変調する画素を所定
の規則に従って二次元状に配列してなる画素構造を有
し、前記色分離手段の赤の光出射面と前記空間光変調素
子の赤の光を変調する画素との間に第1の導光手段を配
置し、前記色分離手段の緑の光出射面と前記空間光変調
素子の緑の光を変調する画素との間に第2の導光手段を
配置し、前記色分離手段の青の光出射面と前記空間光変
調素子の青の光を変調する画素との間に第3の導光手段
を配置することを特徴とするものである。
[0047] Still another projection type display device according to the present invention is a light source for emitting light containing three primary color components, a light condensing means for condensing light emitted by the light source, and the light condensing means. Color separation means for separating the output light into three primary colors of red, green and blue, and spatial light which is spatially modulated to form an optical image and which is illuminated by each output light from the color separation means A spatial light modulator, a projection unit that projects an optical image of the spatial light modulator, and first, second, and third light guide units, wherein the spatial light modulator emits red, green, and blue light, respectively. It has a pixel structure in which the pixels to be modulated are arranged two-dimensionally according to a predetermined rule, and between the red light emitting surface of the color separation means and the pixel that modulates the red light of the spatial light modulator. An image for arranging first light guide means and modulating green light of the color separation means and green light of the spatial light modulator. And a third light guiding unit is disposed between the blue light emitting surface of the color separation unit and the pixel of the spatial light modulator that modulates blue light. It is characterized by doing.

【0048】また、本発明の更に他の投写型表示装置
は、3原色の色成分を含む光を放射する光源と、前記光
源の放射する光を集光する集光手段と、前記集光手段に
より集光された偏光方向がランダムな光をS偏光とP偏
光の2つの直線偏光に分離すると共に前記2つの直線偏
光を略同一方向に出射せしめる偏光分離手段と、前記S
偏光とP偏光のうち少なくともいずれかの光路中に配置
され各々の偏光方向を略同一にせしめる偏光面回転手段
と、前記偏光分離手段の出力光を赤、緑、青の3原色の
光に分離する色分離手段と、空間的に光を変調して光学
像が形成され前記色分離手段からの各出力光により照明
される空間光変調素子と、前記空間光変調素子の光学像
を投影する投写手段と、第1、第2及び第3の導光手段
とを備え、前記空間光変調素子は赤、緑、青の光を各々
変調する画素を所定の規則に従って二次元状に配列して
なる画素構造を有し、前記色分離手段の赤の光出射面と
前記空間光変調素子の赤の光を変調する画素との間に第
1の導光手段を配置し、前記色分離手段の緑の光出射面
と前記空間光変調素子の緑の光を変調する画素との間に
第2の導光手段を配置し、前記色分離手段の青の光出射
面と前記空間光変調素子の青の光を変調する画素との間
に第3の導光手段を配置することを特徴とするものであ
る。
Further, still another projection type display device of the present invention is a light source which emits light containing three primary color components, a light condensing means for condensing light emitted by the light source, and the light condensing means. Polarization separating means for separating light having a random polarization direction condensed into two linearly polarized lights of S-polarized light and P-polarized light and emitting the two linearly polarized lights in substantially the same direction;
A polarization plane rotating means disposed in at least one of the optical paths of polarized light and p-polarized light so as to make the respective polarization directions substantially the same, and separating the output light of the polarized light separating means into light of three primary colors of red, green and blue A light separating element, a spatial light modulating element spatially modulating light to form an optical image and illuminated by each output light from the color separating means, and a projection for projecting an optical image of the spatial light modulating element. Means, and first, second, and third light guide means, and the spatial light modulator is configured by two-dimensionally arranging pixels for modulating red, green, and blue light in accordance with a predetermined rule. A first light guide unit having a pixel structure, disposed between a red light exit surface of the color separation unit and a pixel of the spatial light modulator that modulates red light; A second light guide means between the light emitting surface of the light emitting element and the pixel of the spatial light modulator that modulates green light. And location, is characterized in placing a third light guide means between the pixels for modulating the blue light of the spatial light modulator and the light emitting surface of the blue of the color separation means.

【0049】色分離手段は第1及び第2の誘電体多層膜
ミラーと平面ミラーの各々を略平行に配置して構成し、
前記第1の誘電体多層膜ミラーで反射される第1の色の
光は前記平面ミラーを介して第1の空間光変調素子に導
き、前記第1の誘電体多層膜ミラーを透過し前記第2の
誘電体多層膜ミラーで反射される第2の色の光は第2の
空間光変調素子に導き、前記第2の誘電体多層膜ミラー
を透過する第3の色の光は導光手段を介して第3の空間
光変調素子に導き、前記光源から前記第1及び第2の空
間光変調素子に至る光路長が略等しければ好ましい。
The color separating means is constituted by arranging the first and second dielectric multilayer mirrors and the plane mirror substantially in parallel.
The light of the first color reflected by the first dielectric multilayer mirror is guided to a first spatial light modulator through the plane mirror, passes through the first dielectric multilayer mirror, and passes through the first dielectric multilayer mirror. The light of the second color reflected by the second dielectric multilayer mirror is guided to the second spatial light modulator, and the light of the third color transmitted through the second dielectric multilayer mirror is guided by light guiding means. It is preferable that the optical path lengths from the light source to the first and second spatial light modulation elements be substantially equal to each other through the third spatial light modulation element.

【0050】色分離手段は第1及び第2の誘電体多層膜
ミラーをX字状に交差して構成し、前記第1の誘電体多
層膜ミラーで反射され前記第2の誘電体多層膜ミラーを
透過する第1の色の光は第1の導光手段を介して第1の
空間光変調素子に導き、前記第1及び第2の誘電体多層
膜ミラーを透過して直進する第2の色の光は第2の空間
光変調素子に導き、前記第2の誘電体多層膜ミラーで反
射され前記第1の誘電体多層膜ミラーを透過する第3の
色の光は第2の導光手段を介して第3の空間光変調素子
に導くものであれば好ましい。
The color separating means comprises first and second dielectric multilayer mirrors intersecting in an X-shape, and is reflected by the first dielectric multilayer mirror and reflected by the second dielectric multilayer mirror. Is transmitted to the first spatial light modulation element via the first light guide means, passes through the first and second dielectric multilayer mirrors, and travels straight ahead. The light of the third color is guided to the second spatial light modulator, and the light of the third color that is reflected by the second dielectric multilayer mirror and passes through the first dielectric multilayer mirror is the second light guide. It is preferable that the light be guided to the third spatial light modulation element via the means.

【0051】色合成手段は4つの直角プリズムを接合し
て構成するダイクロイックプリズムであれば好ましい。
導光手段は断面が円形状の光ファイバを複数本束ねて構
成すれば好ましく、光ファイバは入射端と出射端の径が
異なるテーパファイバであればなお好ましい。また、光
ファイバの入射側に前記光ファイバと同数のマイクロレ
ンズを二次元状に配列してなるマイクロレンズアレイを
配置すればなお好ましい。赤、緑、青の光を変調する各
画素と各色の光を導光する光ファイバとがそれぞれ同数
で対をなすものであれば好ましい。画素構造はストライ
プ形状をなすと共に赤、緑、青の光を変調する各画素と
各色の光を導光する光ファイバとが1対2で対をなすも
のであればなお好ましい。
The color synthesizing means is preferably a dichroic prism constituted by joining four right-angle prisms.
It is preferable that the light guiding means is configured by bundling a plurality of optical fibers having a circular cross section, and it is more preferable that the optical fiber be a tapered fiber having different diameters at the input end and the output end. More preferably, a microlens array in which the same number of microlenses as the optical fiber are two-dimensionally arranged on the incident side of the optical fiber. It is preferable that each pixel that modulates red, green, and blue light and an optical fiber that guides light of each color form an equal number of pairs. It is more preferable that the pixel structure has a stripe shape, and that each pixel for modulating red, green, and blue light and an optical fiber for guiding each color light make a one-to-two pair.

【0052】光ファイバは出射側端面が集光作用を有す
る先球ファイバであればなお好ましい。偏光分離手段は
偏光ビームスプリッタと直角プリズムから構成されるも
のであれば好ましい。偏光面回転手段はフィルム状の1
/2波長板であるれば好ましい。導光手段は入射光の偏
光方向を保持して出射せしめる偏光保持光ファイバを複
数本束ねて構成する光ファイバ束であれば良い。
It is further preferable that the optical fiber be a spherical fiber whose end face on the exit side has a condensing function. It is preferable that the polarization splitting means includes a polarizing beam splitter and a right-angle prism. The polarization plane rotating means is a film-like 1
A / 2 wavelength plate is preferred. The light guide means may be an optical fiber bundle formed by bundling a plurality of polarization maintaining optical fibers for maintaining the polarization direction of incident light and emitting the light.

【0053】また、本発明の光学装置は、3原色の色成
分を含む光を放射する光源からの出力光を赤、緑、青の
3原色の光に分離する色分離手段と、この色分離手段か
らの各出力光によりそれぞれ照明される第1、第2及び
第3の光学処理手段と、前記色分離手段からの各出力光
をそれぞれ前記光学処理手段に導く第1、第2及び第3
の光路と、この光路のうち少なくとも光路長がより長い
光路中に配置された導光手段と、を具備し、前記各光学
処理手段に入力されるすべての出力光の光損失が略同一
となるようにした。
Further, the optical device of the present invention comprises a color separation means for separating output light from a light source which emits light containing three primary color components into light of three primary colors of red, green and blue, and this color separation means. First, second and third optical processing means respectively illuminated by each output light from the means, and first, second and third optical guide means for guiding each output light from the color separation means to the optical processing means, respectively.
And light guide means arranged in at least the longer optical path of the optical paths, and the optical loss of all output lights input to the respective optical processing means is substantially the same. I did it.

【0054】上記投写型表示装置に係る発明は、光学処
理手段として、空間光変調素子と色合成手段と投写手段
とを用いたが、本発明を、例えばCCDイメージセンサ
のような光学処理手段を有するカラースキャナ等に適用
することも可能である。これにより、色分解された各色
の出力光の光路長が異なる場合であっても、光学処理手
段で受光する各色の光量を略同一とすることができる。
In the invention relating to the above-mentioned projection type display apparatus, the spatial light modulator, the color synthesizing means, and the projecting means are used as the optical processing means, but the present invention is applied to an optical processing means such as a CCD image sensor. It is also possible to apply the present invention to a color scanner or the like. Thereby, even when the optical path lengths of the color-separated output lights of the respective colors are different, the light amounts of the respective colors received by the optical processing means can be made substantially the same.

【0055】[0055]

【発明の実施の形態】以下、本発明の投写型表示装置の
実施の形態について、図面を用いて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the projection type display device of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0056】(実施の形態1)図1は、本発明の実施の
形態1の投写型表示装置を示す構成図である。投写型表
示装置は、主として、メタルハライドランプ1、放物面
鏡2、UV−IRカットフィルタ3、青反射ダイクロイ
ックミラー4、緑反射ダイクロイックミラー5、平面ミ
ラー6、マイクロレンズアレイ7、光ファイバ束8、液
晶パネル9R、9G、9B、ダイクロイックプリズム1
0、投写レンズ11、で構成される。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a configuration diagram showing a projection display apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The projection display device mainly includes a metal halide lamp 1, a parabolic mirror 2, a UV-IR cut filter 3, a blue reflection dichroic mirror 4, a green reflection dichroic mirror 5, a plane mirror 6, a micro lens array 7, and an optical fiber bundle 8. , Liquid crystal panels 9R, 9G, 9B, dichroic prism 1
0, and a projection lens 11.

【0057】メタルハライドランプ1は、発光体1’を
形成し、発光体1’は三原色の色成分を含む白色の光を
放射する。放物面鏡2は発光体1’の放射する光の大部
分を集光し、光軸12におよそ平行に進行する光を形成
する。
The metal halide lamp 1 forms a luminous body 1 ', and the luminous body 1' emits white light containing three primary color components. The parabolic mirror 2 condenses most of the light emitted by the illuminant 1 ′ and forms light traveling approximately parallel to the optical axis 12.

【0058】放物面鏡2から出射した光は、UV−IR
カットフィルタ3により不要な赤外及び紫外成分が除去
される。
The light emitted from the parabolic mirror 2 is UV-IR
Unnecessary infrared and ultraviolet components are removed by the cut filter 3.

【0059】青反射ダイクロイックミラー4は青色成分
の光のみを反射し、反射光は平面ミラー6により光路が
曲げられて青用の液晶パネル9Bに入射する。緑反射ダ
イクロイックミラー5は緑色成分の光のみを反射し、反
射光は緑色用の液晶パネル9Gに入射する。ダイクロイ
ックミラー4、5を透過して直進した光は、主として赤
色成分の光となる。赤色成分の光路中には、マイクロレ
ンズアレイ7と光ファイバ束8を配置する。図2は、光
ファイバ束8の構成の一例を模式的に示す概略断面図で
ある。光ファイバ束8は、複数の光ファイバ21を放物
面鏡からの照明光が形成する円22におよそ内接するよ
うに束ねて構成する。
The blue reflecting dichroic mirror 4 reflects only the blue component light, and the reflected light has its optical path bent by the plane mirror 6 and enters the blue liquid crystal panel 9B. The green reflecting dichroic mirror 5 reflects only green component light, and the reflected light is incident on the green liquid crystal panel 9G. The light that has passed through the dichroic mirrors 4 and 5 and traveled straight is mainly red component light. The micro lens array 7 and the optical fiber bundle 8 are arranged in the optical path of the red component. FIG. 2 is a schematic sectional view schematically showing an example of the configuration of the optical fiber bundle 8. The optical fiber bundle 8 is configured by bundling a plurality of optical fibers 21 so as to be substantially inscribed in a circle 22 formed by illumination light from a parabolic mirror.

【0060】図3は、上記光ファイバ21の構成の一例
を模式的に示す概略断面図である。一般に、光ファイバ
21は、光を導光するコア部31をそれよりも屈折率の
低いクラッド部32で覆い、その外側に保護層としてシ
リコン樹脂33、ナイロン被覆34を形成して構成され
る。コア部31に入射した光は、クラッド部32との界
面で全反射を繰り返し、光が伝搬される。
FIG. 3 is a schematic sectional view schematically showing an example of the configuration of the optical fiber 21. As shown in FIG. In general, the optical fiber 21 is configured by covering a core portion 31 for guiding light with a clad portion 32 having a lower refractive index, and forming a silicon resin 33 and a nylon coating 34 as a protective layer outside the core portion 31. The light that has entered the core portion 31 repeats total reflection at the interface with the cladding portion 32, and the light propagates.

【0061】このような光ファイバには、コア部の屈折
率が一定のステップ型光ファイバと、屈折率分布を持つ
グレーテッド型光ファイバがある。光ファイバの構成材
料としては、石英系ガラス、多成分ガラス、プラスチッ
クなどがある。
Such an optical fiber includes a step-type optical fiber having a constant refractive index in a core portion and a graded-type optical fiber having a refractive index distribution. Examples of the constituent material of the optical fiber include quartz glass, multi-component glass, and plastic.

【0062】光ファイバ束8の入射側近傍には、マイク
ロレンズアレイ7が配置される。図4は、マイクロレン
ズアレイ7の断面構造の一例であり、これはその模式図
である。平板の透明ガラス基板41内に屈折率の異なる
領域42を形成してレンズ素子とするもので、微少ピッ
チのレンズアレイを形成できるという利点がある。
The micro lens array 7 is arranged near the incident side of the optical fiber bundle 8. FIG. 4 is an example of a cross-sectional structure of the microlens array 7, which is a schematic diagram thereof. Since the lens elements are formed by forming regions 42 having different refractive indexes in a flat transparent glass substrate 41, there is an advantage that a lens array with a minute pitch can be formed.

【0063】以下、マイクロレンズアレイ7の作用を説
明する。
Hereinafter, the operation of the micro lens array 7 will be described.

【0064】図5は、光ファイバの側面の断面図を示
す。入射光51は、コア部31とクラッド部32の界面
で全反射を繰り返し、光ファイバ21の出射端面から出
力される。ここで、入射光51が損失無くコア部31に
導光するための光線最大入射角θmaxは、コア部3
1、クラッド部32の屈折率をそれぞれn1、n2とす
ると、
FIG. 5 is a sectional view of the side surface of the optical fiber. The incident light 51 repeats total reflection at the interface between the core portion 31 and the cladding portion 32 and is output from the output end face of the optical fiber 21. Here, the maximum incident angle θmax of the light beam for guiding the incident light 51 to the core portion 31 without loss is equal to the core portion 3.
1. Assuming that the refractive indexes of the cladding portion 32 are n1 and n2, respectively.

【数1】 (Equation 1)

【数2】 で与えられる。ただし、n1>n2であり、Δは比屈折
率差である。
(Equation 2) Given by Here, n1> n2, and Δ is a relative refractive index difference.

【0065】ここで、光ファイバ束8の入射側にマイク
ロレンズアレイ7を配置する。図6は、マイクロレンズ
アレイ7と光ファイバ束8の位置関係を示す一例であ
り、これはその模式図である。1つの光ファイバ21に
開口形状が6角形の1つのマイクロレンズ61を対応さ
せて配置する。
Here, the microlens array 7 is arranged on the incident side of the optical fiber bundle 8. FIG. 6 is an example showing the positional relationship between the microlens array 7 and the optical fiber bundle 8, which is a schematic diagram thereof. One microlens 61 having a hexagonal opening shape is arranged corresponding to one optical fiber 21.

【0066】マイクロレンズの開口形状は、6角形に限
るものでなく、光ファイバの配列に併せて、マイクロレ
ンズの開口を細密充填しているものであれば良い。
The shape of the opening of the microlens is not limited to a hexagon, but may be any shape as long as the opening of the microlens is finely filled in accordance with the arrangement of the optical fibers.

【0067】図7は、マイクロレンズ61の効果を示
す。マイクロレンズ61に入射する、およそ光軸71に
平行な光は、光ファイバ21のコア部31に集光され
る。マイクロレンズ61の焦点近傍に光ファイバ21の
入射面を配置すれば、マイクロレンズ61の入射光を光
ファイバ21の入射面に効率良く集光できる。
FIG. 7 shows the effect of the microlens 61. Light that is incident on the microlens 61 and is approximately parallel to the optical axis 71 is focused on the core 31 of the optical fiber 21. By arranging the incident surface of the optical fiber 21 near the focal point of the microlens 61, the incident light of the microlens 61 can be efficiently focused on the incident surface of the optical fiber 21.

【0068】マイクロレンズ61の焦点距離fは、光フ
ァイバ21の外径をdとすると、
Assuming that the outer diameter of the optical fiber 21 is d, the focal length f of the micro lens 61 is

【数3】 を満足するように設定すれば良く、これによりマイクロ
レンズ61により集光した光を効率よく光ファイバ21
で導光することができる。
(Equation 3) May be set so as to satisfy the following condition.
Light can be guided.

【0069】上記構成により、本来、クラッド部32、
及びシリコン樹脂33とナイロン被覆34から成る保護
層などの無効領域に入射して損失となる光は、効率良く
コア部31に入射させることができるので、光利用効率
が向上する。
With the above configuration, the cladding part 32,
In addition, light that is incident on an ineffective region such as a protective layer made of the silicone resin 33 and the nylon coating 34 and is lost can be efficiently incident on the core portion 31, so that the light use efficiency is improved.

【0070】本実施の形態では、光ファイバ21とし
て、コア径が100μm、クラッド径が250μm、保
護層を含めた外形が500μm、コア部の屈折率n1=
1.5、比屈折率差Δ=0.5%の石英(シリカ)系ガ
ラスファイバを用いている。また、マイクロレンズアレ
イ7は、焦点距離f=1650μmの屈折率分布型平板
マイクロレンズアレイを用いている。
In this embodiment, the optical fiber 21 has a core diameter of 100 μm, a cladding diameter of 250 μm, an outer shape including a protective layer of 500 μm, and a refractive index n1 =
A quartz (silica) glass fiber having a relative refractive index difference of 1.5 and a relative refractive index difference of 0.5% is used. The microlens array 7 uses a gradient index flat microlens array having a focal length f = 1650 μm.

【0071】このようなマイクロレンズアレイは、イオ
ン交換法により形成され、比較的細密充填が容易である
ことから、矩形のレンズ形状を形成し易いという利点が
ある。
Such a microlens array is formed by an ion exchange method, and has a merit that it is easy to form a rectangular lens shape because it can be relatively finely packed.

【0072】以上の作用により、光路長が緑色成分、青
色成分の光よりも長くなる赤色成分の光は、効率良く赤
用の液晶パネルに導くことができる。さらに、リレー光
学系を用いる必要が無く、加えて入射部と出射部におけ
る照明光の色むら、明るさむら反転を生じないので、投
写画像の表示品位の劣化を抑制できる利点がある。
With the above operation, the red component light whose optical path length is longer than the green component and blue component light can be efficiently guided to the liquid crystal panel for red. Further, there is no need to use a relay optical system, and in addition, since there is no occurrence of color shading and brightness shading reversal of the illumination light at the incident part and the emission part, there is an advantage that deterioration of the display quality of the projected image can be suppressed.

【0073】液晶パネル9R、9G、9Bは、有効表示
領域の対角長が2.8インチ、画素数が水平方向640
ドット、垂直方向480ドットのツイストネマチック液
晶パネルで、その構造は、図32に示したものと同一で
ある。入射光は、映像信号に応じて空間的に変調され、
透過率の変化として光学像が形成される。
The liquid crystal panels 9R, 9G and 9B have an effective display area with a diagonal length of 2.8 inches and a pixel count of 640 in the horizontal direction.
This is a twisted nematic liquid crystal panel having 480 dots in the vertical direction and the structure thereof is the same as that shown in FIG. The incident light is spatially modulated according to the video signal,
An optical image is formed as a change in transmittance.

【0074】各液晶パネル9R、9G、9Bの透過光
は、色合成用のダイクロイックプリズム10に入射す
る。ダイクロイックプリズム10は、4個のガラス製直
角プリズムを張り合わせて構成され、それぞれの張り合
わせ面には、赤反射用、青反射用の誘電体多層膜が蒸着
されている。ダイクロイックプリズム10により合成さ
れた光は、投写レンズ11に入射し、投写レンズ11
は、各液晶パネル9R、9G、9B上の光学像を拡大し
てスクリーン(図示せず)上に投影する。
The transmitted light of each of the liquid crystal panels 9R, 9G, 9B enters a dichroic prism 10 for color synthesis. The dichroic prism 10 is configured by laminating four glass right-angle prisms, and a dielectric multilayer film for red reflection and blue reflection is deposited on each bonding surface. The light synthesized by the dichroic prism 10 enters the projection lens 11 and is
Expands the optical image on each of the liquid crystal panels 9R, 9G, 9B and projects it on a screen (not shown).

【0075】マイクロレンズアレイ7は、レンズ形成面
を光ファイバ21に近い側の平面に配置するものとして
その作用を述べたが、光ファイバから遠い側の平面に配
置する構成であっても良い。
The operation of the microlens array 7 has been described assuming that the lens forming surface is arranged on a plane closer to the optical fiber 21, but the microlens array 7 may be arranged on a plane farther from the optical fiber.

【0076】(実施の形態2)図8は、本発明の実施の
形態2の投写型表示装置を示す構成図である。第1レン
ズアレイ81、第2レンズアレイ82、フィールドレン
ズ87R、87G、87B、マイクロレンズアレイ9
0、光ファイバ束91以外は、上記実施の形態1と同一
の構成である。
(Embodiment 2) FIG. 8 is a configuration diagram showing a projection display apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. First lens array 81, second lens array 82, field lenses 87R, 87G, 87B, micro lens array 9
Except for the optical fiber bundle 91 and the optical fiber bundle 91, the configuration is the same as that of the first embodiment.

【0077】第1レンズアレイ81、第2レンズアレイ
84は、各々、複数の第1レンズ82及び第2レンズ8
5を二次元状に配列して構成する。
The first lens array 81 and the second lens array 84 are respectively composed of a plurality of first lenses 82 and second lenses 8.
5 are arranged two-dimensionally.

【0078】図8に示す投写型表示装置は、第1レンズ
アレイ81と第2レンズアレイ84を備えることによ
り、以下に述べる効果を得ることができる。第1レンズ
アレイ81の構成の一例を図9に示す。放物面鏡から出
射する光束の円形断面に内接するように、矩形の開口を
有する18個の第1レンズ82を二次元状に配列する。
第2レンズアレイ84の構成を図10に示す。図9に示
した第1レンズ82と対応する18個の第2レンズ85
を二次元状に配列する。第1レンズ82の出射側焦点は
対応する第2レンズ85の開口中心85Aの近傍にあ
り、放物面から出射して光軸と平行に進行する光を開口
中心85A近傍に集光する。ただし、第1レンズ82は
必要に応じて適宜偏心させる。第2レンズアレイ84の
開口上には、第1レンズ82の個数分だけ、発光体1’
の実像が形成される。
The projection type display device shown in FIG. 8 has the first lens array 81 and the second lens array 84, so that the following effects can be obtained. FIG. 9 shows an example of the configuration of the first lens array 81. Eighteen first lenses 82 having a rectangular opening are two-dimensionally arranged so as to be inscribed in the circular cross section of the light beam emitted from the parabolic mirror.
FIG. 10 shows the configuration of the second lens array 84. 18 second lenses 85 corresponding to the first lens 82 shown in FIG.
Are arranged two-dimensionally. The emission-side focal point of the first lens 82 is near the center 85A of the opening of the corresponding second lens 85, and condenses the light emitted from the paraboloid and traveling parallel to the optical axis near the center 85A of the opening. However, the first lens 82 is appropriately decentered as needed. On the opening of the second lens array 84, the light-emitting bodies 1 ′ correspond to the number of the first lenses 82.
Is formed.

【0079】第2レンズ85は、対応する第1レンズ8
2の主平面83上の物体の実像をフィールドレンズ87
Rの主平面88R近傍に形成する。第1レンズ82の主
平面83とフィールドレンズ87Rの主平面88Rは、
およそ共役の関係となる。放物面鏡2を出射する光は、
その大部分が第1レンズ82を経て第2レンズ85の主
平面86に到達し、ダイクロイックミラー4、5を透過
する主として赤色成分を含む光が、フィールドレンズ8
7Rの主平面88Rに到達する。フィールドレンズ87
Rは、マイクロレンズアレイ90に近接しているので、
放物面鏡2から出射する光の大部分がマイクロレンズア
レイ90のレンズ形成領域を照明する光として利用され
る。従って、極めて光利用効率の高い照明を実現でき
る。緑、青の光についても同様に、第1レンズ82の主
平面83上の物体の実像を、各々、フィールドレンズ8
7G、87Bの主平面88G、88B上に形成し、液晶
パネル9G、9Bの有効表示領域を照明する。
The second lens 85 corresponds to the corresponding first lens 8.
The real image of the object on the principal plane 83 of the second
It is formed near the main plane 88R of R. The principal plane 83 of the first lens 82 and the principal plane 88R of the field lens 87R are
The relationship is approximately conjugate. The light emitted from the parabolic mirror 2 is
Most of the light reaches the main plane 86 of the second lens 85 via the first lens 82, and the light mainly passing through the dichroic mirrors 4 and 5 and containing the red component is transmitted to the field lens 8
A main plane 88R of 7R is reached. Field lens 87
Since R is close to the microlens array 90,
Most of the light emitted from the parabolic mirror 2 is used as light for illuminating the lens forming area of the microlens array 90. Therefore, illumination with extremely high light use efficiency can be realized. Similarly, for the green and blue lights, the real images of the object on the main plane 83 of the first lens 82 are respectively
7G and 87B are formed on the main planes 88G and 88B to illuminate the effective display areas of the liquid crystal panels 9G and 9B.

【0080】フィールドレンズ87R、87G、87B
は平凸レンズであり、凸面側から光が入射する。フィー
ルドレンズ87R、87G、87Bの入射側焦点は第2
レンズアレイ84の出射側主点近傍にあり、各々の第2
レンズ85の重心から出射する光を、光軸12に平行に
進行する光として出射させることができる。
Field lenses 87R, 87G, 87B
Is a plano-convex lens, and light enters from the convex surface side. The incident-side focal points of the field lenses 87R, 87G, and 87B are the second
Near the exit-side principal point of the lens array 84, each second
Light emitted from the center of gravity of the lens 85 can be emitted as light traveling parallel to the optical axis 12.

【0081】第2のレンズ85から出射する光束の各々
は、フィールドレンズ87R、87G、87Bの主平面
88R、88G、88Bを照明すると共に、第1レンズ
82の主平面83の物体の実像を重畳させる。そのた
め、第2レンズ85の各々は、適宜偏心させ、対応する
第1レンズ82の開口中心82Aから出射する光を、フ
ィールドレンズ87R、87G、87Bの主平面88
R、88G、88Bの重心89R、89G、89B上に
到達させる。
Each of the light beams emitted from the second lens 85 illuminates the principal planes 88R, 88G, 88B of the field lenses 87R, 87G, 87B and superimposes the real image of the object on the principal plane 83 of the first lens 82. Let it. Therefore, each of the second lenses 85 is appropriately decentered, and emits light emitted from the corresponding opening center 82A of the first lens 82 to the principal plane 88 of the field lenses 87R, 87G, and 87B.
R, 88G, and 88B are allowed to reach the centers of gravity 89R, 89G, and 89B.

【0082】放物面鏡2から出射する光束は、第1レン
ズアレイ81により複数の光束に分割される。分割後の
光束は、分割前の光束と比較して明るさむらが小さい。
第2レンズアレイ84は、これらの光束を拡大し、フィ
ールドレンズ87R、87G、87Bの主平面88R、
88G、88B上に重畳させる。従って、照明光の均一
性は、極めて高くなる。
The light beam emitted from the parabolic mirror 2 is split by the first lens array 81 into a plurality of light beams. The luminous flux after division has smaller brightness unevenness than the luminous flux before division.
The second lens array 84 magnifies these luminous fluxes, and converts the main planes 88R, 87R,
Superimposed on 88G and 88B. Therefore, the uniformity of the illumination light becomes extremely high.

【0083】上記実施の形態1と同様に、主として赤色
成分の光路中には、フィールドレンズ87Rと液晶パネ
ル9Rとの間にマイクロレンズアレイ90と光ファイバ
束91を配置する。
As in the first embodiment, the micro lens array 90 and the optical fiber bundle 91 are arranged between the field lens 87R and the liquid crystal panel 9R mainly in the optical path of the red component.

【0084】マイクロレンズアレイ90の断面形状と配
列の一例を図11に示す。フィールドレンズ87Rの主
平面88R上には、液晶パネル9Rの有効表示領域とお
よそ相似な矩形状の照明光が形成されるので、マイクロ
レンズアレイ90は、複数のマイクロレンズ111を照
明光の矩形領域112におよそ内接するように配列して
構成する。
FIG. 11 shows an example of the cross-sectional shape and arrangement of the microlens array 90. On the main plane 88R of the field lens 87R, rectangular illumination light substantially similar to the effective display area of the liquid crystal panel 9R is formed, so that the micro lens array 90 divides the plurality of micro lenses 111 into the rectangular area of the illumination light. It is arranged so as to be substantially inscribed in 112.

【0085】光ファイバ束91の断面形状と配列の一例
を図12に示す。光ファイバ束91は、マイクロレンズ
111と同数で対をなす光ファイバ21を束ねて構成す
る。
FIG. 12 shows an example of the cross-sectional shape and arrangement of the optical fiber bundle 91. The optical fiber bundle 91 is configured by bundling the optical fibers 21 forming the same number as the microlenses 111 and forming a pair.

【0086】図13は、マイクロレンズ111と光ファ
イバ束21の位置関係を示す一例であり、これはその模
式図である。1つの光ファイバ21に開口形状が矩形状
の1つのマイクロレンズ111を対応させて配置する。
FIG. 13 is an example showing the positional relationship between the microlens 111 and the optical fiber bundle 21, which is a schematic diagram thereof. One microlens 111 having a rectangular opening shape is arranged corresponding to one optical fiber 21.

【0087】各液晶パネル9R、9G、9Bの出射光
は、ダイクロイックプリズム10で合成し、投写レンズ
11で拡大してスクリーン(図示せず)上に投影する。
The light emitted from each of the liquid crystal panels 9R, 9G, 9B is synthesized by a dichroic prism 10, enlarged by a projection lens 11, and projected on a screen (not shown).

【0088】上記構成によれば、第1レンズアレイ81
と第2レンズアレイ84により液晶パネル9R、9G、
9Bを照明する光の均一性が大幅に向上する。また、上
記実施の形態1と同様の作用により、他とは光路長が長
くなる赤色成分の光も、効率良く液晶パネル9Rに導く
ことができると共に、リレー光学系を用いて導光する場
合とは異なり、入射部と出射部における照明光の色む
ら、明るさむら反転を生じないので、投写画像の表示品
位の劣化を抑制することができ、極めて大きな効果を得
ることができる。
According to the above configuration, the first lens array 81
And the second lens array 84, the liquid crystal panels 9R, 9G,
The uniformity of the light illuminating 9B is greatly improved. Further, by the same operation as in the first embodiment, the red component light whose optical path length is longer than the others can be efficiently guided to the liquid crystal panel 9R, and the light is guided using the relay optical system. Unlike this, since the color unevenness and the brightness unevenness of the illumination light are not inverted at the incident part and the emission part, deterioration of the display quality of the projected image can be suppressed, and an extremely large effect can be obtained.

【0089】(実施の形態3)図14は、本発明の実施
の形態3の投写型表示装置を示す構成図である。投写型
表示装置は、赤及び青の光路中に各々、マイクロレンズ
アレイ141R、141Bと光ファイバ束144R、1
44Bを配置した構成とする。
(Embodiment 3) FIG. 14 is a configuration diagram showing a projection display apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. The projection display device includes microlens arrays 141R, 141B and optical fiber bundles 144R, 1R in the red and blue optical paths, respectively.
44B are arranged.

【0090】メタルハライドランプ1、放物面鏡2、U
V−IRカットフィルタ3、液晶パネル9R、9G、9
B、ダイクロイックプリズム10、投写レンズ11は、
実施の形態1と同一のものである。赤反射ダイクロイッ
クミラー141と青反射ダイクロイックミラー142を
X字状に交差させ、放物面鏡2から出射光する白色光を
三原色の光に分離する。ダイクロイックミラー141、
142を透過し直進する光は、主として緑色成分の光で
あり、緑用の液晶パネル9Gを照明する。赤色成分の光
は、ダイクロイックミラー141で反射され、マイクロ
レンズアレイ143R、光ファイバ束144Rを介して
液晶パネル9Rを照明する。青色成分の光は、ダイクロ
イックミラー142で反射され、マイクロレンズアレイ
143B、光ファイバ束144Bを介して液晶パネル9
Bを照明する。液晶パネル9R、9G、9Bの出射光
は、ダイクロイックプリズム10で合成し、投写レンズ
11で拡大してスクリーン(図示せず)上に投影する。
Metal halide lamp 1, parabolic mirror 2, U
V-IR cut filter 3, liquid crystal panels 9R, 9G, 9
B, dichroic prism 10 and projection lens 11
This is the same as the first embodiment. The red reflecting dichroic mirror 141 and the blue reflecting dichroic mirror 142 intersect in an X-shape to separate white light emitted from the parabolic mirror 2 into light of three primary colors. Dichroic mirror 141,
The light that passes through and goes straight through is mainly a green component light, and illuminates the green liquid crystal panel 9G. The red component light is reflected by the dichroic mirror 141, and illuminates the liquid crystal panel 9R via the micro lens array 143R and the optical fiber bundle 144R. The light of the blue component is reflected by the dichroic mirror 142 and passes through the microlens array 143B and the optical fiber bundle 144B.
Illuminate B. Light emitted from the liquid crystal panels 9R, 9G, and 9B is synthesized by a dichroic prism 10, enlarged by a projection lens 11, and projected onto a screen (not shown).

【0091】3原色の光に分離する色分離光学系は、ダ
イクロイックミラーをX字状に交差させたものに限ら
ず、4個の直角プリズムを張り合わせ、その接合面に誘
電体多層膜を形成して構成するダイクロイックプリズム
を用いても良い。
The color separation optical system for separating light of three primary colors is not limited to a dichroic mirror crossed in an X-shape, but four right-angle prisms are laminated and a dielectric multilayer film is formed on the joint surface. Alternatively, a dichroic prism configured as described above may be used.

【0092】上記構成によれば、ランプ1から液晶パネ
ル9R、9G、9Bに至る光学系をコンパクトにできる
ので、投写型表示装置の小型化を実現できる。また、上
記実施の形態1と同様の作用により、光路長が長くなる
赤及び青の光も、効率良く液晶パネルに導くことができ
ると共に、リレー光学系を用いて導光する場合とは異な
り、入射部と出射部における照明光の色むら、明るさむ
ら反転を生じないので、投写画像の表示品位の劣化を抑
制することができ、極めて大きな効果を得ることができ
る。
According to the above configuration, since the optical system from the lamp 1 to the liquid crystal panels 9R, 9G, 9B can be made compact, the size of the projection display device can be reduced. In addition, by the same operation as in the first embodiment, red and blue light whose optical path length is long can be efficiently guided to the liquid crystal panel, and unlike the case where light is guided using the relay optical system, Since the unevenness of the color and the unevenness of the brightness of the illumination light do not occur at the entrance and the exit, deterioration of the display quality of the projected image can be suppressed, and an extremely large effect can be obtained.

【0093】実施の形態2と同様に、放物面鏡と色分離
光学系との間に、第1レンズアレイ、第2レンズアレイ
を配置すれば、投写画像の表示均一性を大幅に向上する
ことができる。
As in the second embodiment, if the first lens array and the second lens array are arranged between the parabolic mirror and the color separation optical system, the display uniformity of the projected image is greatly improved. be able to.

【0094】(実施の形態4)図15は、本発明の実施
の形態4の投写型表示装置を示す構成図である。楕円面
鏡151、平凹レンズ152、偏光分離光学系155、
1/2波長板156、以外は上記実施の形態3と同一の
ものである。
(Embodiment 4) FIG. 15 is a configuration diagram showing a projection display apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. An ellipsoidal mirror 151, a plano-concave lens 152, a polarization separation optical system 155,
Except for the half-wave plate 156, it is the same as the third embodiment.

【0095】メタルハライドランプ1から放射される光
は、楕円面鏡151により集光され、その光路上に配置
された平凹レンズ152により光軸157およそ平行に
進行する光に変換される。平凹レンズ152から出射す
る偏光方向がランダムな光は、偏光分離光学系155に
入射し、P偏光とS偏光の2つの直線偏光に分離され
る。
The light radiated from the metal halide lamp 1 is condensed by the ellipsoidal mirror 151 and is converted by the plano-concave lens 152 arranged on the optical path into light that travels approximately parallel to the optical axis 157. Light having a random polarization direction emitted from the plano-concave lens 152 enters the polarization splitting optical system 155 and is split into two linearly polarized lights of P-polarized light and S-polarized light.

【0096】偏光分離光学系155は、例えば、2個の
偏光ビームスプリッタ153と、2個の全反射用直角プ
リズム154により構成する。偏光ビームスプリッタ1
53は、2個の直角プリズムを張り合わせ、その接合面
に誘電体多層膜153’を形成したものである。誘電体
多層膜面153’に光が入射すると、P偏光は透過し、
S偏光は反射する。更に、S偏光は、全反射用直角プリ
ズム154の全反射面154’で再び反射される。従っ
て、偏光分離光学系155からは、S偏光とP偏光とが
同一方向に進行する光として出射する。
The polarization separation optical system 155 is composed of, for example, two polarization beam splitters 153 and two right angle prisms 154 for total reflection. Polarizing beam splitter 1
Reference numeral 53 denotes a structure in which two right-angle prisms are adhered to each other, and a dielectric multilayer film 153 'is formed on the joint surface. When light is incident on the dielectric multilayer film surface 153 ', P-polarized light is transmitted,
S-polarized light is reflected. Further, the S-polarized light is reflected again by the total reflection surface 154 'of the right angle prism 154 for total reflection. Accordingly, the S-polarized light and the P-polarized light are emitted from the polarization separation optical system 155 as light traveling in the same direction.

【0097】偏光分離光学系155の出射光のうち、S
偏光の光路中には1/2波長板156を配置し、偏光方
向を略90度回転する。これにより、偏光分離光学系1
55の出射光の偏光方向を略同一にすることができる。
具体的には、偏光分離光学系155の出射光を、偏光方
向が紙面と平行な直線偏光として出射せしめる。
Of the light emitted from the polarization separation optical system 155, S
A half-wave plate 156 is arranged in the optical path of polarized light, and rotates the polarization direction by approximately 90 degrees. Thereby, the polarization separation optical system 1
The polarization directions of the outgoing light beams 55 can be made substantially the same.
Specifically, the light emitted from the polarization splitting optical system 155 is emitted as linearly polarized light whose polarization direction is parallel to the paper surface.

【0098】直線偏光は、ダイクロイックミラー14
1、142で三原色の光に分離され、上記実施の形態3
と同様に各液晶パネル9R、9G、9Bを照明する。
The linearly polarized light is applied to the dichroic mirror 14.
In the first and second embodiments, the light is separated into light of three primary colors.
Similarly, the liquid crystal panels 9R, 9G, 9B are illuminated.

【0099】液晶パネル9R、9G、9Bの入射側偏光
板の偏光軸は、例えば紙面に水平な方向に配置する。入
射側偏光板の偏光軸と、液晶パネルに入射する直線偏光
の偏光方向とを同一にすれば、従来、偏光板で吸収され
損失となっていた光を有効に利用することができ、光利
用効率が大幅に向上する。
The polarization axes of the incident-side polarizers of the liquid crystal panels 9R, 9G, 9B are arranged, for example, in a direction horizontal to the plane of the drawing. By making the polarization axis of the incident-side polarizing plate and the polarization direction of the linearly polarized light incident on the liquid crystal panel the same, it is possible to effectively use the light that was conventionally absorbed and lost by the polarizing plate. Efficiency is greatly improved.

【0100】液晶パネル9R、9G、9Bの出射光は、
ダイクロイックプリズム10で合成し、投写レンズ11
で拡大してスクリーン(図示せず)上に投影する。
The light emitted from the liquid crystal panels 9R, 9G, 9B is
The light is synthesized by the dichroic prism 10 and the projection lens 11
And project it on a screen (not shown).

【0101】一般に、光ファイバは、伝搬光の偏光面が
不安定になるという問題がある。そのため、入射光と出
射光の偏光面が異なる可能性がある。そこで、光ファイ
バは、入射光と出射光の偏光面を保持する偏光保持ファ
イバであれば好ましい。
Generally, the optical fiber has a problem that the plane of polarization of the propagating light becomes unstable. Therefore, the polarization planes of the incident light and the outgoing light may be different. Therefore, the optical fiber is preferably a polarization maintaining fiber that retains the polarization planes of the incident light and the outgoing light.

【0102】上記構成によれば、ランプ1の放射する光
の偏光方向を液晶パネル9R、9G、9Bの入射側偏光
板の偏光軸と揃えることにより、入射側偏光板における
光損失を大幅に低減できる。これにより、光学系の光利
用効率が大幅に向上し、明るい投写型表示装置を実現で
きる。
According to the above configuration, the polarization direction of the light radiated from the lamp 1 is aligned with the polarization axis of the incident side polarizing plate of the liquid crystal panels 9R, 9G, 9B, so that the light loss in the incident side polarizing plate is greatly reduced. it can. Thereby, the light use efficiency of the optical system is greatly improved, and a bright projection display device can be realized.

【0103】また、上記実施の形態3と同様の作用によ
り、投写画像の表示品位の劣化を抑制することができる
ので、極めて大きな効果を得ることができる。
Also, by the same operation as in the third embodiment, the deterioration of the display quality of the projected image can be suppressed, so that an extremely large effect can be obtained.

【0104】1/2波長板は、S偏光の光路中に配置し
たが、P偏光の光路中、あるいはS偏光とP偏光の光路
中の双方に配置しても良く、偏光分離光学系155の出
射光を液晶パネルの入射側偏光板の偏光軸と一致せしめ
るものであれば、同様の効果を得ることができる。
The half-wave plate is disposed in the S-polarized light path, but may be disposed in the P-polarized light path or in both the S-polarized light path and the P-polarized light path. The same effect can be obtained as long as the emitted light matches the polarization axis of the incident-side polarizing plate of the liquid crystal panel.

【0105】(実施の形態5)図16は、本発明の実施
の形態5の投写型表示装置を示す構成図である。投写型
表示装置は、主として、メタルハライドランプ1、放物
面鏡2、UV−IRカットフィルタ3、赤反射ダイクロ
イックミラー162、青反射ダイクロイックミラー16
3、マイクロレンズアレイ163R、163B、光ファ
イバ束164R、164B、リレー光学系169R、1
69G、169B、フィールドレンズ170、色分離用
マイクロレンズアレイ172液晶パネル174、投写レ
ンズ179、から構成される。
(Embodiment 5) FIG. 16 is a configuration diagram showing a projection display apparatus according to Embodiment 5 of the present invention. The projection display device mainly includes a metal halide lamp 1, a parabolic mirror 2, a UV-IR cut filter 3, a red reflection dichroic mirror 162, and a blue reflection dichroic mirror 16.
3, microlens arrays 163R and 163B, optical fiber bundles 164R and 164B, relay optical system 169R,
69G, 169B, a field lens 170, a micro lens array 172 for color separation, a liquid crystal panel 174, and a projection lens 179.

【0106】メタルハライドランプ1、放物面鏡2、U
V−IRカットフィルタ3は、上記実施の形態1と同一
のものである。
Metal halide lamp 1, parabolic mirror 2, U
The V-IR cut filter 3 is the same as in the first embodiment.

【0107】また、赤反射ダイクロイックミラー16
1、青反射ダイクロイックミラー162、マイクロレン
ズアレイ163R、163B、光ファイバ束164R、
164Bは、上記実施の形態3と同一の作用を有するも
のである。
The red reflecting dichroic mirror 16
1, blue reflection dichroic mirror 162, microlens arrays 163R and 163B, optical fiber bundle 164R,
164B has the same operation as the third embodiment.

【0108】メタルハライドランプ1の放射する白色光
は、ダイクロイックミラー161、162で3原色の光
に分離され、ダイクロイックミラー161、162を透
過して直進する緑色成分の光は、リレー光学系169G
に入射する。ダイクロイックミラー161、162でそ
れぞれ反射された赤色成分及び青色成分の光は、マイク
ロレンズアレイ163R、163Bと光ファイバ束16
4R、164Bを介してリレー光学系169R、169
Bに入射する。
The white light emitted from the metal halide lamp 1 is separated into three primary colors by dichroic mirrors 161 and 162, and the green component light which passes through the dichroic mirrors 161 and 162 and travels straight is converted into a relay optical system 169G.
Incident on. The light of the red component and the light of the blue component reflected by the dichroic mirrors 161 and 162 are respectively transmitted to the microlens arrays 163R and 163B and the optical fiber bundle 16.
4R, 164B via relay optical system 169R, 169
B is incident.

【0109】リレー光学系169Gは、第1フレネルレ
ンズアレイ165Gと第2フレネルレンズアレイ167
Gから構成される。第1フレネルレンズアレイ165G
は、例えば、図17に示す構成となる。第2フレネルレ
ンズアレイ167Gは、例えば、図18に示す構成とな
る。いずれも、所定の開口と偏心を有するフレネルレン
ズを配列して構成したもので、6個のレンズから構成さ
れる場合の構成の一例を示している。
The relay optical system 169G includes a first Fresnel lens array 165G and a second Fresnel lens array 167.
G. First Fresnel lens array 165G
Has, for example, the configuration shown in FIG. The second Fresnel lens array 167G has, for example, the configuration shown in FIG. In each case, a Fresnel lens having a predetermined aperture and eccentricity is arranged and configured, and an example of a configuration in a case where the Fresnel lens includes six lenses is shown.

【0110】例えば、第1フレネルレンズ181Gは、
そのレンズ中心が182Gである。当該レンズは、これ
に入射する光を対応する第2フレネルレンズ183Gの
開口上に集光する。レンズ中心の位置は、集光した光が
対応する第2フレネルレンズ183Gの開口の重心近傍
となるように定める。第2フレネルレンズ183Gは、
そのレンズ中心が184Gである。
For example, the first Fresnel lens 181G
The center of the lens is 182G. The lens condenses the light incident thereon onto the opening of the corresponding second Fresnel lens 183G. The position of the lens center is determined so that the collected light is near the center of gravity of the opening of the corresponding second Fresnel lens 183G. The second Fresnel lens 183G is
The center of the lens is 184G.

【0111】当該レンズは、対応する第1フレネルレン
ズ181Gの主平面166G近傍の実像を、所定の倍率
でフィールドレンズ170の主平面171近傍に形成す
る。フィールドレンズ170から液晶パネル174に至
る光路長は、他の光路長に比べて非常に短く、フィール
ドレンズ170の主平面171近傍を照明する光は、液
晶パネル174の有効表示領域を同様に照明する。第2
フレネルレンズ183Gは中心の位置を適切に定めて、
6個の第2フレネルレンズ183Gの形成する実像を、
受光面に重畳させる。これらの構成は、赤と青の色の光
についても同様である。ただし、リレー光学系169
R、169Bは、各々、第1フレネルレンズアレイ16
5R、165Bと第2フレネルレンズアレイ167R、
167Bとの間に光路を折り曲げるための平面ミラー1
70R、170Bを備えている。
The lens forms a real image near the main plane 166G of the corresponding first Fresnel lens 181G near the main plane 171 of the field lens 170 at a predetermined magnification. The optical path length from the field lens 170 to the liquid crystal panel 174 is much shorter than the other optical path lengths, and the light illuminating the vicinity of the main plane 171 of the field lens 170 illuminates the effective display area of the liquid crystal panel 174 similarly. . Second
Fresnel lens 183G determines the center position appropriately,
The real images formed by the six second Fresnel lenses 183G are
Superimposed on the light receiving surface. These configurations are the same for red and blue light. However, the relay optical system 169
R and 169B are the first Fresnel lens array 16 respectively.
5R, 165B and the second Fresnel lens array 167R,
167B to bend the optical path between the flat mirror 1
70R and 170B.

【0112】上記構成によれば、図16に示した第2フ
レネルレンズアレイ167R、167G、167Bの縦
長の有効開口を近似する発光面が、三原色に分離された
状態でおよそ同一平面上に形成される。しかも、三原色
のいずれの色の光についても、きわめて高い光利用効率
で明るさの均一性の高い照明を実現できる。
According to the above configuration, the light emitting surfaces approximating the vertically long effective apertures of the second Fresnel lens arrays 167R, 167G, 167B shown in FIG. 16 are formed on substantially the same plane in a state where they are separated into three primary colors. You. Moreover, it is possible to realize illumination with high uniformity of brightness with extremely high light use efficiency for any of the three primary colors.

【0113】液晶パネル174は、三原色のカラー画素
を二次元状に配列した画素構造175を有し、例えば、
図19に模式的に示す構成とする。これは、図32に示
したものと同様に構成される透過型液晶パネルの有効表
示領域である。カラー画素191の1単位は、赤の画素
領域191Rと緑の画素領域191Gと青の画素領域1
91Bから成り、192Rは赤の画素開口を、192G
は緑の画素開口を、192Bは青の画素開口を、それぞ
れ表す。受光面の画素開口192R、192G、192
B以外の領域は、ブラックマトリクスと呼ばれる領域で
あり、薄膜信号用の配線に光が当たらないように遮光層
が形成される。
The liquid crystal panel 174 has a pixel structure 175 in which three primary color pixels are two-dimensionally arranged.
The configuration is schematically shown in FIG. This is an effective display area of the transmissive liquid crystal panel configured similarly to that shown in FIG. One unit of the color pixel 191 includes a red pixel region 191R, a green pixel region 191G, and a blue pixel region 1
91B, 192R is a red pixel aperture, 192G
Represents a green pixel opening, and 192B represents a blue pixel opening. Pixel openings 192R, 192G, 192 on the light receiving surface
The region other than B is a region called a black matrix, and a light-shielding layer is formed so that light does not hit the thin film signal wiring.

【0114】図19は、構成を明示するために1つの画
素単位を拡大したもので、実際の画素の大きさや個数を
反映したものではない。また、波線はカラー画素191
の1単位を明確にするために便宜上付記する仮装線であ
り、R、G、Bの記号は各開口の対応する色を示すため
に付記する。赤の画素とは、赤の光学像に対応した映像
信号が選択的に供給される画素であり、開口部に赤色フ
ィルタを備えても備えていなくても構わない。緑と青の
画素についても同様である。
FIG. 19 is an enlarged view of one pixel unit for clarifying the configuration, and does not reflect the actual size or number of pixels. The wavy line indicates the color pixel 191.
Is a temporary line added for convenience in order to clarify one unit, and symbols R, G, and B are added to indicate a color corresponding to each opening. A red pixel is a pixel to which a video signal corresponding to a red optical image is selectively supplied, and may or may not include a red filter in the opening. The same applies to green and blue pixels.

【0115】色分離用マイクロレンズアレイ172は、
マイクロレンズ173を二次元状に配列したものであ
り、その模式図を図20に示す。マイクロレンズ173
は、1単位のカラー画素191と1対1に対応してお
り、カラー画素191と同数で同様の手順に従って配列
される。マイクロレンズ173の光軸176’はいずれ
も光軸180と平行である。
The color separation microlens array 172 is
The microlenses 173 are arranged two-dimensionally, and a schematic diagram thereof is shown in FIG. Micro lens 173
Are in one-to-one correspondence with one unit of color pixel 191 and are arranged in the same number and color pixels 191 according to the same procedure. Each of the optical axes 176 ′ of the microlenses 173 is parallel to the optical axis 180.

【0116】マイクロレンズ173の出射側焦点は、対
応するカラー画素191の近傍に設定する。これによ
り、マイクロレンズ173は、第2フレネルレンズアレ
イ167R、167G、167Bとカラー画素191と
を共役な関係とする。具体的には、赤の画素領域191
Rには赤の第2フレネルレンズアレイ167Rの実像を
形成する。緑、青の画素領域191G、191Bについ
ても同様に、それぞれ緑、青の第2フレネルレンズアレ
イ167G、167Bの実像を形成する。ここで、第2
フレネルレンズアレイ167R、167G、167Bの
大きさ、形状、配列を適切に設定し、これらの実像を対
応する色の画素開口192R、192G、192B上に
配置させる。
The emission-side focal point of the micro lens 173 is set in the vicinity of the corresponding color pixel 191. Thereby, the micro lens 173 makes the second Fresnel lens arrays 167R, 167G, 167B and the color pixels 191 have a conjugate relationship. Specifically, the red pixel area 191
A real image of the red second Fresnel lens array 167R is formed on R. Similarly, real images of the green and blue second Fresnel lens arrays 167G and 167B are formed for the green and blue pixel regions 191G and 191B, respectively. Here, the second
The size, shape, and arrangement of the Fresnel lens arrays 167R, 167G, and 167B are appropriately set, and these real images are arranged on the pixel openings 192R, 192G, and 192B of the corresponding colors.

【0117】図21は、画素開口192R、192G、
192B上に形成される第2フレネルレンズアレイ16
7R、167G、167Bの実像201R、201G、
201Bの一例を模式的に示す。具体的には、第2フレ
ネルレンズアレイ167R上には、分割数に応じた発光
体の実像が形成されるので、赤の画素開口192R上に
は、第2フレネルレンズアレイ167R上の発光体の実
像の像が形成されることになる。図21では、便宜上、
第2フレネルレンズアレイ167Rの実像201Rとし
て、その外形を波線で付記する。第2フレネルレンズア
レイ167Rの実像は、赤の画素開口192Rの重心2
02R上に配置させる。第2フレネルレンズアレイ16
7Rの大きさと、第2フレネルレンズアレイ167Rか
ら画素開口192Rに至る光学系の倍率を適当に定め
て、実像を形成する光の大部分が画素開口192Rを通
過できるようにすると、光損失を抑制できるので好まし
い。そのために、実像の有効な拡がりが画素開口192
Rにおよそ内接するようにする。上述の関係は、緑と青
の第2フレネルレンズアレイ167G、167B、画素
開口192G、192Bについても同様である。
FIG. 21 shows the pixel openings 192R, 192G,
Second Fresnel Lens Array 16 Formed on 192B
7R, 167G, 167B real images 201R, 201G,
An example of 201B is schematically shown. Specifically, since a real image of the light emitter corresponding to the number of divisions is formed on the second Fresnel lens array 167R, the light emitter on the second Fresnel lens array 167R is placed on the red pixel opening 192R. A real image will be formed. In FIG. 21, for convenience,
The outline of the real image 201R of the second Fresnel lens array 167R is indicated by wavy lines. The real image of the second Fresnel lens array 167R is the center of gravity 2 of the red pixel aperture 192R.
02R. Second Fresnel lens array 16
When the size of the 7R and the magnification of the optical system from the second Fresnel lens array 167R to the pixel opening 192R are appropriately determined so that most of the light forming the real image can pass through the pixel opening 192R, the light loss is suppressed. It is preferable because it is possible. Therefore, the effective spread of the real image is caused by the pixel aperture 192.
It should be approximately inscribed in R. The above relationship is the same for the second green and blue Fresnel lens arrays 167G and 167B and the pixel openings 192G and 192B.

【0118】このようにして、液晶パネル174の各画
素開口192R、192G、192Bを効率良く通過し
た光176R、176G、176Bは、投写レンズ17
9によりスクリーン(図示せず)上に拡大して投影され
る。
In this manner, the light 176R, 176G, 176B that has efficiently passed through each pixel opening 192R, 192G, 192B of the liquid crystal panel 174 is
9, the image is enlarged and projected on a screen (not shown).

【0119】投写レンズ179は、集光レンズ177と
主レンズ178から構成される。集光レンズ177は、
液晶パネル174から出射する光を効率良く主レンズ1
78に入射せしめるので、主レンズ178の口径を小さ
くでき、結果として投写レンズ179を小型化できる利
点がある。
The projection lens 179 comprises a condenser lens 177 and a main lens 178. The condenser lens 177 is
The light emitted from the liquid crystal panel 174 is efficiently transmitted to the main lens 1.
Since the light is incident on the projection lens 78, the aperture of the main lens 178 can be reduced, and as a result, there is an advantage that the projection lens 179 can be reduced in size.

【0120】以上の作用により、図16に示した投写型
表示装置は、ランプ1から放射される光を効率良く利用
する事ができる。また、液晶パネル174のカラーフィ
ルタにおける光損失を改善し、光利用効率の高い照明を
実現できる。また、各色の光を重畳形式で液晶パネル1
74を照明するので、明るさむら、色むらが少なく極め
て均一性の高い照明を実現でき、投写画像の表示品位が
大幅に向上する。また、液晶パネルのブラックマトリク
ス領域に到達する光を低減し、開口部を通過する光を増
加させるので、光利用効率の高い照明を実現できる。
With the above operation, the projection display apparatus shown in FIG. 16 can efficiently use the light radiated from the lamp 1. Further, light loss in the color filters of the liquid crystal panel 174 can be improved, and illumination with high light use efficiency can be realized. In addition, the light of each color is superimposed on the liquid crystal panel 1.
By illuminating 74, it is possible to realize illumination with very low brightness and color unevenness and extremely high uniformity, and display quality of a projected image is greatly improved. Further, since light reaching the black matrix region of the liquid crystal panel is reduced and light passing through the opening is increased, illumination with high light use efficiency can be realized.

【0121】リレー光学系は、フレネルレンズアレイを
用いて構成する例を示したが、球面レンズ、あるいは非
球面レンズによるレンズアレイを用いて構成しても良
い。
Although the example in which the relay optical system is configured using the Fresnel lens array has been described, the relay optical system may be configured using a lens array including a spherical lens or an aspherical lens.

【0122】(実施の形態6)図22は、本発明の実施
の形態6の投写型表示装置の示す構成図である。楕円面
鏡211、平凹レンズ212、偏光分離光学系213、
1/2波長板214、以外は上記実施の形態5と同一の
ものである。
(Embodiment 6) FIG. 22 is a configuration diagram showing a projection display apparatus according to Embodiment 6 of the present invention. Elliptical mirror 211, plano-concave lens 212, polarization separation optical system 213,
The structure other than the half-wave plate 214 is the same as that of the fifth embodiment.

【0123】メタルハライドランプ1から放射される光
は、楕円面鏡211により集光され、その光路上に配置
された平凹レンズ212により光軸180とおよそ平行
に進行する光に変換される。平凹レンズ212から出射
する偏光方向がランダムな光は、偏光分離光学系213
と1/2波長板214により偏光方向の揃った直線偏光
に変換される。
The light radiated from the metal halide lamp 1 is condensed by the ellipsoidal mirror 211 and converted into light traveling substantially parallel to the optical axis 180 by the plano-concave lens 212 arranged on the optical path. The light having a random polarization direction emitted from the plano-concave lens 212 is reflected by the polarization separation optical system 213.
Is converted into linearly polarized light having a uniform polarization direction by the half-wave plate 214.

【0124】直線偏光は、上記実施の形態5と同様の作
用により、液晶パネル174を照明する。液晶パネル1
74の入射側偏光板の偏光軸は、直線偏光の偏光方向と
一致させる。投写レンズ179は、液晶パネル174上
に形成された光学像を拡大してスクリーン(図示せず)
上に投影する。
The linearly polarized light illuminates the liquid crystal panel 174 by the same operation as in the fifth embodiment. LCD panel 1
The polarization axis of the incident side polarizing plate 74 is made to coincide with the polarization direction of the linearly polarized light. The projection lens 179 magnifies the optical image formed on the liquid crystal panel 174 to a screen (not shown).
Project on top.

【0125】上記実施の形態4と同様に、光ファイバ
は、伝搬光の偏光面が不安定になるという問題がある。
そのため、入射光と出射光の偏光面が異なる可能性があ
る。そこで、光ファイバは、入射光と出射光の偏光面を
保持する偏光保持ファイバであれば好ましい。
As in the fourth embodiment, the optical fiber has a problem that the plane of polarization of the propagating light becomes unstable.
Therefore, the polarization planes of the incident light and the outgoing light may be different. Therefore, the optical fiber is preferably a polarization maintaining fiber that retains the polarization planes of the incident light and the outgoing light.

【0126】上記構成によれば、上記実施の形態5の効
果に加えて、ランプの放射する偏光方向がランダムな光
を偏光面の揃った直線偏光に変換して液晶パネルに入射
させるので、光利用効率を大幅に向上させることができ
る。
According to the above configuration, in addition to the effect of the fifth embodiment, since light having a random polarization direction emitted by the lamp is converted into linearly polarized light having a uniform polarization plane and incident on the liquid crystal panel, the light is Usage efficiency can be greatly improved.

【0127】(実施の形態7)図23は、本発明の実施
の形態7の投写型表示装置投写型表示装置を示す構成図
である。投写型表示装置は、メタルハライドランプ1、
放物面鏡2、UV−IRカットフィルタ3、赤反射ダイ
クロイックミラー221、青反射ダイクロイックミラー
222、マイクロレンズアレイ223R、223G、2
23B、光ファイバ束224R、224G、224B、
液晶パネル225、投写レンズ226、から構成され
る。
(Embodiment 7) FIG. 23 is a configuration diagram showing a projection display apparatus according to Embodiment 7 of the present invention. The projection display device is a metal halide lamp 1,
Parabolic mirror 2, UV-IR cut filter 3, red reflection dichroic mirror 221, blue reflection dichroic mirror 222, microlens arrays 223R, 223G, 2
23B, optical fiber bundles 224R, 224G, 224B,
It comprises a liquid crystal panel 225 and a projection lens 226.

【0128】メタルハライドランプ1、放物面鏡2、U
V−IRカットフィルタ3は、上記実施の形態1と同一
のものである。
Metal halide lamp 1, parabolic mirror 2, U
The V-IR cut filter 3 is the same as in the first embodiment.

【0129】液晶パネル225は、上記実施の形態5と
同様の構成であり、ストライプ形状のカラー画素を二次
元状に配列して構成したものである。
The liquid crystal panel 225 has the same configuration as that of the fifth embodiment, and is configured by arranging stripe-shaped color pixels two-dimensionally.

【0130】ランプ1から放射される白色光は、ダイク
ロイックミラー221、222により三原色の光に分離
される。ダイクロイックミラー221、222を透過し
直進する緑色成分の光は、マイクロレンズアレイ223
Gと光ファイバ束224Gにより効率良く液晶パネル2
25に導かれる。
The white light radiated from the lamp 1 is separated by the dichroic mirrors 221 and 222 into light of three primary colors. The green component light that passes through the dichroic mirrors 221 and 222 and goes straight
G and the optical fiber bundle 224G make the liquid crystal panel 2 more efficient.
It is led to 25.

【0131】光ファイバ束224Gは、緑のカラー画素
と同数の光ファイバを束ねて構成し、その入射側は、図
2と同様に照明光が形成する円に内接するように構成さ
れる。出射側は、緑のカラー画素の1つの画素開口に対
して1本の光ファイバが対応するように配置される。
赤、青の光についても同様にして、各々、液晶パネル2
25の赤、青のカラー画素の画素開口に効率良く導かれ
る。
The optical fiber bundle 224G is configured by bundling the same number of optical fibers as green color pixels, and the incident side thereof is configured to be inscribed in a circle formed by the illumination light, as in FIG. The emission side is arranged so that one optical fiber corresponds to one pixel opening of the green color pixel.
Similarly, for the red and blue lights, respectively, the liquid crystal panel 2
It is efficiently guided to the pixel openings of the 25 red and blue color pixels.

【0132】図24は、赤、緑、青のカラー画素231
R、231G、231Bを1単位とするカラー画素構造
231と光ファイバ232R、232G、232Bの配
列を示す模式図である。赤の光を導光する光ファイバ2
32Rは、その出射端面を赤のカラー画素231Rに近
接させて、端面中心を赤のカラー画素231Rの画素開
口233Rの重心234Rとおよそ一致するように配置
する。緑、青の光を導光する光ファイバ232G、23
2bについても同様に、各色のカラー画素231G、2
31Bに対応させて配置する。
FIG. 24 shows a color pixel 231 of red, green, and blue.
It is a schematic diagram which shows the arrangement | positioning of the color pixel structure 231 and optical fiber 232R, 232G, 232B which make R, 231G, 231B 1 unit. Optical fiber 2 for guiding red light
32R is arranged such that its emission end face is close to the red color pixel 231R, and the center of the end face is approximately coincident with the center of gravity 234R of the pixel opening 233R of the red color pixel 231R. Optical fibers 232G and 23 for guiding green and blue light
2b, the color pixels 231G, 2
It is arranged corresponding to 31B.

【0133】上記構成によれば、ランプ1から放射され
る光を三原色の光に分離し、各色の光を光ファイバ束2
24R、224G、224Bにより効率良く液晶パネル
225の各画素開口233R、233G、233Bに到
達せしめるので、光利用効率を大幅に向上する事ができ
る。光ファイバ232R、232G、232Bは、出射
面が球面形状をなし集光作用を有する先球ファイバであ
れば、液晶パネル225のブラックマトリクスに入射す
る光を低減でき、より一層、光利用効率が向上する。
According to the above configuration, the light radiated from the lamp 1 is separated into light of three primary colors, and the light of each color is separated into the optical fiber bundle 2.
24R, 224G, and 224B can efficiently reach the pixel openings 233R, 233G, and 233B of the liquid crystal panel 225, so that the light use efficiency can be significantly improved. As long as the optical fibers 232R, 232G, and 232B have a spherical output surface and a converging fiber having a light condensing function, light incident on the black matrix of the liquid crystal panel 225 can be reduced, and the light use efficiency is further improved. I do.

【0134】図25は、先球ファイバ241と画素開口
242との関係を示す模式図である。先球ファイバ24
1の出射側焦点の近傍に画素開口242を配置すれば、
先球ファイバ241のコア部243から出射する光を、
対応する画素開口242に効率良く集光できる。図26
は、カラー画素の画素開口と集光された光の配置を示す
模式図である。緑のカラー画素開口233Gの重心25
1Gには、緑の光の集光スポット252Gが形成され
る。同様に、赤、青のカラー画素開口233R、233
Bの重心251R、251Bには、各々、赤、青の集光
スポット252R、252Bが形成される。
FIG. 25 is a schematic diagram showing the relationship between the spherical fiber 241 and the pixel aperture 242. Spherical fiber 24
If the pixel aperture 242 is arranged near the exit-side focal point of No. 1,
The light emitted from the core portion 243 of the spherical fiber 241 is
Light can be efficiently collected on the corresponding pixel opening 242. FIG.
FIG. 3 is a schematic diagram showing the arrangement of pixel apertures of a color pixel and collected light. Center of gravity 25 of green color pixel aperture 233G
In 1G, a condensing spot 252G of green light is formed. Similarly, red and blue color pixel openings 233R, 233
Red and blue condensed spots 252R and 252B are formed at the center of gravity 251R and 251B of B, respectively.

【0135】上記構成によれば、ランプから放射される
光を効率良く各カラー画素に導くことができるので、光
利用効率が大幅に向上する。加えて、光学系を簡単に構
成でき、コンパクトで明るい投写型表示装置を実現でき
る。
According to the above configuration, since the light emitted from the lamp can be efficiently guided to each color pixel, the light use efficiency is greatly improved. In addition, the optical system can be simply configured, and a compact and bright projection display device can be realized.

【0136】光ファイバ束224R、224G、224
Bは、各色のカラー画素の2倍の数の光ファイバからな
り、その出射側は、図27に示すように、カラー画素構
造231の各色の画素開口233R、233G、233
Bに対して各々2本の光ファイバ232R、232G、
232Bが対応するように配置しても良い。特に、光フ
ァイバ232R、232G、232Bを先球ファイバと
すれば、上記と同様の作用により光利用効率を大幅に向
上する事ができる。
Optical fiber bundles 224R, 224G, 224
B is composed of twice as many optical fibers as the color pixels of each color, and the emission side thereof has pixel openings 233R, 233G, 233 of each color of the color pixel structure 231 as shown in FIG.
B, two optical fibers 232R, 232G,
232B may correspond to each other. In particular, if the optical fibers 232R, 232G, and 232B are spherical fibers, the light use efficiency can be greatly improved by the same operation as described above.

【0137】図28は、カラー画素構造の各画素開口2
33R、233G、233Bに2本の先球ファイバを対
応させた場合の、各画素開口233R、233G、23
3Bと集光スポット261R、261G、261Bの関
係を示す模式図である。1つのカラー画素に2本の先球
ファイバを配置することにより、画素開口には2つの集
光スポットが形成される。1つのカラー画素に2本の光
ファイバを対応させれば、1本のみ対応させる場合に比
べて、画素開口領域に対する、照明領域の割合が大きく
なるので、投写レンズで拡大投影した際、画素開口部の
光抜けによる画質品位の劣化を抑制できる利点がある。
FIG. 28 shows each pixel opening 2 of the color pixel structure.
Each of the pixel openings 233R, 233G, and 23 in the case where two spherical fibers correspond to 33R, 233G, and 233B.
It is a schematic diagram which shows the relationship between 3B and condensing spots 261R, 261G, 261B. By arranging two spherical fibers in one color pixel, two condensed spots are formed in the pixel aperture. When two optical fibers correspond to one color pixel, the ratio of the illumination area to the pixel aperture area becomes larger than when only one fiber is used. There is an advantage that deterioration of image quality due to light leakage of the portion can be suppressed.

【0138】光ファイバ束の入射面を照明する光の断面
積と、液晶パネルの面積に応じて、光ファイバの入射端
と出射端の断面積を適切に異ならせれば良く、このよう
な光ファイバとしてはテーパファイバを用いれば良い。
The cross-sectional area of the light illuminating the incident surface of the optical fiber bundle and the cross-sectional area of the input end and the output end of the optical fiber may be appropriately changed according to the area of the liquid crystal panel. May be used as a tapered fiber.

【0139】(実施の形態8)図29は、本発明の実施
の形態8の投写型表示装置を示す構成図である。楕円面
鏡271、平凹レンズ272、偏光分離光学系273、
1/2波長板274、以外は上記実施の形態7と同一の
構成である。
(Eighth Embodiment) FIG. 29 is a configuration diagram showing a projection display apparatus according to an eighth embodiment of the present invention. An ellipsoidal mirror 271, a plano-concave lens 272, a polarization separation optical system 273,
Except for the half-wave plate 274, the configuration is the same as that of the seventh embodiment.

【0140】上記構成によれば、上記実施の形態7と同
様の作用により、コンパクトで明るく、高画質な投写型
表示装置を実現する事ができる。加えて、偏光分離光学
系273と1/2波長板274により、偏光方向の揃っ
た直線偏光に変換して液晶パネル225を照明するの
で、ランプ1から放射される光をより効率良く利用でき
る利点がある。
According to the above configuration, a compact, bright, high-quality projection display device can be realized by the same operation as in the seventh embodiment. In addition, since the liquid crystal panel 225 is converted into linearly polarized light having a uniform polarization direction by the polarization separation optical system 273 and the half-wave plate 274, the light emitted from the lamp 1 can be used more efficiently. There is.

【0141】光ファイバは、入射光と出射光の偏光面を
保持する偏光保持ファイバであれば好ましい。
The optical fiber is preferably a polarization maintaining fiber that retains the polarization plane of the incident light and the outgoing light.

【0142】上記実施の形態1から実施の形態8におい
て、導光手段は、光ファイバ束を用いた例を示したが、
これに限るものではない。例えば、図30に示すように
ガラスロッド281の外周部にアルミニウム、銀などの
光反射膜282を蒸着して構成するものであっても良
い。
In the above-described first to eighth embodiments, an example has been described in which the light guide means uses an optical fiber bundle.
It is not limited to this. For example, as shown in FIG. 30, a light reflecting film 282 made of aluminum, silver, or the like may be deposited on the outer periphery of the glass rod 281 to form a structure.

【0143】また、空間光変調素子としてツイストネマ
チック液晶を用いた例を示したが、他の方式の液晶パネ
ルや電気光学結晶を用いるものなど、光学的特性の変化
として光学像を形成するものであれば、本発明の空間光
変調素子として用いることができる。
Although an example in which a twisted nematic liquid crystal is used as the spatial light modulator has been described, an optical image is formed as a change in optical characteristics, such as a liquid crystal panel of another system or an electro-optic crystal. If there is, it can be used as the spatial light modulator of the present invention.

【0144】[0144]

【発明の効果】以上述べたように本発明の投写型表示装
置は、ランプからの放射される光を導光手段により空間
光変調素子に効率良く導くことができる。更に、偏光分
離光学系により、ランプの放射する偏光方向がランダム
な光を、偏光方向の揃った直線偏光に変換するので、光
利用効率を大幅に向上することができ、明るく、高品位
な画像を表示できる投写型表示装置を提供することがで
きる。
As described above, the projection display apparatus of the present invention can efficiently guide the light radiated from the lamp to the spatial light modulator by the light guiding means. In addition, the polarization separation optical system converts the light emitted from the lamp, which has a random polarization direction, into linearly polarized light with the same polarization direction, so that the light use efficiency can be greatly improved, and bright, high-quality images can be obtained. Can be provided.

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

【図1】本発明の実施の形態1に係る投写型表示装置を
示す概略構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a projection display device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】実施の形態1における光ファイバ束の構成の一
例を示す概略断面図。
FIG. 2 is a schematic sectional view showing an example of a configuration of an optical fiber bundle according to the first embodiment.

【図3】実施の形態1における光ファイバの構成の一例
を示す概略断面図。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing an example of the configuration of the optical fiber according to the first embodiment.

【図4】実施の形態1におけるマイクロレンズアレイの
一例を示す概略構成図。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a microlens array according to the first embodiment.

【図5】実施の形態1における光ファイバの作用を示す
説明図。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the operation of the optical fiber according to the first embodiment.

【図6】実施の形態1における光ファイバ束とマイクロ
レンズアレイの配列の一例を示す概略構成図。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an arrangement of an optical fiber bundle and a microlens array according to the first embodiment.

【図7】実施の形態1におけるマイクロレンズアレイの
作用を示す説明図。
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating the operation of the microlens array according to the first embodiment.

【図8】本発明の実施の形態2に係る投写型表示装置を
示す概略構成図。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a projection display device according to a second embodiment of the present invention.

【図9】実施の形態2における第1レンズアレイの一例
を示す構成図。
FIG. 9 is a configuration diagram illustrating an example of a first lens array according to the second embodiment.

【図10】実施の形態2における第2レンズアレイの一
例を示す構成図。
FIG. 10 is a configuration diagram showing an example of a second lens array according to the second embodiment.

【図11】実施の形態2におけるマイクロレンズアレイ
の他の例を示す概略構成図。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing another example of the microlens array according to the second embodiment.

【図12】実施の形態2における光ファイバ束の他の例
を示す概略構成図。
FIG. 12 is a schematic configuration diagram showing another example of the optical fiber bundle according to the second embodiment.

【図13】実施の形態2における光ファイバ束とマイク
ロレンズアレイの配列の他の例を示す概略構成図。
FIG. 13 is a schematic configuration diagram showing another example of the arrangement of the optical fiber bundle and the microlens array in the second embodiment.

【図14】本発明の実施の形態3に係る投写型表示装置
を示す概略構成図。
FIG. 14 is a schematic configuration diagram showing a projection display apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.

【図15】本発明の実施の形態4に係る投写型表示装置
を示す概略構成図。
FIG. 15 is a schematic configuration diagram showing a projection display apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.

【図16】本発明の実施の形態5の投写型表示装置を示
す概略構成図。
FIG. 16 is a schematic configuration diagram showing a projection display device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図17】実施の形態5における第1フレネルレンズア
レイの構成の一例を示す構成図。
FIG. 17 is a configuration diagram showing an example of a configuration of a first Fresnel lens array according to the fifth embodiment.

【図18】実施の形態5における第2フレネルレンズア
レイの構成の一例を示す構成図。
FIG. 18 is a configuration diagram showing an example of a configuration of a second Fresnel lens array according to the fifth embodiment.

【図19】実施の形態5における液晶パネルのカラー画
素構造の一例を示す概略構成図。
FIG. 19 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a color pixel structure of a liquid crystal panel in Embodiment 5.

【図20】実施の形態5におけるカラー画素構造とマイ
クロレンズアレイの配列の一例を示す概略構成図。
FIG. 20 is a schematic configuration diagram showing an example of an arrangement of a color pixel structure and a microlens array in Embodiment 5.

【図21】実施の形態5におけるカラー画素開口上に形
成される第2フレネルレンズアレイの実像を示す説明
図。
FIG. 21 is an explanatory diagram showing a real image of a second Fresnel lens array formed on a color pixel opening in the fifth embodiment.

【図22】本発明の実施の形態6に係る投写型表示装置
を示す概略構成図。
FIG. 22 is a schematic configuration diagram showing a projection display apparatus according to Embodiment 6 of the present invention.

【図23】本発明の実施の形態7に係る投写型表示装置
を示す概略構成図。
FIG. 23 is a schematic configuration diagram showing a projection display apparatus according to Embodiment 7 of the present invention.

【図24】実施の形態7におけるカラー画素構造と光フ
ァイバの配列の一例を示す概略構成図。
FIG. 24 is a schematic configuration diagram showing an example of a color pixel structure and an arrangement of optical fibers according to a seventh embodiment.

【図25】実施の形態7における先球ファイバの作用を
示す説明図。
FIG. 25 is an explanatory diagram showing the operation of the spherical fiber according to the seventh embodiment.

【図26】実施の形態7におけるカラー画素開口上に形
成される集光スポットの一例を示す説明図。
FIG. 26 is an explanatory diagram showing an example of a condensed spot formed on a color pixel opening in Embodiment 7.

【図27】実施の形態7におけるカラー画素構造と光フ
ァイバの配列の他の例を示す概略構成図。
FIG. 27 is a schematic configuration diagram showing another example of a color pixel structure and an arrangement of optical fibers according to the seventh embodiment.

【図28】実施の形態7におけるカラー画素開口上に形
成される集光スポットの他の例を示す説明図。
FIG. 28 is an explanatory diagram showing another example of the converging spot formed on the color pixel opening in the seventh embodiment.

【図29】本発明の実施の形態8に係る投写型表示装置
を示す概略構成図。
FIG. 29 is a schematic configuration diagram showing a projection display apparatus according to Embodiment 8 of the present invention.

【図30】本発明の投写型表示装置の他の導光手段を示
す概略構成図。
FIG. 30 is a schematic configuration diagram showing another light guide means of the projection display device of the present invention.

【図31】従来の投写型表示装置の一例を示す概略構成
図。
FIG. 31 is a schematic configuration diagram showing an example of a conventional projection display device.

【図32】液晶パネルの構造の一例を示す概略構成図。FIG. 32 is a schematic configuration diagram illustrating an example of the structure of a liquid crystal panel.

【図33】従来の他の投写型表示装置の一例を示す概略
構成図。
FIG. 33 is a schematic configuration diagram showing an example of another conventional projection display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 メタルハライドランプ 2 放物面鏡 3 UV−IRカットフィルタ 4 青反射ダイクロイックミラー 5 緑反射ダイクロイックミラー 6 平面ミラー 7 マイクロレンズアレイ 8 光ファイバ束 9R、9G、9B 液晶パネル 10 ダイクロイックプリズム 11 投写レンズ 21 光ファイバ 82 第1レンズアレイ 85 第2レンズアレイ 87R、87G、87B フィールドレンズ 141 赤反射ダイクロイックミラー 142 青反射ダイクロイックミラー 143R、143B マイクロレンズアレイ 144R、144B 光ファイバ束 151 楕円面鏡 152 平凹レンズ 153 偏光ビームスプリッタ 154 全反射用直角プリズム 155 偏光分離光学系 156 1/2波長板 161 赤反射ダイクロイックミラー 162 青反射ダイクロイックミラー 163R、163B マイクロレンズアレイ 164R、164B 光ファイバ束 165R、165G、165B 第1フレネルレンズア
レイ 167R、167G、167B 第2フレネルレンズア
レイ 170R、170B 平面ミラー 172 色分離用マイクロレンズアレイ 174 液晶パネル 179 投写レンズ 211 楕円面鏡 212 平凹レンズ 213 偏光分離光学系 214 1/2波長板 221 赤反射ダイクロイックミラー 222 青反射ダイクロイックミラー 223R、223G、223B マイクロレンズアレイ 224R、224G、224B 光ファイバ束 225 液晶パネル 226 投写レンズ 271 楕円面鏡 272 平凹レンズ 273 偏光分離光学系 274 1/2波長板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Metal halide lamp 2 Parabolic mirror 3 UV-IR cut filter 4 Blue reflection dichroic mirror 5 Green reflection dichroic mirror 6 Flat mirror 7 Micro lens array 8 Optical fiber bundle 9R, 9G, 9B Liquid crystal panel 10 Dichroic prism 11 Projection lens 21 Light Fiber 82 First lens array 85 Second lens array 87R, 87G, 87B Field lens 141 Red reflection dichroic mirror 142 Blue reflection dichroic mirror 143R, 143B Micro lens array 144R, 144B Optical fiber bundle 151 Elliptical mirror 152 Plano-concave lens 153 Polarized beam Splitter 154 Right angle prism for total reflection 155 Polarization separation optical system 156 1/2 wavelength plate 161 Red reflection dichroic mirror 162 Blue reflection dichroic 163R, 163B Micro lens array 164R, 164B Optical fiber bundle 165R, 165G, 165B First Fresnel lens array 167R, 167G, 167B Second Fresnel lens array 170R, 170B Flat mirror 172 Color separation micro lens array 174 Liquid crystal panel 179 Projection Lens 211 Elliptic mirror 212 Plano-concave lens 213 Polarization separation optical system 214 1/2 wavelength plate 221 Red reflection dichroic mirror 222 Blue reflection dichroic mirror 223R, 223G, 223B Micro lens array 224R, 224G, 224B Optical fiber bundle 225 Liquid crystal panel 226 Projection Lens 271 Ellipsoidal mirror 272 Plano-concave lens 273 Polarization separation optical system 274 1/2 wavelength plate

Claims (40)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 3原色の色成分を含む光を放射する光源
と、 前記光源から放射される光を集める集光手段と、 前記集光手段の出力光を赤、緑、青の3原色の光に分離
する色分離手段と、 空間的に光を変調して光学像が形成され前記色分離手段
からの各出力光によりそれぞれ照明される第1、第2及
び第3の空間光変調素子と、 前記各空間光変調素子からの出力光を合成する色合成手
段と、 前記色合成手段からの出力光を受け前記各空間光変調素
子の光学像を投影する投写手段と、 前記色分離手段の各色の光出力面と前記各光変調素子に
至る光路のうち、少なくとも光路長が最も長い光路中に
導光手段を備えることを特徴とする投写型表示装置。
A light source that emits light containing color components of three primary colors; a light condensing unit that collects light emitted from the light source; Color separation means for separating light into light, first, second and third spatial light modulation elements which are spatially modulated to form an optical image and are illuminated by the respective output lights from the color separation means; A color combining unit that combines output light from each of the spatial light modulators; a projection unit that receives output light from the color combiner and projects an optical image of each of the spatial light modulators; A projection display device comprising: a light guide means in at least the optical path having the longest optical path length among the optical output surfaces of the respective colors and the optical paths reaching the respective light modulation elements.
【請求項2】 3原色の色成分を含む光を放射する光源
と、 前記光源から放射される光を集める集光手段と、 前記集光手段により集光された偏光方向がランダムな光
をS偏光とP偏光の2つの直線偏光に分離すると共に前
記2つの直線偏光を略同一方向に出射せしめる偏光分離
手段と、 前記S偏光とP偏光のうち少なくともいずれかの光路中
に配置され各々の偏光方向を略同一にせしめる偏光面回
転手段と、 前記偏光分離手段の出力光を赤、緑、青の3原色の光に
分離する色分離手段と、 空間的に光を変調して光学像が形成され前記色分離手段
からの各出力光によりそれぞれ照明される第1、第2及
び第3の空間光変調素子と、 前記各空間光変調素子からの出力光を合成する色合成手
段と、 前記色合成手段からの出力光を受け前記各空間光変調素
子の光学像を投影する投写手段と、 前記色分離手段の各色の光出力面と前記各光変調素子に
至る光路のうち、少なくとも光路長が最も長い光路中に
導光手段を備えることを特徴とする投写型表示装置。
2. A light source for emitting light containing three primary color components; a light collecting means for collecting light emitted from the light source; and a light having a random polarization direction collected by the light collecting means. Polarization splitting means for splitting into two linearly polarized lights of polarized light and P-polarized light and emitting the two linearly polarized lights in substantially the same direction; and being arranged in at least one of the optical paths of the S-polarized light and the P-polarized light. Polarization plane rotating means for making the directions substantially the same; color separating means for separating the output light of the polarization separating means into light of three primary colors of red, green and blue; and forming an optical image by spatially modulating the light. First, second and third spatial light modulating elements respectively illuminated by the respective output lights from the color separating means; a color synthesizing means for synthesizing the output lights from the respective spatial light modulating elements; Each of the spaces receiving the output light from the combining means Projection means for projecting an optical image of a modulation element, and light guide means in an optical path having at least the longest optical path length among light output surfaces of the respective colors of the color separation means and optical paths reaching the respective light modulation elements. Characteristic projection display device.
【請求項3】 色分離手段は第1及び第2の誘電体多
層膜ミラーと平面ミラーの各々を略平行に配置して構成
し、 前記第1の誘電体多層膜ミラーで反射される第1の色の
光は前記平面ミラーを介して第1の空間光変調素子に導
き、 前記第1の誘電体多層膜ミラーを透過し前記第2の誘電
体多層膜ミラーで反射される第2の色の光は第2の空間
光変調素子に導き、 前記第2の誘電体多層膜ミラーを透過する第3の色の光
は導光手段を介して第3の空間光変調素子に導き、 前記光源から前記第1及び第2の空間光変調素子に至る
光路長が略等しいことを特徴とする請求項1または請求
項2記載の投写型表示装置。
3. The color separating means comprises first and second dielectric multilayer mirrors and a plane mirror arranged substantially in parallel with each other, and a first mirror reflected by the first dielectric multilayer mirror. Is guided to the first spatial light modulator via the plane mirror, and the second color reflected by the second dielectric multilayer mirror is transmitted through the first dielectric multilayer mirror. The light of the third color is guided to a second spatial light modulator, the light of the third color transmitted through the second dielectric multilayer mirror is guided to a third spatial light modulator via a light guide, 3. The projection display device according to claim 1, wherein the optical path lengths from the first to the first and second spatial light modulators are substantially equal.
【請求項4】 色分離手段は第1及び第2の誘電体多層
膜ミラーをX字状に交差して構成し、 前記第1の誘電体多層膜ミラーで反射され前記第2の誘
電体多層膜ミラーを透過する第1の色の光は第1の導光
手段を介して第1の空間光変調素子に導き、 前記第1及び第2の誘電体多層膜ミラーを透過して直進
する第2の色の光は第2の空間光変調素子に導き、 前記第2の誘電体多層膜ミラーで反射され前記第1の誘
電体多層膜ミラーを透過する第3の色の光は第2の導光
手段を介して第3の空間光変調素子に導くことを特徴と
する請求項1または請求項2記載の投写型表示装置。
4. A color separating means comprising first and second dielectric multilayer mirrors intersecting in an X-shape, wherein said second dielectric multilayer mirror is reflected by said first dielectric multilayer mirror. The light of the first color transmitted through the film mirror is guided to the first spatial light modulation element via the first light guide means, and transmitted through the first and second dielectric multilayer mirrors to travel straight. The light of the second color is guided to the second spatial light modulator, and the light of the third color that is reflected by the second dielectric multilayer mirror and transmitted through the first dielectric multilayer mirror is the second spatial light modulator. 3. The projection display device according to claim 1, wherein the light is guided to a third spatial light modulation element via a light guide.
【請求項5】 色合成手段は4つの直角プリズムを接合
して構成するダイクロイックプリズムであることを特徴
とする請求項1または請求項2記載の投写型表示装置。
5. The projection type display device according to claim 1, wherein the color synthesizing means is a dichroic prism formed by joining four right-angle prisms.
【請求項6】 導光手段は断面が円形状の光ファイバを
複数本束ねて構成することを特徴とする請求項1または
請求項2記載の投写型表示装置。
6. The projection type display device according to claim 1, wherein the light guide means is formed by bundling a plurality of optical fibers having a circular cross section.
【請求項7】 光ファイバの入射側近傍に前記光ファイ
バと同数のマイクロレンズを二次元状に配列してなるマ
イクロレンズアレイを配置することを特徴とする請求項
6記載の投写型表示装置。
7. The projection type display device according to claim 6, wherein a microlens array in which the same number of microlenses as the optical fibers are two-dimensionally arranged is disposed near the incident side of the optical fibers.
【請求項8】 光源の出射側近傍に均一照明光学系を配
置することを特徴とする請求項1記載の投写型表示装
置。
8. The projection type display device according to claim 1, wherein a uniform illumination optical system is arranged near an emission side of the light source.
【請求項9】 均一照明光学系は複数の第1レンズを二
次元状に配列してなる第1レンズアレイと第1レンズと
同数で対をなす第2レンズアレイを二次元状に配列して
なる第2レンズアレイにより構成されることを特徴とす
る請求項8記載の投写型表示装置。
9. The uniform illumination optical system includes a first lens array in which a plurality of first lenses are two-dimensionally arranged, and a second lens array in the same number as the first lenses, two-dimensionally arranged. 9. The projection display device according to claim 8, comprising a second lens array.
【請求項10】 偏光分離手段は偏光ビームスプリッタ
と直角プリズムから構成されることを特徴とする請求項
2記載の投写型表示装置。
10. The projection type display device according to claim 2, wherein the polarization separation means comprises a polarization beam splitter and a right angle prism.
【請求項11】 偏光面回転手段はフィルム状の1/2
波長板であることを特徴とする請求項2記載の投写型表
示装置。
11. The polarizing plane rotating means is 1 / of a film.
3. The projection type display device according to claim 2, wherein the projection type display device is a wave plate.
【請求項12】 導光手段は入射光の偏光方向を保持し
て出射せしめる偏光保持光ファイバを複数本束ねて構成
する光ファイバ束であることを特徴とする請求項2記載
の投写型表示装置。
12. The projection display apparatus according to claim 2, wherein the light guiding means is an optical fiber bundle formed by bundling a plurality of polarization maintaining optical fibers for maintaining the polarization direction of the incident light and emitting the light. .
【請求項13】 3原色の色成分を含む光を放射する光
源と、 前記光源の放射する光を集光する集光手段と、 前記集光手段の出力光を赤、緑、青の3原色の光に分離
する色分離手段と、 前記色分離手段から出射する3原色の光の各々が互いに
異なる角度から入射するマイクロレンズアレイと、 前記マイクロレンズアレイの出射側近傍に配置され空間
的に光を変調して光学像を形成する空間光変調素子と、 前記色分離手段から前記マイクロレンズアレイに至る3
原色の光の各光路に配置される第1、第2及び第3のリ
レー光学手段と、 前記光学像を投影する投写手段と、 前記色分離手段の各色の光出力面と前記各リレー光学手
段に至る光路のうち少なくとも光路長が最も長い光路中
に配置される導光手段とを備え、 前記各リレー光学手段は入射光を集光して前記マイクロ
レンズアレイを照明する発光面を形成し、 3原色の前記発光面の各々から前記マイクロレンズアレ
イに至る光路長は互いに略等しくし、 前記マイクロレンズアレイは3原色の前記発光面の実像
を二次元状に配列せしめ、 前記空間光変調素子は赤、緑、青の光を各々変調する3
原色の画素を所定の規則に従って二次元状に配列してな
る画素構造を有し、 前記3原色の発光面の各々を前記3原色の画素の各々に
対応せしめることを特徴とする投写型表示装置。
13. A light source that emits light containing three primary color components, a light condensing unit that condenses light emitted by the light source, and an output light from the light condensing unit that outputs three primary colors of red, green, and blue. A micro-lens array in which each of the three primary colors of light emitted from the color separating device enters from different angles; and a spatially arranged light disposed near the emission side of the micro-lens array. A spatial light modulator that modulates light to form an optical image;
First, second, and third relay optical means arranged on each optical path of light of the primary color, projection means for projecting the optical image, light output surface of each color of the color separation means, and each relay optical means Light guiding means disposed in the optical path having the longest optical path length among the optical paths leading to, each of the relay optical means forms a light emitting surface that collects incident light and illuminates the microlens array, The optical path lengths from each of the light emitting surfaces of the three primary colors to the microlens array are substantially equal to each other. The microlens array arranges the real images of the light emitting surfaces of the three primary colors two-dimensionally. Modulates red, green and blue light respectively 3
A projection display device having a pixel structure in which pixels of primary colors are two-dimensionally arranged according to a predetermined rule, wherein each of the light emitting surfaces of the three primary colors is made to correspond to each of the pixels of the three primary colors. .
【請求項14】 3原色の色成分を含む光を放射する光
源と、 前記光源の放射する光を集光する集光手段と、 前記集光手段により集光された偏光方向がランダムな光
をS偏光とP偏光の2つの直線偏光に分離すると共に前
記2つの直線偏光を略同一方向に出射せしめる偏光分離
手段と、 前記S偏光とP偏光のうち少なくともいずれかの光路中
に配置され各々の偏光方向を略同一にせしめる偏光面回
転手段と、 前記偏光分離手段の出力光を赤、緑、青の3原色の光に
分離する色分離手段と、 前記色分離手段から出射する3原色の光の各々が互いに
異なる角度から入射するマイクロレンズアレイと、 前記マイクロレンズアレイの出射側近傍に配置され空間
的に光を変調して光学像を形成する空間光変調素子と、 前記色分離手段から前記マイクロレンズアレイに至る3
原色の光の各光路に配置される第1、第2及び第3のリ
レー光学手段と、 前記光学像を投影する投写手段と、 前記色分離手段の各色の光出力面と前記各リレー光学手
段に至る光路のうち少なくとも光路長が最も長い光路中
に配置される導光手段とを備え、 前記各リレー光学手段は入射光を集光して前記マイクロ
レンズアレイを照明する発光面を形成し、 3原色の前記発光面の各々から前記マイクロレンズアレ
イに至る光路長は互いに略等しくし、 前記マイクロレンズアレイは3原色の前記発光面の実像
を二次元状に配列せしめ、 前記空間光変調素子は赤、緑、青の光を各々変調する3
原色の画素を所定の規則に従って二次元状に配列してな
る画素構造を有し、 前記3原色の発光面の各々を前記3原色の画素の各々に
対応せしめることを特徴とする投写型表示装置。
14. A light source for emitting light containing three primary color components, a light condensing means for condensing light emitted by the light source, and a light having a random polarization direction condensed by the light condensing means. Polarization separating means for separating into two linearly polarized lights of S-polarized light and P-polarized light and emitting the two linearly polarized lights in substantially the same direction; and being arranged in at least one of the optical paths of the S-polarized light and the P-polarized light. Polarization plane rotating means for making the polarization directions substantially the same; color separation means for separating the output light of the polarization separation means into light of three primary colors of red, green and blue; and light of three primary colors emitted from the color separation means. A microlens array, each of which is incident from a different angle, a spatial light modulator that is arranged near the emission side of the microlens array to spatially modulate light to form an optical image, Microphone 3 leading to the lens array
First, second, and third relay optical means arranged on each optical path of light of the primary color, projection means for projecting the optical image, light output surface of each color of the color separation means, and each relay optical means Light guiding means disposed in the optical path having the longest optical path length among the optical paths leading to, each of the relay optical means forms a light emitting surface that collects incident light and illuminates the microlens array, The optical path lengths from each of the light emitting surfaces of the three primary colors to the microlens array are substantially equal to each other. The microlens array arranges the real images of the light emitting surfaces of the three primary colors two-dimensionally. Modulates red, green and blue light respectively 3
A projection display device having a pixel structure in which pixels of primary colors are two-dimensionally arranged according to a predetermined rule, wherein each of the light emitting surfaces of the three primary colors is made to correspond to each of the pixels of the three primary colors. .
【請求項15】 色分離手段は第1及び第2の誘電体多
層膜ミラーと平面ミラーの各々を略平行に配置して構成
し、 前記第1の誘電体多層膜ミラーで反射される第1の色の
光は前記平面ミラーを介して第1のリレー光学手段に導
き、 前記第1の誘電体多層膜ミラーを透過し前記第2の誘電
体多層膜ミラーで反射される第2の色の光は第2のリレ
ー光学手段に導き、 前記第2の誘電体多層膜ミラーを透過する第3の色の光
は導光手段を介して第3のリレー光学手段に導き、 前記光源から前記第1及び第2のリレー光学手段に至る
光路長が略等しいことを特徴とする請求項13または請
求項14記載の投写型表示装置。
15. A color separating means comprising first and second dielectric multilayer mirrors and a plane mirror arranged substantially in parallel with each other, and a first mirror reflected by the first dielectric multilayer mirror. Light of the second color is guided to the first relay optical means via the plane mirror, transmitted through the first dielectric multilayer mirror, and reflected by the second dielectric multilayer mirror. The light is guided to a second relay optical unit. The third color light transmitted through the second dielectric multilayer mirror is guided to a third relay optical unit via the light guiding unit. 15. The projection display device according to claim 13, wherein the optical path lengths reaching the first and second relay optical units are substantially equal.
【請求項16】 色分離手段は第1及び第2の誘電体多
層膜ミラーをX字状に交差して構成し、 前記第1の誘電体多層膜ミラーで反射され前記第2の誘
電体多層膜ミラーを透過する第1の色の光は第1の導光
手段を介して第1のリレー光学手段に導き、 前記第1及び第2の誘電体多層膜ミラーを透過して直進
する第2の色の光は第2のリレー光学手段に導き、 前記第2の誘電体多層膜ミラーで反射され前記第1の誘
電体多層膜ミラーを透過する第3の色の光は第2の導光
手段を介して第3のリレー光学手段に導くことを特徴と
する請求項13または請求項14記載の投写型表示装
置。
16. A color separating means comprising first and second dielectric multilayer mirrors intersecting in an X-shape, wherein said second dielectric multilayer mirror is reflected by said first dielectric multilayer mirror. The light of the first color transmitted through the film mirror is guided to the first relay optical means via the first light guide means, and the second light which travels straight through the first and second dielectric multilayer mirrors is transmitted. The light of the third color is guided to the second relay optical means, and the light of the third color reflected by the second dielectric multilayer mirror and transmitted through the first dielectric multilayer mirror is the second light guide. 15. The projection type display device according to claim 13, wherein the projection type display device is guided to a third relay optical unit via the unit.
【請求項17】 色合成手段は4つの直角プリズムを接
合して構成するダイクロイックプリズムであることを特
徴とする請求項13または請求項14記載の投写型表示
装置。
17. The projection display device according to claim 13, wherein the color synthesizing means is a dichroic prism formed by joining four right-angle prisms.
【請求項18】 導光手段は断面が円形状の光ファイバ
を複数本束ねて構成することを特徴とする請求項13ま
たは請求項14記載の投写型表示装置。
18. The projection type display device according to claim 13, wherein the light guide means is configured by bundling a plurality of optical fibers having a circular cross section.
【請求項19】 光ファイバの入射側近傍に前記光ファ
イバと同数のマイクロレンズを二次元状に配列してなる
マイクロレンズアレイを配置することを特徴とする請求
項18記載の投写型表示装置。
19. The projection display device according to claim 18, wherein a microlens array in which the same number of microlenses as the optical fibers are two-dimensionally arranged is arranged near the incident side of the optical fibers.
【請求項20】 リレー光学手段は、第1レンズと第2
レンズと第3レンズとを備え、前記第1レンズは当該レ
ンズに入射する光を前記第2レンズの開口近傍に集光し
て発光面を形成し、前記第2レンズは前記第1レンズ近
傍の物体の実像を前記第3レンズの開口近傍に形成し、
前記第3レンズは前記発光面の重心から出射する光を互
いに略平行に進行する光とせしめることを特徴とする請
求項13または請求項14記載の投写型表示装置。
20. A relay optical means, comprising: a first lens and a second lens.
A first lens that converges light incident on the lens near an opening of the second lens to form a light-emitting surface; and a second lens that is near the first lens. Forming a real image of the object near the opening of the third lens;
15. The projection display apparatus according to claim 13, wherein the third lens converts light emitted from the center of gravity of the light emitting surface into light that travels substantially in parallel with each other.
【請求項21】 リレー光学手段は、第1レンズアレイ
と第2レンズアレイと第3レンズアレイとを備え、前記
第1レンズアレイは複数の第1レンズを配列してなり、
前記第2レンズアレイは前記第1レンズと同数で対をな
す第2レンズを配列してなり、前記第1レンズの各々は
当該レンズに入射する光を対応する前記第2レンズの開
口近傍に集光して発光面を形成し、前記第2レンズの各
々は対応する前記第1レンズ近傍の物体の実像を前記第
3レンズの開口近傍に重畳形式で形成し、前記第3レン
ズは前記第2レンズアレイ近傍の発光面の重心から出射
する光を互いに略平行に進行する光とせしめることを特
徴とする請求項13または請求項14記載の投写型表示
装置。
21. The relay optical means includes a first lens array, a second lens array, and a third lens array, wherein the first lens array has a plurality of first lenses arranged therein.
The second lens array includes the same number of pairs of second lenses as the first lenses, and each of the first lenses collects light incident on the lenses near an opening of the corresponding second lens. Each of the second lenses forms a real image of an object near the corresponding first lens in a superimposed manner near an opening of the third lens, and the third lens is configured to be the second lens. 15. The projection display device according to claim 13, wherein the light emitted from the center of gravity of the light emitting surface near the lens array is made to travel substantially parallel to each other.
【請求項22】 偏光分離手段は偏光ビームスプリッタ
と直角プリズムから構成されることを特徴とする請求項
14記載の投写型表示装置。
22. The projection display device according to claim 14, wherein the polarization separation means comprises a polarization beam splitter and a right-angle prism.
【請求項23】偏光面回転手段はフィルム状の1/2波
長板であることを特徴とする請求項14記載の投写型表
示装置。
23. The projection type display device according to claim 14, wherein said polarization plane rotating means is a film-shaped half-wave plate.
【請求項24】 導光手段は入射光の偏光方向を保持し
て出射せしめる偏光保持光ファイバを複数本束ねて構成
する光ファイバ束であることを特徴とする請求項14記
載の投写型表示装置。
24. The projection display apparatus according to claim 14, wherein the light guide means is an optical fiber bundle formed by bundling a plurality of polarization-maintaining optical fibers for holding and emitting the polarization direction of the incident light. .
【請求項25】 3原色の色成分を含む光を放射する光
源と、 前記光源の放射する光を集光する集光手段と、 前記集光手段の出力光を赤、緑、青の3原色の光に分離
する色分離手段と、 空間的に光を変調して光学像が形成され前記色分離手段
からの各出力光により照明される空間光変調素子と、 前記空間光変調素子の光学像を投影する投写手段と、 第1、第2及び第3の導光手段とを備え、 前記空間光変調素子は赤、緑、青の光を各々変調する画
素を所定の規則に従って二次元状に配列してなる画素構
造を有し、 前記色分離手段の赤の光出射面と前記空間光変調素子の
赤の光を変調する画素との間に第1の導光手段を配置
し、 前記色分離手段の緑の光出射面と前記空間光変調素子の
緑の光を変調する画素との間に第2の導光手段を配置
し、 前記色分離手段の青の光出射面と前記空間光変調素子の
青の光を変調する画素との間に第3の導光手段を配置す
ることを特徴とする投写型表示装置。
25. A light source that emits light containing three primary color components, a light condensing unit that condenses light emitted by the light source, and an output light of the light condensing unit that outputs three primary colors of red, green, and blue. A spatial light modulator that spatially modulates light to form an optical image and is illuminated by each output light from the color separator, and an optical image of the spatial light modulator. And a first, second, and third light guide means, wherein the spatial light modulation element two-dimensionally modulates pixels that modulate red, green, and blue light in accordance with a predetermined rule. A pixel structure in which the first light guide means is arranged between a red light emitting surface of the color separation means and a pixel of the spatial light modulator which modulates red light; Second light guide means is arranged between the green light exit surface of the separation means and the pixel for modulating green light of the spatial light modulator. Projection display apparatus characterized by disposing the third light guide means between the pixels for modulating the blue light of the spatial light modulator and the light emitting surface of the blue of the color separation means.
【請求項26】 3原色の色成分を含む光を放射する光
源と、 前記光源の放射する光を集光する集光手段と、 前記集光手段により集光された偏光方向がランダムな光
をS偏光とP偏光の2つの直線偏光に分離すると共に前
記2つの直線偏光を略同一方向に出射せしめる偏光分離
手段と、 前記S偏光とP偏光のうち少なくともいずれかの光路中
に配置され各々の偏光方向を略同一にせしめる偏光面回
転手段と、 前記偏光分離手段の出力光を赤、緑、青の3原色の光に
分離する色分離手段と、 空間的に光を変調して光学像が形成され前記色分離手段
からの各出力光により照明される空間光変調素子と、 前記空間光変調素子の光学像を投影する投写手段と、 第1、第2及び第3の導光手段とを備え、 前記空間光変調素子は赤、緑、青の光を各々変調する画
素を所定の規則に従って二次元状に配列してなる画素構
造を有し、 前記色分離手段の赤の光出射面と前記空間光変調素子の
赤の光を変調する画素との間に第1の導光手段を配置
し、 前記色分離手段の緑の光出射面と前記空間光変調素子の
緑の光を変調する画素との間に第2の導光手段を配置
し、 前記色分離手段の青の光出射面と前記空間光変調素子の
青の光を変調する画素との間に第3の導光手段を配置す
ることを特徴とする投写型表示装置。
26. A light source that emits light containing three primary color components, a light condensing means for condensing light emitted by the light source, and a light whose polarization direction condensed by the light condensing means is random. Polarization separating means for separating into two linearly polarized lights of S-polarized light and P-polarized light and emitting the two linearly polarized lights in substantially the same direction; and being arranged in at least one of the optical paths of the S-polarized light and the P-polarized light. A polarization plane rotating means for making the polarization directions substantially the same, a color separation means for separating the output light of the polarization separation means into light of three primary colors of red, green, and blue; and an optical image formed by spatially modulating light. A spatial light modulation element formed and illuminated by each output light from the color separation means; a projection means for projecting an optical image of the spatial light modulation element; and first, second, and third light guide means. And the spatial light modulators emit red, green, and blue light, respectively. Has a pixel structure in which pixels to be adjusted are two-dimensionally arranged in accordance with a predetermined rule, between the red light emission surface of the color separation means and the pixel of the spatial light modulator that modulates red light. A first light guide unit; a second light guide unit between a green light emitting surface of the color separation unit and a pixel of the spatial light modulator that modulates green light; 3. A projection display device comprising a third light guiding means disposed between a blue light emitting surface of a separating means and a pixel of the spatial light modulator which modulates blue light.
【請求項27】 色分離手段は第1及び第2の誘電体
多層膜ミラーと平面ミラーの各々を略平行に配置して構
成し、 前記第1の誘電体多層膜ミラーで反射される第1の色の
光は前記平面ミラーを介して第1の空間光変調素子に導
き、 前記第1の誘電体多層膜ミラーを透過し前記第2の誘電
体多層膜ミラーで反射される第2の色の光は第2の空間
光変調素子に導き、 前記第2の誘電体多層膜ミラーを透過する第3の色の光
は導光手段を介して第3の空間光変調素子に導き、 前記光源から前記第1及び第2の空間光変調素子に至る
光路長が略等しいことを特徴とする請求項25または請
求項26記載の投写型表示装置。
27. A color separating means comprising first and second dielectric multilayer mirrors and a plane mirror arranged substantially parallel to each other, and a first mirror reflected by the first dielectric multilayer mirror. Is guided to the first spatial light modulator via the plane mirror, and the second color reflected by the second dielectric multilayer mirror is transmitted through the first dielectric multilayer mirror. The light of the third color is guided to a second spatial light modulator, the light of the third color transmitted through the second dielectric multilayer mirror is guided to a third spatial light modulator via a light guide, 27. The projection display apparatus according to claim 25, wherein the optical path lengths from the first to the first and second spatial light modulators are substantially equal.
【請求項28】 色分離手段は第1及び第2の誘電体多
層膜ミラーをX字状に交差して構成し、 前記第1の誘電体多層膜ミラーで反射され前記第2の誘
電体多層膜ミラーを透過する第1の色の光は第1の導光
手段を介して第1の空間光変調素子に導き、 前記第1及び第2の誘電体多層膜ミラーを透過して直進
する第2の色の光は第2の空間光変調素子に導き、 前記第2の誘電体多層膜ミラーで反射され前記第1の誘
電体多層膜ミラーを透過する第3の色の光は第2の導光
手段を介して第3の空間光変調素子に導くことを特徴と
する請求項25または請求項26記載の投写型表示装
置。
28. A color separating means comprising first and second dielectric multilayer mirrors intersecting in an X-shape, wherein said second dielectric multilayer mirror is reflected by said first dielectric multilayer mirror. The light of the first color transmitted through the film mirror is guided to the first spatial light modulation element via the first light guide means, and transmitted through the first and second dielectric multilayer mirrors to travel straight. The light of the second color is guided to the second spatial light modulator, and the light of the third color that is reflected by the second dielectric multilayer mirror and transmitted through the first dielectric multilayer mirror is the second spatial light modulator. 27. The projection type display device according to claim 25, wherein the light is guided to a third spatial light modulator via a light guide.
【請求項29】 色合成手段は4つの直角プリズムを接
合して構成するダイクロイックプリズムであることを特
徴とする請求項25または請求項26記載の投写型表示
装置。
29. The projection display device according to claim 25, wherein the color synthesizing means is a dichroic prism formed by joining four right-angle prisms.
【請求項30】 導光手段は断面が円形状の光ファイバ
を複数本束ねて構成することを特徴とする請求項25ま
たは請求項26記載の投写型表示装置。
30. The projection display device according to claim 25, wherein the light guide means is formed by bundling a plurality of optical fibers having a circular cross section.
【請求項31】 光ファイバは入射端と出射端の径が異
なるテーパファイバであることを特徴とする請求項30
記載の投写型表示装置。
31. The optical fiber according to claim 30, wherein the optical fiber is a tapered fiber having different diameters at an input end and an output end.
The projection type display device according to the above.
【請求項32】 光ファイバの入射側に前記光ファイバ
と同数のマイクロレンズを二次元状に配列してなるマイ
クロレンズアレイを配置することを特徴とする請求項3
0記載の投写型表示装置。
32. A microlens array comprising the same number of microlenses as the optical fibers arranged two-dimensionally on the incident side of the optical fibers.
0. The projection display apparatus according to item 0.
【請求項33】 赤、緑、青の光を変調する各画素と各
色の光を導光する光ファイバとがそれぞれ同数で対をな
すことを特徴とする請求項30記載の投写型表示装置。
33. The projection display apparatus according to claim 30, wherein each pixel for modulating red, green, and blue light and each optical fiber for guiding light of each color form an equal number of pairs.
【請求項34】 画素構造はストライプ形状をなすと共
に赤、緑、青の光を変調する各画素と各色の光を導光す
る光ファイバとが1対2で対をなすことを特徴とする請
求項30記載の投写型表示装置。
34. A pixel structure, wherein each pixel for modulating red, green, and blue light and an optical fiber for guiding light of each color make a one-to-two pair with each other in a stripe shape. Item 30. The projection display device according to Item 30.
【請求項35】 光ファイバは出射側端面が集光作用を
有する先球ファイバであることを特徴とする請求項33
または請求項34記載の記載の投写型表示装置。
35. The optical fiber according to claim 33, wherein the end face on the emission side is a spherical fiber having a condensing function.
35. A projection display device according to claim 34.
【請求項36】 偏光分離手段は偏光ビームスプリッタ
と直角プリズムから構成されることを特徴とする請求項
26記載の投写型表示装置。
36. The projection display device according to claim 26, wherein the polarization separating means comprises a polarization beam splitter and a right-angle prism.
【請求項37】 偏光面回転手段はフィルム状の1/2
波長板であることを特徴とする請求項26記載の投写型
表示装置。
37. A polarizing plane rotating means comprising a film half
The projection display device according to claim 26, wherein the projection display device is a wave plate.
【請求項38】 導光手段は入射光の偏光方向を保持し
て出射せしめる偏光保持光ファイバを複数本束ねて構成
する光ファイバ束であることを特徴とする請求項26記
載の投写型表示装置。
38. The projection display apparatus according to claim 26, wherein the light guide means is an optical fiber bundle formed by bundling a plurality of polarization maintaining optical fibers for maintaining the polarization direction of the incident light and emitting the same. .
【請求項39】 3原色の色成分を含む光を放射する光
源からの出力光を赤、緑、青の3原色の光に分離する色
分離手段と、 この色分離手段からの各出力光によりそれぞれ照明され
る第1、第2及び第3の光学処理手段と、 前記色分離手段からの各出力光をそれぞれ前記光学処理
手段に導く第1、第2及び第3の光路と、 この光路のうち少なくとも光路長がより長い光路中に配
置された導光手段と、を具備し、 前記各光学処理手段に入力されるすべての出力光の光損
失が略同一となるようにしたことを特徴とする光学装
置。
39. Color separation means for separating output light from a light source which emits light containing color components of three primary colors into light of three primary colors of red, green and blue, and each output light from the color separation means. First, second, and third optical processing means respectively illuminated; first, second, and third optical paths for guiding each output light from the color separation means to the optical processing means; Light guiding means disposed in a light path having a longer optical path length, wherein the optical loss of all output lights input to each of the optical processing means is substantially the same. Optical device.
【請求項40】 導光手段を断面が円形状の光ファイバ
で構成し、 この光ファイバの入光側端面側にマイクロレンズを配置
し、 このマイクロレンズの焦点を光ファイバの入光側端面近
傍に位置させたことを特徴とする請求項39記載の光学
装置。
40. A light guide means comprising an optical fiber having a circular cross section, a microlens disposed on a light incident side end face side of the optical fiber, and a focal point of the microlens near the light incident side end face of the optical fiber. 40. The optical device according to claim 39, wherein:
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